[發明專利]一種保水耐鹽耐堿性混凝土內養護劑的制備方法

有效

• 申請號: 201110195132.0
• 申請日: 2011-07-11
• 公開（公告）號: CN102358773A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 劉榮進;陳平;唐玲;王英;歐俊;王丙壘;明陽;尚紀歌;郭一鋒;楊光耀;馬清清
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F220/56;C08F220/58;C08F228/02;C04B24/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種保水耐鹽耐堿性混凝土內養護劑的制備方法，屬混凝土外 加劑技術領域。

技術背景

高性能混凝土(簡稱HPC)具有高工作性、高體積穩定性、高耐久性和長期 保持優越力學性能的特點，廣泛應用于道路、橋梁和高層建筑等領域。HPC在水 化早期(初凝至7d)因內部缺水極易產生內部自干燥效應，形成自收縮。自收 縮過大一方面導致受內部約束混凝土產生大量微裂縫，另一方面導致受外部約 束混凝土的貫穿性開裂。因HPC密實度較高，傳統的覆膜、涂膜、灑水等外部 養護方法均對抑制自干燥不起作用。在攪拌過程中加入預吸水的內養護或自養 護材料進行早期(7d以前)內養護，是緩解采用低水膠比、高膠材摻量設計并 使用高摻量活性摻合料HPC自干燥、減小自收縮的重要發展方向。

常見內養護材料分兩類：一類是具有多孔結構輕集料或陶粒。它們利用毛 細作用吸收水分，輕集料或陶粒吸水能力較低，施工過程中易上浮，且使用后 降低混凝土的強度和彈性模量；另一類是高吸水樹脂(簡稱SAP)。SAP含有親 水基團和交聯結構，與水接觸時，高分子鏈上的電離基團電離，鏈上同離子之 間的靜電斥力而使高分子鏈伸展溶脹。由于電中性要求，反離子不能遷移到樹 脂外部，樹脂內外部溶液間的離子濃度差形成反滲透壓。水在反滲透壓作用下 進一步進入樹脂中，形成吸水率為自身質量的數百倍甚至上千倍的水凝膠。國 內外主要對丙烯酸類、丙烯酰胺類等體系的吸水能力開展研究。如 Siriwatwechakul采用自由基聚合制備了交聯聚丙烯酰胺SAP，其吸堿水率為 20～60g/g；葉華制備了聚丙烯酸鈉型、無機鹽交聯聚丙烯酸鈉和聚丙烯酸-丙烯 酰胺共聚型三種SAP，三種SAP吸鹽水率、吸水率分別為75～120g/g、35～45g/g， 發現SAP內養護后對水泥水化程度無明顯區別。中國發明專利 (CN200710053035.1)公開了一種以氫氧化鈉、丙烯酸為原料，經單體自聚、 有機-無機復合制備水溶性SAP混凝土內養護劑的方法。目前，此類SAP的吸鹽 水率、吸堿水率普遍為吸去離子水的1/10～1/5，耐鹽耐堿性差，內養護作用有 限。而混凝土拌合物及硬化后孔液均呈堿性。因此，對SAP而言更重要的是其 對堿水的吸收能力及釋水能力，但是已有文獻均鮮有報道。因而，研究保水耐 鹽耐堿性混凝土內養護劑并將其用于低水膠比、高膠材摻量、高活性摻合料摻 量的HPC具有積極意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種保水性好、吸鹽水率和吸堿水率高的混凝土內養 護劑的制備方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：利用溫度和Ce⁴⁺-S₂O₈^2-復合 引發作用使植物淀粉葡萄糖環上特定位置羥基發生斷裂形成初級淀粉自由基； 初級淀粉自由基與非離子型單體中的酰胺基團及陰離子型單體中的磺酸基團接 枝形成自由基單體；然后自由基單體在NMBA交聯作用下，經進一步鏈增長并彼 此交聯得到以淀粉分子為骨架結構、沿三維空間延伸的聚合物立體網絡結構接 枝共聚物。混凝土內養護劑可根據需要通過控制基團比例、交聯密度等制得不 同吸水倍率、不同密度、不同保水率的產品。

具體步驟為：

(1)稱取0.1～4g植物淀粉、0.1～4g層狀結構無機粉體、0.01～0.5g引發劑、 0.001～0.05g交聯劑，溶于100ml蒸餾水中，經充分攪拌后得到混合溶液；將混 合溶液加入四口燒瓶中置于50～80℃水浴鍋里并充分攪拌；

(2)稱取0.1～10g陰離子型單體和10～0.1g非離子型單體，陰離子型單體 和非離子型單體比例為1∶1～1∶9，將兩種單體混合，加入100ml蒸餾水，經充分 攪拌后得到單體溶液；

(3)在50～80℃下，將步驟(2)制得的單體溶液逐滴滴加到四口燒瓶中， 控制單體溶液滴加時間在0.5～1小時；進行步驟(1)制得的混合溶液和單體溶 液接枝共聚反應，反應時間為4～6小時，反應后得到凝膠狀接枝共聚物；

(4)將步驟(3)制得的接枝共聚物經過濾、洗滌，先后在140℃下恒溫烘 干2～4小時，在80℃下恒溫烘干20～22小時至完全干燥，然后粉碎至平均粒徑 75～150μm即得混凝土內養護劑；

所述植物淀粉為土豆淀粉、木薯淀粉和甘薯淀粉之中的一種；

所述層狀結構無機粉體為高嶺土和膨潤土中的一種；