[發明專利]一種礦物基混凝土增密劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310340661.4
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN103396029A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 何真;陳衛紅;楊華山;蔡新華;李洋
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C04B24/20
• 分類號: C04B24/20
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

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技術領域

本發明屬于混凝土外加劑技術領域，具體涉及一種礦物基混凝土增密劑及其制備方法。

背景技術

混凝土是一種各相異構非勻質多孔性材料，其特殊的孔結構分布（孔徑范圍攘括納米級孔至微米級孔）決定了其特殊的傳質能力，即使在無外界壓力情況下，仍可通過毛細管張力與外界流體發生遷移、滲透交換。而混凝土耐久性的各種破壞過程（凍融、碳化、化學侵蝕等）幾乎都與流體（氣或者液相）在混凝土中的運移能力密切相關，損傷劣化經由材料層面會逐漸向結構層面發展，如果不加以控制，會造成其服役性能的降低，乃至結構的失效。隨著現代混凝土概念的提出及混凝土技術越來越多的在惡劣環境（高寒、高侵蝕離子濃度、高水頭等）中的應用，混凝土工程耐久性已成為國際工程界關注的重大課題。基于混凝土劣化機制的研究，混凝土的微結構（水化產物組成、孔結構和界面）影響著外界氣體、液體滲透擴散的每個階段。因此，控制混凝土的微結構對提升混凝土耐久性和延長建筑物服役壽命有著重要意義。

目前改善混凝土微結構的措施較多，主要措施基本為礦物摻合料改性、膨脹劑改性及防水劑改性。常用礦物摻合料中粉煤灰和礦渣普遍存在摻量較大，并影響混凝土早期強度發展，硅粉嚴重影響混凝土的流變特性，并一定程度上增大了混凝土的開裂幾率。膨脹劑種類較多，包括硫鋁酸鈣類膨脹劑、MgO類膨脹劑、石灰系膨脹劑、鐵粉系列膨脹劑、復合膨脹劑等主要通過自身膨脹堵塞孔結構達到自密實效果，但多數存在膨脹歷程和膨脹量難以控制，在非約束區運用易導致結構變形甚至破壞。目前國內混凝土防水劑的品種已有數十種，包括無機質型（氯鹽、鋁鹽、硫酸鹽類）、有機質型（高分子物質、憎水性表面防水劑和成膜類聚合物乳液及水溶性樹酯），無機物類產品多為氯化物類，存在使鋼筋銹蝕、收縮率大等問題，有機物防水效果較好但價錢昂貴且摻入量較大時降低鋼筋混凝土強度等缺陷，合成過程中極易帶入堿和有毒化學試劑，且多數施工基于噴涂技術，防水能力受限于材料本身的滲透性能和混凝土表面特性。

發明內容

本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種礦物基混凝土增密劑。本發明的礦物基混凝土增密劑在不影響混凝土變形性能和力學性能基礎上，通過影響水泥水化、密實堆聚以及原位增強等作用機制調控混凝土微結構，達到提高混凝土耐久性（凍融、碳化、化學侵蝕、沖磨等）功能。

本發明的另一目的在于提供上述礦物基混凝土增密劑的制備方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種礦物基混凝土增密劑，包含如下按質量百分比計的組分：礦物活性組分65～75%，表面活性劑物質3～5%，納米晶種20～30%，分散穩定劑1～2%。

所述的礦物活性組分為礦渣或粉煤灰中的一種或幾種，所述的礦渣或粉煤灰的比表面積S≥750m²/kg。

所述的表面活性劑物質為烷基聚氧乙烯醚羧酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基磺酸鈉中的一種。

所述的納米晶種為納米級SiO₂或Al₂O₃中的一種，所述的納米級SiO₂或Al₂O₃的比表面積S≥500m²/g。

所述的分散穩定劑優選為硬脂酸鎂、硬脂酸鈣或單硬脂酸甘油酯中的一種。

所述的礦物基混凝土增密劑的摻量優選為混凝土中膠凝材料質量的0.8～1.5%。

所述的礦物基混凝土增密劑的添加方式可以溶于水后加入，或直接以粉劑加入，但攪拌時間較未摻增密劑時延長20～30秒。

上述礦物基混凝土增密劑的制備方法，包括如下步驟：將所述質量百分比的表面活性劑物質、納米晶種和分散穩定劑預先均化20～30min，然后在上述預混物料中加入所述質量百分比的礦物活性組分均化20～30min，得到礦物基混凝土增密劑。