[發明專利]一種低引氣型鋼管混凝土外加劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201610380849.5
• 申請日: 2016-06-01
• 公開（公告）號: CN106045376B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 黃修林;卞周宏;黃紹龍;彭波;金帆;唐濤;羅宵
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C04B24/42
• 分類號: C04B24/42
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種低引氣型鋼管混凝土外加劑及其制備方法。

背景技術

近年來，我國混凝土的發展使得混凝土的各方面性能在不斷提高，并且對混凝土減水劑的依賴性越來越大。聚羧酸系高效減水劑是第三代高性能減水劑，具有減水率高、與水泥適應性強、保坍保塑性能優異等特點，可大幅度提高粉煤灰、硅灰、鋼渣粉、礦粉等礦物摻和料的用量，節約水泥，廣泛用于配制高強、超高強混凝土，特別適用于高速鐵路、橋梁、海港碼頭、水利工程等高強度、高耐久性、高水泥適應性的混凝土工程中。

但對于鋼管混凝土來說，混凝土含氣量和坍落度經時損失大一直是困擾正常施工的問題。首先，當新拌混凝土長時間長距離運輸后，應盡可能保持在初始的坍落度水平，以保證混凝土順利地運輸、泵送工作。坍落度損失過快會嚴重影響鋼管混凝土的施工質量，甚至導致鋼管混凝土泵送過程中堵管而引起施工事故。坍落度損失的主要原因在于，隨著水泥水化的進行，提供潤滑作用的水分不斷減少，同時減水劑被水泥顆粒和水化產物不斷吸附，使液相中減水劑的有效含量快速降低，體系的動電電位和分散作用下降。為減緩混凝土坍落度的損失，人們采取了后摻法、多次摻加法、復合緩凝劑等方法，但在工程實際中，由于操作的復雜性和攪拌設備的限制，適用性不強，并且復合緩凝劑與水泥相容的問題相反會發生坍落度損失過快和不正常凝結現象。其次，鋼管核心混凝土的含氣量對鋼管內壁與混凝土的粘結性能有很大影響。傳統的聚羧酸系減水劑由于主鏈和側鏈疏水基團的作用易導致新拌混凝土含氣量大且不穩定。若核心混凝土氣體量過大，在進行鋼管混凝土的泵送頂升施工過程中，這些氣體極易在泵送壓力和混凝土自身重力的作用下吸附于鋼管內壁并富集而形成一層氣體膜，抵消了核心混凝土的膨脹量，易造成鋼管壁與混凝土脫粘。

發明內容

針對上述鋼管混凝土在制備和實際施工中存在的坍落度損失過快和含氣量大且不穩定的問題，本發明提出了一種低引氣型鋼管混凝土外加劑，該外加劑的引氣作用顯著降低，保塑性能顯著提高，拌制的鋼管混凝土含氣量控制在1.0-2.5％范圍內，可有效解決坍落度損失過快和含氣量大且不穩定的問題，且涉及的制備方法簡單，適合推廣應用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種低引氣型鋼管混凝土外加劑，它由聚羧酸系減水組分、保塑組分、引氣劑、消泡劑、增粘劑和水經復配而成，其中聚羧酸系減水組分、保塑組分、引氣劑、消泡劑和增粘劑的質量比為100:(5-25):(0.002-0.005):(0.03-0.07):(0.01-0.10)；其余為水，將所得低引氣型鋼管混凝土外加劑稀釋至固含量為20-25％。

上述方案中，所述聚羧酸系減水組分的重均分子量在45000-75000的聚合物，其結構通式見式I：

式中，a和aˊ的取值范圍為22-36；b和bˊ的取值范圍為2-7；c和cˊ的取值范圍為15-45；d和dˊ的取值范圍為2-6；R和Rˊ為脂肪醇基，其C原子數量為12-16個；-[EO-PO]-為EO(環氧乙烷)/PO(環氧丙烷)無規共聚段。

上述方案中，所述聚羧酸系減水組分由馬來酸二丁二醇酯、甲基丙烯酸高級脂肪醇酯、交聯單體和EO/PO無規共聚醚丙烯酸酯單體按12:(1.2-2.4):(6-24):(1-2)的摩爾比經共聚而成。

上述方案中，所述EO/PO無規共聚醚丙烯酸酯單體分子量為1000-1500，其中質量比EO/PO＝0.6-1.5。

上述方案中，所述交聯單體為單縮1,2-丙二醇雙甲基丙烯酸酯、多縮1,2-丙二醇雙甲基丙烯酸酯中的一種，結構通式見式Ⅱ，分子量控制在200-400：

式中，m＝1-3。