[發明專利]表面張力調整減縮型聚羧酸減水劑在制備高性能混凝土中的用途

有效

• 申請號: 201610742467.2
• 申請日: 2016-08-27
• 公開（公告）號: CN106380132B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 張小富;趙利華;白淑英
• 申請（專利權）人: 廣東紅墻新材料股份有限公司
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F220/06;C08F220/18;C08F228/02;C04B28/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 郝傳鑫,宋靜娜

技術領域

本發明涉及一種減水劑的用途，具體涉及一種表面張力調整減縮型聚羧酸減水劑在制備高性能混凝土中的用途。

背景技術

高性能混凝土(High performance concrete，簡稱HPC)是以耐久性作為基本要求的混凝土，發展高性能混凝土有利于改善建筑物的使用功能，延長建筑物的使用壽命，進而保護生態環境，促進經濟社會的可持續發展。高性能混凝土是一種新型高性能混凝土，是指采用常規材料和生產工藝，通過摻加外加劑和摻和料配制而成的具有高工作性、高強度、高耐久性的綜合性能優良的混凝土，自其產生以來得到了迅速的發展。但HPC在應用過程中，也出現了一些問題，其中以收縮開裂問題尤為突出，HPC的收縮開裂會影響其耐久性和使用壽命，據統計，混凝土結構開裂有80％是因變形而引起的，而混凝土的變形主要表現為收縮，HPC的推廣應用必須解決其早期開裂的問題。

HPC的微觀結構有如下特點：

1.孔隙率低，基本上不才在大于100μm的大孔；

2.水化物中Ca(OH)2減少，C-S-H和鈣礬石增多，

3.未水化凝膠材料顆粒較多，各中心質間距縮短，有利的中心質效應增多，中心質網絡骨架強化；

4.界面過渡層厚度小，水化物結晶顆粒尺寸減小，更接近于水泥石本體水化物的分布；

HPC的微觀結構特點決定了其與普通混凝土的變形特征不同，隨之帶來了早期體積穩定性差，容易開裂等問題。

HPC的微觀結構特點決定了其與普通混凝土的變形特征不同，隨之帶來了早期體積穩定性差，容易開裂等問題。

混凝土的早期收縮包括塑性收縮、化學收縮、干燥收縮、溫度收縮、碳化收縮、自收縮。與普通混凝土相比，HPC具有水膠比較低、水泥用量較大、砂率較高等特點，其塑性收縮和自收縮最為突出。

干燥收縮簡稱干縮，是指混凝土停止養護后，在不飽和的空氣中，失去內部毛細孔的吸附水而發生的不可逆收縮，隨著環境中相對濕度的降低，水泥漿體的干縮增大，干燥收縮過程中產生不均勻的收縮變形，導致混凝土內部產生應力，當其超過混凝土的抗拉強度時，便產生裂縫。

混凝土澆筑成型后，隨著膠凝材料的水化，在和外界沒有水分交換的情況下，混凝土內部相對濕度較降低，使得毛細孔因水分被吸收而變得不飽和，產生了混凝土內部的自干燥，毛細孔周圍的水泥石結構承受自真空作用而產生真空向內拉緊力，由此引起的宏觀體積減少即為混凝土的自收縮。水灰比高時，自收縮不是混凝土收縮的主要方面，隨著混凝土水灰比的降低，自收縮在混凝土收縮中比例增大，HPC的水灰比很低，水泥水化的自由水分少，早期強度發展快，自由水消耗較多。

HPC的原材料與配合比，決定了它的早期水化速度快，自干燥程度高，自收縮大等特點，因此PHC的自收縮比普通混凝土大得多。

自收縮的根源是水泥凝結硬化后的繼續水化。

聚羧酸減水劑近年來得到了廣泛的研究和關注，聚羧酸減水劑分子結構具有良好的分子設計性，可以呈現多種變化，從而能夠表現出不同的性能，適應不同建筑工程對混凝土多種性能的要求，聚羧酸減水劑的功能化已成為一種趨勢，開發減縮型減水劑解決高性能混凝土收縮開裂的問題，成為HPC推廣應用的關鍵點。

混凝土的開裂是混凝土應用的一大技術難題，摻減縮劑，減少混凝土收縮，是其中解決方案之一，用減縮劑控制并減少混凝土的干縮、早期的塑性收縮和自身體積收縮。1982年日本日產水泥公司和三洋化學公司率先研制出減縮劑，1985年，美國Goto等人取得了第一個減縮劑專利。

混凝土收縮是混凝土在澆筑及硬化后產生體積縮小的現象。如果收縮過大，所產生的收縮應力會使混凝土產生開裂，不但會降低結構強度，裂縫還為空氣和水進入混凝土提供一個通道，使混凝土容易發生碳化腐蝕、鋼筋銹蝕，在寒冷地區還會發生凍融循環，這些都大大降低了混凝土的耐久性，縮短了建筑物的使用壽命。因而，收縮開裂是困擾混凝土工程的一個難題。

通常解決混凝土收縮問題的途徑是摻入膨脹劑，主要的原理是通過膨脹劑在混凝土中生成膨脹性的水化產物來補償收縮，減少了混凝土開裂的可能性。但是使用膨脹劑特別需要混凝土在早期有水的養護，條件苛刻，而且本身存在嚴重的水泥適應性和延遲鈣礬石生成等問題，另外，在調節其添加量上存在困難，如果摻量過少，達不到效果，如果摻量過大，過量的部分就可能由于膨脹而導致擴大裂紋，因而使用膨脹劑對最終的結果有一定的不確定性。

另外一種是摻纖維，但是摻加纖維只能是提高混凝土的抗裂能力，并不能減少混凝土的收縮，同時纖維價格高，存在與混凝土相容性問題。也大大限制了它的推廣。