[發明專利]一種復合型混凝土水化溫升抑制劑

有效

• 申請號: 201910076930.8
• 申請日: 2019-01-27
• 公開（公告）號: CN111484264B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 李化建;孫德易;黃法禮;易忠來;王振;謝永江
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司
• 主分類號: C04B24/08
• 分類號: C04B24/08;C04B28/04
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本發明公開了一種復合型混凝土水化溫升抑制劑，其特征在于其原材料組分及各組分占原材料總量的質量百分比分別為：載體：水化抑制組分：相變組分=（40~90%）：（10~30%）：（10~30%）。本發明充分發揮了載體的早強效應、水化抑制組分的化學吸熱效應以及吸附效應以及相變組分的物理吸熱效應，三組分疊加不僅能夠大幅度降低水泥水化放熱速率峰值、延緩放熱峰出現時間，還能一定程度上吸收水泥水化放出的熱量，有效抑制混凝土早期水化溫升產生的溫度裂縫，且不影響混凝土抗壓強度，是一種綠色、高效、經濟、制備工藝簡單的復合型水化溫升抑制劑，適用于夏季施工大體積混凝土的配制和施工。

技術領域

本發明屬于建筑材料混凝土外加劑應用領域，具體涉及一種復合型混凝土水化溫升抑制劑。

背景技術

水泥水化會放出大量的熱，而混凝土本身是是熱的不良導體，絕大部分水化熱在短時間內不能及時散發到周圍環境中，導致大體積混凝土具有很高的溫度梯度和溫度應力，當混凝土結構中產生的溫度應力高于混凝土的極限抗拉強度時，便會產生表面裂縫、深層裂縫甚至貫穿裂縫，嚴重影響混凝土的力學性能和耐久性能。

為減小混凝土內外溫差，降低溫度致裂的風險，通常采用的混凝土內部水化溫升控制措施有：（1）通過優化混凝配合比、摻加礦物摻和料等措施降低水泥用量，從而降低混凝土的絕熱溫升；（2）通過水冷或風冷骨料等措施降低混凝土內部溫度；（3）預埋冷卻試管，通過冷卻水管中的水與混凝土之間的熱交換降低混凝土內部溫度。在混凝土配合比優化設計、摻加礦物摻和料方面，高桂波研究了混凝土配合比參數和礦物摻和料對混凝土熱膨脹系數的影響，指出在這些參數的可調范圍內，混凝土熱膨脹系數的調控幅度均低于10%，即優化配合比及摻加礦物摻和料等措施的效果并不顯著，只能作為降低混凝土內部溫升的輔助措施。冷卻骨料技術興起于上世紀五十年代，國內自上世紀七十年代以來預冷骨料技術取得了長足進步，我國三峽工程中就曾采用該項技術控制混凝土溫度。盡管冷卻骨料能夠有效地將混凝土內部溫度變化控制在一定范圍內，但是需要額外安裝制冷設備且冷卻骨料的能量利用率很低。自1931年在美國胡佛壩建設過程中首次采用埋設冷卻水管降低混凝土內部溫升以來，這一方法成為控制混凝土水化溫升的主要措施之一，在世界范圍內得到了廣泛應用。但是在水管冷卻過程中，貼近管壁部位的混凝土溫度梯度很大，會引起較大的拉應力，特別是在大體積混凝土后期冷卻過程中，容易導致在脫離基礎約束的結構中上部出現貫穿裂縫。朱伯芳院士提出采用小溫差、早冷卻、加大冷卻管道布置密度的方法來解決這一問題，但是又會帶來循環能耗和冷卻管材損耗增大的問題。摻加混凝土水化溫升抑制劑是最為簡單有效的方法之一，摻加水化溫升抑制劑不僅減少了冷卻骨料、預埋冷卻水管的成本，且相比于優化混凝土配比能更為有效的減少水泥水化放熱，降低混凝土內外溫差。

申請號為EP1233008A1的專利，公開了一種含有糊精的水化溫升抑制劑，采用市售糊精用于抑制水化熱，公開結果顯示其僅能使得混凝土溫升降低1℃，不能滿足夏季大體積混凝土的施工要求。申請號為CN1108226A的中國專利，公開了一種降低混凝土水化熱的外加劑，該外加劑主要含有鐵、鈣和鋯的氯化物及芳香族烷烴磺酸鈉表面活性劑，能降低水泥水化熱達30%左右，但該產品成分含較多氯離子，影響混凝土后期耐久性。申請號為CN1810703A的中國專利，公開了一種混凝土水化熱降低劑的配制方法，該方法通過選用羥基羧酸—淀粉等共聚物在一定溫度下進行水解反應制得，其降溫效果明顯，能降低混凝土溫峰10℃以上，但其制備工藝復雜，涉及固液分離及干燥過程，且混凝土3d、7d強度有明顯降低。申請號為CN104592403A的中國專利，公開了一種水化熱調控劑，其制備方法是在氧化還原引發劑存在下，于微波輻射條件下，由糊精、交聯劑聚合交聯反應制得。結果顯示該調控劑能較好地降低水化放熱峰值，但工藝制備過程涉及升溫、洗滌、濃縮、干燥和篩分等過程，制備工藝復雜，經濟性較差。

發明內容

針對目前所報道的水化溫升抑制劑所存在的各種不足：作用效果較差、影響混凝土早期強度及耐久性能、嚴重緩凝、制備工藝復雜等，本發明公開了一種制備工藝簡單 、高效、綠色，且不會對混凝土力學性能以及耐久性能產生影響的混凝土水化溫升抑制劑。