[發明專利]一種溫控型混凝土膨脹劑

在審

• 申請號: 202010731242.3
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111875283A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 辜振睿;王海龍;楊澤波;王德民;方博;紀憲坤
• 申請（專利權）人: 武漢三源特種建材有限責任公司
• 主分類號: C04B24/38
• 分類號: C04B24/38;C04B22/14;C04B22/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 徐瑛

本發明公開一種溫控型混凝土膨脹劑，包括膨脹密實組分和溫控組分；膨脹密實組分由水化調控型氧化鈣?硫鋁酸鈣膨脹熟料、石膏、硅灰組成；所述的水化調控型氧化鈣?硫鋁酸鈣膨脹熟料的生料由石灰石、石膏、鐵渣、礬土，以及非金屬氧化物或非金屬氧化物和金屬氧化物的復合物組成；溫控組分包括抑制組分和調節組分，兩者協同作用調節水泥凈漿、混凝土的內部水化熱、溫峰和溫峰出現的時間。本發明提供的膨脹劑，不僅在常溫下，還能在40～60℃下對膨脹反應速率進行合理調控，降低、延緩水泥基材料的水化反應速率，降低混凝土構筑物因溫度應力過大的開裂現象。

技術領域

本發明屬于混凝土外加劑領域，特別是溫控型混凝土膨脹劑。

背景技術

混凝土工程中，特別是大體積、高標號混凝土中，水泥基材料早期水化產生的大量水化熱，混凝土內部溫度急劇升高?；炷烈话阍?～2天內能達到溫峰，民建工程中常用標號小于C40、最小斷面尺寸小于1.0m的混凝土構筑物，其混凝土中心部位溫峰普遍都在40～60℃；而高標號、大體積混凝土或夏季施工時甚至可達60～70℃。

適宜的混凝土施工的環境溫度通常在5～30℃，然而某些地區的晝夜溫差可達20℃以上。當混凝土的內外溫差過大時，在溫降階段會產生較大的溫度收縮應力，導致混凝土出現開裂，嚴重影響混凝土的結構安全。基于上述原因，同時從降低混凝土內外溫差和補償混凝土構筑物的收縮兩方面解決此問題是目前本領域的常用技術手段。

膨脹劑是一種常見的水泥基材料的外加劑，常被用于配制補償收縮混凝土。當前膨脹劑的膨脹源主要有兩大類，其一是硫鋁酸鈣類、氧化鈣類、硫鋁酸鈣-氧化鈣類，其二是氧化鎂類；此外，還有硫鋁酸鈣類、氧化鈣類、硫鋁酸鈣-氧化鈣類與氧化鎂類進行復配的試驗嘗試。這些膨脹劑的缺陷在于：鈣質膨脹劑在20℃條件下雖然膨脹能較大，但是反應速率較快，40～60℃條件下反應速率過快；鎂質膨脹劑雖然解決了40～60℃條件下反應速率過快的問題，但其膨脹量較鈣質膨脹劑較小，且摻入后混凝土粘度變大，會增加混凝土中減水劑用量。

在混凝土膨脹劑領域，中國授權專利CN104692693B提供了一種改性氧化鈣類膨脹熟料，是由氧化鈣類膨脹熟料與磷酸鈣混磨改性后而成，制備的改性氧化鈣類膨脹熟料反應速率較改性前減慢，但試驗均在20℃養護條件下進行，并未提及其在40～60℃的相對較高溫條件養護下的試驗數據，且此種液相條件下的混磨工藝在工業上放大成本較高且難以實施。

中國授權專利CN103496867B提供了了一種硫鋁酸鈣或硫鋁酸鈣-氧化鈣類混凝土膨脹劑，其限制膨脹率試驗在20℃條件下進行，同樣缺少40～60℃的相對較高溫條件養護下的試驗數據，根據其20℃條件的反應速率可推測其在40～60℃條件下的限制膨脹率反應速率的改善非常小。

中國專利申請CN109231866A提供了一種水化熱抑制型混凝土膨脹劑，其中水化熱抑制型膨脹熟料采用金屬氧化物，能一定程度降低熟料在20℃條件下限制膨脹率的反應速率，根據其20℃條件的反應速率，推測其在40～60℃條件下的限制膨脹率反應速率的改善非常小，而且金屬氧化物成本高，不易生產實施。

中國授權專利CN103342494A一種水化熱抑制型混凝土膨脹材料，其中膨脹劑部分全部采用鈣質膨脹劑，雖然關注到高溫養護條件，但沒有關注鈣質膨脹劑在40～60℃條件下不同齡期時的反應速率問題，此外其中復配的內養護劑雖然在水泥基材料體系內提供一定濕度，但其隨混凝土內部溫度的增加，其作用效果是否仍然相同沒有充分說明。

在涉及溫控材料方面，中國授權專利CN104592403A提供了一種水化熱調控劑，水化熱調控劑通過糊精、交聯劑聚合交聯而得，其實施例均在20～40℃條件下對比,而對混凝土工程中常見的40～60℃條件下如何降低、延遲溫峰沒有對應的實施例，也沒有測試其在水泥基材料中不同齡期的水化熱數據。