[發明專利]沸石載體混凝土內養護劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011097532.3
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112225484B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 程書凱;李順凱;屠柳青;汪華文;駱晚玥
• 申請（專利權）人: 中交武漢港灣工程設計研究院有限公司
• 主分類號: C04B24/24
• 分類號: C04B24/24;C04B28/04;C08F220/06;C08F220/56;C08F222/38;C08F220/58;C08F222/14
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻

本發明公開了一種沸石載體混凝土內養護劑及其制備方法與應用，屬于混凝土技術領域。該內養護劑包括如下質量份的各原料組分：丙烯酸類化合物：4.5～10份，丙烯酰胺類化合物：50～100份，交聯劑：0.05～0.2份，引發劑：0.05～0.2份，去離子水：100～300份，多孔沸石：2.5～10份；其中，多孔沸石的粒徑為0～0.15mm，比表面積800m²/g，孔隙率為50～60％。利用多孔沸石作為外殼體，其吸附由上述原料組分制備的吸水高分子聚合物核溶液制得粒度適宜的具備核殼結構的顆粒物材料，該顆粒物材料與其他物料復配制備混凝土，由于顆粒物材料吸水溶脹可以占據混凝土內部一定空孔，吸水過程緩慢，同時釋水時效果也緩慢，在提升混凝土力學性能基礎上，還能有效抑制混凝土的早期收縮。

本發明涉及一種混凝土的外加劑，屬于混凝土技術領域，具體地涉及一種沸石載體混凝土內養護劑及其制備方法與應用。

背景技術

隨著現代混凝土技術逐漸向高強、高性能混凝土發現發展，混凝土由于水膠比降低和高膠材用量在水化過程和干燥過程中產生相當大的化學收縮和自收縮，高強、高性能混凝土面臨著早期收縮大、開裂敏感性高的問題。研究認為最可行有效的辦法就是從混凝土內部補償水化所需的水分，對混凝土進行養護，即內養護或自養護。混凝土的內養護是指在混凝土中加入吸水材料，它可以在混凝土內部起到內部蓄水池的作用，當混凝土內部相對濕度下降時能緩慢向四周釋放水分，補充其內部水分消耗，維持混凝土內部濕度從而減緩自干燥效應，這就可以解決高強、高性能混凝土的低水膠比造成收縮問題。

目前，常規內養護手段主要有兩類：一是采用多孔性輕集料和陶粒陶砂，但其吸水能力較差，在攪拌過程中輕集料容易上浮，內養護效果不佳；二是交聯聚丙烯酸類高吸水樹脂，因其含有大量磺酸基、羧基、酰胺基和羥基等強親水性基體，可以吸收自重百倍甚至上千倍的水分，作為內養護劑使用時可以在水泥水化過程中不斷釋放水分，保證水泥進一步水化，防止混凝土早期收縮開裂。但高吸水樹脂吸水倍率大且吸水速率快，極易影響混凝土工作性能和強度發展。此外，吸收樹脂對混凝土內部環境要求較高，若混凝土內部堿性環境不穩定，高吸水樹脂不能穩定釋放水分，導致混凝土水膠比變大從而造成混凝土工作性能不穩定。

中國發明專利申請(申請公布號：CN105542072A，申請公布日：2016-05-04)公開了一種適用于強堿環境的混凝土內養護劑及其制備方法，通過改變高吸水樹脂酰胺基和羧酸基比例來滿足耐堿性，并減少高吸水樹脂粒徑，從而降低吸水倍率，但并未公開其在混凝土堿性環境降低情況下作為內養護劑的使用效果。

中國發明專利申請(申請公布號：CN105330191A，申請公布日：2016-3-30)公開了一種核殼結構的聚丙烯酸吸水樹脂，該專利制得吸水樹脂雖能延緩了吸水速率，但殼體材料制備工藝復雜，經濟效果差，且并未公布該吸水樹脂對強度影響。

中國發明專利申請(申請公布號：CN109516714A，申請公布日：2019-03-26)公開了一種陶粒載體混凝土內養護劑及其制備方法，它的制備方法包括如下步驟：將丙烯酸溶液、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸、引發劑、交聯劑混合均勻配制反應溶液a；將醚化海藻酸鈉溶液、丙烯酰胺溶液、引發劑、交聯劑混合均勻配制反應溶液b；將陶粒依次浸泡于反應溶液a和反應溶液b中，并依次進行微波處理。本發明首次提出以陶粒為載體，在陶粒內外部進行吸水樹脂的聚合，同時采用孔內孔外兩步法，實現孔內外不同吸水速率聚合物的構建，制得的陶粒載體混凝土內養護劑可大幅度提高混凝土內部濕度，對混凝土的早期減縮效果顯著，同時本發明所述陶粒載體混凝土內養護劑，吸水釋水速率緩慢，有利于保障混凝土強度等使用性能，具有重要的應用和推廣價值。然而上述專利公開的內養護劑存在在混凝土中難以均勻分散，且材料來源復雜。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明公開了一種沸石載體混凝土內養護劑及其制備方法與應用，該養護劑摻雜在混凝土中在提升混凝土力學性能基礎上，還能有效抑制混凝土的早期收縮。