一種海工混凝土減縮型減水劑及其應用方法

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引言

混凝土減縮劑(Shrinkage Reducing Agent簡寫為SRA)是一種能顯著減小混凝土硬化過程中產生的干縮而對其他性能影響較小的非離子型表面活性劑,主要是基于毛細管張力造成混凝土及其他材料干燥收縮的理論而研制的。減縮劑可以明顯降低混凝土內部孔溶液的表面張力,降低水分散失引起的毛細孔收縮應力,從而降低混凝土的收縮值,防止混凝土的干燥收縮開裂。

1 背景技術

混凝土是當今世界上用途最廣、用量最大的一種土木工程材料。混凝土結構材料自身和使用環境的特點使得混凝土結構出現耐久性不足等問題,這給國家造成了巨大的經濟損失,由此引發的資源、能源和環境保護問題正愈顯突出。當今工程界普遍關注混凝土結構耐久性問題,它不僅關系到混凝土結構維護與再建成本的控制,而且與節能減排、環境保護和社會的可持續發展息息相關。

混凝土收縮是混凝上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,使混凝士容易發生碳化腐蝕、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上的耐久性,縮短了建筑物的使用壽命。加之近年來大力發展起來的高性能混凝士(HPC)及高強混凝上(HSCPI其特點是用水量小,水泥用量大,而且摻入了具有反應活性的細摻料,因此早期膠凝材料的水化快,導致混凝土內部自由水迅速消耗,在內部結構密實的同時產生了自干燥作用引起其宏觀體積減小收縮,這進一步增大了混凝上內部的應力,使混凝土開裂的趨勢進步加劇。一旦土木工程和建筑物結構的耐久性降低時,就會存在嚴重的安全問題并且增加維修成本,有時嚴重到業主不得不要求工程停工,延誤工期,使施工單位技術人員傷透腦筋。

2 具體實施方式

下面通過實施例對本發明的技術方案作進一步詳細的說明,實施例僅用于解釋本發明,并不是對本發明的限制。

2.1 實施例1 一種海工混凝土減縮型減水劑,其制備方法包括如下步驟：(1)取360質量份(0.15mol)的平均分子量為2400的改性聚醚TPEG與280質量份的水于反應器中混合,控制溫度為20℃下攪拌,直至完全溶解,其中改性聚醚TPEG的濃度為56%。(2)向步驟(1)中得到的溶液中加入36質量份H2O2,攪拌反應10min。(3)向步驟(2)中得到的溶液中分別加入10.8質量份的抗壞血酸與18質量份的巰基丙酸的混合水溶液(其中,水為54質量份),滴加時間為3h；再加入21質量份(0.3mol)的丙烯酸水溶液(其中,水為80質量份),滴加時間為2.5h,在40℃下繼續保溫反應1h。然后加入150質量份水,降溫至30℃。(4)向步驟(3)中得到的反應物中加入36質量份的碳酸鈉和碳酸氫鈉混合溶液(其中,碳酸鈉和碳酸氫鈉的摩爾比為5：1)調節p H值至7左右,即得。該海工混凝土減縮型減水劑的應用方法為：混凝土中該減水劑摻入量為膠凝材料重量的1%。

2.2 實施例2 一種海工混凝土減縮型減水劑,其制備方法包括如下步驟：(1)取240質量份(0.1mol)的平均分子量為2400的烯丙基聚氧乙烯醚HPEG與103質量份的水于反應器中混合,控制溫度為13℃下攪拌,直至完全溶解,其中烯丙基聚氧乙烯醚HPEG的濃度為70%。(2)向步驟(1)中得到的溶液中加入36質量份H2O2,攪拌反應15min。(3)向步驟(2)中得到的溶液中分別加入4.8質量份的抗壞血酸與24質量份的巰基乙酸的混合水溶液(其中,水為42質量份),滴加時間為3.5h；再加入62質量份(0.55mol)的丙烯酸羥乙酯水溶液(其中,水為102質量份),滴加時間為3h,在40℃下繼續保溫反應1h。然后加入150質量份水,降溫至30℃。(4)向步驟(3)中得到的反應物中加入36質量份的碳酸鈉和碳酸氫鈉混合溶液(其中,碳酸鈉和碳酸氫鈉的摩爾比為10：1)調節p H值至7左右,即得。該海工混凝土減縮型減水劑的應用方法為：混凝土中該減水劑摻入量為膠凝材料重量的0.6%

2.3 實施例3 一種海工混凝土減縮型減水劑,其制備方法包括如下步驟：(1)取240質量份(0.1mol)的平均分子量為2400的改性聚醚TPEG與103質量份的水于反應器中混合,控制溫度為20℃下攪拌,直至完全溶解,其中改性聚醚TPEG的濃度為70%。(2)向步驟(1)中得到的溶液中加入25質量份H2O2與過硫酸銨的混合物,攪拌反應12min。(3)向步驟(2)中得到的溶液中分別加入12質量份的抗壞血酸與40質量份的疏基乙酸及巰基丙酸的混合水溶液(其中,水為64質量份),滴加時間為3h；再加入19.4質量份(0.2mol)的甲基丙烯酸甲酯水溶液(其中,水為55質量份),滴加時間為3h,在40℃下繼續保溫反應1h。然后加入120質量份水,降溫至30℃。(4)向步驟(3)中得到的反應物中加入36質量份的磷酸三鈉和磷酸氫二鈉混合溶液(其中,磷酸三鈉和磷酸氫二鈉的摩爾比為10：1)調節p H值至7左右,即得。該海工混凝土減縮型減水劑的應用方法為：混凝土中該減水劑摻入量為膠凝材料重量的0.8%。

2.4 對比例1 (1)取240質量份(0.1mol)的平均分子量為2400的改性聚醚TPEG與103質量份的水于反應器中混合,控制溫度為20℃下攪拌,直至完全溶解,其中改性聚醚TPEG的濃度為70%。(2)向步驟(1)中得到的溶液中加入25質量份H2O2,攪拌反應12min。(3)向步驟(2)中得到的溶液中分別加入12質量份的抗壞血酸與40質量份的疏基乙酸的混合水溶液(其中,水為64質量份),滴加時間為3h；再加入16.7質量份(0.2mol)的甲基丙烯酸水溶液(其中,水為50質量份),滴加時間為2.5h,在40℃下繼續保溫反應1h。然后加入120質量份水,降溫至30℃。(4)向步驟(3)中得到的反應物中加入30質量份的30%的氫氧化鈉溶液調節p H值至7左右,即得。該混凝土減縮型減水劑的應用方法為：混凝土中該減水劑摻入量為膠凝材料重量的1%。對上述實施例所得減水劑進行表面張力性能測試以及所得混凝土收縮率比和抗侵蝕系數性能測試如下：其中,抗侵蝕系數測試為：所得混凝土試塊在5%硫酸鈉侵蝕性溶液中養護6個月后的抗壓強度與純水中養護6個月后的抗折強度之比。

表1 各實施例產品性能測試結果

結語

以上實施例只是用于幫助理解本申請的方法及其核心思想,不能理解為對本發明的限制。本領域的技術人員可以依據本申請的思想,對說明書中的實施例進行變化、修改、替換和變型。