[发明专利]一种抑制混凝土碱骨料反应的专用外加剂

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种混凝土外加剂，具体地，涉及一种抑制混凝土碱骨料反应的专用外加剂。

背景技术

耐久性是混凝土的重要性能指标，关系到混凝土工程的使用寿命和使用安全。碱—骨料反应起因于混凝土中的砂、石骨料与系统中的碱发生破坏性的膨胀反应，导致混凝土结构的开裂失效。而且，由于该反应破坏持续时间长，具有不可修复性，因而国际上许多科学家称之为混凝土的“癌症”。自上世纪40年代被发现该破坏因素以来，已造成大量工程破坏，损失巨大。我国80年代至90年代初的一系列工程，由于碱—骨料反应的破坏，也造成了严重损失，如北京、天津、西安临潼、新疆塔城、辽宁锦西、山西太原、河南平顶山、山东潍坊等地的混凝土工程，危害涉及的工程包括桥梁、轨枕、机场跑道、电杆以及一些工业与民用建筑。

由此可见，碱—骨料反应已成为危害我国混凝土工程耐久性的一个主要原因，必须引起高度重视。我们应当充分认识了解碱—骨料反应，研究预防或抑制碱—骨料反应的措施，并制定相应的技术规程，防止新建混凝土工程发生碱—骨料反应的破坏。

目前预防碱—骨料反应的措施主要有：①使用非活性骨料、②控制水泥或混凝土碱含量和③使用化学外加剂或矿物外加剂。现在来做一下简要分析：我国地区条件复杂，活性骨料分布广泛；我国不少地区，特别是北方地区水泥碱含量一直很高，工程中做不到根据工程重要性、骨料等原材料状况而分类使用水泥，所以前两种措施因价格、资源储量、使用环境、混凝土高强化等因素的影响，在实践中存在一定的局限性。使用活性掺合料如硅灰、磨细矿粉、粉煤灰等矿物外加剂虽可缓解、抑制碱—骨料反应，但由于其掺量大，会引起混凝土早期强度下降，影响施工进度，还会引起混凝土收缩开裂，在技术上也是难题。因此采用化学外加剂抑制混凝土的碱—骨料反应就成为必然的选择。

国外虽已研制成功化学外加剂来抑制碱—骨料反应，但仅开发出锂盐，这种物质价格昂贵，难以推广。因此研制一种新的、非锂盐的、价格低廉的化学外加剂来抑制混凝土的碱—骨料反应意义重大。

发明内容

    本发明的目的是提供一种新的、非锂盐的、价格低廉的化学外加剂来抑制混凝土的碱骨料反应。

抑制混凝土碱骨料反应的专用外加剂，以活性细粉料为载体，采用了引气（木质素磺酸盐）、抗水（硬脂酸盐）、减水（木质素）、早强（硝酸盐）等多元复合技术。外加剂的成本大大低于国外的锂盐外加剂。

抑制剂对高、中、低不同活性骨料在不同碱含量条件下，其掺量为水泥质量的2%～4%，都具有很好的抑制效果。骨料碱活性越高，抑制效果越显著；混凝土碱含量越高，抑制效果越显著。

混凝土掺入抑制剂后，其综合性能提高，和易性得到改善，坍落度损失减少，28d强度提高，抗冻、抗渗等耐久性提高，无钢筋锈蚀的危害等。

抑制混凝土碱—骨料反应用外加剂提高了混凝土的综合性能，如和易性改善，坍落度损失减小，28d强度提高，抗冻、抗渗等耐久性提高，无钢筋锈蚀的危害等。

抑制混凝土碱—骨料反应用外加剂提高了混凝土的耐久性，延长了混凝土的使用寿命，保证了混凝土的使用安全，具有较大的社会效益。

具体实施方式

抑制混凝土碱骨料反应的专用外加剂，以活性细粉料为载体，采用了引气（木质素磺酸盐）、抗水（硬脂酸盐）、减水（木质素）、早强（硝酸盐）等多元复合技术。外加剂的成本大大低于国外的锂盐外加剂。

外加剂经济效益分析

1、外加剂材料成本

抑制混凝土碱—骨料反应用外加剂的材料成本为1吨1219.60元，建设一个年产抑制剂5000吨的外加剂厂，每吨售价按3000元、每吨利润按1000元计，则外加剂生产厂仅抑制剂一个品种一年就可盈利500万元。

2、一个大型重点工程，若混凝土用量2万立方米，则使用混凝土碱—骨料反应抑制剂300～400吨，则一个工程就可盈利30～40万元。

3、混凝土增加成本

假设混凝土中的胶凝材料用量500kg/m3计，碱—骨料反应抑制剂的掺量如按3%～4%计，则1m3混凝土抑制剂的用量为15kg～20kg，每吨售价按3000元计，则掺加抑制剂后1m3混凝土需增加的成本为45～60元。可见碱—骨料反应抑制剂对单方混凝土增加的成本远远低于锂盐外加剂增加的成本。