[发明专利]一种混凝土外加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工程材料及其制备方法，具体涉及一种混凝土外加剂以及这种外加剂的制备方法。

背景技术

目前，随着大型工程的增多，在水利工程、水运工程现浇大体积混凝土也越来越常见。在现浇大体积混凝土施工中常常出现以下问题：

1.由于混凝土凝结时间与施工速度控制的不严格，使得现浇混凝土层与层之间出现冷缝，降低了层与层之间的粘结力，特别是对于有保水功能的混凝土建筑物，使得层与层之间漏水严重，丧失了建筑物保水功能；如广西岩滩水电站主厂房4号机因凝结时间与施工速度不协调出现的冷缝，在后期处理时花费了大量的人力和物力，且影响了电站的正常运行；另外，福建水口电厂4号发电机层的现浇板梁，在验收中也发现裂缝，后经设计、监理、大连理工大学三家鉴定为冷缝，由施工处理不当所置，在后期处理中也是引起了诸多麻烦。

2.大体积混凝土浇筑时，混凝土中的胶凝材料水化迅速，胶凝材料产生的水化热较为集中，因水化热使大体积混凝土的内部温度较高，而外部温度较低，内外温差过大，将引起大体积混凝土温度裂缝开裂风险的增加；在水运工程中，因对现浇大体积混凝土温度裂缝处理不当引起开裂现象也不少见，如京杭运河山东段台儿庄、万年闸2座大型船闸，在廊道、闸室墙坡脚处、部份底板处出现温度裂缝，有的裂缝还贯通漏水，在事后进行原因总结时，认为温度裂缝成因主要是由于降温措施没处理好，而降温措施中就包括没有加入缓凝剂避开各层水化热高峰。

3.在大体积混凝土浇筑过程时，为了降低胶凝材料的水化热，胶凝材料中一般都掺入大量的粉煤灰，如三峡大坝坝体中粉煤灰的掺量最高达35%，小湾拱坝中粉煤灰最高掺量达50%，粉煤灰的活性较水泥低许多，致使混凝土早期强度发展较慢，拆模时间较长，影响施工速度和模板利用效率，增加工程成本。

目前解决这些问题的方法主要有以下几种：

1.在工程现场，减水剂、缓凝剂单掺在混凝土中，这种方法是目前大体积混凝土浇筑过程中工地上最普遍的使用方法，但这种单掺的方法缺点是增加了浇筑的工作量，且缓凝剂的掺量特别低，加入量容易出错，造成工程质量问题。

2.在大体积混凝土浇筑过程中，也有缓凝减水剂复合的外加剂，这种外加剂复掺仍然不能解决早期强度较低，影响后期施工速度这一问题。

3.为了提高混凝土早期强度，有些工程在混凝土中掺入了早强剂，而有些早强剂虽然能提高混凝土早期强度，但后期强度出现倒缩现象，给工程安全带来隐患。

4.在水利工程和水运工程大体积混凝土浇筑过程中，还未发现有减水剂、早强剂、缓凝剂复合的外加剂在大体积混凝土中使用。

因此，针对目前水利工程和水运工程中现浇大体积混凝土还存在的诸多问题，以及针对这些问题的解决措施的不足，在提高现浇大体积混凝土施工质量方面，还有许多工作要做。

发明内容

解决的技术问题：针对当前水利工程、水运工程现浇大体积混凝土还存在的诸多问题，本发明的目的是提供一种具有减水、早强、缓凝作用的混凝土外加剂及其制备方法。

技术方案：一种混凝土外加剂，按质量份计含有以下成分：减水剂10~14份、早强剂77~82份、缓凝剂8~13份。

上述所述的减水剂是与硅酸盐水泥具有良好适应性的高效减水剂，这种减水剂按质量份计含有以下成分：对氨基苯磺酸钠12~20份、双氰胺1.5~2.5份、双酚A 5.0~7.0份、福尔马林15~20份、酒石酸0.2~0.4份、氢氧化钠0.6~1.0份、苯酚2.0~5.0份、水40.0~60.0份。

上述所述的减水剂，优化方案中按质量份计含有以下成分：对氨基苯磺酸钠14~16份；双氰胺1.8~2.2份；双酚A 5.5~6.0份；福尔马林17.0~19.0份；酒石酸0.25~0.35份；氢氧化钠0.7~0.9份；苯酚2.5~3.5份；水45.0~58.0份。

上述所述的减水剂是通过下面的方法制得的：将对氨基苯磺酸钠、双氰胺、双酚A、酒石酸、苯酚、水全部加入反应釜中，持续搅拌，至反应体系的pH值为3.0~5.0时，加热升温至85~100℃，搅拌均匀反应釜中的物质，然后在1.5~2.5h内加完福尔马林，接着继续加热1.5~3.0h；用氢氧化钠调节pH值至8.0~9.0，在85~100℃温度下反应3~6h；再用氢氧化钠调节pH值至10.0~12.5，在85~100℃温度下反应2~4h后降温出料，得到红棕色液体，对液体进行喷雾干燥处理，得到减水剂。