[发明专利]一种功能性混凝土外加剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种功能性混凝土外加剂。

背景技术

混凝土外加剂是在搅拌混凝土过程中掺入，占水泥质量5％以下的，能显著改善混凝土性能的化学物质，在混凝土中掺入外加剂，具有投资少、见效快、技术经济效益显著的特点。随着科学技术的不断进步，外加剂已越来越多地得到应用，工程上常用外加剂可分为四类：

1、改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括减水剂、引气剂和泵送剂。

2、调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂。

3、改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。

4、改善混凝土其他性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂

这些外加剂具有改善混凝土某一性能的特点。但是目前还没有一种功能性外加剂被开发用于解决恶劣环境下混凝土耐侵蚀性能。在恶劣环境下、由于环境介质中的氯离子或混凝土原材料中的氯离子渗入到钢筋周围，达到一定浓度后破坏钢筋的钝化膜，引起钢筋锈蚀，削减其有效截面，降低其粘结强度等受力性能，使混凝土保护层顺筋胀裂，是影响混凝土结构耐久性的主要病害，已经引起国内外的普遍重视。

目前工程设计时，为防止混凝土耐侵蚀而采用方法有：提高混凝土强度等级、增加混凝土保护层厚度或在混凝土表面涂刷耐侵蚀涂层，但这些方法均存在明显的弊端，没有从根本上抑制侵蚀介质在混凝土内部的传输。例如氯离子侵蚀混凝土的途径通常有两种：其一是“混入”，如掺用含氯离子外加剂、施工用水含氯离子、在含盐环境中拌制浇注混凝土等；其二是“渗入”，环境中的氯离子通过混凝土的宏观、微观缺陷渗入到混凝土中，并到达钢筋表面。“混入”现象大都是施工管理的问题；而“渗入”现象则是综合技术的问题，与混凝土材料多孔性、密实性、工程质量，钢筋表面混凝土层厚度等多种因素有关。

发明内容

针对现有混凝土外加剂未能从根本上抑制侵蚀介质在混凝土内部的传输的问题，本发明提供一种功能性混凝土外加剂，能够降低混凝土吸水速率、提高混凝土憎水性、抑制侵蚀介质空隙传输，从而显著提高混凝土的耐久性。

在本发明中，采用多元复合技术，首次将交联聚乙烯基硅氧烷和/或交联聚已烯基硅氧烷、聚甲基苯基倍半硅氧烷、烷氧基硅烷、硬酯酸盐、脂肪胺聚氧乙烯基醚、脂肪酸聚氧乙烯基酯有效结合，利用交联聚乙烯基硅氧烷和/或交联聚已烯基硅氧烷、烷氧基硅烷与碱性混凝土的反应活性，增加该外加剂材料在拌合过程中水泥反应位点数量，利用聚甲基苯基倍半硅氧烷的纳米效应，降低混凝土孔隙率从而提高致密性，利用硬酯酸盐的疏水作用提高混凝土的憎水性，降低混凝土吸水速率，利用脂肪酸聚氧乙烯基醚、脂肪酸聚氧乙烯基酯的快速易分散的扩散活性，有利于该外加剂材料在混凝土拌合过程中均匀分散，避免团聚。各组分有效结合并产生协同效应，克服了其各自的缺点，高效抑制恶劣环境下侵蚀介质传输、降低混凝土电通量、提高混凝土耐氯盐侵蚀性能从而显著提高混凝土的耐久性。

本发明所述功能性混凝土外加剂包含以下组成，以重量分数计：

所述交联聚乙烯基硅氧烷，是以乙烯基封端硅氧烷和铂族金属络合物催化而得的液体交联聚硅氧烷；

所述乙烯基封端硅氧烷选自以下组分中的一种或两种：二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷；二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷；二甲基乙烯基封端的甲基乙烯基硅氧烷；乙烯基二甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷-聚甲基乙烯基硅氧烷共聚物；乙烯基二甲氧基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷聚合物或己烯基二甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷聚合物；前述硅氧烷共聚物和硅氧烷聚合物其各自聚合度为10-100。

所述交联聚己烯基硅氧烷是由己烯基封端硅氧烷和铂族金属络合物催化而得的液体交联所得；

所述己烯基封端硅氧烷选自：已烯基二甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧-聚甲基己烯基硅氧烷共聚物或已烯基二甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷聚合物，聚合度为10-100。

所述交联聚乙烯基硅氧烷或交联聚已烯基硅氧烷的制备方法：在装置有搅拌器、回流冷凝管、温度计的反应装置中，在25℃下加入乙烯基封端硅氧烷或己烯基封端硅氧烷，加入铂催化剂升温至80℃，搅拌反应1-2h，加入反应终止稳定剂1-乙炔基-1-环己醇，降至室温即得。

所述聚甲基苯基倍半硅氧烷是以苯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷水解缩合得到的聚甲基苯基倍半硅氧烷。