[发明专利]水化热抑制型膨胀纤维复合抗裂剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种水化热抑制型膨胀纤维复合抗裂剂，按质量百分比，包括：膨胀组分93.5％～98％；水化热抑制组分1.5％～6％；玄武岩纤维0.5％～1.5％；其中，膨胀组分为轻烧镁质膨胀剂和钙质膨胀剂按质量比1:10～10:1复合而成；水化热抑制组分为酯类化合物和缓凝剂按质量比1:1～5:1复合而成；所述水化热抑制型膨胀纤维复合抗裂剂的制备方法为，将轻烧镁质膨胀剂、钙质膨胀剂和玄武岩纤维进行预混合后在加入水化热抑制组分进行充分混合。本发明的水化热抑制型膨胀纤维复合抗裂剂能够有效降低混凝土水化反应的温升，且能够从混凝土早期和中后期补偿收缩，明显降低混凝土的温度裂缝，增强混凝土的抗开裂性能；且制备方法简单，可以大规模推广应用，生产成本低。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种水化热抑制型膨胀纤维复合抗裂剂及其制备方法。

背景技术

混凝土早期的体积变化是引起混凝土开裂的重要因素，主要包括胶凝材料的化学减缩、自生收缩、干燥收缩和降温收缩。为降低混凝土开裂风险，工程界从工艺、材料等不同角度探索了补偿混凝土收缩(特别是温降收缩)、抑制混凝土温升的技术途径，如加入惰性掺合料、采用冷却水搅拌、降低原材料的温度、膨胀剂等措施。

目前普通工民建项目中，大部分采用的高性能混凝土膨胀剂是以氧化钙和硫铝酸钙为膨胀源的钙质膨胀剂，包括氧化钙类膨胀剂、硫铝酸钙类膨胀剂、氧化钙-硫铝酸钙复合膨胀剂等。但这类膨胀剂早期水化速率快，使得大部分膨胀能在混凝土塑性阶段就消耗了，在有效膨胀窗口内补偿收缩能力不足，补偿期短，达不到预期补偿收缩的效果。

在水工大体积混凝土中，由于温降时间较长，钙质膨胀剂已远远满足不了温度收缩补偿的需求。而氧化镁可根据活性不同水化反应周期可达到30天以上，甚至数年。利用氧化镁特有的延迟膨胀，可补偿大体积混凝土温降收缩，可有效控制混凝土的应变，防止大体积混凝土的温度开裂。迄今为止，氧化镁膨胀剂混凝土筑坝技术已经在我国三十几座水利工程中得到了成功应用。但在普通工民建项目，由于混凝土体积小，温降周期快，需要控制氧化镁膨胀剂的活性，防止氧化镁对混凝土安定性带来隐患。所以在普通工民建项目中采用高活性轻烧氧化镁膨胀剂，其水化活性值为60～240s。尽管高活性氧化镁膨胀剂反应速率较高，但其前期反应速率仍然满足不了混凝土早期收缩，开裂风险依旧很高。

这是补偿混凝土收缩采用的常规技术。但混凝土由于体积大，水泥性能变化(水泥颗粒细和C₃S含量高)，水化热集中释放，导致混凝土温度过高。混凝土降温过程中，由于水化热过大而导致温度裂缝产生的几率依然很大。而抑制混凝土温升当前大体积混凝土由于水化热而引起温度裂缝已成为人们极为关注的工程问题之一。混凝土水化热抑制剂，是针对降低混凝土内部水化温度而研发的一种新型混凝土外加剂，能大幅缓解水泥水化集中放热程度，降低混凝土温峰，可以显著降低混凝土结构的温度开裂风险。在实际膨胀混凝土工程中的应用研究已有报道：日本在上世纪九十年代末研制成功抑制水化热的“电化CSA100R”、江苏省建筑科学研究院有限公司研制的复合氧化钙膨胀剂和水化热调控材料的HME-V混凝土高效抗裂剂以及武汉三源特种建材有限责任公司研制的水化热抑制剂。

CN104592403B公开了一种水化热调控剂及其制备方法与应用。在氧化还原引发剂存在下，于微波辐射条件下，由糊精、交联剂聚合交联反应指得。本方法虽能降低水化放热速率峰值、但采用微波辐射的方法，工艺复杂、时间较长，形成的水化热调控剂的成本较高。

CN108147705A公开了一种水泥混凝土用镁质高效抗裂剂、其制备方法及其应用。通过复杂的工艺将镁质膨胀组分与水化热调控组分复合起来。本方法虽能降低水化放热速率峰值，也在一定程度上能补偿混凝土收缩，但其混凝土早期有效补偿较低，不利于预防混凝土早期裂缝。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种水化热抑制型膨胀纤维复合抗裂剂，不仅可以从混凝土早期和中后期补偿收缩，还可以降低混凝土水化温升，有利于降低混凝土的温度裂缝，再复合高剪切强度和抗拉强度的玄武岩纤维更能增强混凝土的抗开裂性能。