[发明专利]一种高强度复合纤维膨胀抗裂剂及其制备工艺

说明书

本发明涉及混凝土添加剂技术领域，提出了一种高强度复合纤维膨胀抗裂剂及其制备工艺，包括CaO‑MgO‑Al₂O₃‑SO₃膨胀源、纤维状集合体矿石粉、改性纤维掺杂高分子溶胶液，其中，以质量百分含量计，CaO‑MgO‑Al₂O₃‑SO₃膨胀源≥40%、纤维状集合体矿石粉≥25%、改性纤维掺杂高分子溶胶液≥18%，本发明通过对原料的合理选配、改性处理以及制备步骤的优化，有效提高了纤维抗裂膨胀剂的物化性能，不仅掺量减少，而且具有优异的抗压强度和限制膨胀率，综合实用性强。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种高强度复合纤维膨胀抗裂剂及其制备工艺。

背景技术

目前，现有技术在混凝土抗裂方面存在不足，未能从不同层面，以不同方式，在不同的时段对混泥土表现出抵御收缩混泥土进行施工，这难以达到预期技术效果，不仅增加了成本，而且人工投料带来的投料危险和投料精准度等问题已凸显出来。

纤维膨胀剂是国内新一代多功能抗裂型聚合物纤维膨胀剂。它是以可再分散高分子聚合物，三元膨胀组份及高强度的砼伴纤维，经科学复配而成。由于聚合物纤维膨胀剂中的单丝纤维以单位体积内较大的数量均匀分布于混凝土内部，故微裂缝在发展的过程中必然遭遇到纤维的阻挡，消耗了大部分能量，CaO-MgO-Al₂O₃-SO₃四种组份形成三个不同的膨胀源，它们同时水化的速度不同，在混凝土形成的过程中，建立起早期、中期、后期不同的微膨胀力，抵卸混凝土在形成过程中不同时期的收缩力，所以裂缝难以进一步发展，从而阻断裂缝的发展，达到抗裂的作用。尤其是纤维的加入就同在混凝土中掺入巨大数量的微细筋，在混凝土中形成二次加筋效应，使膨胀组份在限制条件下更充分的发挥，形成的叠加效应使混凝土更加密实、稳定；很大程度减弱了开裂的进程，提高了混凝土的断裂韧性，而这些单靠加强钢筋是不能实现的。相较于传统的单一膨胀源，显然分阶段针对性的膨胀处理效果更佳，但现有的这种四体系三膨胀源抗裂剂仍然存在部分不足，如持效性、抗压性等仍有提升空间。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种高强度复合纤维膨胀抗裂剂及其制备工艺，通过对原料的合理选配、改性处理以及制备步骤的优化，有效提高了纤维抗裂膨胀剂的物化性能，不仅掺量减少，而且具有优异的抗压强度和限制膨胀率，综合实用性强。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种高强度复合纤维膨胀抗裂剂，包括CaO-MgO-Al₂O₃-SO₃膨胀源、纤维状集合体矿石粉、改性纤维掺杂高分子溶胶液，其中，以质量百分含量计，CaO-MgO-Al₂O₃-SO₃膨胀源≥40％、纤维状集合体矿石粉≥25％、改性纤维掺杂高分子溶胶液≥18％。

作为本发明的进一步优化，还包括分散剂0-8％，分散剂采用质量比1:0.2-0.5的羟丙基甲基纤维素、氟磷酸钙组合物。

作为本发明的进一步优化，纤维状集合体矿石粉包括活化石膏粉和硅灰石粉，两者质量比为1:0.4-0.6，过800目筛，筛余量＜5％。

作为本发明的进一步优化，活化石膏粉制备方法为，取石膏粉研磨至过400目筛，然后向其中加入柠檬酸，混匀后，向其中通入过热饱和水蒸汽，调节温度为150-160℃，压力为0.95-1.1atm，保温处理20-60min，取出，气流粉碎干燥即可。

作为本发明的进一步优化，柠檬酸添加量为石膏粉质量的4.2-6.5wt％。

作为本发明的进一步优化，改性纤维掺杂高分子溶胶液为改性海泡石/聚乙烯醇复合纤维与羟丙基甲基纤维素、碱性硅溶胶的混合物，各原料质量比为改性海泡石/聚乙烯醇复合纤维：羟丙基甲基纤维素：碱性硅溶胶＝1:1:10-12。