[发明专利]一种混凝土增强密实及温度调节型抗裂剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种混凝土增强密实及温度调节型抗裂剂及其制备方法。所述抗裂剂包括以下质量百分比的组分：改性钙镁复合膨胀剂40％‑50％，超细矿物掺合料40％‑50％，甲基硅酸钠3％‑7％，改性淀粉醚1％‑5％，山梨醇1％～4％，萘磺酸盐甲醛缩合物1％～3％。本发明通过微膨胀、微孔隙填充、塑性保水及水化热抑制材料协同作用，能有效增加混凝土密实度及后期强度，补偿混凝土温降阶段的收缩，并调节混凝土水化放热过程，从而实现对混凝土的增强、密实及抗裂的作用。该材料克服了传统抗裂剂掺量只具有单一功能而无法系统调节其他功能的缺点，可广泛应用于工业和民用建筑混凝土抗渗防裂性能的提升。

技术领域

本发明属于建筑材料外加剂技术领域，具体涉及一种混凝土增强密实及温度调节型抗裂剂及其制备方法。

背景技术

混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，其具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，同时硬化后的混凝土抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。但是混凝土胶凝材料在进行水化反应时，容易受到实体结构内、外部温度及湿度的变化等综合因素的影响，从而造成混凝土在硬化及使用过程中会不可避免的产生体积收缩。随着超长、超大体积混凝土结构越来越普遍，混凝土结构收缩开裂现象也会越来越常见，对于地下工程混凝土而言一旦出现了开裂，其将严重影响混凝土的防水功能。

利用膨胀剂(含游离CaO类、硫铝酸盐类、MgO类等)在水化及硬化过程中产生体积膨胀补偿水泥基材料的收缩是防止其收缩开裂的有效途径之一，但单纯的膨胀剂材料只能有限的补充部分混凝土收缩，且市面上的膨胀剂大多采用普通氧化钙-硫铝酸钙熟料或经简单粉粉磨的氧化镁，普通氧化钙-硫铝酸钙膨胀剂其反应速率快，早期膨胀大，在混凝土塑性阶段即产生了水化反应，一方面增加了混凝土的水化热，而另一方面不能有效补偿混凝土温降阶段的收缩，抗裂效果一般。氧化镁膨胀剂其反应速率虽可以通过煅烧温度进行控制，从而匹配混凝土温降阶段的收缩温度，但未经改性的氧化镁为多孔结构，其对水及减水剂的吸附大，会影响到混凝土的施工和易性。此外，对于大体积混凝土或夏季高温季节施工的混凝土结构，由于混凝土入模温度高，水化放热快，混凝土温度峰值高，使得混凝土温降阶段产生的收缩量往往会超过膨胀剂的补偿量，同时膨胀剂产品无法有效补偿混凝土在塑性阶段由于失水过快而产生的失水收缩，进而单纯掺用膨胀剂产品往往达不到预期的抗裂效果。

水化热调控材料能够调节混凝土的水化反应过程，延缓混凝土的早期放热速率，降低温峰值且推迟温峰出现的时间，对于抑制温度引起的混凝土开裂问题有较好的改进，但大多的水化热调控材料以葡萄糖酸钠等缓凝组分为主，其降低混凝土温峰的同时也影响混凝土的正常水化进程，使得混凝土的凝结时间长，早期强度偏低，同样无法有效地解决混凝土的开裂问题。此外，通过膨胀剂和水化热抑制材料复合使用时，由于其水化胶凝活性要远远低于水泥等活性胶凝材料，一般在内掺或外掺的情况下会对强度产生一定的影响。

因此，在通过膨胀补偿收缩、水化热调控技术综合解决混凝土开裂问题的技术途径上，亟待找到一种膨胀量大，且膨胀速率可控，能够降低早期塑性失水且调节混凝土水化温度，并在掺入该抗裂剂后能够保证其对混凝土的强度有所增强密实的抗裂剂材料。

发明内容

针对以上技术问题，本发明的目的在于提供一种混凝土增强密实及温度调节型抗裂剂及其制备方法。

本发明利用改性钙镁复合膨胀剂调控氧化钙及氧化镁的反应速率，可以避免传统钙镁复合膨胀剂在混凝土塑性阶段膨胀损失的问题，以产生有效膨胀，在膨胀过程中优先填充混凝土微孔隙，提高混凝土的密实性，同时还具备一定的混凝土补偿收缩的作用，补偿混凝土温降及干燥收缩开裂，提高混凝土的抗裂性能。在此基础上通过在抗裂剂中萘磺酸盐甲醛缩合物，使得在水化过程中产生一定的表面活性组分，进而钙镁复合膨胀剂会优先吸附萘磺酸盐甲醛缩合物，减少对混凝土中水及减水剂的吸附，从而能够保持水分及减水剂的功效，以提高抗裂剂的综合性能。