[发明专利]一种混凝土用智能减缩剂及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于土木工程材料技术领域，具体涉及混凝土用智能减缩剂及其制备方法和应 用。

背景技术

混凝土是当代建筑工程用量最大的建筑材料，自1824年水泥问世及混凝土的随之诞生 以来，至今已有近200年的历史，混凝土工程技术总是伴随着工程建设的需要和科学技术 发展而进步的。与此同时，混凝土在应用过程中会出现许多新的问题，近年来尤为突出的 是混凝土的耐久性劣化问题。由于耐久性不足导致结构破坏的事故时有发生，由此造成的 经济损失也是难以估量的。

由于现代混凝土本身的组成与结构特点，浆体粘稠、保水性好，水分迁移受到一定限 制，且因为低水胶比而使其自收缩现象突出。其普遍具有发生早期裂纹的趋势，目前虽然 对裂缝的成因已有较一致的认识，并提出了许多见解和方法，但至今没有得到有效控制，且 日趋严重。混凝土工程裂缝产生的原因很多，涉及到材料配合比、结构设计、施工及后期 养护等各个环节，并且这些因素之间相互交叉影响和作用，使得混凝土工程裂缝控制变的 十分复杂。单凭设计或施工方法，要从根本上消除非荷载裂缝尚有困难。

从工程结构失效破坏等特征来看，混凝土材料配合比应该是控制工程裂缝的第一要素， 裂缝是结构破坏失效所表现的宏观形式，而产生裂缝的机理过程是与混凝土材料本体变化 密切相关，早期混凝土工程裂缝的产生除受各种载荷作用影响之外，混凝土的收缩是很关 键的。当前在控制混凝土开裂配合比优化设计中，有添加纤维、膨胀剂及减缩剂等措施，其 目的都是降低各种收缩变形，但各种外加剂的作用机理和效果均有不同。就纤维的加入而 言，它在一定程度上阻止了裂缝的扩展和延伸，但它主要起到分散或均化收缩应力分布的 作用，而不能从根本上消除裂缝的产生；膨胀剂是通过与水泥水化产物进行一系列的化学 反应，生成膨胀结晶来补偿混凝土的收缩，此过程要大量的水参与反应，在养护不良的情 况下(如水分不充分)，膨胀剂的抗裂效果并不能充分发挥，因此其质量不稳定，与混凝 土体系的适应性差，控制膨胀量以及膨胀时间都难以控制；传统的减缩剂是通过降低混凝 土毛细管中液相的表面张力，使毛细管负压下降，减小收缩应力，性能较前两者好，但由 于其成本较高，因此限制其推广应用的范围。

相对于传统的减缩剂，这里智能减缩剂(Intelligentized Shrinkage-Reducing Agent，简 称ISRA)是一种对水有特殊吸附作用的高分子功能材料，其内部带有强烈的亲水基团，与 通常的海绵、纸纤维以及棉布等吸附材料不同，吸水性凝胶材料可吸收自身重量成百上千 倍的水，同时膨胀成一种与水牢固结合的水凝胶。即使受到相当大的压力，这种凝胶中的 水也很少被挤出。

由于现代混凝土水胶比普遍偏低，故减水剂的使用现已成为混凝土配合比设计中不可 或缺的一种组分。但由于减水剂的掺入，普遍会增大了混凝土的收缩，故而国家《混凝土 外加剂》(GB8076-1997)规范中曾规定，即使一等品也允许收缩率比达135％。因此，本产 品作为减缩型外加剂的研制和应用，为实现外加剂技术的全面提升，减少混凝土非荷载裂 缝，提高混凝土耐久性成为可能，开创了一种绿色环保无污染的智能减缩剂，具有重要的 社会效益和巨大的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土用智能减缩剂及其制备方法和用途，所述智能减缩 剂可以在混凝土内部提供湿度，在不明显降低混凝土强度的前提下，通过在混凝土中掺入 适量的智能减缩剂，可以显著降低混凝土的收缩变形性能，达到提高混凝土耐久性的目的。

为实现本发明的目的，提供的技术方案是：一种混凝土用智能减缩剂，主要由重量百 分比的10-20％的聚丙烯酰胺、2-7％的聚醚高分子表面活性剂、22-33％的膨润土、42-50 ％的雷托石和5-12％的聚丙烯构成。

上述聚丙烯酰胺的平均分子量(300-800)×10⁴、聚醚高分子表面活性剂的平均分子量 1000-1600、聚丙烯的平均分子量6000-10000。