[发明专利]一种新型混凝土专用减缩密实剂

说明书

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，混凝土在新拌和硬化状态下的性能可以通过在混凝土拌合物中掺入某些物质来改变，这得益于最近50年来混凝土外加剂工业的飞速发展。现今市场上已经有数百种外加剂产品在出售。在某些国家，70％～80％混凝土掺有一种或几种外加剂。 

外加剂在组分上变化很大，从表面活性剂和可溶性盐到聚合物和不溶性矿物。通常情况下，它们用于改善混凝土的工作性，加快或延缓凝结时间、控制强度发展以及提高混凝土对冻融作用，温差开裂，碱骨料膨胀，硫酸盐侵蚀及钢筋锈蚀的耐久性。 

背景技术

在现代土木工程结构比如桥梁、海港工程、隧道、铁路、地下工程、市政建造物、机场等，混凝土是最重要的建筑材料。建造物的耐久性越来越成为了人们关注和研究的热点。因此，提高土木工程结构中混凝土在服役环境下的耐久性，则成为了提高结构物耐久性的主要措施。 

综合而言，混凝土结构在服役环境的耐久性大概可分为如下几种劣化机理： 

(1)物理作用：干湿交替、冻融破坏、收缩开裂，盐冻破坏等； 

(2)化学作用：化学介质侵蚀，硫酸盐侵蚀，碳化作用，钢筋锈蚀，碱-骨料反应等； 

混凝土材料本身是一种多孔材料，其孔隙分布于从十几纳米的微观孔到毫米级的宏观可见孔，以及宏观的裂缝等。研究表明，以上所述的混凝土随时间的劣化机理都于混凝土的渗透性密切相关，包括水的渗透性、气体的渗透性、各种离子的渗透性的。在没有水的参与下，混凝土的破坏劣化风险会大大降低。因此，提高混凝土的防水、防渗性能一直是提高混凝土耐久性的重要措施。 

与混凝土渗透性相关的因素主要有二：混凝土的孔隙结构及裂缝。 

改善混凝土的孔隙结构，包括减少大孔数量、降低孔隙的连通性、降低混凝土孔壁的表面张力等措施，都可以有效地降低水分在孔隙中的侵入和渗透。 

裂缝是另一个影响混凝土渗透性的重要因素。完全不开裂混凝土几乎没有。混凝土开裂的原因大概有自收缩、干燥收缩导致的体积收缩从而引起开裂；由于混凝土水化温升而引起的温度应力收缩开裂等。这些原因引起的体积收缩，大约为自身体积的0.04％～0.06％。这些收缩给混凝土的体积稳定性、耐久性带来很大的危害，具体表现为：1)混凝土的开裂破坏。2)混凝土抗渗性不好造成渗漏破坏。3)混凝土开放性裂缝导致了混凝土中的钢筋锈蚀。4)混凝土的收缩会影响混凝土的体积安定性。因此通过减小混凝土早期体积收缩，是降低混凝土开裂风险的重要措施。 

长久以来，关于裂缝的防止和处理问题一直是引起工程界重视的问题，普遍的应对措施就是在混凝土中掺加膨胀剂。膨胀剂是一种在水泥凝结硬化过程中使混凝土(包括砂浆和水泥净浆)产生可控制的膨胀以减少收缩的外加剂。它依靠自身的化学反应或与水泥其他成分的反应，在水化期产生一定的限制膨胀，以补偿混凝土的收缩。 

目前工程上使用的膨胀剂种类较多，依据它们的化学成分和膨胀原理的不同，大致可分为以下几类：硫铝酸盐系膨胀剂、石灰系膨胀剂、铁粉系膨胀剂、 氧化镁型膨胀剂、复合型膨胀剂等传统膨胀剂。 

膨胀剂主要用于为减少干燥收缩而补偿收缩混凝土和为了利用膨胀力而配制自应力混凝土。补偿收缩混凝土用于建筑物、水槽、贮水池、路面、板桥面、地下工程等的防渗抗裂。 

应用混凝土膨胀剂的目的在于：1)提高混凝土的抗裂能力，减少并防止裂缝的出现；2)阻塞混凝土毛细孔渗水，提高混凝土抗渗等级标准；3)使超长钢筋混凝土结构保持连续性，满足建筑设计要求；4)不设后浇带以加快工程进度，防止因后浇带处理不好引起地下室渗水。 

但是以上所述传统的膨胀减缩剂作用单一、掺量较大，一般为混凝土中水泥量的5％-10％，并且存在后期膨胀的风险，已有多例工程失败的教训，掺膨胀剂导致混凝土后期膨胀过大开裂，加速了结构的损坏。因此，目前在工程实践中膨胀剂的使用仍是非常谨慎的。