[发明专利]一种保水耐盐耐碱性混凝土内养护剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保水耐盐耐碱性混凝土内养护剂的制备方法，属混凝土外 加剂技术领域。

技术背景

高性能混凝土(简称HPC)具有高工作性、高体积稳定性、高耐久性和长期 保持优越力学性能的特点，广泛应用于道路、桥梁和高层建筑等领域。HPC在水 化早期(初凝至7d)因内部缺水极易产生内部自干燥效应，形成自收缩。自收 缩过大一方面导致受内部约束混凝土产生大量微裂缝，另一方面导致受外部约 束混凝土的贯穿性开裂。因HPC密实度较高，传统的覆膜、涂膜、洒水等外部 养护方法均对抑制自干燥不起作用。在搅拌过程中加入预吸水的内养护或自养 护材料进行早期(7d以前)内养护，是缓解采用低水胶比、高胶材掺量设计并 使用高掺量活性掺合料HPC自干燥、减小自收缩的重要发展方向。

常见内养护材料分两类：一类是具有多孔结构轻集料或陶粒。它们利用毛 细作用吸收水分，轻集料或陶粒吸水能力较低，施工过程中易上浮，且使用后 降低混凝土的强度和弹性模量；另一类是高吸水树脂(简称SAP)。SAP含有亲 水基团和交联结构，与水接触时，高分子链上的电离基团电离，链上同离子之 间的静电斥力而使高分子链伸展溶胀。由于电中性要求，反离子不能迁移到树 脂外部，树脂内外部溶液间的离子浓度差形成反渗透压。水在反渗透压作用下 进一步进入树脂中，形成吸水率为自身质量的数百倍甚至上千倍的水凝胶。国 内外主要对丙烯酸类、丙烯酰胺类等体系的吸水能力开展研究。如 Siriwatwechakul采用自由基聚合制备了交联聚丙烯酰胺SAP，其吸碱水率为 20～60g/g；叶华制备了聚丙烯酸钠型、无机盐交联聚丙烯酸钠和聚丙烯酸-丙烯 酰胺共聚型三种SAP，三种SAP吸盐水率、吸水率分别为75～120g/g、35～45g/g， 发现SAP内养护后对水泥水化程度无明显区别。中国发明专利 (CN200710053035.1)公开了一种以氢氧化钠、丙烯酸为原料，经单体自聚、 有机-无机复合制备水溶性SAP混凝土内养护剂的方法。目前，此类SAP的吸盐 水率、吸碱水率普遍为吸去离子水的1/10～1/5，耐盐耐碱性差，内养护作用有 限。而混凝土拌合物及硬化后孔液均呈碱性。因此，对SAP而言更重要的是其 对碱水的吸收能力及释水能力，但是已有文献均鲜有报道。因而，研究保水耐 盐耐碱性混凝土内养护剂并将其用于低水胶比、高胶材掺量、高活性掺合料掺 量的HPC具有积极意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种保水性好、吸盐水率和吸碱水率高的混凝土内养 护剂的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：利用温度和Ce⁴⁺-S₂O₈^2-复合 引发作用使植物淀粉葡萄糖环上特定位置羟基发生断裂形成初级淀粉自由基； 初级淀粉自由基与非离子型单体中的酰胺基团及阴离子型单体中的磺酸基团接 枝形成自由基单体；然后自由基单体在NMBA交联作用下，经进一步链增长并彼 此交联得到以淀粉分子为骨架结构、沿三维空间延伸的聚合物立体网络结构接 枝共聚物。混凝土内养护剂可根据需要通过控制基团比例、交联密度等制得不 同吸水倍率、不同密度、不同保水率的产品。

具体步骤为：

(1)称取0.1～4g植物淀粉、0.1～4g层状结构无机粉体、0.01～0.5g引发剂、 0.001～0.05g交联剂，溶于100ml蒸馏水中，经充分搅拌后得到混合溶液；将混 合溶液加入四口烧瓶中置于50～80℃水浴锅里并充分搅拌；

(2)称取0.1～10g阴离子型单体和10～0.1g非离子型单体，阴离子型单体 和非离子型单体比例为1∶1～1∶9，将两种单体混合，加入100ml蒸馏水，经充分 搅拌后得到单体溶液；

(3)在50～80℃下，将步骤(2)制得的单体溶液逐滴滴加到四口烧瓶中， 控制单体溶液滴加时间在0.5～1小时；进行步骤(1)制得的混合溶液和单体溶 液接枝共聚反应，反应时间为4～6小时，反应后得到凝胶状接枝共聚物；

(4)将步骤(3)制得的接枝共聚物经过滤、洗涤，先后在140℃下恒温烘 干2～4小时，在80℃下恒温烘干20～22小时至完全干燥，然后粉碎至平均粒径 75～150μm即得混凝土内养护剂；

所述植物淀粉为土豆淀粉、木薯淀粉和甘薯淀粉之中的一种；

所述层状结构无机粉体为高岭土和膨润土中的一种；