[发明专利]一种水下不分散混凝土外加剂及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种水下不分散混凝土外加剂，主要组成包括：改性絮凝剂溶液，聚羧酸减水剂A，聚羧酸减水剂B，消泡剂和引气剂，所述各组成按质量百分比计为：改性絮凝剂溶液75～93％，聚羧酸减水剂A 5～12％，聚羧酸减水剂B 2～10％，消泡剂0.02～0.6％，引气剂0.01～0.5％。本发明所述外加剂能有效提高水下混凝土的粘聚性，保证混凝土在水下环境中的强度，有效改善混凝土的工作性能。

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种水下不分散混凝土外加剂及其制备方法、应用。

背景技术

水下不分散混凝土的研究和应用已有40多年的历史，在水利、桥梁、海洋工程等领域发挥了巨大作用，成为现代混凝土施工技术中一项令人瞩目的专业技术。水泥虽然是水硬性材料，但若将混凝土拌合物直接置于水环境中时，由于水的冲洗作用，骨料将与水泥分离，部分被水带走，部分长期处于悬浮状态，使水泥失去了胶结骨料的能力，这样在水中直接浇筑的混凝土拌合物一般会出现浆骨料分离，进而不能满足工程要求。因此，传统水下混凝土施工要求在于环境水隔离的条件下浇筑，而且浇筑过程不能中断，以减少水的不利影响，但会带来工程量大、造价高和工期长等缺点。

桩基混凝土是一类典型的水下混凝土，由于在施工中都是采用水下灌注的方式，所浇筑的混凝土往往需要提高两个等级来避免由于混凝土在水下出现分散而引起的强度损失，然而长期实践表明，即使标号提高两个等级，水下桩基混凝土的质量仍难以保证，其原因是普通混凝土粘聚性不能满足水下环境的分散效果，混凝土在受水流作用后很容易出现裹水、夹泥甚至断桩。

解决桩基混凝土水下分散问题，需要提高混凝土拌合物的粘稠性，增强抗水洗能力。目前关于具有抗分散性能的外加剂国内外已有相关报道，该种外加剂主要有絮凝剂和辅助剂组成，其中絮凝剂的加入主要提高水泥浆体的粘性，大部分分为水溶性纤维素醚类和水溶性丙烯酸类聚合物，其主要功能都是增加混凝土拌合物的粘稠程度；无论是水溶性纤维素醚或水溶性丙稀酸类、聚丙烯酰胺类等线性聚合物在高离子浓度下粘度降低明显，易发生过掺现象，且其在干燥条件下又会脱水而发生体积收缩，导致混凝土干缩大等缺点也日益显现；辅助剂的主要作用是减少混凝土水下浇筑时的用水量、增加强度、改善混凝土的流动性和降低絮凝剂的掺量，辅助剂主要是由减水剂组成，其需要与絮凝剂有很好的相容性，但关于其系统配比无详细研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种水下不分散混凝土外加剂及其制备方法，能有效提高水下混凝土的粘聚性，保证混凝土在水下环境中的强度，有效改善混凝土的工作性能。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种水下不分散混凝土外加剂，主要组成包括：改性絮凝剂溶液，聚羧酸减水剂A，聚羧酸减水剂B，消泡剂和引气剂，所述各组成按质量百分比计为：改性絮凝剂溶液75～93％，聚羧酸减水剂A5～12％，聚羧酸减水剂B 2～10％，消泡剂0.02～0.6％，引气剂0.01～0.5％。

按上述方案，所述改性絮凝剂是丙烯酰胺与内交联剂聚合而成的三维网状立体结构。该改性絮凝剂的重均分子量为1000万～8000万。

进一步地，所述内交联剂为含有两个及两个以上不饱和双键的交联剂，可选自二丙烯酰哌嗪、三烯丙基异三聚氰酸酯、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双甲基丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵、二烯丙基丙二酸二乙酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯和甘油三甲基丙烯酸酯等中的一种或几种。

进一步地，所述改性絮凝剂溶液的制备方法：将丙烯酰胺、内交联剂溶于水中，在惰性气体保护下加入引发剂引发聚合反应，反应结束即得到改性絮凝剂溶液。

进一步地，所述丙烯酰胺与内交联剂的摩尔比为1：(0.001～0.5)。