專利名稱：超干混混凝土添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超干混混凝土添加劑。
超干混混凝土是一種用水量極低(80～100Kg/m3)的混凝土。這種混凝土干而易碎，不會(huì)自己流動(dòng)，因此該混凝土的坍落度無法測(cè)量，故我們也稱這種混凝土為無坍落混凝土。
近年來，人們已采用超干混混凝土通過RCD(輥壓密實(shí)壩)法建筑大壩，用振動(dòng)輥進(jìn)行搗實(shí)以達(dá)到所需密度，采用這種工藝可縮短建筑時(shí)間，節(jié)約建筑成本。
人們已將一些水泥分散劑作為混凝土添加劑用于這種超干混混凝土，這些添加劑能夠改善其工作性能，減少單位用水量，這些水泥分散劑主要由木質(zhì)磺酸鹽構(gòu)成。
可是在單單使用這些水泥分散劑時(shí)，雖然能把減水性和強(qiáng)度確保在某一范圍內(nèi)，因此也能制造超干混混凝土，但此時(shí)對(duì)骨料的質(zhì)量及形狀要求較高，由于來自河灘的骨料資源已經(jīng)沽竭，使得用在大壩建筑上的骨料質(zhì)量越來越差，如果采用那些低質(zhì)骨料，就很難保證該混凝土的減水性和強(qiáng)度，既使提高水泥分散劑的質(zhì)量也無濟(jì)于事。
另外，當(dāng)將超干混混凝土用作為RCD混凝土?xí)r，運(yùn)到施工基地的混凝土要通過推土機(jī)攤開，然后用振動(dòng)輥滾壓密實(shí)，如果攤開工作需要2到3小時(shí)，新鮮混凝土的稠度就會(huì)受影響，固化效果就不好，即使加強(qiáng)振動(dòng)也無濟(jì)于事，因此需要對(duì)這種情況加以改進(jìn)。
然而，為解決上述問題增加傳統(tǒng)水泥分散劑的用量，如木質(zhì)磺酸鹽基添加劑和某些類型的聚羧酸基分散劑，不僅會(huì)延遲新鮮混濘土的凝結(jié)和硬化時(shí)間，而且夾帶氣體也比予計(jì)的要高，對(duì)硬化混凝土的強(qiáng)度和密度產(chǎn)生不利影響。使用氧化羧酸鹽類分散劑，雖然不會(huì)增加氣體含量，但滯緩硬化仍是個(gè)問題，這就是說僅僅采用傳統(tǒng)分散劑不能最終解決這個(gè)問題。
現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)一種混凝土添加劑，它能夠在一定時(shí)間內(nèi)有效地阻止新鮮混凝土流動(dòng)性退化、提高混濘土強(qiáng)度，它是一種或多種選自木質(zhì)磺酸鹽、氧化羧酸鹽和聚羧酸鹽的水泥分散劑(A)，和一種或多種選自聚氧化烯烴烷芳醚和聚氧化烯烴烷基醚的非離子表面活性劑(B)。這種添加劑可以加入被澆筑滾壓的超干混混凝土中。
下面將對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。
前文提到的木質(zhì)磺酸鹽是以亞硫酸鹽廢液為原料，經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)獲得的，通常它被用作水泥分散劑，一般選用其鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、銨鹽、鎂鹽及胺鹽中的一種。
前文提到的氧化羧酸鹽，舉例來說，如葡糖酸、二酮葡糖酸和五酮葡糖酸的鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、鎂鹽、銨鹽和胺鹽，這些產(chǎn)品都是以食糖或廢糖蜜為原料，通過電解氧化、化學(xué)氧化或利用氧化細(xì)菌發(fā)酵等方法制得的。
前文提到的聚羧酸鹽是一種水泥分散劑，其中含有α和β不飽和羧酸與烯烴的共聚物的可溶性鹽作為有效成份，聚乙二醇一元芳醚和馬來酸的酯作為單體的均聚物以及從可能和這些單體共聚的單體中衍生出的共聚物、聚亞烷基二醇單(異)丁烯酸酯或(異)丁烯酸的均聚物以及從可能和這些單體共聚的單體中衍生出的共聚物。
本發(fā)明中用作超干混混凝土添加劑的非離子表面活性劑(B)選自聚氧化亞烷基烷基芳醚和聚氧化亞烷基烷基醚，這些化合物由化工廠生產(chǎn)，一般用作為非離子表面活性劑。這類非離子表面活性劑(B)對(duì)于混凝土中的無機(jī)親水性物質(zhì)應(yīng)具有足夠的滲透性，研究表明，表面活性劑的親水-親油平衡值(HLB值)為8-17，優(yōu)選10-14的能滿足滲透性需要，HLB低于8的表面活性劑對(duì)親油性物質(zhì)滲透性高，所以不適用;HLB值高于17，由于分子量過高，其吸附性差、也不適用。上面提到的各類非離子表面活性劑，HLB值在8-17之間的化合物為帶有5到15個(gè)環(huán)氧乙烷單元的聚氧化乙烯醚。優(yōu)選的環(huán)氧乙烷單元為8～10的聚氧化乙烯醚，其HLB值為10～14，滲透能力低于30秒(采用0.1%水溶液，25℃，帆布盤法測(cè)得)。
水泥分散劑(A)的含量為0.15～0.80%，選用木質(zhì)磺酸鹽和氧化羧酸鹽時(shí)，最好該含量為水泥或水泥和粉煤灰總重量(固相)的0.40～0.65%，選用聚羧酸鹽時(shí)則最好為0.02～0.20%(重量)，如果水泥分散劑用量低于以上范圍，就起不到改進(jìn)減水性的效果，要是用量高于以上范圍，夾帶氣體含量將會(huì)過高，而且嚴(yán)重地滯緩硬化、影響強(qiáng)度增長。
要想獲得良好效果，非離子表面活性劑(B)的用量就必須對(duì)于木質(zhì)磺酸鹽，(B)為1～35份重，3-20份重更好〔以(A)為100份重計(jì)〕;對(duì)于氧化羧酸鹽，(B)為1～100份重，5～50份重更好〔以(A)為100份重計(jì)〕;對(duì)于聚羧酸鹽，(B)為1～100份重，5～50份重更好〔以(A)為100份重計(jì)〕。一般說來，該用量為水泥或水泥和粉煤灰重量(固相)的0.01～0.05%，0.03%優(yōu)先。
可以分別把水泥分散劑(A)和非離子表面活性劑(B)在攪拌混凝土?xí)r加入，也可以和已拌好水的混凝土一起加入，也可以三者一起加入。
以下實(shí)例將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)例下面說明一下試驗(yàn)所用的原料、混合比例和測(cè)試方法。
1.原料(1)水泥中熱波特蘭水泥。
(2)粉煤灰商品。
(3)細(xì)骨料河沙，比重2.62(4)粗骨料碎石，最大尺寸150mm，比重2.67。
(5)水泥分散劑PozzolithNo.8(主要成份為木質(zhì)磺酸鹽，粉末狀，由NissoMasterBuildersCo.，Ltd.制造，以下縮寫成“L”);
葡糖酸鈉(工業(yè)化學(xué)產(chǎn)品，粉末，以下縮寫成“G”);
AquarockPM-006(聚羧酸鹽，粉末，由日本ShokubaiKagakuKogyoCo.，Ltd.制造，以下縮寫成“P”)。
(6)非離子表面活性劑NoigenEA70，聚氧化亞乙基(n＝5)壬基苯醚，由Dai-ichiKogyoSeiyakuCo.，Ltd.制造，以下縮寫成“a”，HLB為8，滲透能力200秒以上;NoigenEA130T.聚氧化亞乙基(n＝10)壬基苯醚，由Dai-ichiKogyoSeiyakuCo.，Ltd.制造，以下縮寫成“b”，HLB為13，滲透能力為17秒;
NoigenEA170，聚氧化亞乙基(n＝15)壬基苯醚，由Dai-ichiKogyoSeiyakuCo.，Ltd.制造，以下縮寫成“C”，HLB為17，滲透能力200秒以上;NoigenEA126，聚氧化亞乙基(n＝8)烷基芳醚，由Dai-ichiKogyoSeiyakuCo.，Ltd制造，下文中縮寫成“d”，HLB為12，滲透能力18秒。
2.混凝土的混合比例和測(cè)試方法本發(fā)明按照為國家土地開發(fā)，由技術(shù)中心編輯的RCD建筑工程指南(草案)確定超干混混凝土的混合比例，每1米3混凝土，水泥91公斤，粉煤灰39公斤(F/(C+F)×100＝30%，其中C為水泥，F(xiàn)為粉煤灰)，細(xì)骨料30%，本發(fā)明實(shí)例1-5和對(duì)比例1-11中均為單位用水量，結(jié)果用指南(草案)附錄1的振動(dòng)稠度測(cè)試法測(cè)得的稠度(以VC值表示)為20±2秒。VC值表示超干混混凝土的稠度數(shù)值，單位為秒，這是一種較小的指示濕度的數(shù)值。
采用差重法〔指南(草案)附錄2中用來測(cè)試砂漿單位重量的方法〕確定振動(dòng)搗實(shí)后的混凝土中氣體含量，按照J(rèn)ISA1108混凝土抗壓強(qiáng)度測(cè)試方法測(cè)定28天和91天的抗壓強(qiáng)度，試樣按指南(草案)附錄3中抗壓強(qiáng)度測(cè)試用樣品制備法制備并經(jīng)過在20±3℃水中固化。
水泥分散劑和非離子表面活性劑，是按所需要的量事先溶解于實(shí)際用的拌合水中而加入混凝土中。
表1和表2為各種水泥分散劑(A)和各種非離子表面活性劑(B)配合使用的測(cè)試結(jié)果。
根據(jù)表1和表2中的測(cè)試結(jié)果，比較本發(fā)明的超干混混凝土添加劑的使用效果與僅使用傳統(tǒng)水泥分散劑的效果并總結(jié)如下1.混合后3小時(shí)混凝土稠度(VC值)變化甚小，單獨(dú)使用水泥分散劑(A)時(shí)，其差值為與水泥分散劑L比較，17.9～23.8秒;
與水泥分散劑G比較，24.9秒;
與水泥分散劑P比較，25.9秒;
而與L+b比較，9.1秒;
與L+d比較，8.8～14.4秒;
與G+d比較，10.1秒;
與P+d比較，11.0秒。
2抗壓強(qiáng)度增加將一定量的水泥分散劑(A)(L＝0.25%，0.55%)G＝0.15%，P＝0.10%)和表面活性劑(B)一起使用，其產(chǎn)品在28天和91天的抗壓強(qiáng)度與僅用水泥分散劑(100計(jì))的抗壓強(qiáng)度的比率為使用L(0.25%)和d(0.01%)時(shí)為116～118%;
使用L(0.55%)和b或d(0.03%)時(shí)為140～143%;
使用G(0.15%)和d(0.03%)時(shí)為117～121%;
使用P(0.1%)和d(0.03%)時(shí)為121～115%。
3其它影響(1)單獨(dú)使用非離子表面活性劑時(shí)具有減水效果，該效果相當(dāng)于使用0.25%木質(zhì)磺酸鹽基分散劑，但沒有顯示它能改善Vc值和增加混凝土抗壓強(qiáng)度，既使增加用量也無助于事，(如對(duì)比例5.6.7)。
(2)單獨(dú)使用木質(zhì)磺酸鹽基水泥分散劑，其用量為標(biāo)準(zhǔn)用量(水泥和粉煤灰重的0.25%)的1.6倍〔(C+F)×0.40〕和2.2倍〔(C+F)×0.55〕時(shí)，對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度有少許增加，但不能改善混凝土的稠度(Vc值)(對(duì)比例1.2.3.4)。
(3)當(dāng)非離子表面活性劑滲透能力較小時(shí)，對(duì)抗壓強(qiáng)度沒有促進(jìn)作用，稠度(Vc值)的改善甚微(實(shí)例6、7)。
正如上面所述，本發(fā)明的超干混混凝土添加劑在阻止稠度變化(硬化)和增加抗壓強(qiáng)度方面是極其有效的。
權(quán)利要求
1.一種超干混混凝土添加劑，它含有一種或多種選自木質(zhì)磺酸鹽、氧化羧酸鹽和聚羧酸鹽的水泥分散劑(A)，此外它還含有一種或多種選自聚氧化亞烷基烷基芳醚和聚氧化亞烷基烷基醚的非離子表面活性劑(B)，所說表面活性劑(B)的親水一親油平衡值(HLB值)為8～17。
2.一種按照權(quán)利要求1的添加劑，其中非離子表面活性劑(B)選自環(huán)氧乙烷單元數(shù)為5～15的聚氧化亞乙基烷基芳醚。
3.一種按照權(quán)利要求1或2的添加劑，其中非離子表面活性劑(B)選自帶有8～10個(gè)環(huán)氧乙烷單元、HLB為10～14的聚氧化亞乙基烷基芳醚。
4.一種按照權(quán)利要求3的添加劑，其中的水泥分散劑(A)為木質(zhì)磺酸鹽。
5.一種按照權(quán)利要求1的添加劑，其中含有1～35份重(B)/100份重木質(zhì)磺酸鹽，或1～100份重(B)/100份重氧化羧酸鹽或聚羧酸鹽。
6.一種制備超干混混凝土的方法，它包括在攪拌混凝土?xí)r，加入權(quán)利要求1所述的添加劑。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其中加入水泥和粉煤灰總重(固相計(jì))的0.15%～0.80%的木質(zhì)磺酸鹽或氧化羧酸鹽和0.02%～0.20%的聚羧酸鹽。
8.按照權(quán)利要求6和7的方法，其中加入水泥和粉煤灰總重(固相計(jì))的0.01%～0.05%的非離子表面活性劑(B)。
9.超干混混凝土，其特征在于含有權(quán)利要求1所述的添加劑。
10.按照權(quán)利要求9的超干混混凝土，其特征在于含有木質(zhì)磺酸鹽和一種表面活性劑，該表面活性劑選自環(huán)氧乙烷單元數(shù)為8～10，HLB值為10～14的聚氧化亞乙基烷基芳醚。
全文摘要
本發(fā)明為一種超干混混凝土添加劑，其中含有一種或多種選自木質(zhì)磺酸鹽、氧化羧酸鹽或聚羧酸鹽的水泥分散劑(A)，此外還含有一種或多種選自聚氧化亞烷基烷基芳醚和聚氧化亞烷基烷基醚，親水—親油平衡值(HLB值)為8—17的非離子表面活性劑(B)。
文檔編號(hào)C04B28/02GK1035485SQ89101059
公開日1989年9月13日 申請(qǐng)日期1989年1月19日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月20日
發(fā)明者守屋慶隆, 能町宏, 高田誠, 高津行秀, 梅沢健一 申請(qǐng)人:山道士有限公司