技术摘要：
本发明公开了一种混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂及其制备方法。所述防渗抗裂减缩剂包含以下组分：碱改性硅藻土35～45重量份，氧化镁15～22重量份，蛭石13～20重量份，硼砂8～11重量份，六偏磷酸钠3～9重量份，柠檬酸改性淀粉7～13重量份。本发明所述的防渗抗裂减缩剂作为 全部
背景技术：
混凝土指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子按适当比例配合，必要时掺入化 学外加剂和矿物掺合料，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的一种人造石材。混凝土 具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，并且，混凝土制得的产品也还具有抗压强 度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使得混凝土的使用范围十分广泛，且用 量也越来越大，特别是近些年来，随着国家经济迅猛发展，生活和生产活动的不断扩大，使 得基础设施建设一直维持在高速发展的阶段，如市政交通建设中的公路、铁路、桥梁、码头、 隧道，城市民用建设工程中的楼宇住宅，以及大型工程建设中的水电站、堤坝等都需要用到 大量的混凝土。 然而，由于组成成分、环境影响等因素，混凝土在硬化干燥过程中存在着不同程度 的收缩，严重时则可能会产生干燥开裂和收缩开裂，出现渗水现象，引起混凝土表、里的侵 蚀及混凝土内部钢筋的锈蚀，阻碍混凝土施工和影响混凝土耐久性，显著降低了混凝土工 程的使用寿命。进一步地，随着高性能混凝土(HPC)和高强混凝土(HSC)的出现，混凝土中水 泥用量增大，用水量减小，活性掺合料增加，使上述开裂情况更普遍，程度也更大。 为了防止混凝土因干燥和自收缩引起的开裂现象，通常采用，例如，对水泥组分进 行改性、掺入合成或金属纤维、掺入膨胀剂、改进养护技术以及掺入减缩剂等方法来降低混 凝土的干缩开裂，从而提高混凝土耐久性。目前市面上应用于抗裂方面的外加剂有内掺与 外涂两种类型。然而，这其中，如果膨胀剂的收缩补偿时间与混凝土不同步，则难以实现补 偿收缩的目的；纤维只能在一定范围内提高混凝土的抗拉强度，但混凝土内部仍然存在较 大的应力，因而并不能从根本上解决裂缝的产生；大部分的有机材料与混凝土无机类材料 相容性差，无法充分发挥相应的功能，且容易老化；减缩剂是目前解决混凝土收缩开裂的较 好的方案之一，但其对混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗渗性能等方面仍旧有极大的提升空 间。 因此，本领域仍旧需要开发一种能够进一步提高混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗 渗性能等的减缩剂。
技术实现要素：
[技术问题] 针对现有技术存在的不足，本发明的一个目的在于提供一种混凝土内掺型防渗抗 裂减缩剂，将其作为内掺剂掺入水泥应用于混凝土中，可以充分改善新拌混凝土的工作性 能，降低混凝土在硬化过程中的收缩程度，同时还极大地提高了硬化混凝土的抗压强度、抗 拉强度、硬度、抗渗性等，从而大大提高混凝土工件的耐久性。 4 CN 111592271 A 说 明 书 2/9 页 本发明的一个目的在于提供上述混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂的制备方法，所述 方法简单快捷，适于工业上大规模应用。 [技术方案] 为了实现上述目的，根据本发明的一个实施方式提供了一种混凝土内掺型防渗抗 裂减缩剂，其包含以下组分： 在本发明中，所述防渗抗裂减缩剂可以改善混凝土集料的表面状态，使得胶凝材 料，即水泥在其上的附着力增强，故提高了二者之间的界面粘结强度，从而改善了混凝土结 构强度最薄弱的环节之一。所述防渗抗裂减缩剂还能够提高水泥的填充和流动性能，引导 水泥深入集料本身的缝隙中，增强集料的力学强度，弥补集料力学短板，使得混凝土在受力 时的力学传导更均匀，从整体上提高了混凝土的力学性能。与此同时，水泥较佳的填充和流 动性能也大大降低了混凝土硬化早期的缝隙的产生。此外，所述防渗抗裂减缩剂还具有离 子交换性能，能够吸附和结合部分钙离子、铝离子等，并在混凝土硬化过程中缓慢释放，有 效平衡混凝土的在硬化过程前后期的硬化速度，大大降低混凝土硬化后收缩的同时还降低 了内部应力，避免应力释放而产生裂缝。本发明的防渗抗裂减缩剂还吸附有水分子，以便在 混凝土硬化过程中缓慢释放出水分，促使水泥的充分结晶和多次水化，也极大地提高了混 凝土的强度。 进一步地，根据本发明的混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂优选包含以下组分： 在本发明中，包含上述配比的组分的防渗抗裂减缩剂可以具有更加优异的抗压强 度、抗拉强度、抗渗性等。 所述碱改性硅藻土采用以下方法制备： 将硅藻土分散在5～10倍体积的pH为10～11的碱性水溶液中，在40～50℃下搅拌 20～30分钟，水洗至pH小于8，自然干燥。 进一步地，所述碱性水溶液可以通过将选自KOH、NaOH、Na2CO3或K2CO3中的至少一 种溶于水中制备。 5 CN 111592271 A 说 明 书 3/9 页 在本发明中，硅藻土通过碱改性后可以产生大量的活性硅点位和羟基，能够充分 地提高防渗抗裂减缩剂的功效，特别是有效平衡混凝土的在硬化过程前后期的硬化速度。 在这里，当碱性水溶液的pH大于11时，由于碱性过强而会对硅藻土造成较大的破坏，而当碱 性水溶液的pH小于10时，碱性太弱则难以充分改性硅藻土，这都会对本发明的防渗抗裂减 缩剂的提升混凝土的减缩性能和力学抗性的能力造成影响。 所述柠檬酸改性淀粉采用以下方法制备： 将柠檬酸溶于水中制得重量浓度为10％～15％的溶液，加入淀粉，其中淀粉与柠 檬酸的重量比为1:(0.6～0.9)，在70～90℃下反应120～150分钟，过滤，在60～75℃下干燥 5～8小时。 进一步地，所述柠檬酸改性淀粉优选采用以下方法制备： 将柠檬酸溶于水中制得重量浓度为12％～13％的溶液，加入淀粉，其中淀粉与柠 檬酸的重量比为1:0.75，在75～80℃下反应140～150分钟，过滤，在70～75℃下干燥6～7小 时。 在本发明中，淀粉具有大量的羟基，经由柠檬酸改性后又兼有大量的羧基和酯基， 能够促进防渗抗裂减缩剂对混凝土集料的表面状态的改善，提高水泥在其上的界面粘结强 度。此外，柠檬酸改性淀粉还具有一定的减水作用，能够减少混凝土减水剂的用量。 根据本发明的混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂还包含：乙酸钙1～3重量份，优选2重 量份。在本发明中，所述乙酸钙能够进一步提升防渗抗裂减缩剂性能，特别是提高水泥的填 充和流动性能。 根据本发明的混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂的粒度可以为40μm以下，优选为10～ 40μm。在本发明中，采用上述粒度的防渗抗裂减缩剂能够保持较高的活性，充分发挥效力， 并且上述粒度范围与水泥的粒度接近，也便于与水泥充分混合。 根据本发明的另一个实施方式提供了上述混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂的制备 方法，其包括以下步骤： (1)将碱改性硅藻土、氧化镁和柠檬酸改性淀粉混合均匀， (2)向步骤(1)的混合物中加入硼砂、六偏磷酸钠和蛭石，充分混合，研磨至40μm以 下的粒度，由此即制得根据本发明的混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂。 进一步地，上述制备方法还包括：在步骤(2)中加入乙酸钙。 在本发明中，所述制备方法工艺简单快捷，便于推广。 [有益效果] 综上所述，本发明具有以下有益效果： 根据本发明的混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂作为内掺剂掺入水泥应用于混凝土 中时，可以充分改善新拌混凝土的工作性能，提高水泥与集料之间的界面粘结强度以及水 泥的填充和流动性能，平衡混凝土的在硬化过程前后期的硬化速度，大大降低混凝土在硬 化过程中的收缩程度，同时还极大地提高了硬化混凝土的抗压强度、抗拉强度、硬度、冲击 功、抗渗性等，从而大大提高混凝土工件的耐久性。 此外，根据本发明的防渗抗裂减缩剂的制备方法简单快捷，适于工业上大规模应 用。 6 CN 111592271 A 说 明 书 4/9 页
本发明公开了一种混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂及其制备方法。所述防渗抗裂减缩剂包含以下组分：碱改性硅藻土35～45重量份，氧化镁15～22重量份，蛭石13～20重量份，硼砂8～11重量份，六偏磷酸钠3～9重量份，柠檬酸改性淀粉7～13重量份。本发明所述的防渗抗裂减缩剂作为 全部
背景技术：
混凝土指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子按适当比例配合，必要时掺入化 学外加剂和矿物掺合料，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的一种人造石材。混凝土 具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，并且，混凝土制得的产品也还具有抗压强 度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使得混凝土的使用范围十分广泛，且用 量也越来越大，特别是近些年来，随着国家经济迅猛发展，生活和生产活动的不断扩大，使 得基础设施建设一直维持在高速发展的阶段，如市政交通建设中的公路、铁路、桥梁、码头、 隧道，城市民用建设工程中的楼宇住宅，以及大型工程建设中的水电站、堤坝等都需要用到 大量的混凝土。 然而，由于组成成分、环境影响等因素，混凝土在硬化干燥过程中存在着不同程度 的收缩，严重时则可能会产生干燥开裂和收缩开裂，出现渗水现象，引起混凝土表、里的侵 蚀及混凝土内部钢筋的锈蚀，阻碍混凝土施工和影响混凝土耐久性，显著降低了混凝土工 程的使用寿命。进一步地，随着高性能混凝土(HPC)和高强混凝土(HSC)的出现，混凝土中水 泥用量增大，用水量减小，活性掺合料增加，使上述开裂情况更普遍，程度也更大。 为了防止混凝土因干燥和自收缩引起的开裂现象，通常采用，例如，对水泥组分进 行改性、掺入合成或金属纤维、掺入膨胀剂、改进养护技术以及掺入减缩剂等方法来降低混 凝土的干缩开裂，从而提高混凝土耐久性。目前市面上应用于抗裂方面的外加剂有内掺与 外涂两种类型。然而，这其中，如果膨胀剂的收缩补偿时间与混凝土不同步，则难以实现补 偿收缩的目的；纤维只能在一定范围内提高混凝土的抗拉强度，但混凝土内部仍然存在较 大的应力，因而并不能从根本上解决裂缝的产生；大部分的有机材料与混凝土无机类材料 相容性差，无法充分发挥相应的功能，且容易老化；减缩剂是目前解决混凝土收缩开裂的较 好的方案之一，但其对混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗渗性能等方面仍旧有极大的提升空 间。 因此，本领域仍旧需要开发一种能够进一步提高混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗 渗性能等的减缩剂。
技术实现要素：
[技术问题] 针对现有技术存在的不足，本发明的一个目的在于提供一种混凝土内掺型防渗抗 裂减缩剂，将其作为内掺剂掺入水泥应用于混凝土中，可以充分改善新拌混凝土的工作性 能，降低混凝土在硬化过程中的收缩程度，同时还极大地提高了硬化混凝土的抗压强度、抗 拉强度、硬度、抗渗性等，从而大大提高混凝土工件的耐久性。 4 CN 111592271 A 说 明 书 2/9 页 本发明的一个目的在于提供上述混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂的制备方法，所述 方法简单快捷，适于工业上大规模应用。 [技术方案] 为了实现上述目的，根据本发明的一个实施方式提供了一种混凝土内掺型防渗抗 裂减缩剂，其包含以下组分： 在本发明中，所述防渗抗裂减缩剂可以改善混凝土集料的表面状态，使得胶凝材 料，即水泥在其上的附着力增强，故提高了二者之间的界面粘结强度，从而改善了混凝土结 构强度最薄弱的环节之一。所述防渗抗裂减缩剂还能够提高水泥的填充和流动性能，引导 水泥深入集料本身的缝隙中，增强集料的力学强度，弥补集料力学短板，使得混凝土在受力 时的力学传导更均匀，从整体上提高了混凝土的力学性能。与此同时，水泥较佳的填充和流 动性能也大大降低了混凝土硬化早期的缝隙的产生。此外，所述防渗抗裂减缩剂还具有离 子交换性能，能够吸附和结合部分钙离子、铝离子等，并在混凝土硬化过程中缓慢释放，有 效平衡混凝土的在硬化过程前后期的硬化速度，大大降低混凝土硬化后收缩的同时还降低 了内部应力，避免应力释放而产生裂缝。本发明的防渗抗裂减缩剂还吸附有水分子，以便在 混凝土硬化过程中缓慢释放出水分，促使水泥的充分结晶和多次水化，也极大地提高了混 凝土的强度。 进一步地，根据本发明的混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂优选包含以下组分： 在本发明中，包含上述配比的组分的防渗抗裂减缩剂可以具有更加优异的抗压强 度、抗拉强度、抗渗性等。 所述碱改性硅藻土采用以下方法制备： 将硅藻土分散在5～10倍体积的pH为10～11的碱性水溶液中，在40～50℃下搅拌 20～30分钟，水洗至pH小于8，自然干燥。 进一步地，所述碱性水溶液可以通过将选自KOH、NaOH、Na2CO3或K2CO3中的至少一 种溶于水中制备。 5 CN 111592271 A 说 明 书 3/9 页 在本发明中，硅藻土通过碱改性后可以产生大量的活性硅点位和羟基，能够充分 地提高防渗抗裂减缩剂的功效，特别是有效平衡混凝土的在硬化过程前后期的硬化速度。 在这里，当碱性水溶液的pH大于11时，由于碱性过强而会对硅藻土造成较大的破坏，而当碱 性水溶液的pH小于10时，碱性太弱则难以充分改性硅藻土，这都会对本发明的防渗抗裂减 缩剂的提升混凝土的减缩性能和力学抗性的能力造成影响。 所述柠檬酸改性淀粉采用以下方法制备： 将柠檬酸溶于水中制得重量浓度为10％～15％的溶液，加入淀粉，其中淀粉与柠 檬酸的重量比为1:(0.6～0.9)，在70～90℃下反应120～150分钟，过滤，在60～75℃下干燥 5～8小时。 进一步地，所述柠檬酸改性淀粉优选采用以下方法制备： 将柠檬酸溶于水中制得重量浓度为12％～13％的溶液，加入淀粉，其中淀粉与柠 檬酸的重量比为1:0.75，在75～80℃下反应140～150分钟，过滤，在70～75℃下干燥6～7小 时。 在本发明中，淀粉具有大量的羟基，经由柠檬酸改性后又兼有大量的羧基和酯基， 能够促进防渗抗裂减缩剂对混凝土集料的表面状态的改善，提高水泥在其上的界面粘结强 度。此外，柠檬酸改性淀粉还具有一定的减水作用，能够减少混凝土减水剂的用量。 根据本发明的混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂还包含：乙酸钙1～3重量份，优选2重 量份。在本发明中，所述乙酸钙能够进一步提升防渗抗裂减缩剂性能，特别是提高水泥的填 充和流动性能。 根据本发明的混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂的粒度可以为40μm以下，优选为10～ 40μm。在本发明中，采用上述粒度的防渗抗裂减缩剂能够保持较高的活性，充分发挥效力， 并且上述粒度范围与水泥的粒度接近，也便于与水泥充分混合。 根据本发明的另一个实施方式提供了上述混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂的制备 方法，其包括以下步骤： (1)将碱改性硅藻土、氧化镁和柠檬酸改性淀粉混合均匀， (2)向步骤(1)的混合物中加入硼砂、六偏磷酸钠和蛭石，充分混合，研磨至40μm以 下的粒度，由此即制得根据本发明的混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂。 进一步地，上述制备方法还包括：在步骤(2)中加入乙酸钙。 在本发明中，所述制备方法工艺简单快捷，便于推广。 [有益效果] 综上所述，本发明具有以下有益效果： 根据本发明的混凝土内掺型防渗抗裂减缩剂作为内掺剂掺入水泥应用于混凝土 中时，可以充分改善新拌混凝土的工作性能，提高水泥与集料之间的界面粘结强度以及水 泥的填充和流动性能，平衡混凝土的在硬化过程前后期的硬化速度，大大降低混凝土在硬 化过程中的收缩程度，同时还极大地提高了硬化混凝土的抗压强度、抗拉强度、硬度、冲击 功、抗渗性等，从而大大提高混凝土工件的耐久性。 此外，根据本发明的防渗抗裂减缩剂的制备方法简单快捷，适于工业上大规模应 用。 6 CN 111592271 A 说 明 书 4/9 页
