[发明专利]一种无碱抗裂混凝土减缩剂

说明书

技术领域

    本发明涉及一种无碱抗裂混凝土减缩剂。 

背景技术

混凝土是当代建筑工程用量最大的建筑材料，混凝土工程技术总是伴随着工程建设的需要和科学技术发展而进步的。现已广泛用于工业与民用建筑、水利、城市建设、农林、交通及海港等工程。与此同时，混凝土在应用过程中会出现许多新的问题，近年来尤为突出的是混凝土的耐久性劣化问题。由于耐久性不足导致结构破坏的事故时有发生，由此造成的经济损失也是难以估量的。混凝土最大的缺点就是易产生裂缝。混凝土上的裂缝不仅仅是工程质量的事故，它的存在还会使混凝土的强度性能有所降低。尤为重要的是，混凝土中裂缝的存在使混凝土抵抗外界物质侵蚀的能力降低，混凝土的耐久性和耐久寿命大大下降。在经历了混凝土的耐久性不良给人类带来的巨大损失以后，如何提高混凝土的耐久性已经成为世界各国研究的重点。由于混凝土的裂缝是影响混凝土耐久性的重要因素，因此研究混凝土工程裂缝的控制是非常重要的。而形成混凝土裂缝的因素有：混凝土温度和湿度的变化、混凝土自身的脆性和不平衡、混凝土结构混乱、混凝土原材料质量差、模板变形的不均匀沉降、缺少养护、干湿转化、干缩形变等。   

    由于现代混凝土本身的组成与结构特点，浆体粘稠、保水性好，水分迁移受到一定限制，且因为低水胶比而使其自收缩现象突出。其普遍具有发生早期裂纹的趋势，目前虽然对裂缝的成因已有较一致的认识，并提出了许多见解和方法，但至今没有得到有效控制，且日趋严重。混凝土工程裂缝产生的原因很多，涉及到材料配合比、结构设计、施工及后期养护等各个环节，并且这些因素之间相互交叉影响和作用，使得混凝土工程裂缝控制变的十分复杂。单凭设计或施工方法，要从根本上消除非荷载裂缝尚有困难。从工程结构失效破坏等特征来看，裂缝是结构破坏失效所表现的宏观形式，而产生裂缝的机理过程是与混凝土材料本体变化密切相关，早期混凝土工程裂缝的产生除受各种载荷作用影响之外，混凝土的收缩是很关键的。当前在控制混凝土开裂配合比优化设计中，有添加纤维、膨胀剂等措施，其目的都是降低各种收缩变形，但各种外加剂的作用机理和效果均有不同。就纤维的加入而言，它在一定程度上阻止了裂缝的扩展和延伸，但它主要起到分散或均化收缩应力分布的作用，而不能从根本上消除裂缝的产生；膨胀剂是通过与水泥水化产物进行一系列的化学反应，生成膨胀结晶来补偿混凝土的收缩，此过程要大量的水参与反应，在养护不良的情况下（如水分不充分），膨胀剂的抗裂效果并不能充分发挥，因此其质量不稳定，与混凝土体系的适应性差，控制膨胀量以及膨胀时间都难以控制；传统的减缩剂是通过降低混凝土毛细管中液相的表面张力，使毛细管负压下降，减小收缩应力，性能较前两者好，但由于其成本较高，因此限制其推广应用的范围。

相对于传统的混凝土减缩剂，这里无碱抗裂混凝土减缩剂是一种对水有特殊吸附作用的高分子功能材料，其内部带有强烈的亲水基团，与通常的海绵、纸纤维以及棉布等吸附材料不同，吸水性凝胶材料可吸收自身重量成百上千倍的水，同时膨胀成一种与水牢固结合的水凝胶。即使受到相当大的压力，这种凝胶中的水也很少被挤出。目前混凝土水胶比普遍偏低，减水剂的使用现已成为混凝土配合比设计中不可或缺的一种组分。由于减水剂的掺入，普遍会增大了混凝土的收缩，故而国家《混凝土外加剂》规范中曾规定，即使一等品也允许收缩率比达125%。