[其他]水下混凝土外加剂

说明书

一种用于水中灌注的水下混凝土外加剂，是由聚丙烯酰胺与页岩灰或与硅粉混合而成。可含有β－萘磺酸甲醛缩合物等阴离子表面活性剂。掺入该外加剂的水泥、砂浆或混凝土拌合物从中自由落下进行灌注时不离析、不分散，保持灌注硬化物的性质不件，成本较低。可用一般施工方法进行水下灌注混凝土、水下浆锚、水下灌浆等快速施工。

本发明涉及一种在水下灌注的水泥、砂浆、混凝土的外加剂。掺入该外加剂的水泥、砂浆或混凝土拌合物从水中自由落下进行灌注时不离析、不分散，保持灌注硬化物的性质不变。

以往将水泥、砂、石、水等拌制的混凝土拌合物在水中下落灌注的过程中，拌合物中的水泥浆就被水冲洗而流失，拌合物产生离析，混凝土硬化物强度明显降低。日本公开专利1983-49650公开了一种采用海泡石与凝聚剂（聚丙烯酰胺等）、也可掺入减水剂（烷基萘磺酸钠等）等配制的水下混凝土外加剂。该专利中所述，在混凝土拌合物中只掺入聚丙烯酰胺，虽然可防止其拌合物中水泥浆的散失，却不能充分防止拌合物中骨料的分散、离析。为解决这一问题，该专利中采用了海泡石用于防止拌合物中骨料的分散、离析。但是该海泡石需在一定液体下破碎，要求破碎中不损坏其针状纤维结构，所以海泡石粉碎加工工艺要求较严，再有海泡石受我国产地及成本的限制，在应用上有一定局限。

为解决上述海泡石存在的问题，本发明中采用页岩灰或硅粉两者之一与聚丙烯酰胺混合，其中也可再掺入β-萘磺酸甲醛缩合物等阴离子表面活性剂，其效果优于海泡石。本发明的水下混凝土外加剂经多次试验表明，可使掺入该外加剂的水泥、砂浆或混凝土拌合物在水中自由落下进行灌注时不离析、不分散、保持拌合物灌注的均匀性;灌注的拌合物可自行充满模型、流平、密实，不需振捣;如配制成低流动性拌合物可抵抗动水冲刷;灌注后拌合物不分层、不翻沫、不泌水、不侵水，不与外界水有交换作用，保持初始灌注时拌合物的配合比;拌合物的硬化物性能几乎与陆上施工的相同;该外加剂对钢筋无锈蚀作用;用海水拌合时硬化物性能不变;施工中对施工水域污染程度小;本发明的外加剂可降低外加剂中价格高的聚丙烯酰胺的用量，降低水泥用量，该外加剂的成本较低，页岩灰的成本仅为海泡石的1/20。

本发明中的水下混凝土外加剂是由页岩灰与聚丙烯酰胺或者硅粉与聚丙烯酰胺混合而成。其中的页岩灰主要成分有SiO₂和Al₂O₃，呈空心微粒状，具有极大的比表面积，掺入水泥中当与水拌合时能吸附更多的水分，使水泥浆分散体稠化，增加凝聚结构，增加水泥抗水洗作用;能与水泥水化反应产生的Ca（OH）₂反应，生成具有胶凝性质的水化硅酸钙和水化铝酸钙，可胶结骨料，防止拌合物离析、分散、提高硬化物强度。本发明中的页岩灰化学成分（%）为：SiO₂56～60;Al₂O₃19～24;Fe₂O₃7～11;TiO₂0.5～1;CaO0.8～1.7;MgO0.5～1.5;SO₃0.5～2.0;K₂O1.0～2.2;Na₂O0.05～0.4;烧失量0.6～4.5。比重2.2，容重200～400千克/米³，比表面积5000～20000米²/千克。本发明中的页岩灰掺量为水泥重量的0.5～15%，掺量小于0.5%时作用不大，掺量大于15%时降低拌合物胶结性能及降低硬化物强度。最佳掺量为3.1%。本发明中如用硅粉代替其中的页岩灰，其硅粉具有上述页岩灰相似的作用。该硅粉主要由无定形SiO₂组成，其化学成分（%）为：SiO₂90～96;Al₂O₃0.5～3.0;Fe₂O₃0.2～0.8;CaO0.1～0.5;MgO0.5～1.5;K₂O0.2～0.7;Na₂O0.4～1.0;烧失量0.7～2.5。比重2.1，容重200～300千克/米³，比表面积19000～22000米²/千克。该硅粉的掺量为水泥用量的1～10%，掺量小于1%时作用不明显，掺量大于10%时降低拌合物的胶结性能及降低硬化物的强度。最佳掺量为3.1%。