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一種用于抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑及其制備方法與應(yīng)用

閱讀：613發(fā)布：2020-05-16

專利匯可以提供一種用于抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑及其制備方法與應(yīng)用專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 涉及一種抑制 變質(zhì)巖 骨料 堿 活性的 混凝土 外加劑，由以下重量百分含量的組分組成：礦物摻合料94-99wt%，鋰化合物0.1-1.5wt%， 硅 烷0.5-3wt%，引氣劑0.02-4wt%；其制備過程為按配比稱取各組分后，將稱量好的各組分倒入 攪拌機(jī) 中，硅烷最后加入，攪拌5-10分鐘至混合均勻即可得到所述的混凝土外加劑；本發(fā)明所述的一種抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑可以用于配制不同強(qiáng)度等級(jí)和與用途的變質(zhì)巖機(jī)制砂混凝土，對(duì)變質(zhì)巖混凝土 堿骨料反應(yīng) 的抑制效應(yīng)相當(dāng)顯著。，下面是一種用于抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑及其制備方法與應(yīng)用專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑，由以下重量百分含量的組分組成：
礦物摻合料 94-99wt%；
鋰化合物 0.1-1.5wt%；
硅烷 0.5-3wt%；
引氣劑 0.02-4wt%。
2.如權(quán)利要求1所述的混凝土外加劑，其特征在于，所述礦物摻合料選自粉煤灰和硅灰。
3.如權(quán)利要求2所述的混凝土外加劑，其特征在于，所述粉煤灰為二級(jí)粉煤灰或一級(jí)
2
粉煤灰；所述硅灰為凝聚態(tài)硅灰或普通硅灰，比表面積≥190000cm/g。
4.如權(quán)利要求1所述的混凝土外加劑，其特征在于，所述鋰化合物選自LiOH、LiF和Li2CO3。
5.如權(quán)利要求1所述的混凝土外加劑，其特征在于，所述硅烷為硅烷粉末或硅烷乳液。
6.如權(quán)利要求1所述的混凝土外加劑，其特征在于，所述引氣劑選用烷基鹽類引氣劑、木質(zhì)素磺酸鹽類引氣劑、松香樹脂類引氣劑或脂肪醇類引氣劑。
7.如權(quán)利要求6所述的混凝土外加劑，其特征在于，所述烷基鹽類引氣劑選自十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉；所述木質(zhì)素磺酸鹽類引氣劑選自木質(zhì)素磺酸鈣或木質(zhì)素磺酸鈉；所述松香樹脂類引氣劑選自松香熱聚物或松香皂；所述脂肪醇類引氣劑選自脂肪醇硫酸鈉或高級(jí)脂肪醇衍生物。
8.如權(quán)利要求1-7所述的混凝土外加劑的制備方法，包括以下步驟：
（1）按配比稱取各組分；
（2）將稱量好的各組分倒入攪拌機(jī)中，硅烷最后加入，攪拌5-10分鐘至混合均勻。
9.如權(quán)利要求1-7任一所述混凝土外加劑用于配制不同強(qiáng)度等級(jí)與用途的變質(zhì)巖機(jī)制砂混凝土的用途。

說明書全文

一種用于抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑及其制備

方法與應(yīng)用

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明涉及一種用于抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑及其制備方法與應(yīng)用，屬于交通、橋梁、道路工程中混凝土長(zhǎng)期耐久性技術(shù)及建材領(lǐng)域。

背景技術(shù)

[0002] 堿骨料反應(yīng)是指混凝土骨料（砂、石）中某些具有堿活性的礦物成分與混凝土孔隙中來自水泥、外加劑等的可溶性的堿性溶液（以KOH、NaOH為主）之間發(fā)生的膨脹性反應(yīng)，這些堿溶液可能來自于這種反應(yīng)引起混凝土體積膨脹乃至開裂，改變混凝土的微結(jié)構(gòu)，使混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、彈性模量等力學(xué)性能明顯下降，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全使用。由于堿骨料反應(yīng)一般是在混凝土成型后的若干年后逐漸發(fā)生，其結(jié)果造成混凝土耐久性下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使混凝土喪失其使用價(jià)值。且由于反應(yīng)發(fā)生在整個(gè)混凝土內(nèi)部，因此，這種反應(yīng)造成的破壞既難以預(yù)防，又難于阻止，更不易修補(bǔ)和挽救，故被稱為混凝土的癌癥。
[0003] 常見的堿活性礦物主要有巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。變質(zhì)巖在我國(guó)有著非常廣泛的分布，尤其是在貴州約占全地區(qū)總面積的1/6以上地區(qū)存在大量變質(zhì)巖，而該類巖石因具有潛在堿活性而未能廣泛地應(yīng)用于混凝土中。貴州地區(qū)因地理環(huán)境、自然資源的限制，只能采用當(dāng)?shù)貛r石骨料及機(jī)制砂配制混凝土。隨著我國(guó)西部大開發(fā)戰(zhàn)略的推進(jìn)，大量的市政、高速公路、高速鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施工程全面建設(shè)，需要數(shù)量巨大的混凝土骨架材料，而且從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等角度考慮必須就地取材。變質(zhì)巖地區(qū)砂石骨料自然資源缺乏更加突出，采用變質(zhì)巖骨料配制混凝土勢(shì)在必行。
[0004] 因此，研究抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑對(duì)提高變質(zhì)巖地區(qū)的混凝土工程安全性、耐久性、降低工程成本具有重要實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑及其制備方法，使得具有堿活性或潛在堿活性的變質(zhì)巖可以大量、廣泛地應(yīng)用于混凝土工程之中。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 一種抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑，由以下重量百分含量的組分組成：
[0008] 礦物摻合料 94-99wt%；
[0009] 鋰化合物 0.1-1.5wt%；
[0010] 硅烷 0.5-3wt%；
[0011] 引氣劑 0.02-4wt%；
[0012] 優(yōu)選的，所述的一種抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑由以下重量百分含量的組分組成：
[0013] 礦物摻合料 96.5-99wt%；
[0014] 鋰化合物 0.1-0.8wt%；
[0015] 硅烷 0.7-2.5wt%；
[0016] 引氣劑 0.03-3wt%；
[0017] 優(yōu)選的，所述礦物摻合料選自粉煤灰和硅灰；所述粉煤灰為二級(jí)粉煤灰或一級(jí)粉2
煤灰；所述硅灰為凝聚態(tài)硅灰或普通硅灰，比表面積≥190000cm/g。
[0018] 優(yōu)選的，所述礦物摻合料在制備高強(qiáng)度混凝土?xí)r優(yōu)選一級(jí)粉煤灰和硅灰。
[0019] 優(yōu)選的，所述鋰化合物選自LiOH、LiF和Li2CO3。
[0020] 優(yōu)選的，所述硅烷為硅烷粉末或硅烷乳液。
[0021] 優(yōu)選的，所述引氣劑選用烷基鹽類引氣劑、木質(zhì)素磺酸鹽類引氣劑、松香樹脂類引氣劑或脂肪醇類引氣劑；更優(yōu)選為烷基鹽類引氣劑。
[0022] 優(yōu)選的，所述烷基鹽類引氣劑選自十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉。
[0023] 優(yōu)選的，所述木質(zhì)素磺酸鹽類引氣劑選自木質(zhì)素磺酸鈣或木質(zhì)素磺酸鈉。
[0024] 優(yōu)選的，所述松香樹脂類引氣劑選自松香熱聚物或松香皂。
[0025] 優(yōu)選的，所述脂肪醇類引氣劑選自脂肪醇硫酸鈉或高級(jí)脂肪醇衍生物。
[0026] 本發(fā)明進(jìn)一步公開所述的一種抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑的制備方法，包括以下步驟：
[0027] （1）按配比稱取各組分；
[0028] （2）將稱量好的各組分倒入攪拌機(jī)中，硅烷最后加入，攪拌5-10分鐘至混合均勻。
[0029] 本發(fā)明所述的一種抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑可以用于配制不同強(qiáng)度等級(jí)和與用途的變質(zhì)巖機(jī)制砂混凝土。
[0030] 按此方法制備的混凝土與其他方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0031] 1）制備方法簡(jiǎn)單，抑制效果顯著。本方法可以有效地減少砂漿棒14天膨脹率75~94%，對(duì)變質(zhì)巖混凝土堿骨料反應(yīng)的抑制效應(yīng)相當(dāng)顯著。
[0032] 2）充分利用了工業(yè)廢棄物，并通過優(yōu)化配合比可制備出滿足各種條件的變質(zhì)巖骨料混凝土。降低工程成本，縮短工程工期，減輕環(huán)境負(fù)荷。
[0033] 3）在變質(zhì)巖地區(qū)的工程項(xiàng)目可以就地取材，從而減少原材料運(yùn)輸、貯存費(fèi)用和時(shí)間，也可以減輕因原材料的長(zhǎng)途運(yùn)輸而帶來的環(huán)境破壞。

具體實(shí)施方式

[0034] 以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的技術(shù)方案。應(yīng)理解，本發(fā)明提到的一個(gè)或多個(gè)方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后還存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟；還應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。而且，除非另有說明，各方法步驟的編號(hào)僅為鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容的情況下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 制備一種用于某工程中橋梁、路基、隧道、涵洞工程用C25變質(zhì)巖骨料機(jī)制砂混凝土中的一種抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑，配料如下：
[0037] 二級(jí)粉煤灰 97.972wt%；
[0038] LiOH 0.160wt%；
[0039] 硅烷粉末 0.911wt%；
[0040] 木質(zhì)素磺酸鈉 0.957wt%；
[0041] 所述外加劑的制備過程為：按配比稱取各組分后，將稱量好的各組分倒入攪拌機(jī)中，硅烷最后加入，攪拌5-10分鐘至混合均勻。
[0042] 所述外加劑在所述混凝土中的摻量為水泥重量的43wt%；采用美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（ASTM C1260標(biāo)準(zhǔn)）對(duì)所述混凝土進(jìn)行測(cè)試，14d砂漿棒膨脹率為0.067%，較基準(zhǔn)試件（未添加外加劑）膨脹率降低了85.2%。
[0043] 實(shí)施例2
[0044] 制備一種用于某工程中橋梁、路基、隧道、涵洞工程用C30變質(zhì)巖骨料機(jī)制砂混凝土中的一種抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑，配料如下：
[0045] 二級(jí)粉煤灰 97.611wt%；
[0046] Li2CO3 0.518wt%；
[0047] 硅烷乳液 1.816wt%；
[0048] 松香皂引氣劑 0.055wt%。
[0049] 所述外加劑的制備過程同實(shí)施例1。
[0050] 所述外加劑在所述混凝土中的摻量為水泥重量的21.5wt%；采用美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（ASTM C1260標(biāo)準(zhǔn)）對(duì)所述混凝土進(jìn)行測(cè)試，14d砂漿棒膨脹率為0.070%，較基準(zhǔn)試件（未添加外加劑）膨脹率降低了77.5%。
[0051] 實(shí)施例3
[0052] 制備一種用于某工程中橋梁、路基、隧道、涵洞工程用C30變質(zhì)巖骨料機(jī)制砂混凝土中的一種抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑，配料如下：
[0053] 一級(jí)粉煤灰 98.586wt%；
[0054] Li2CO3 0.233wt%；
[0055] 硅烷粉末 1.149wt%；
[0056] 十二烷基硫酸鈉 0.032wt%。
[0057] 所述外加劑的制備過程同實(shí)施例1。
[0058] 所述外加劑在所述混凝土中的摻量為水泥重量的42.9wt%；采用美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（ASTM C1260標(biāo)準(zhǔn)）對(duì)所述混凝土進(jìn)行測(cè)試，14d砂漿棒膨脹率為0.081%，較基準(zhǔn)試件（未添加外加劑）膨脹率降低了79.8%。
[0059] 實(shí)施例4
[0060] 制備一種用于某工程中橋梁、路基、隧道、涵洞工程用C40變質(zhì)巖骨料機(jī)制砂混凝土中的一種抑制變質(zhì)巖骨料堿活性的混凝土外加劑，配料如下：
[0061] 普通硅灰 97.741wt%；
[0062] LiF 0.383wt%；
[0063] 硅烷乳液 1.762wt%；
[0064] 脂肪醇硫酸鈉 0.114wt%；
[0065] 所述外加劑的制備過程同實(shí)施例1。
[0066] 所述外加劑在所述混凝土中的摻量為水泥重量的33.3wt%；采用美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（ASTM C1260標(biāo)準(zhǔn)）對(duì)所述混凝土進(jìn)行測(cè)試，14d砂漿棒膨脹率為0.077%，較基準(zhǔn)
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