CN111377653B

CN111377653B - 一种水泥混凝土用高效抗裂剂及其制备方法和应用

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Publication number: CN111377653B
Application number: CN201811651786.8A
Authority: CN
Inventors: 陆安群; 田倩; 王育江; 穆松; 王瑞; 徐文; 王文彬
Original assignee: Zhenjiang Sobute New Material Co ltd; Sobute New Materials Co Ltd
Current assignee: Zhenjiang Sobute New Material Co ltd; Sobute New Materials Co Ltd; Shenzhong Link Administration Center
Priority date: 2018-12-31
Filing date: 2018-12-31
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2038-12-31
Also published as: CN111377653A

Abstract

本发明公开了一种混凝土用高效抗裂剂及其制备方法和应用。本发明所述水泥混凝土用高效抗裂剂，包括钙质膨胀组分以及表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分。所述钙质膨胀组分与表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分的质量比为40:60~20:80。本发明制备的水泥混凝土用高效抗裂剂，克服了内养护材料对混凝土工作性的不利影响；提升了氧化钙膨胀性能；沸石内部孔隙释放水分，调控了混凝土内部湿度；内部孔隙阻碍水泥碱性物质与水化热调控材料的接触面积，缓释水泥水化热调控材料，提升了水泥水化热调控材料的调控效能，实现温、湿度变形协调控制，提升混凝土抗裂性能。

Description

一种水泥混凝土用高效抗裂剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于建筑材料混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种水泥混凝土用高效抗裂剂及其制备方法和应用。

背景技术

水泥混凝土是一种水硬性胶凝材料，自浇筑成型开始并处于自然环境中的水泥混凝土结构，在其水化硬化过程中，由于自身的水化反应及向周围环境介质的失水过程，存在着自收缩、干燥收缩和温降收缩，约束条件下的收缩引起混凝土开裂，是造成工程质量事故的主要原因。干燥收缩是指混凝土硬化后在不饱和环境中，混凝土内部毛细管孔的吸附水失去后，使毛细管孔内表面张力增大造成水泥毛细管负压，而发生不可逆的因干燥引起的收缩。自收缩是指密封的混凝土内部相对湿度随水泥水化进程而降低，在此过程中水泥水化时消耗水分造成凝胶孔下降形成弯月面而发生自收缩。混凝土体相相对湿度降低使得体积相对减小，高强混凝土由于胶凝材料用量大，自收缩通常比普通混凝土大。温降收缩是指混凝土浇筑后，由于水泥水化产生大量的水化热，使混凝土温度升高，产生体积热膨胀，待达到最高温度以后，随着热量向外部环境的散发，混凝土温度将由最高值降至环境温度引起混凝土的收缩。在约束条件下，自收缩、干燥收缩和温降收缩是引起混凝土非荷载裂缝的主要原因。

如何采取有效措施减小甚至消除各种收缩，从源头上避免开裂，一直是工程师们努力探索的问题。目前国内外常采用掺加混凝土膨胀剂来补偿混凝土的收缩，掺量为6～12％。施工过程中要求必须做到充分保湿养护才能达到一定的补偿收缩效果。一般情况下对于地下工程底板使用效果较好，但侧墙和顶板受到约束较大且难以保湿养护，因此结构混凝土在自缩、干缩和温降收缩共同作用下极易发生开裂现象。

由于混凝土结构致密，覆膜、洒水等仅对混凝土表层进行养护，外界水分难以有效扩散结构内部进行保湿养护。解决其水化过程中的供水不足，最适合的方法是借助内养护材料为载体从混凝土内部提供水源进行自养护。内养护材料是指具有一定吸水和储水能力，并能在混凝土内部相对湿度开始降低时适时释水，促进水泥水化和提高水泥石内部湿度。目前常用的内养护材料包括有机聚合物和无机多孔固体，典型代表分别是高吸水性树脂(SAP)和轻集料。SAP是依靠高分子链上亲水性基团来吸附水分，但SAP颗粒分散性不易控制，容易粘结成团，且释水后将留下较大空洞，对混凝土工作性和力学性能、体积变形以及耐久性等造成影响。无机多孔材料，如轻集料、膨胀页岩、稻壳灰等，能明显改善高强混凝土内部相对湿度和缓解早期收缩变形。但无机材料如不预吸水会影响混凝土工作性，如预吸水会增加混凝土泌水的风险，且混凝土强度和弹性模量会随轻骨料掺量的增加而有所降低。如何制备能明显改善硬化混凝土内部湿度、控制混凝土温升、补偿收缩的抗裂剂，是建筑材料领域亟需解决的问题。

天然沸石是一类硅铝酸盐多孔材料，具有独特的硅氧四面体[SiO₄]结构，可由铝氧四面体[AlO₄]所置换。化学通式：A_x/n(SiO₂)(AlO₂)_x·mH₂O，A为阳离子。沸石具有吸附性、离子交换性、耐酸性等特点。沸石中大量活性SiO₂和Al₂O₃在混凝土高碱性溶液中OH^-的激发，发生火山灰反应，形成大量水化硅酸盐、铝酸盐凝胶，提升了混凝土后期强度并减小了孔隙率；另一方面天然沸石具有孔结构，磨细后具有较大比表面积，能吸附大量的水分和气体，可调控混凝土内部湿度。在推广应用沸石粉的过程中发现，沸石掺入混凝土时，获得相同坍落度，会增加混凝土减水剂用量；且容易引起新拌混凝土的坍落度损失加快，严重时会使新拌混凝土在半小时内失去流动性，难以满足正常施工的要求，严重影响了这一技术在建筑工程中的推广应用。

中国专利CN103058549B公开了一种混凝土抗裂硅质防水剂。采用75～85％的活化改性沸石粉、1～3％的消泡剂和13～19％的高铝熟料混合而成。活化改性沸石粉体由77～85％的焙烧复合沸石粉、0.1～0.5％硅烷偶联剂、2～6％硬脂酸、1.5～5％丙酮、2～6％乳化硅油改性而成。此种抗裂硅质防水剂可提高混凝土的抗渗性能，但不具有抗裂功能，且湿度调控作用有限。C30强度等级的混凝土不开裂，其渗透系数极低，完全能满足抗渗要求；但一旦开裂，地下水等将从裂缝处开始渗漏。

中国专利CN 108751777B、CN 108774015B公开了一种混凝土用抑温抗裂防水剂、沸石基水化热缓释材料及其制备方法。通过使相变材料及有机酸与沸实粉混合细碎，得到沸石基水化热缓释材料。沸石基水化热缓释材料，与塑性膨胀剂和双源膨胀剂复合而得抑温抗裂防水剂。该有机酸采用柠檬酸或酒石酸，仅影响水泥的诱导期，起到缓凝的效果，对温控无效果。此抑温抗裂防水剂难以对混凝土的内部湿度调控。

中国专利CN 108774016B公开了用于混凝土的双膨胀源及其制备方法。双源膨胀剂是由30～40wt％的改性沸石粉、氧化钙熟料、氧化铝和硫铝酸盐构成。沸石通过丙酮改性后，虽对混凝土的工作性影响较小，但在混凝土后期吸水能力有限。因此，此方法制备的改性沸石粉对氧化钙-硫铝酸盐膨胀熟料的膨胀性能提升效果有限。

中国专利CN 108069633B公开了一种沸石粉改性氧化镁膨胀剂的制备方法。所述沸石粉改性氧化镁膨胀剂由50～90％轻烧MgO和10～50％沸石粉混合制成。MgO颗粒是一种多孔材料，沸石粉也具有多孔结构。两种材料磨细后具有较大的比表面积，能吸附大量的水分，掺入混凝土中会吸附大量水导致混凝土工作性严重变差，难以施工。

在上述技术中，涉及的调控湿度的沸石粉是一种多孔材料，如不改性会对混凝土的工作性有影响；如改性后又对混凝土的湿度补偿效果变弱。而钙类、硫铝酸盐类膨胀剂补偿混凝土的收缩，施工过程中必须做到充分保湿养护才能达到一定的补偿收缩效果。因此，亟需对上述问题进行解决，制备出能明显改善硬化混凝土内部湿度、控温混凝土温升、补偿收缩的抗裂剂。

发明内容

针对现有技术中内养护材料掺入混凝土时，如不预吸水存在相同坍落度条件减水剂用量增加，混凝土坍落度损失加快等影响工作性，如预吸水后对混凝土强度有影响的问题；以及针对现有技术中钙类、硫铝酸钙类膨胀材料因湿度不足导致早期膨胀不高、后期膨胀能力弱等问题，本发明提供了一种水泥混凝土用高效抗裂剂及其制备方法和应用。

本发明所述水泥混凝土用高效抗裂剂是在糊精制备的水泥水化热调控材料液体中加入沸石粉，以沸石粉为水泥水化热调控材料液体的载体；利用沸石粉颗粒的多孔性，通过物理吸附和化学反应的方式使水泥水化热调控材料液体吸附并储存于沸石颗粒孔内；通过流化床制备工艺将含有水化热调控材料液体的沸石粉颗粒表面成膜；将表面成膜、内部含有液体水化热调控材料的沸石粉与氧化钙膨胀剂复合形成高效抗裂剂。

本发明制备的水泥混凝土用高效抗裂剂，克服了内养护材料对混凝土工作性的不利影响；提升了氧化钙膨胀性能；沸石内部孔隙释放水分，调控了混凝土内部湿度；内部孔隙阻碍水泥碱性液体与水化热调控材料的接触面积，缓释水泥水化热调控材料，提升水泥水化热调控材料的调控效能，实现温、湿度变形协调控制，提升混凝土抗裂性能。

本发明所述水泥混凝土用高效抗裂剂，其组成包括钙质膨胀组分以及表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分。所述钙质膨胀组分与表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分的质量比为40:60～20:80。

所述钙质膨胀组分包括游离氧化钙、硫铝酸盐和无水石膏及其混合物。

所述表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石是由40～60wt％沸石、28.5～49.5wt％水泥水化热调控材料液体、10～20wt％碳酸钙、0.2～1.0wt％普鲁兰多糖、0.2～0.5wt％山梨醇、0.01～0.05wt％赤藓糖醇通过流化床工艺处理形成。

所述沸石为800目的天然沸石，优选吸氨值≥135mmol/100g的丝光沸石粉。

所述水泥水化热调控材料液体为具有水泥水化速率调控功能的糊精溶液，溶剂为水。所述水泥水化热调控功能的糊精与水的质量为10:90～40:60。所述水泥水化热调控材料优选均分子量在7000～20000g/mol。

所述碳酸钙是沸石表面成膜的主要成分，形成膜的骨架。所述碳酸钙，作为优选方案，碳酸钙中CaCO₃含量≥85％，细度≥1800目。

所述普鲁兰多糖是一种水溶性粘质多糖，粘结成型剂，成膜隔绝空气，形成稳定致密的膜，防止水分挥发。

所述山梨醇可填充碳酸钙形成骨架间的缝隙、保护形成的膜结构不易被破坏。

所述赤藓糖醇可促进沸石的内部水分保持，其溶解热较大，具有较强的制冷和抑制微生物的功效。

本发明所述一种水泥混凝土用高效抗裂剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将石灰石、普鲁兰多糖、山梨醇、赤藓糖醇按照一定质量比例充分均匀混合，形成成膜用混合物。

(2)将形成的混合物缓慢投入制粒流化床，使成膜的上述混合物充分沸腾。

(3)将沸石加入糊精制备的水泥水化热调控材料液体中，均匀搅拌，形成悬浮液。使用喷枪，将悬浮液均匀喷洒在流化床中。通过调节喷枪进液速率、喷枪压力控制表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分的粒径大小。

(4)将气流中快速成膜的、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分分离出来，与钙质膨胀组分混合，即得到所述水泥混凝土用高效抗裂剂。

所述流化床内部温度控制在30-80℃，优选60-70℃。

本发明所述的一种水泥混凝土用高效抗裂剂需达到抗裂剂对细度的要求。作为优选方案，所述水泥混凝土用高效抗裂剂的比表面积为150-300m²/kg。

本发明所述一种水泥混凝土用高效抗裂剂适用于：具有补偿收缩、抗裂、抗渗、温控要求的侧墙，底板和顶板C50及以上强度等级的混凝土结构及预制构件。

本发明所述一种水泥混凝土用高效抗裂剂，在C50-C100混凝土掺入量占胶材总质量的3％-10％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明制备的水泥混凝土用高效抗裂剂，克服了内养护材料对混凝土工作性的不利影响；提升了氧化钙膨胀性能；沸石内部孔隙释放水分，调控了混凝土内部湿度；内部孔隙阻碍水泥碱性物质与水化热调控材料的接触面积，缓释水泥水化热调控材料，提升了水泥水化热调控材料的调控效能，实现温、湿度变形协调控制，提升混凝土抗裂性能。

(2)本发明提供的水泥混凝土用高效抗裂剂的制备方法，水泥水化热调控材料制备过程中无需进行烘干处理，省去了现有技术制备高效水化热调控材料的工艺；制备工艺简单易行，生产成本大幅度降低，社会经济效益显著。

附图说明

图1为实施例1所得的掺高效抗裂剂、相同钙质膨胀组分、相同水泥水化热调控材料液体、相同沸石粉的C50混凝土的绝热温升；1#为基准C50混凝土，2#为掺1.6wt％钙质膨胀组分，3#为掺3.84wt％沸石粉，4#为掺1.824wt％水泥水化热调控材料液体，5#为掺实施例1中8.0wt％的水泥混凝土用高效抗裂剂(表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石与钙质膨胀组分的比例为80wt％：20wt％)。

图2为实施例1所得的掺高效抗裂剂、相同的钙质膨胀组分的C50混凝土的绝热条件下的升温速率；1#基准C50混凝土，2#为掺1.6wt％钙质膨胀组分，5#为实施例1中掺8.0wt％的水泥混凝土用高效抗裂剂(表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石与钙质膨胀组分的比例为80wt％：20wt％)。

图3为实施例1所得的掺高效抗裂剂、相同水泥水化热调控材料液体的C50混凝土的绝热条件下的升温速率；1#基准C50混凝土，4#为掺1.824wt％水泥水化热调控材料液体，5#为实施例1中掺8.0wt％的水泥混凝土用高效抗裂剂(表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石与钙质膨胀组分的比例为80wt％：20wt％)。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明所述水泥混凝土用高效抗裂剂及其制备方法和应用的技术特征进一步阐述，但不限于实施例；在本发明中，除有特别说明，所有百分含量均为质量百分数。

实施例1

(一)一种水泥混凝土用高效抗裂剂的制备

钙质膨胀组分选自江苏苏博特新材料股份有限公司采用回转窑制备的CaO膨胀剂；沸石粉选用市售吸氨值≥135mmol/100g、过800目的丝光沸石粉。水泥水化热调控组分选自江苏苏博特新材料股份有限公司。水泥水化热调控材料液体中糊精含量在40wt％，糊精数均分子量在7000～20000g/mol。碳酸钙为市售满足CaCO₃含量≥85％、细度≥1800目的粉体。普鲁兰糖、山梨醇和赤藓糖醇为市售产品。

将石灰石、普鲁兰多糖、山梨醇、赤藓糖醇按照一定质量比例充分均匀混合，形成成膜用混合物。将形成的混合物缓慢投入制粒流化床；把料车送入对应位置，取料孔应拉开，用于在操作过程中查看物料状态，查看物料时，抽送应快速。将设备密封，使流化床内形成密闭空间，通过观察口确定物料情况，根据物料情况控制风速，调节引风的风力在25HZ，使成膜的上述混合物充分沸腾。将沸石粉加入糊精制备的水泥水化热调控材料液体中，均匀搅拌，形成悬浮液。通过调节喷枪进液速率45rpm、喷枪压力10kPa控制表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分的粒径大小。将沸石加入糊精制备的水泥水化热调控材料液体中，均匀搅拌，形成悬浮液。通过调节喷枪，将悬浮液雾化均匀喷洒在流化床中。通过调节喷枪进液速率和喷枪压力控制表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分的粒径在10～20μm。流化床内部温度控制在60-70℃。

形成的表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石是由60％沸石、28.5％水化热调控材料液体、10％碳酸钙、1.0％普兰多糖、0.45％山梨醇和0.05％赤藓糖醇构成。将气流中快速成膜的、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分分离出来，与钙质膨胀组分混合，即得到所述水泥混凝土用高效抗裂剂。

表1为上述制备的高效抗裂剂中钙质膨胀组分与表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石的比例。

(二)水泥混凝土用高效抗裂剂的工作性能测试

采用净浆试验评价高效抗裂剂对胶凝材料净浆的流动性能的影响。胶凝材料的净浆流动度测试方法参照GB80770-2000《混凝土外加剂匀质性实验方法》的相关规定执行；胶凝材料净浆的水胶比均为0.35。

表2为高效抗裂剂与相同的未处理的沸石粉的性能对比。

表2的试验结果表明，本发明制备的水泥混凝土用高效抗裂剂可有效改善含沸石内养护材料的初始流动度，而且能够显著提升水泥净浆60min后的流动性保持能力，为沸石粉内养护材料推广应用提供了保障。采用简单的沸石组分与氧化钙复配的方式，不能改善沸石组分对水泥净浆流动度的影响。

(三)水泥混凝土用高效抗裂剂的温控效果测试

表3为某工程用的C50混凝土配合比，水泥混凝土用高效抗裂剂(样品1-1)替代矿粉；选用制备高效抗裂剂相同的钙质膨胀组分(CA)替代矿粉；选用相同的沸石粉替代矿粉；选用相同的水化热调控材料液体(TRI)替代矿粉。

水泥使用海螺P·Ⅱ42.5水泥；粉煤灰来自江苏南京华能电厂；矿粉来自南京梅宝公司；砂为赣江中砂；石子为安徽马鞍山和县采石场生产；减水剂采用江苏苏博特减水剂(不带缓凝组分)。

表3为C50混凝土配合比(kg/m³)

依据标准DL/T 5150-2001《水工混凝土试验规程》方法，对上述配比混凝土进行绝热温升和绝热条件下水化热放热速率测试(见图1、图2和图3)。

图1表明，C50基准混凝土、掺1.6％钙质组分、掺3.84％沸石粉、掺1.824％水化热调控材料液体和8％上述制备的高效抗裂剂7d龄期的绝热温升值分别为50.68℃、53.07℃、49.31℃、46.58℃和39.44℃。C50混凝土中掺入钙质膨胀组分，混凝土早期绝热温升值增大，高于基准2.39℃；单掺水化热调控材料能够降低混凝土早期的绝热温升约4.1℃；采用上述方法制备的高效抗裂剂能明显降低混凝土早期的绝热温升值达11.24℃。

图1和图3表明，单掺1.6％钙质材料会加速混凝土早期的放热速率；掺1.824％水化热调控材料液体能减缓混凝土早期的放热速率；但采用上述工艺制备的高效抗裂剂能明显减缓混凝土早期的放热速率，起到削峰的作用。

图1表明，此种制备方法制备的高效抗裂剂，明显提升了水泥水化热调控材料的调控效能。

(四)水泥混凝土用高效抗裂剂的膨胀性能测试

依据标准GB/T 23439-2017《混凝土膨胀剂》试验方法，对上述制备的高效抗裂剂、简单复配混合样品进行了水养条件下的砂浆限制膨胀率测试。

表4为样品与选用的水化热调控材料、钙质膨胀组分的砂浆限制膨胀率(单位：％)

表4测试结果表明，水化热调控材料不具有补偿收缩、产生膨胀的作用；采用上述工艺制备的钙质高效抗裂剂提升了氧化钙膨胀材料的膨胀性能。

(五)掺水泥混凝土用高效抗裂剂的混凝土湿度测试

采用市售预埋式湿度传感器测试混凝土的内部湿度变化，对上述制备的混凝土湿度进行测试，其中高效抗裂剂替代8wt％矿粉，简单混合样替代8wt％矿粉。成型的混凝土试件尺寸为150mm×150mm×150mm。养护室养护温度为20±2℃，相对湿度RH(65±5)％。

表5为浇筑成型3d、7d的混凝土内部湿度(单位：RH/％)

表5测试结果表明，采用上述工艺制备的高效抗裂剂，能够达到调控混凝土内部湿度的作用，有效降低因水泥水化导致的内部干燥。

实施例2

(一)一种水泥混凝土用高效抗裂剂的制备

钙质膨胀组分选自市售采用回转窑制备的CaO膨胀剂；沸石粉选用市售吸氨值≥135mmol/100g、过800目的丝光沸石粉。水泥水化热调控组分选自江苏苏博特新材料股份有限公司。水泥水化热调控材料液体中糊精含量在20wt％，糊精数均分子量在7000～20000g/mol。碳酸钙为市售满足CaCO₃含量≥85％、细度≥1800目的粉体。普鲁兰糖、山梨醇和赤藓糖醇为市售产品。

将石灰石、普鲁兰多糖、山梨醇、赤藓糖醇按照一定质量比例充分均匀混合，形成成膜用混合物。将形成的混合物缓慢投入制粒流化床；把料车送入对应位置，取料孔应拉开，用于在操作过程中查看物料状态，查看物料时，抽送应快速。将设备密封，使流化床内形成密闭空间，通过观察口确定物料情况，根据物料情况控制风速，调节引风的风力在35HZ，使成膜的上述混合物充分沸腾。将沸石粉加入糊精制备的水泥水化热调控材料液体中，均匀搅拌，形成悬浮液。通过调节喷枪进液速率50rpm、喷枪压力20kPa控制表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分的粒径大小。将沸石加入糊精制备的水泥水化热调控材料液体中，均匀搅拌，形成悬浮液。通过调节喷枪，将悬浮液雾化均匀喷洒在流化床中。通过调节喷枪进液速率和喷枪压力控制表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分的粒径在10～20μm。流化床内部温度控制在30-45℃。

形成的表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石是由40％沸石、38.49％水化热调控材料液体、20％碳酸钙、1.0％普兰多糖、0.5％山梨醇和0.05％赤藓糖醇构成。将气流中快速成膜的、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分分离出来，与钙质膨胀组分混合，即得到所述水泥混凝土用高效抗裂剂。

表6为上述制备的高效抗裂剂中钙质膨胀组分与表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石的比例。

(二)水泥混凝土用高效抗裂剂的工作性能测试

表7高效抗裂剂与相同的未处理的沸石粉的性能对比

表7的试验结果表明，本发明制备的水泥混凝土用高效抗裂剂可有效改善含沸石内养护材料的初始流动度，而且能够显著提升水泥净浆60min后的流动性保持能力，为沸石粉内养护材料推广应用提供了保障。采用简单的沸石组分与氧化钙复配的方式，不能改善沸石组分对水泥净浆流动度的影响。

(三)水泥混凝土用高效抗裂剂的温控效果及力学性能测试

表8为某工程用C50混凝土配比，高效抗裂剂替代矿粉，选用相同的水泥水化热调控材料替代矿粉。除上述外，混凝土温控效果试验的处理过程与实施例1同样地进行。

表8为C50基准混凝土配合比(kg/m³)

强度等级	水泥	煤灰	矿粉	砂	小石	大石	水	W/C
									C50	245	90	85	756	306	738	145	0.33

依据标准《水工混凝土试验规程》DL/T 5150-2001试验方法，对上述配比混凝土进行绝热温升测试。

表9为样品与选用的水化热调控材料粉体的温控效果对比。

表9表明，此种方法制备的表面成膜沸石粉颗粒孔内储存水化热调控材料液体，延缓了糊精在水解速率，明显提升了水泥水化热调控材料对水泥加速期的调控效果。

表10为样品与选用的水化热调控材料、沸石粉及简单复配样的温控效果对比。

表10中的复配样是24％沸石+23.07％水化热调控材料液体+12％碳酸钙+0.6％普鲁兰多糖+0.3％山梨醇+0.03％赤藓糖+40％钙质膨胀组分简单混合而成。表10表明，采用简单的复配方式，不能提升水泥水化热调控材料的控温效果。

依据标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002试验方法，对上述配比混凝土进行28d抗压强度测试。

表11为样品与选用的水化热调控材料液体、沸石粉及简单复配样的C50混凝土的抗压强度。

表11中的复配样是24％沸石+23.07％水化热调控材料液体+12％碳酸钙+0.6％普鲁兰多糖+0.3％山梨醇+0.03％赤藓糖+40％钙质膨胀组分简单混合而成。表11表明，相比于复配样品，采用实施例2中样品2-3水泥混凝土用高效抗裂剂的C50混凝土的28d抗压强度得到提升。

(四)掺水泥混凝土用高效抗裂剂的混凝土湿度测试

表12为浇筑成型3d、7d的混凝土内部湿度(单位：RH/％)

表12测试结果表明，采用上述工艺制备的高效抗裂剂，能够达到调控混凝土内部湿度的作用，有效降低因水泥水化导致的内部干燥。

(四)水泥混凝土用高效抗裂剂的膨胀性能测试

依据标准GB/T 23439-2017《混凝土膨胀剂》试验方法，对上述制备的高效抗裂剂，相同的水泥水化热调控材料、相同的沸石粉和相同的钙质膨胀材料进行了砂浆限制膨胀率测试。

表13为上述制备的高效抗裂剂，相同的水泥水化热调控材料、相同的沸石粉和相同的钙质膨胀材料进行了砂浆限制膨胀率测试数据(单位：％)。

表13中的样品2-3相同比例的简单混合样是24％沸石+23.07％水化热调控材料液体+12％碳酸钙+0.6％普鲁兰多糖+0.3％山梨醇+0.03％赤藓糖+40％钙质膨胀组分简单混合而成。表13测试结果表明，水化热调控材料液体不具有补偿收缩、产生膨胀的作用；采用上述工艺制备的高效抗裂剂具有显著提升钙质膨胀组分膨胀性能的作用。采用沸石粉、水化热抑制剂和钙质膨胀材料简单复配的方式，不能明显提升钙质膨胀材料的膨胀效能。

Claims

1.一种水泥混凝土用高效抗裂剂，其特征在于，其组成包括钙质膨胀组分以及表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分；

所述钙质膨胀组分与表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分的质量比为40:60~20:80；

所述钙质膨胀组分为游离氧化钙、硫铝酸盐和/或无水石膏；

所述表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石是由40~60wt%沸石、28.5~49.5wt%水泥水化热调控材料液体、10~20wt%碳酸钙、0.2~1.0wt%普鲁兰多糖、0.2~0.5wt%山梨醇、0.01~0.05wt%赤藓糖醇通过流化床工艺处理形成；

所述沸石为800目的天然沸石；

所述水泥水化热调控材料液体为糊精溶液，溶剂为水；糊精与水的质量为10:90~40:60。

2.根据权利要求1所述的水泥混凝土用高效抗裂剂，其特征在于，所述沸石为吸氨值≥135mmol/100g的丝光沸石粉。

3.根据权利要求1所述的水泥混凝土用高效抗裂剂，其特征在于，所述糊精的分子量为7000~20000g/mol。

4.根据权利要求1所述的水泥混凝土用高效抗裂剂，其特征在于，所述碳酸钙中CaCO₃含量≥85%，细度≥1800目。

5.根据权利要求1所述的水泥混凝土用高效抗裂剂，其特征在于，所述水泥混凝土用高效抗裂剂的比表面积为150-300 m²/kg。

6.权利要求1-5中的任一项所述的水泥混凝土用高效抗裂剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将石灰石、普鲁兰多糖、山梨醇、赤藓糖醇充分均匀混合，形成成膜用混合物；

（2）将形成的混合物缓慢投入制粒流化床，使成膜的上述混合物充分沸腾；

（3）将沸石加入糊精制备的水泥水化热调控材料液体中，均匀搅拌，形成悬浮液；通过调节喷枪，将悬浮液均匀喷洒在流化床中；通过调节喷枪进液速率、喷枪压力控制表面成膜、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分的粒径大小；

（4）将气流中快速成膜的、孔内含有水泥水化热调控材料液体的沸石组分分离出来，与钙质膨胀组分混合，即得到所述水泥混凝土用高效抗裂剂。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述流化床内部温度控制在30-80℃。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述流化床内部温度控制在60-70℃。

9.权利要求1-5的任一项所述的水泥混凝土用高效抗裂剂的应用，其特征在于，所述水泥混凝土用高效抗裂剂，在C50-C100混凝土作为膨胀剂使用，其掺入量占胶材总质量的3%-10%。