皂角在混凝土中的应用

摘要

本发明公开了一种皂角在混凝土中的应用,具体是将皂角加工成粉状或水剂,掺入混凝土中或与其它外加剂复合后加入混凝土中,掺入混凝土中的皂角可起到引气剂的作用,与原引气剂相比,皂角引气剂及复合制成的引气减水剂可有效改善原引气剂中存在的气泡大、单位体积气泡数量少、稳泡时间短等缺陷,大大提高混凝土的抗渗标号和耐久性,增加混凝土的坍落度,减少泌水,改善混凝土的可泵性。

说明书

本发明涉及一种皂角在混凝土中的应用，特别是作为混凝土引气剂的应用。

引气剂是一种常用的混凝土外加剂，也是各种混凝土复合外加剂的主要原料之一。目前，我国引气剂品种少，性能差，常用的有松香热聚物，烷基苯磺酸钠等，这些产品都呈胶体状，现场使用溶解困难，更不能与其它干粉外加剂复合，故使用面受到限制，多数需引气的复合外加剂或混凝土都选用木钙(木质素磺酸钙)减水剂，但木钙减水剂，一是资源有限，二是它引入的气泡直径较大，对混凝土强度有益的小气泡含量少，掺入后往往会降低混凝土强度，降低减水增强率。从各方面的使用情况来看，到目前为止，我国引气剂在使用上均存在气泡大、单位体积气泡数量少、稳泡时间短、掺用不方便等问题，由此而造成掺入引气剂的混凝土坍落度损失大、保水性能差、可泵性不好、影响配制高标号混凝土等缺陷。

本发明的目的在于将皂角作为引气剂应用在混凝土中或需引气的复合外加剂中，从而有效改善原引气剂存在的气泡大、单位体积气泡数量少、稳泡时间短、以及掺入混凝土中后所产生的坍落度损失大、保水性能差、可泵性不好、影响配制高标号混凝土等缺陷。

本发明的目的是这样实现的：将皂角加工成粉状或水剂，掺入混凝土中或与其它外加剂复合后加入混凝土中可起到引气剂的作用。

上述皂角加工成粉状及掺入混凝土中有两种形式：<1>将皂角烘干粉碎至100目以上，直接掺用于混凝土中，其掺入量为水泥用量的2-6；<2>将皂角通过破碎、浸泡、蒸煮、挤浆机挤出溶液、泌压过滤、浓缩至固型物含量为30％-35％，再滚筒干燥后粉碎至100目以上或喷雾干燥后掺入混凝土中，掺入量为水泥用量的0.5-1.5。

上述皂角加工成粉状与其它外加剂复合后掺入混凝土中是指：<1>与白糖复合后制成引气减水剂掺入混凝土中，该减水剂中皂角粉占15-30％，白糖占70-85％，使用时减水剂的掺用量为水泥用量的5-8；<2>与糖化钙复合后制成引气减水剂掺入混凝土中，该减水剂中皂角粉占5-15％，糖化钙占85-95％，使用时减水剂的掺用量为水泥用量的10-15。

本发明的实施例通过表1、表2、表3说明。

表1为皂角引气剂与皂角引气减水剂性能指标试验结果。

表2为皂角引气减水剂与木钙、糖钙木钙复合剂对比试验结果。

表3为皂角引气减水剂用作泵送剂或配入泵送剂的性能对比试验结果。

现将表1所测得的数据及试验过程作为实施例叙述如下：

实施例1：皂角加工成粉状后直接掺入混凝土中。

具体过程：将皂角破碎后放在水里浸泡8小时以上，然后在蒸球里蒸煮2-4小时，再用挤浆机挤出溶液，用泌压机泌压过滤，最后浓缩至固型物含量为30-35％后采用喷雾干燥制得皂角粉，将制得的皂角粉掺入混凝土中，掺入量为水泥用量的7(其中皂角粉为1，糖化钙为6)，试验时所采用的水泥为渡口625水泥，掺入搅拌后所测得的数据如表1所示，减水率：8％；泌水率比：52％；含气量3.5％；凝结时间之差：初凝为80min，终凝为90min；抗压强度比：3d为110％，7d为115％，28d为118％；收缩率比：125％；相对耐久性指标：90％，从所列数据可看出，皂角作为引气剂在各项指标上均达到了我国现行引气剂国家标准GB-8076-1997中的一等品，从而说明皂角作为引气剂是可行的，完全具备代替现有各种引气剂的条件。

实施例2：皂角加工成粉状与糖化钙复合后制成引气减水剂掺于混凝土中。

具体过程：皂角粉的制取过程与实施例1相同，将制得的皂角粉与糖化钙复合后掺入混凝土中，掺入量为水泥用量的12，其中皂角粉为1，糖化钙为11，试验所用的水泥为渡口625水泥，掺入搅拌后所测得的数据如表1所示，减水率：12％；泌水率比：48％；含气量：3.8％；凝结时间之差：初凝为110min，终凝为115min；抗压强度比：3d为120％、7d为128％、28d为126％；收缩率比：110％；相对耐久性指标：92％，从所列数据可看出，皂角引气减水剂的各项指标均达到了我国现行引气减水剂国家标准GB-8076-1997中的一等品，说明皂角引气减水剂完全可代替现有使用的各种引气减水剂。

表2详细列出了皂角引气减水剂与目前我国使用较普遍的其它外加剂在使用性能上的比较，表中外加剂的掺入量均以水泥用量作为标准，从表中可看出，皂角引气减水剂在各项性能上均优于目前我国使用的各种普通减水剂，再一次说明皂角作为引气剂与其它外加剂复合制成的引气减水剂是可行的。

表3列出了皂角引气减水剂与其它外加剂用作泵送剂或配入泵送剂后在使用性能上的比较，表中所列外加剂的掺用量均以水泥用量作为标准。

目前我国使用较普遍的外加剂作为泵送剂使用时性能都较差，从而导致我国当前的泵送混凝土可泵性差，泵送压力大、经常堵塞、泵壳和导管壁管损大、泵送距离和高度有限、以及常出现事故等，皂角引气减水剂的应用则可大大提高泵送剂的各项指标(如表3所列)，从而显著改善泵送混凝土的性能和质量。

上述皂角减水剂作为泵送剂使用时，有时需根据工程的要求、水泥的标号、以及混凝土需泵送的高度和距离等适量加入甲基纤维素。

本发明中皂角除可制成粉状外，还可制成水剂；在有些特殊情况下，皂角引气剂及引气减水剂在使用时需适量加入活性剂和稳泡剂。

本发明由于将皂角作为引气剂应用在混凝土中或需引气的复合外加剂中，从而有效改善了原引气剂中存在的气泡大、单位体积气泡数量少、稳泡时间短等缺陷，大大提高了混凝土的抗渗标号和耐久性，增加了混凝土的坍落度，减少了泌水，改善了混凝土的可泵性，并达到了国标GB8076-1997引气剂一等品的所有技术要求。

皂角引气剂与皂角引气减水剂性能指标试验结果(表1)

    试验项目  减水率   (％)  不小于 泌水率比   (％)  不大于  含气量   (％)     凝结时间之差        (min)          抗压强度比(％)              不小于  收缩率比    (％)   不大于 相对耐久性指标(％)  200次  不小于  对钢筋 锈蚀作用    初凝    终凝    3d    7d    28d    28d    引气剂    国家标准一等品    6    70  ＞3.0       -90+120    95    95    90    135    80合格品    6    80  ＞3.0    80    80    80    135    60    皂角引气剂    8    52    3.5    +80    +90    110    115    118    125    90    无    引气减水剂    国家标准一等品    10    70  ＞3.0       -90+120    115    110    100    135    80合格品    10    80  ＞3.0    110    110    100    135    60    皂角引气减水剂    12    48    3.8    +110    +115    120    128    126    110    92    无

      皂角引气减水剂与木钙、糖钙木钙复合剂对比试验结果(表2)

外加剂品名与掺量  水泥品种        混凝土配合比(kg/m³)   坍   落   度  (cm)    减    水    率   (％)   节   灰   率  (％)       抗压强度比(％) 外加剂  成本(元/m³)节约水泥  金额(元/m³)  节约  金额(元/m³)  水泥  中砂  卵石  水    3d    7d    28d基准、不掺渡口625普硅  350  798  1102  200  8.0    0    0    100    100    100    0    0    0开山屯木钙0.25％渡口625普硅  350  790  1138  172  8.5    14    0    95    118    114开山屯木钙0.15％、TG糖钙0.10％渡口625普硅  350  789  1135  176  8.0    12    0    109    122    120皂角引气减水剂0.12％渡口625普硅  350  789  1135  176  8.0    12    0    125    130    128开山屯木钙0.25％渡口625普硅  322  821.5  1134.5  172  9.0    14    8    84    102    98    2.01    14.00    11.99开山屯木钙0.15％、TG糖钙0.10％渡口625普硅  315  823  1136  176  8.0    12    10    98    106    104    2.00    17.50    15.50皂角引气减水剂0.12％渡口625普硅  308  826  1140  176  8.5    12    12    108    106    110    0.90    21.00    20.10基准、不掺昆明525普硅  310  823  1137  180  7.5    0    0    100    100    100    0    0    0开山屯木钙0.15％、TG糖钙0.1％昆明523普硅  310  814  1171.2  154.8  8.0    14    0    118    125    124皂角引气减水剂0.12％昆明523普硅  310  815  1172  153.0    15    0    135    132    129

           皂角引气减水剂用作泵送剂或配入泵送剂的性能对比试验结果(表3)

外加剂品名与掺量  水泥品种         混凝土配合比(kg/m³) 常压泌 水率比  (％)        坍落度值(cm)            抗压强度比(％)    水泥    中砂    卵石    水  初始  30min  60min  3d  7d  28d  90d中国泵送剂行业标准值 一等品 ＜100  85  85  85  85合格品 ＜120  80  80  80  80基准、不掺峨眉525普硅    440    716    1074    220   100  15.5  14.0  13.0  100  100  100  100开山屯木钙0.25％峨眉525普硅    440    716    1074    220   90  22.5  19.5  14.0  89  92  95  94开山屯木钙0.15％、TG糖钙0.1％峨眉525普硅    440    716    1074    220   95  21.0  18.0  12.0  92  101  105  103皂角引气减水剂0.12％峨眉525普硅    440    716    1074    220   88  22.0  21.0  18.0  105  108  110  108FDN0.45％、木钙0.15％、糖钙0.1％峨眉525普硅    440    723    1085    202   92  23.0  19.5  16.0  110  116  118  118FDN0.45％、皂角引气减水剂0.12％峨眉525普硅    440    723    1085    202   86  23.0  21.0  19.5  120  127  126  128FDN0.75％、木钙0.15％、糖钙0.1％峨眉525普硅    440    729    1094    187   90  24.5  21.0  18.5  118  125  129  126FDN0.75％、皂角引气减水剂0.12％峨眉525普硅    440    729    1094    187   85  24.0  23.0  20.5  130  135  136  132