阅读说明：本技术 一种水泥抗裂增强剂 (Cement anti-cracking reinforcing agent ) 是由 葛雄 张建德 朱传刚 鲁少军 肖海涛 李嗣 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种水泥抗裂增强剂,包括硫铝酸盐水泥、活化剂、氧化镁、蒙脱土、短切聚丙烯纤维、三异丙醇胺和调凝剂,其中,活化剂为偏高岭土和超细粉煤灰,调凝剂为柠檬酸和硼酸。本发明的有益效果为：通过多种组分调整水泥胶砂的性能,使得水泥在常温条件下凝结加快,初凝时间90～120min,终凝时间200～250min；水泥胶砂力学性能优异,通过使用水泥抗裂增强剂,可以实现水泥胶砂的早强、低干缩、抗裂等。(The invention relates to a cement crack resistance reinforcing agent, which comprises sulphoaluminate cement, an activating agent, magnesium oxide, montmorillonite, chopped polypropylene fiber, triisopropanolamine and a coagulation regulator, wherein the activating agent is metakaolin and ultrafine fly ash, and the coagulation regulator is citric acid and boric acid. The invention has the beneficial effects that: the performance of cement mortar is adjusted through multiple components, so that the cement can be quickly coagulated at normal temperature, the initial coagulation time is 90-120 min, and the final coagulation time is 200-250 min; the cement mortar has excellent mechanical properties, and the cement mortar can realize early strength, low drying shrinkage, crack resistance and the like by using the cement crack resistance reinforcing agent.)

一种水泥抗裂增强剂

技术领域

本发明涉及水泥混凝土应用技术领域，尤其涉及一种水泥抗裂增强剂。

背景技术

混凝土裂缝会严重影响工程结构的实际承载力和使用安全性。近年来墙面、地面裂缝是建筑工程裂缝的主要类型，而良好的地面防水性是建筑物使用的重要诉求。混凝土裂缝的主要成因有以下几点：胶凝材料用量过大导致混凝土收缩加剧；对于大体积混凝土，内外温湿度差异过大导致大量温湿度裂缝的产生；混凝土表面失水速度过快引起明显的塑性收缩；钢筋锈蚀和碱骨料反应导致膨胀最终引起结构裂缝。

混凝土裂缝常见的处理方法有：表面处理法、填充法、灌浆法、结构补强法、混凝土置换法、电化学防护法及仿生自愈合法等。

专利CN109956699A采用苯二胺、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸、氧化钙、聚乳酸、添加颗粒等合成抗裂剂，有效提高了混凝土的力学性能、抗裂性能及抗收缩性能。

专利CN109796148A采用水铝石英粉、改性硅灰石粉、酚醛树脂空心微球、磷酸三钙、六篇磷酸钠、2-氨基-2-甲基-丙醇、硫氰酸钠、二乙醇单异丙醇胺、季戊四醇等制备混凝土抗裂防水剂，可以减少干燥收缩、减小裂缝发生、增加抗渗性，延长混凝土使用寿命。

专利CN109704632A采用聚季铵盐-10羟基乙基氨基共聚、膨胀土、钙镁矿粉、糠醛渣粉、聚氨酯纤维、硅藻土、三甲氧基硅丙基聚乙二醇改性单端环氧硅油等制备混凝土防渗抗裂剂，可以在低掺量条件下产生显著的抗裂效果，大幅度降低混凝土生产成本。

常见水泥抗裂剂的组分中聚合物居多，容易造成工作性不良，影响强度发展甚至老化导致二次修复，直接增加工程造价成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水泥抗裂增强剂，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种水泥抗裂增强剂，包括硫铝酸盐水泥、活化剂、氧化镁、蒙脱土、短切聚丙烯纤维、三异丙醇胺和调凝剂，其中，活化剂为偏高岭土和超细粉煤灰，调凝剂为柠檬酸和硼酸。

在上述方案中，各组分的质量份数为：

硫铝酸盐水泥：50～100份，活化剂：30～60份，氧化镁：6～12份，蒙脱土：4～10份，短切聚丙烯纤维：15～30份，三异丙醇胺：2～8份，调凝组分：4～12份。

在上述方案中，硫铝酸盐水泥为42.5强度等级硫铝酸盐水泥。

在上述方案中，粉煤灰为比表面积不小于800～1000m²/kg超细粉煤灰。

在上述方案中，偏高岭土与粉煤灰的质量比为2:3～3:2。

在上述方案中，氧化镁经800℃～1000℃轻烧8h～12h处理。

在上述方案中，葡萄糖酸钠和硼酸的质量比为1:3～1:1。

本发明的有益效果是：通过多种组分调整水泥胶砂的性能，使得水泥在常温条件下凝结加快，初凝时间90～120min，终凝时间200～250min；水泥胶砂力学性能优异，3天抗折强度和抗压强度分别为7.2～9.5MPa和21～28MPa，28天抗折强度和抗压强度分别为12.6～14.7MPa和50～58MPa；水泥胶砂收缩明显改善，28天干燥收缩率为0.028～0.034％；水泥胶砂抗裂性显著提高，3天压折比2.92～3.29，28天压折比3.94～4.14，通过使用水泥抗裂增强剂，可以实现水泥胶砂的早强、低干缩、抗裂等。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种水泥抗裂增强剂，包括硫铝酸盐水泥、活化剂、氧化镁、蒙脱土、短切聚丙烯纤维、三异丙醇胺和调凝剂，其中，活化剂为偏高岭土和超细粉煤灰，调凝剂为柠檬酸和硼酸。

各组分的质量份数为：

硫铝酸盐水泥：50～100份，活化剂：30～60份，氧化镁：6～12份，蒙脱土：4～10份，短切聚丙烯纤维：15～30份，三异丙醇胺：2～8份，调凝组分：4～12份。所述硫铝酸盐水泥为42.5强度等级硫铝酸盐水泥；所述粉煤灰为比表面积不小于800～1000m²/kg超细粉煤灰；所述偏高岭土与所述粉煤灰的质量比为2:3～3:2；所述氧化镁经800℃～1000℃轻烧8h～12h处理；所述葡萄糖酸钠和所述硼酸的质量比为1:3～1:1。

硫铝酸盐水泥早期水化速度远高于普通硅酸盐水泥，一方面通过形成钙钒石晶体诱导水泥水化；另一方面，水化放热也会加速水泥水化，促进水泥胶砂早期强度的发展；

早期水化过快容易造成流动性不良，葡萄糖酸钠通过表面吸附作用可以润滑水泥颗粒提高浆体流动性；硼酸通过沉淀反应，可以有效的控制早期水化进程，合理调节水泥的凝结；

硫铝酸盐水泥水化产物钙钒石会产生体积膨胀，可以缓解水泥胶砂的体积收缩。偏高岭土和超细粉煤灰通过形态效应可以减少水泥胶砂的收缩。轻烧氧化镁在水泥中形成氢氧化镁的过程产生的体积膨胀可以用来补偿水泥胶砂的收缩；

聚丙烯纤维的高韧性可以改变水泥胶砂的脆性断裂特征，极大降低水泥胶砂的压折比，提高水泥胶砂的抗裂性，偏高岭土的引入使得水泥胶砂内部含有较多自由水，在微裂缝生成时，促进碳化自愈合反应的发生。

水泥抗裂增强剂，其无机组分居多，能够实现增加力学性能、提高抗裂性能，改善高脆性等作用效果，为预防开裂增加工程寿命提供技术支持。

表1为本发明实施例中水泥抗裂增强剂各组分的配比：

表1

根据GB/T 17671《水泥胶砂强度检测方法(ISO法)》、GB 175-2007《通用硅酸盐水泥》及GB/T 29417-2012《水泥砂浆和混凝土干燥收缩开裂性能试验方法》等标准评价水泥抗裂增强剂对水泥胶砂的作用效果。

表2是本发明实施例1～9中水泥抗裂增强剂的用量，通常情况下水泥抗裂增强剂的掺量为水泥质量的10％～20％。

表2

表3是本发明实施例1-实施例9的性能参数。

表3

由表3可知，实施例1～9水泥在常温条件下凝结加快，初凝时间90～120min，终凝时间200～250min；水泥胶砂力学性能优异，3天抗折强度和抗压强度分别为7.2～9.5MPa和21～28MPa，28天抗折强度和抗压强度分别为12.6～14.7MPa和50～58MPa；水泥胶砂收缩明显改善，28天干燥收缩率为0.028～0.034％；水泥胶砂抗裂性显著提高，3天压折比2.92～3.29，28天压折比3.94～4.14。通过采用水泥抗裂增强剂，可以实现水泥胶砂的早强、低干缩、抗裂，具有大规模推广的价值。

尽管上面已经示出和描述了本发明的应用例，可以理解的是，上述应用例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述应用例进行变化、修改、替换和变型。