剂，固含量20%; (5) 自养护材料:分别选用实施例1~4制备的高吸水树脂型混凝土自养护材料A、B、C和 D，具体材料配比及制备方法见实施例1~4。
[0033]共制备六种混凝土，具体为:应用高吸水树脂型混凝土自养护材料A、B、C和D，按照 设计掺量0.3%(占水泥质量，下同），分别配制自养护混凝土 P1~P4,仅应用高吸水树脂型自 养护材料B，按照设计掺量0.625%(占水泥质量），配制自养护混凝土P5，同时，不使用高吸水 树脂型混凝土自养护材料，配制高强混凝土 P0作为参比混凝土，六种混凝土配合比见表5， 与传统混凝土用水率的计算方法不同，自养护混凝土的用水量由公式（1)计算得出：
式中：w-自养护混凝土用水量，kg/ m3;c-水泥质量，kg/ m3;c/w〇-强度等级设计水灰 比，无量纲;s-高吸水树脂型自养护材料质量，kg/ m3;CH-新拌混凝土离心液吸收率，％。 [0034] 表5.自养护混凝土和参比混凝土的配合比单位:kg/m3
自养护混凝土和参比混凝土试件制备与性能测试步骤如下： (1) 根据表5内所列的配合比，进行原材料称量； (2) 将高吸水树脂型自养护材料加入水中，利用电动分散机混匀，制成高吸水树脂型自 养护材料和水的混合液，分散机转速不低于500转/分钟，叶片线速度不低于3米/秒，分散时 间不低于20秒； (3) 将水泥、砂、石以及(2)中所述混合液和高效减水剂依次加入混凝土搅拌机，拌合至 混凝土和易性达到稳定； (4) 由搅拌机中取出混凝土，测试坍落度（出机、30分钟和60分钟），并浇筑制备混凝土 力学性能和收缩测试件； (5) 在室内自然环境下中，养护混凝土测试件24小时后脱模； (6) 混凝土收缩测试。脱模混凝土试件立即开始收缩测试，测试环境为室内自然环境， 测试过程中不浇水，测试方法采用GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验 方法标准》所述立式接触法； (7) 混凝土力学性能测试。脱模混凝土力学性能试件继续养护至3天、7天、28天、56天和 90天龄期，养护条件为室内自然环境，测试过程中不浇水，测试抗压强度和劈裂抗拉强度， 测试方法采用GB/T 500081-2009《普通混凝土力学性能试验方法标准》所述标准方法。 [0035]自养护混凝土和参比混凝土坍落度测试值见表6: 表6.自养护混凝土和参比混凝土坍落度对比分析表
自养护混凝土和参比混凝土抗压强度和抗折强度测试值分别见图1和图2,自养护混凝 土和参比混凝土收缩测试值见图3。
[0036] 以上表6和图1~3的数据可以看出，本发明高吸水树脂型自养护材料应用性能优 异，在和易性、力学性能和体积稳定性的关键指标上，相对尚强混凝土 P0，应用该材料制备 的自养护混凝土均有大幅度提升。同时，在本发明公开配比范围内，灵活调整自养护材料用 量，即可制备系列不同配比自养护混凝土，满足不同工程需要，易于实际工程应用，本发明 具有普适性、便捷性和有效性。
[0037] 本发明对解决混凝土工程施工养护不良问题，防治混凝土工程施工开裂，提升工 程安全性、适用性和耐久性，促进混凝土基础设施建设可持续发展，节约工程服役期高额维 护维修费用，具有重要的社会和经济意义。
[0038] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种混凝土高吸水树脂型自养护材料，作为自养护功能组分掺入混凝土，其特征在 于，其配方中各组分的重量份为： 乙二胺四乙酸二钠 0.01~0.90份； 三乙醇胺 0.05~1.00份； 互穿网络聚合物 1~20份； 丙烯酸及(或)其衍生物 1~20份； 丙烯酰胺及(或)其衍生物 16~67份； 还原剂 0.006~0.040份； 交联剂 0.02~0.20份； 引发剂 0.02~0.20份； 去离子水 100份。2. 根据权利要求1所述的混凝土高吸水树脂型自养护材料，其特征在于，所述互穿网络 聚合物为聚氧乙烯醚系列、聚乙二醇系列、聚乙二醇单甲醚系列或聚乙烯醇系列单体中的 一种或至少两种的混合物。3. 根据权利要求1所述的混凝土高吸水树脂型自养护材料，其特征在于，所述丙烯酸及 (或)其衍生物为C4~C 8的单烯式不饱和酸，优选为丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、丙烯酸 羟乙酯、N，N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸羟乙酯之中的一种或至少两种的混合 物。4. 根据权利要求1所述的混凝土高吸水树脂型自养护材料，其特征在于，丙烯酰胺及 (或)其衍生物为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或N-羟甲基丙烯酰 胺之中的一种或至少两种的混合物。5. 根据权利要求1所述的混凝土高吸水树脂型自养护材料，其特征在于，所述还原剂为 Ν,Ν，^-四甲基乙二胺;所述交联剂为Ν，Ν~亚甲基双丙烯酰胺;所述引发剂为过硫酸钾、 过硫酸铵或过硫酸钠之中的一种或至少两种的混合物。6. 根据权利要求1所述的混凝土高吸水树脂型自养护材料，其特征在于，所述自养护材 料为颗粒状，颗粒平均粒径为〇. Ιμπι~50. Ομπι，至少有占总重量90%的颗粒粒径小于60. Ομπι。7. 根据权利要求1~6任意一项所述的混凝土高吸水树脂型自养护材料的制备方法，其 特征在于，包括如下步骤： 步骤一、称取100重量份去离子水和0.01~0.90重量份乙二胺四乙酸二钠，加入反应容 器中搅拌均匀； 步骤二、称取0.05~1.00份三乙醇胺，加入步骤一所述的反应器中搅拌均匀； 步骤三、称取1~20份互穿网络聚合物，加入步骤二所述的反应器中搅拌均匀； 步骤四、称取〇. 006~0.040份还原剂，加入步骤三所述的反应器中搅拌均匀； 步骤五、称取0.02~0.20份交联剂，加入步骤四所述的反应容器中搅拌均匀； 步骤六、称取1~20份丙烯酸及(或）其衍生物，加入步骤五所述的反应器中搅拌均匀， 操作时间小于10分钟； 步骤七、称取16~67份丙烯酰胺及（或）其衍生物加入步骤六所述的反应器中搅拌均 匀； 步骤八、称取0.02~0.20份引发剂加入步骤七所述的反应器中搅拌均匀； 步骤九、将混合物转移至恒温器中进行聚合反应，恒温器中温度为60~90°C，并继续保 温3~8小时后在室温静置20~24小时完成化学反应； 步骤十、将步骤九的反应生成物机械分割成碎块状，等效粒径小于2厘米，在60~120°C 恒温干燥箱中干燥至恒重； 步骤十一、将步骤十得到的干燥完成的物质粉碎至需要的粒径，至此，混凝土高吸水树 脂型自养护材料的制备完成。8. 根据权利要求7所述的混凝土高吸水树脂型自养护材料的制备方法，其特征在于，所 述步骤九中，在恒温器内部放置托盘，将反应物制备成厚度小于2厘米的薄层反应体系。9. 一种利用权利要求1~6任意一项所述的高吸水树脂型自养护材料制作的自养护混 凝土，包括水泥混凝土和高吸水树脂型自养护材料，其特征在于，所述高吸水树脂型自养护 材料在水泥混凝土中掺量为〇. 05%~0.80%(占凝胶材料质量百分比）。10. 根据权利要求9所述的一种高吸水树脂型自养护材料制作的自养护混凝土，其特征 在于:所述自养护混凝土对去离子水的吸收率为5倍~150倍，对新拌混凝土离心液吸收率 为3倍~150倍，对新拌混凝土离心液吸收率与对去离子水吸收率的比值为0.5~1.2。
【专利摘要】一种混凝土高吸水树脂型自养护材料及其制备方法，是向混凝土内部引入养护水分的高吸水树脂型功能组分材料，内含去离子水、乙二胺四乙酸二钠、三乙醇胺、互穿网络聚合物、丙烯酸及其衍生物、丙烯酰胺及其衍生物、还原剂、交联剂和引发剂，经恒温聚合反应、静置、剪切、烘干和粉碎制得。通过引入对碱性离子溶液强吸收的乙二胺四乙酸二钠、三乙醇胺和互穿网络聚合物，解决了传统高吸水树脂对水泥水化溶液吸收差的问题；采用丙烯酸（不中和）及丙烯酸衍生物，简化了制备方法和设备。其对水和混凝土拌合物离心液的吸收率比为0.5～1.2，粒径0.1μm～50.0μm，降低了自养护材料易导致混凝土和易性不良和力学性能损失的风险。
【IPC分类】C08F220/06, C08F220/56, C04B24/26, C08F222/38, C08F220/58, C04B103/46, C08F220/54
【公开号】CN105646767
【申请号】
【发明人】张守祺, 王振华, 傅宇方, 赵尚传
【申请人】交通运输部公路科学研究所, 北京金隅水泥节能科技有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月31日