专利名称：自养护混凝土的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土，特别是涉及一种具有吸水与保湿效果的自养护混凝土。
背景技术：
混凝土在自然气候条件下凝结、硬化时，如果不采取任何养护措施，混凝土将会由 于水分蒸发过快而早期大量失水，以致影响水泥水化反应的进行，造成混凝土表面出现脱 皮、起砂或产生干缩裂缝等现象，混凝土的强度和耐久性将随之降低。因此，防止混凝土早 期失水和干缩裂缝的产生，在混凝土浇置后应及时进行养护。现有习知混凝土在浇置后需 经适当的外部养护作业，以在混凝土表面洒水或添水方式，保持足够的水分，即所谓的“湿 治”(moist curing)方法，以使其内含水泥完全水化，达到足够的抗压强度。然而，湿治方 法需要人员周期性的浇水、喷洒或喷雾等经常性的外部养护，且湿润及干燥反复作用，会造 成结构体内部产生裂缝而使结构物失去整体性。此外，目前对于一般混凝土的已知养护方法另包含有护膜养护法与不透水物覆盖 养护；而护膜养护是在新浇置的混凝土表面喷涂一层液态薄膜养护剂(又称薄膜养生液) 后，养护剂可在混凝土表面能很快形成一层不透水的密封膜层，阻止混凝土中的水分蒸发， 使混凝土中的水泥获得充分水化条件的一种养护方法，由于养护剂粘度较低，易于在混凝 土表面低凹处聚积，薄膜会减低表面摩擦系数且效果不佳；不透水物覆盖养护仅适用于形 状简单的大面积结构物。虽然国内外规范均有对“适当养护”的规定，但相关研究显示，在 实际施工上，即使是最基本的养护要求，有时也会被忽略而难以达到，更甚至完全没有加以 养护。申请人:前已提出一案申请号200610080647. 5 “自养护混凝土”的中国发明专利申 请，其将高效能保湿粉末添加在拌合中混凝土中，用量占混凝土中水泥用量0. 5-5wt% (重 量百分比)，使得混凝土在浇置后不需额外的水分或任何外部的养护，达到自养护的目的， 但对于拌和均勻度、重量损失与强度发展等有进一步提升的必要。由此可见，上述现有的混凝土在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待 加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长 久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题， 此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的自养护混凝土，实属当前 重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的混凝土存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年 丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的 自养护混凝土，能够改进一般现有的混凝土，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并 经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的混凝土存在的缺陷，而提供一种新型的自养护混凝土，所要解决的技术问题是使其在浇置后即不需任何外部的养护便可达到自养护的 效果；不需额外提供混凝土水分，便能减少混凝土拆模后水分的蒸发、提高水化程度、减少 水分蒸发所造成的收缩以及增加抗压强度，达到混凝土浇置后即不需任何外部的养护工 作，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出 的一种自养护混凝土，其特征在于其在混凝土拌合中添加高性能液态自养护剂，该高性能 液态自养护剂具有吸收大气中水分并释放水分予混凝土的功能，使得混凝土在浇置后即不 需任何外部的养护便可达到自养护的效果，并且所添加的高性能液态自养护剂的用量介于 该混凝土中粉体的0. 01-10wt%之间，以使得该自养护混凝土的抗压强度相较于无养护混 凝土的抗压强度至少提升10%以上。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的自养护混凝土，其中所述的高性能液态自养护剂的用量介于该混凝土中粉 体的 l-3wt%0前述的自养护混凝土，其中所述的自养护混凝土的水胶比介于0. 20至0. 80。前述的自养护混凝土，其中所述的自养护混凝土的水胶比为0. 3。前述的自养护混凝土，其中所添加的该高性能液态自养护剂为多元醇类。前述的自养护混凝土，其中所述的高性能液态自养护剂选自于聚乙二醇 (polyethylene glycol, PEG)、聚己烯醇(Polyvinyl Alcohol, PVA),乙二醇(Ethylene glycol, EG)、丙二酉享(propylene glycol, PG)、二丙二酉享(dipropylene glycol, DPG)、丁 二醇(butylene glycol)、1, 3 丁二醇(1, 3-butylene glycol)、1,4 丁二醇(1,4-butylene glycol)、新戊二醇(neopently glycol，NPG)、木糖醇(xylitol)、山梨醇(sorbitol)、甘油 (glycerine)、植物留醇(phytosterols)及其功能类似之物质与其衍生物的其中之一，或 者为包含上述至少两材料(含)以上不同比例的组合。前述的自养护混凝土，其中所添加的该高性能液态自养护剂选自于玻尿 酸(hyaluronic acid)、聚氧乙烷(polyxyethylene, Ρ0Ε)、吡吕烷酮羧酸钠(sodium pyrrolidone carboxylate, PCA-Na)、乳酸钠(Sodiumlactate)、硬月旨酉享(stearyl alcohol)、鲸蜡醇(cetyl alcohol)、钠羟基皮酪烷酮(Sodium PCA)、总聚麸胺酸及3D超 级保湿水胶(钠型)(Swollen γ-PGA & 3D Hydrogels (Na+form))、鲨烯(Squalane)、鲛鲨 烷、荷荷葩油、牛脂酰胺(PEG-50)、水解胶原蛋白(Hydrolyzed Collagen)、甲壳素衍生物 (Chitosan)、芦荟(Aloe Vera)、海藻提取物、胺基酸(Amino acid)、维他命B5 (Panthenol)、 尿素(urea)、果酸(α-hydroxy acid)、乳酸(LacticAcid)及其功能类似之物质与其衍生 物的其中之一，或者为包含上述至少两材料(含)以上不同比例的组合。。前述的自养护混凝土，其中该混凝土具有自充填混凝土( 1 f-Compacting Concrete, SCC)的配比。前述的自养护混凝土，其中该混凝土具有传统混凝土(OrdinaryPortland Concrete, 0PC)的配比。前述的自养护混凝土，其中所述的粉体包含有水泥与不具胶结性质的惰性材料。前述的自养护混凝土，其中所述的不具胶结性质的惰性材料选自石灰石粉、转炉 炉碴粉、气冷高炉炉碴粉、橄榄石粉、白云石粉、辉石粉、角闪石粉、方解石粉、斜长石粉、石英粉、正长石粉、及其功能类似之物质与其衍生物的其中之一，或者为包含上述至少两材料 (含)以上不同比例的组合。。前述的自养护混凝土，其中所述的粉体更包含有卜作岚材料(Pozzolans)。前述的自养护混凝土，其中所述的卜作岚材料选自炉石粉(groimdgranulated blast-furnace slag, GGBFS)、娃灰(silica fume)、飞灰(flyash)、禾S 壳灰(rice husk ash)、沸石粉(zeolite powder)及其功能类似之物质与其衍生物的其中之一，或者为包含 上述至少两材料(含)以上不同比例的组合。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有 益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种自养护混凝土，利用高性能液态 自养护剂添加入混凝土中拌合，该高性能液态自养护剂具有吸收大气水气并释放予混凝土 的功能，使得混凝土在浇置后即不需任何外部的养护便可达到自养护的效果。在经过混凝 土浇置的简单施工后，不需额外提供混凝土水分，便能减少混凝土拆模后水分的蒸发、提高 水化程度、减少水分蒸发所造成的收缩以及增加抗压强度。最理想的情况是达到混凝土浇 置后即不需任何外部的养护工作。依本发明的自养护混凝土，其在混凝土拌合中添加高性能液态自养护剂，该高性 能液态自养护剂具有释放水分予混凝土的功能，使得混凝土在浇置后即不需任何外部的养 护便可达到自养护的效果。所添加的高性能液态自养护剂具有一特定的用量，例如占该混 凝土中粉体的0. 01-10wt%，以使得该自养护混凝土的抗压强度相较于无养护混凝土的抗 压强度至少提升10%以上。在一具体实施例中，该高性能液态自养护剂的用量介于该混凝 土中水泥配比的l-3wt%。藉以，经济、有效地养护混凝土，且简便的施工方式达到施工品管 及施工设计规范的要求。其中“wt%”为重量百分比的缩写。借由上述技术方案，本发明自养护混凝土至少具有下列优点及有益效果本发明 自养护混凝土在浇置后即不需任何外部的养护便可达到自养护的效果；不需额外提供混凝 土水分，便能减少混凝土拆模后水分的蒸发、提高水化程度、减少水分蒸发所造成的收缩以 及增加抗压强度，达到混凝土浇置后即不需任何外部的养护工作，非常适于实用。综上所述，本发明是有关于一种自养护混凝土，能避免水分由混凝土表面过度的 蒸散。用以解决现有习知因养护失败使得水泥水化不完全，导致混凝土的发展不符要求 的问题。本发明将高性能液态自养护剂添加在拌合中混凝土中，其用量占混凝土中粉体的 0.01-10wt%，该高性能液态自养护剂能吸收空气中水气并释放水分予混凝土的功能，使得 混凝土在浇置后不需额外的水分或任何外部的养护，达到自养护的目的。本发明在技术上 有显著重大的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是本发明一具体实施例的一种自养护混凝土的施作流程图。图2是本发明一具体实施例的混凝土内水分向外移动散失的示意图。图3是本发明一具体实施例的混凝土内微观组织示意图。1 混凝土拌合
2 混凝土拌合中添加高性能液态自养护剂3:混凝土浇置4 观察是否达自养护效果5 层间水6 毛细孔水7 吸附水8 微孔隙9 大孔隙10 毛细孔11 微孔湿度移动方向12:大孔隙湿度移动方向
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的自养护混凝土其具体实施方式
、结构、特征及其功 效，详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实 施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明，在以下的实施例中，相同的元件以相同 的编号表示。以下将配合所附图示详细说明本发明的实施例，然应注意的是，该些图示均为简 化的示意图，仅以示意方法来说明本发明的基本架构或实施方法，故仅显示与本案有关的 元件与组合关系，图中所显示的元件并非以实际实施的数目、形状、尺寸做等比例绘制，某 些尺寸比例与其他相关尺寸比例或已夸张或是简化处理，以提供更清楚的描述。实际实施 的数目、形状及尺寸比例为一种选置性的设计，详细的元件布局可能更为复杂。依据本发明的一具体实施例，一种自养护混凝土举例说明于图1的主要施作流程 图。该自养护混凝土在混凝土拌合中添加高性能液态自养护剂，该高性能液态自养护剂具 有吸收大气中水分并释放水分予混凝土的功能，使得混凝土在浇置后即不需任何外部的养 护便可达到自养护的效果。其中，所谓的“高性能”的定义为能使得自养护混凝土的抗压强 度相较于无养护混凝土的抗压强度至少提升10%以上。为使得混凝土的养护更便利、有效，本发明利用具有保湿与吸水特性的高性能液 态自养护剂添加在拌合中的混凝土，并且所添加的高性能液态自养护剂的用量介于该混凝 土中粉体的0. 01-10wt%之间，以使得该自养护混凝土的抗压强度相较于无养护混凝土的 抗压强度至少提升10%以上，且重量损失减少10%以上，使混凝土在浇置后能达到“自养 护(Self-Curing) ”的目的。所谓“自养护混凝土”指不需人工额外提供混凝土水分，甚至 能在浇置后完全不需任何外部的养护，就能达到自我养护的目的。如图1所示，本发明的自养护混凝土的主要施作流程包含有“混凝土拌合”的步 骤1、“混凝土拌合中添加高性能液态自养护剂”的步骤2、“混凝土浇置”的步骤3以及“观 察是否达自养护效果”的步骤4。首先，在步骤1中选用任意的各式混凝土配比，其可包含适当比例的粗骨料、细骨料、水泥(cement)、卜作岚材料(Pozzolans)、惰性材料、强塑剂与拌和水等等(文后 所提及的“粉体”即主要包含水泥与不具胶结性质的惰性材料等依不同比例混合之)， 例如传统混凝土(Ordinary PortlandConcrete, 0PC)、自充填混凝土(Self-Compacting Concrete, SCC)、高性能混凝土、优生混凝土、轻质混凝土或是重质混凝土等等。详细而言， 该不具胶结性质的惰性材料可选自石灰石粉、转炉炉碴粉、气冷高炉炉碴粉、橄榄石粉、白 云石粉、辉石粉、角闪石粉、方解石粉、斜长石粉、石英粉、正长石粉、硅砂粉及其功能类似 之物质与其衍生物的其中之一，或者为包含上述至少两种材料(含)以上不同比例的组 合。在本实施例中，该粉体可更包含有卜作岚材料。具体而言，该卜作岚材料可选自炉石粉 (groundgranulated blast-furnace slag,GGBFS)、娃灰(silica fume)、飞灰(flyash)、禾S 壳灰(rice husk ash)、沸石粉(zeolite powder)及其功能类似之物质与其衍生物的其中 之一，或者为包含上述至少两种材料(含)以上不同比例的组合。之后，在步骤2中，添加高性能液态自养护剂于拌合中混凝土，该高性能液态自养 护剂具有吸收大气水气并释放水分予混凝土的功能。在一具体实施例中，该高性能液态自 养护剂的添加量可占该混凝土中粉体的l-3wt%。故该高性能液态自养护剂的添加量应正 比于该混凝土中粉体用量为较佳，而该高性能液态自养护剂的纯度应在99%以上。具体 而言，该高性能液态自养护剂为多元醇类，选自于聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)、 聚己烯醇(Polyvinyl Alcohol, PVA)、乙二醇(Ethylene glycol, EG)、丙二醇(propylene glycol,PG)、二丙二酉享(dipropylene glycol,DPG)、1,3丁二酉享(1, 3-butylene glycol)、1, 4 丁二醇(1,4-butylene glycol)、新戊二醇(neopently glycol，NPG)、木糖醇(xylitol)、 山梨醇(sorbitol)、甘油(glycerine)、植物甾醇(phytosterols)及其功能类似之物质与 其衍生物的其中之一，或者为包含上述至少两材料(含)以上不同比例的组合。在另一较佳实施例中，该高性能液态自养护剂亦可选自于玻尿酸(hyaluronic acid)、聚氧乙烧(polyxyethylene, Ρ0Ε)、吡吕烧酮羧酸钠(sodium pyrrolidone carboxy late, PCA-Na)、乳酸纳(Sodium lactate)、硬月旨醇(stearyl alcohol)、嫁赌醇 (cetyl alcohol)、钠羟基皮酪烷酮(SodiumPCA)、总聚麸胺酸及3D超级保湿水胶(钠型) (Swolleny-PGA & 3DHydrogels (Na+form))、鲨烯(Squalane)、鲛鲨烷、荷荷葩油、牛脂 酰胺(PEG-50)、水解胶原蛋白(Hydrolyzed Collagen)、甲壳素衍生物(Chitosan)、芦荟 (Aloe Vera)、海藻提取物、胺基酸(Amino acid)、维他命 B5 (Panthenol)、尿素(urea)、果 酸、乳酸(Lactic Acid)及其功能类似之物质与其衍生物的其中之一，或者为包含上述至少 两种材料(含)以上不同比例的组合。其中，例如尿素(urea)、果酸、乳酸(Lactic Acid) 这一类的成份在低浓度时具有良好的保水效果。较佳地，该高性能液态自养护剂可具有强 力吸收大气水气的特性，并可提供混凝土养护所需的水分。在本发明的一具体实施例中，在大气湿度(RH) 50%的大气环境，该自养护混凝土 无论是添加或是3%的高性能液态自养护剂，均可达到降低混凝土水分损失以达到自 养护的功效。由表一至表四显示，不同的混凝土配比，高性能液态自养护剂均能降低混凝 土水分损失以达到自养护的功效。其中表中所称的“空白组”指无养护的混凝土，而所称的 “w/b”为水胶比(water-cementitious materials ratio)的英文简写。其中，水胶比指混 凝土中水和胶结材料的比值，胶结材料可包含水泥、卜作岚材料等，通常为混凝土中粉体扣 除不具胶结性质的惰性材料的剩余含量。
表一 w/b = 0. 42的水分重量损失
权利要求
1.一种自养护混凝土，其特征在于其在混凝土拌合中添加高性能液态自养护剂，该高 性能液态自养护剂具有释放水分予混凝土的功能，使得混凝土在浇置后即不需任何外部的 养护便可达到自养护的效果，并且所添加的高性能液态自养护剂的用量介于该混凝土中粉 体的0. 01-10wt%之间，以使得该自养护混凝土的抗压强度相较于无养护混凝土的抗压强 度至少提升10%以上。
2.根据权利要求1所述的自养护混凝土，其特征在于其中所述的高性能液态自养护剂 的用量介于该混凝土中粉体的l-3wt%。
3.根据权利要求2所述的自养护混凝土，其特征在于其中所述的自养护混凝土的水胶 比介于0. 20至0. 80。
4.根据权利要求2所述的自养护混凝土，其特征在于其中所述的自养护混凝土的水胶 比为0. 3。
5.根据权利要求1所述的自养护混凝土，其特征在于其中所添加的该高性能液态自养 护剂为多元醇类。
6.根据权利要求5所述的自养护混凝土，其特征在于其中所述的高性能液态自养护剂 选自于聚乙二醇、聚己烯醇，乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、1，3 丁二醇、1，4 丁二醇、新 戊二醇、木糖醇、山梨醇、甘油、植物留醇及其功能类似衍生物的其中之一，或者为上述至少 两材料的组合。
7.根据权利要求1所述的自养护混凝土，其特征在于其中所添加的该高性能液态自养 护剂选自于玻尿酸、聚氧乙烷、吡吕烷酮羧酸钠、乳酸钠、硬脂醇、鲸蜡醇、钠羟基皮酪烷酮、 总聚麸胺酸及3D超级保湿水胶(钠型)、鲨烯、鲛鲨烷、荷荷葩油、牛脂酰胺、水解胶原蛋白、 甲壳素衍生物、芦荟、海藻提取物、胺基酸、维他命B5、尿素、果酸、乳酸及其功能类似的物质 与其衍生物的其中之一，或者为包含上述至少两材料(含)以上不同比例的组合。
8.根据权利要求1所述的自养护混凝土，其特征在于其中该混凝土具有自充填混凝土 的配比。
9.根据权利要求1所述的自养护混凝土，其特征在于其中该混凝土具有传统混凝土的 配比。
10.根据权利要求1所述的自养护混凝土，其特征在于其中所述的粉体包含有水泥与 不具胶结性质的惰性材料。
11.根据权利要求10所述的自养护混凝土，其特征在于其中所述的不具胶结性质的惰 性材料选自石灰石粉、转炉炉碴粉、气冷高炉炉碴粉、橄榄石粉、白云石粉、辉石粉、角闪石 粉、方解石粉、斜长粉、石英粉、正长石粉、硅砂粉及其功能类似的物质与其衍生物的其中之 一，或者为包含上述至少两材料(含)以上不同比例的组合。
12.根据权利要求10所述的自养护混凝土，其特征在于其中所述的粉体更包含有卜作 嵐材料。
13.根据权利要求12所述的自养护混凝土，其特征在于其中所述的卜作岚材料选自炉 石粉、硅灰、飞灰、稻壳灰、及其功能类似的物质与其衍生物的其中之一，或者为包含上述至 少两材料(含)以上不同比例的组合。
全文摘要
本发明是有关于一种自养护混凝土，能避免水分由混凝土表面过度的蒸散。用以解决现有习知因养护失败使得水泥水化不完全，导致混凝土的发展不符要求的问题。本发明将高性能液态自养护剂添加在拌合中混凝土中，其用量占混凝土中粉体的0.01-10wt％，该高性能液态自养护剂能吸收空气中水气并释放水分予混凝土的功能，使得混凝土在浇置后不需额外的水分或任何外部的养护，达到自养护的目的。
文档编号C04B24/04GK102145984SQ20101011141
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月4日 优先权日2010年2月4日
发明者赵文成 申请人:赵文成