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CN108996946A - 自密实混凝土外加剂及其制备方法 - Google Patents

自密实混凝土外加剂及其制备方法 Download PDF

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Publication number
CN108996946A
CN108996946A CN201810824610.1A CN201810824610A CN108996946A CN 108996946 A CN108996946 A CN 108996946A CN 201810824610 A CN201810824610 A CN 201810824610A CN 108996946 A CN108996946 A CN 108996946A
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CN
China
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self
agent
water
compacting concrete
Prior art date
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Application number
CN201810824610.1A
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Inventor
赖谷雍
郑强
毛文
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Chengdu Construction Technology Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Construction Technology Co Ltd
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明公开了一种自密实混凝土外加剂及其制备方法，该自密实混凝土外加剂包括如下重量份数的组分：减水剂160‑180；保坍剂120‑155份；葡萄糖酸钠20‑28份；羟丙基纤维素0.5‑1.3份；增稠剂2‑4份；引气剂1‑1.9份；消泡剂0.2‑0.7份；亚硝酸钠10‑24份；水80‑135份；减水剂包括聚羧酸减水剂、木质素磺酸钠减水剂中的至少一种；增稠剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠中的至少一种；引气剂包括烷基磺酸盐类引气剂、皂素类复合引气剂、改性松香热聚物类引气剂中的至少一种。本发明具有减少混凝土的离析和泌水现象的优点。

Description

自密实混凝土外加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及外加剂技术领域，更具体地说，它涉及一种自密实混凝土外加剂及其制备方法。
背景技术
自密实混凝土是指具有较高的流动性、良好的粘聚性、均匀性和稳定性，浇筑时依靠其自重作用，无需振捣而达到密实的混凝土。随着我国混凝土建设工程的现代化高速发展，自密实混凝土在我国已引起广泛重视，其推广应用量迅速增长。自密实混凝土能依靠自重填充模板，不会出现表面气泡或蜂窝麻面，不需要进行表面修补；能够逼真呈现模板表面的纹理或造型，改善了混凝土的外观质量。不需要振捣，可以浇筑成型形状复杂、薄壁和密集配筋的结构，增加了结构设计的自由度，具有良好的施工性能。自密实混凝土使混凝土浇筑需要的时间大幅度缩短，工人劳动强度大幅度降低，可以提高施工进度。由于没有振捣噪音、避免工人长时间手持振动器导致的“手臂振动综合症”，改善了工作环境和安全性。
现有技术中的自密实混凝土胶凝材料用量一般在500kg/m3以上，水泥用量一般在350kg/m3以上。水泥是自密实混凝土胶凝材料胶材中的主要原材料，水泥用量偏高会因为水泥水化热过高而容易引起混凝土收缩值偏大，对混凝土的裂缝控制和提高混凝土的耐久性不利，特别是配制C40以下低强度等级自密实混凝土时，易出现离析和泌水的问题，对自密实混凝土的推广和应用造成了阻碍。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种自密实混凝土外加剂，具有减少混凝土的离析和泌水现象的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种自密实混凝土外加剂，包括如下重量份数的组分：
减水剂160-180；
保坍剂120-155份；
葡萄糖酸钠20-28份；
羟丙基纤维素0.5-1.3份；
增稠剂2-4份；
引气剂1-1.9份；
消泡剂0.2-0.7份；
亚硝酸钠10-24份；
水80-135份；
所述减水剂包括聚羧酸减水剂、木质素磺酸钠减水剂中的至少一种；
所述增稠剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠中的至少一种；
所述引气剂包括烷基磺酸盐类引气剂、皂素类复合引气剂、改性松香热聚物类引气剂中的至少一种。
通过上述技术方案，聚羧酸减水剂、木质素磺酸钠减水剂具有减少用水量且提高混凝土的抗压强度的作用，而聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠对本申请中的减水剂具有共同配合作用，从而使混凝土中的凝胶材料、骨料等组分之间的连接效果更佳。引气剂可改善混凝土拌合物的和易性，保水性和粘聚性，并提高混凝土拌合物流动性，在混凝土拌合物的拌和过程中引入大量均匀分布的，闭合而稳定的微小气泡。因此，在减水剂、增稠剂的相互作用下，气泡的量达到稳定和平衡，有助于提高混凝土自密实效果(坍落度)、抗压强度、抗渗透性能。
进一步优选为：所述自密实混凝土外加剂包括如下重量份数的组分：
减水剂160-170；
保坍剂120-150份；
葡萄糖酸钠20-25份；
羟丙基纤维素0.5-1份；
增稠剂2-3份；
引气剂1-1.5份；
消泡剂0.2-0.5份；
亚硝酸钠10-20份；
水80-130份。
通过上述技术方案，经研究(试验一)发现，上述重量份数范围内的减水剂等组分相互配合后获得的自密实混凝土外加剂与混凝土混合后，可进一步提高混凝土的和易性，更加不易出现离析和泌水的现象。
进一步优选为：所述自密实混凝土外加剂还包括重量份数为2-5份的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液。
通过上述技术方案，醋酸乙烯-乙烯共聚乳液也叫作VAE乳液，在聚醋酸乙烯分子中引入了乙烯分子链，使乙酰基产生不连续性，从而增加了高分子链的旋转自由度，减小空间阻碍，使高分子主链变得柔软，并且不易发生其他成分的迁移；且VAE乳液具有较好的耐酸碱性，VAE乳液在弱酸和弱碱存在条件下均能够保持稳定性能，不易出现破乳现象，具有永久的柔韧性。
进一步优选为：所述自密实混凝土外加剂还包括重量份数为1-3.5份的乙二醇。
通过上述技术方案，乙二醇的分子量小，具有较好的流动性和吸湿性，与引气剂形成配合作用，可降低外加剂中的含气量，且在于混凝土混合后，于混凝土中的各组分形成充分混合。经研究(试验一、试验二、试验三)发现，在与醋酸乙烯-乙烯共聚乳液共同配合下，有助于促进混凝土中的气泡的排出，从而提高混凝土的抗渗水能力。
进一步优选为：所述自密实混凝土外加剂还包括重量份数为1.2-1.8份的乙酸异丁酸蔗糖酯。
通过上述技术方案，乙酸异丁酸蔗糖酯属于增重剂，具有较好的分散效果，与增稠剂相互配合，在提高形成的自密实混凝土外加剂的粘稠效果和稳定性方面具有重大贡献。经研究(试验一、试验二、试验三)发现，与醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、乙二醇共同作用下，有助于共同促进混凝土中的气泡的排出，增加外加剂与混凝土中的凝胶材料等形成连接，从而提高混凝土的抗压强度和抗渗水性能。
进一步优选为：所述消泡剂包括聚醚改性硅消泡剂、有机硅消泡剂中的至少一种。
通过上述技术方案，聚醚改性硅消泡剂、有机硅消泡剂在一定程度上可抑制在混合形成外加剂的过程中气泡的产生，也可减少在加入混凝土拌合物并混合时出现的气泡，从而使外加剂中，以及添加有外加剂的混凝土拌合物中的气泡含量达到稳定。
本发明的目的二在于提供一种自密实混凝土外加剂的制备方法。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种自密实混凝土外加剂的制备方法，包括如下步骤：
S1，将相应重量份数的减水剂、保坍剂、葡萄糖酸钠、羟丙基纤维素、引气剂、消泡剂、亚硝酸钠和水充分混合，获得混合物；
S2，将相应重量份数的增稠剂加入至步骤S1中获得的混合物中，充分混合，获得自密实混凝土外加剂。
通过上述技术方案，步骤S1中减水剂、保坍剂、葡萄糖酸钠、羟丙基纤维素、引气剂、消泡剂、亚硝酸钠和水相互混合时，更易混合均匀，有助于降低生产成本；而步骤S2中的加入的增稠剂增加了混合物的体系的整体粘稠感，有助于依次提高混合的均匀性，还在一定程度上减少了在整个生产外加剂的过程中的耗能，以节约生产成本。
进一步优选为：所述步骤S1中加入相应重量份数的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、乙二醇预先共混后形成的共混物，充分混合。
进一步优选为：所述步骤S1中加入相应重量份数的乙酸异丁酸蔗糖酯，充分混合。
通过上述技术方案，选择在步骤S1加入醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、乙二醇共混形成的共混物，有助于提高乙二醇与乙烯-乙烯共聚乳液的混合充分性，选择在步骤S1中加入乙酸异丁酸蔗糖酯，使得形成的混合物的体系更为均匀稳定。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.减水剂、增稠剂、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、乙二醇、乙酸异丁酸蔗糖酯起到复配作用，与混凝土中的水泥等组分形成较好的连接，促进整体的混合，搅拌时较易混合，提高形成的自密实混凝土的和易性，不易出现离析和泌水等现象，同时，还可随着自密实混凝土的自身重力作用而形成较好的混合作用；
2.获得的外加剂与混凝土混合后，有助于增加混凝土的自密实性，提高凝结后的混凝土的抗压强度和抗渗水性能。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：自密实混凝土外加剂，所包括的组分及其相应的重量份数如表1所示，且通过如下步骤制备获得：
S1，将相应重量份数的减水剂、保坍剂、葡萄糖酸钠、羟丙基纤维素、引气剂、消泡剂、亚硝酸钠、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、乙二醇、乙酸异丁酸蔗糖酯和水充分混合，获得混合物；S2，将相应重量份数的增稠剂加入至步骤S1中获得的混合物中，充分混合，获得自密实混凝土外加剂。
其中，引气剂为重量份数比为1∶1.23的烷基磺酸盐类引气剂、皂素类复合引气剂；消泡剂为聚醚改性硅消泡剂；减水剂为聚羧酸减水剂；增稠剂为聚丙烯酸钠；引气剂为重量份数比为1∶2的烷基磺酸盐类引气剂、皂素类复合引气剂。
实施例2-6：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，所包括的组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例2-6所包括的组分及其相应的重量份数
实施例7：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，引气剂为改性松香热聚物类引气剂中。
实施例8：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，引气剂为重量份数比为1∶3的烷基磺酸盐类引气剂、改性松香热聚物类引气剂。
实施例9：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，引气剂为重量份数比为1：1∶1的烷基磺酸盐类引气剂、皂素类复合引气剂、改性松香热聚物类引气剂中。
实施例10：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，消泡剂为有机硅消泡剂。
实施例11：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，消泡剂为重量份数为1∶1.1的聚醚改性硅消泡剂、有机硅消泡剂。
实施例12：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，减水剂为木质素磺酸钠减水剂。
实施例13：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，减水剂为重量份数比为1∶1的聚羧酸减水剂、木质素磺酸钠减水剂。
实施例14：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，增稠剂为重量份数比为1∶1的聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠。
实施例15：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，不包含醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、乙二醇、乙酸异丁酸蔗糖酯。
实施例16：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，不包含醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、乙二醇。
实施例17：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，不包含醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、乙酸异丁酸蔗糖酯。
实施例18：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，不包含乙二醇、乙酸异丁酸蔗糖酯。
实施例19：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，不包含醋酸乙烯-乙烯共聚乳液。
实施例20：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，不包含乙二醇。
实施例21：自密实混凝土外加剂，与实施例1的区别在于，不包含乙酸异丁酸蔗糖酯。
对比例1：外加剂，与实施例1的区别在于，其原料组成中不含葡萄糖酸钠。
对比例2：外加剂，与实施例1的区别在于，其原料组成中减水剂用量为120份。
对比例3：外加剂，与实施例1的区别在于，在制备过程中，将减水剂、保坍剂、葡萄糖酸钠、羟丙基纤维素、引气剂、消泡剂、亚硝酸钠、增稠剂、水一同混合15min。
试验一：坍落流动度试验
试验方法：
1、试验样品的制备：1、试验样品的制备：采用P.O 42.5水泥0.35t，II级粉煤灰0.10t制备获得的实施例1-21中的相应的外加剂8.1kg，再加入中砂0.54m3，粒径为4.75mm-31.5mm的石子0.594m3，加水0.170m3，混合均匀后，检测初始坍落流动度及1.5小时坍落扩展度，分别获得试验样品1-21；
2、对照样品的制备：采用P.O 42.5水泥0.35t，II级粉煤灰0.10t制备获得的对比例1-3中的相应的外加剂8.1kg，再加入中砂0.54m3，粒径为4.75mm-31.5mm的石子0.594m3，加水0.170m3，混合均匀后，检测初始坍落流动度及1.5小时坍落扩展度，分别获得对照样品1-3。
试验结果：试验样品1-21、对照样品1-3的坍落流动度如表2所示。
表2试验样品1-21、对照样品1-3的坍落扩展度
样品 初始坍落扩展度(mm) 1.5h坍落扩展度
试验样品1 755 730
试验样品2 740 720
试验样品3 755 730
试验样品4 755 730
试验样品5 750 735
试验样品6 750 730
试验样品7 745 725
试验样品8 750 730
试验样品9 745 730
试验样品10 755 725
试验样品11 755 735
试验样品12 740 725
试验样品13 750 725
试验样品14 745 720
试验样品15 750 720
试验样品16 720 700
试验样品17 720 705
试验样品18 715 685
试验样品19 700 685
试验样品20 725 710
试验样品21 720 705
对照样品1 690 660
对照样品2 420 330
对照样品3 610 530
由表2可知，试验样品1-21中的初始坍落扩展度较高，且1.5小时扩展度损失小，尤其是试验样品1-14的坍落流动度更为突出，表明减水剂、增稠剂、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、乙二醇、乙酸异丁酸蔗糖酯对提高混凝土的和易性具有突出的贡献。而对照样品1中未加葡萄糖酸钠，导致其坍落度过大；而对照样品2中由于没有减水剂较少，混凝土拌合物难以实现较好的流动性，坍落度过小；对照样品3中外加剂的整体均匀性较差，因此，对照样品3相对于试验样品1-21中的坍落流动度较差。
试验二：抗压强度试验
试验方法：
1、试验样品的制备：采用P.O 42.5水泥0.35t，II级粉煤灰0.10t制备获得的实施例1-21中的相应的外加剂8.1kg，再加入中砂0.54m3，粒径为4.75mm-31.5mm的石子0.594m3，加水0.170m3，并成型100mm×100mm×100mm混凝土试件，在室温静置一天后脱模，在标准养护室养护至各龄期，获得试验样品1-21。
2、对照样品的制备：采用P.O 42.5水泥0.35t，II级粉煤灰0.10t制备获得的对比例1-3中的相应的外加剂8.1kg，再加入中砂0.54m3，粒径为4.75mm-31.5mm的石子0.594m3，加水0.170m3，成型和养护方式与试验样品的养护方式相同，获得对照样品1-3。
试验结果：试验样品1-21、对照样品1-3的抗压强度如表3所示。
表3试验样品1-21、对照样品1-3的抗压强度
样品 28d抗压强度(MPa)
试验样品1 49.8
试验样品2 48.4
试验样品3 49.3
试验样品4 47.5
试验样品5 48.2
试验样品6 49.7
试验样品7 47.8
试验样品8 48.7
试验样品9 47.5
试验样品10 48.1
试验样品11 49.6
试验样品12 48.2
试验样品13 46.5
试验样品14 48.6
试验样品15 47.4
试验样品16 48.5
试验样品17 49.3
试验样品18 48.7
试验样品19 47.7
试验样品20 48.8
试验样品21 49.2
对照样品1 45.3
对照样品2 43.6
对照样品3 44.8
由表3可知，试验样品1-21中的抗压强度较好，尤其是试验样品1-14的抗压强度更为突出，表明减水剂、增稠剂、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、乙二醇、乙酸异丁酸蔗糖酯起到复配作用，与混凝土中的水泥等组分形成较好的连接，促进整体的混合，搅拌时较易混合，可随着自密实混凝土的自身重力作用而形成较好的混合作用，增加混凝土的自密实性，提高凝结后的混凝土的抗压强度。
试验三：抗渗水能力试验
试验方法：采用试验二中的方式分别获得试验样品组1-21和对照样品组1-3，制作出顶面直径为175mm，底面直径为185mm，高度为150mm的圆柱体试件，且每个试验样品组1-21和对照样品组1-3分别准备6个对应的试件，且养护28天后，清理试验样品1-21和对照样品1-3表面达到清洁后，在试验样品组1-21中的试件和对照样品1-3中的试件的侧面均滚涂一层熔化的密封材料，并装入抗渗仪中按照标准抗渗试验。试验的水压从0.2Mpa开始，每隔2h增加0.025Mpa水压并随时记录试件端面渗水情况，一直加到试验样品组1-21、对照样品组1-3中，每组有3个试件的表面发现渗水，记下此时的水压力即为当前试验样品组1-21和对照样品组1-3的抗渗等级。
试验结果：试验样品1-21、对照样品1-3的可承受的最大水压如表4所示。
表4试验样品1-21、对照样品1-3的可承受的最大水压
样品 可承受的最大水压(MPa)
试验样品组1 1.2
试验样品组2 1.2
试验样品组3 1.2
试验样品组4 1.2
试验样品组5 1.2
试验样品组6 1.2
试验样品组7 1.2
试验样品组8 1.2
试验样品组9 1.2
试验样品组10 1.2
试验样品组11 1.2
试验样品组12 1.2
试验样品组13 1.2
试验样品组14 1.2
试验样品组15 1.1
试验样品组16 1.1
试验样品组17 1.1
试验样品组18 1.1
试验样品组19 1.1
试验样品组20 1.1
试验样品组21 1.1
对照样品组1 1.1
对照样品组2 0.8
对照样品组3 0.8
由表4可知，试验样品1-21可承受的的最大水压力较高，尤其是试验样品1-14的最大水压力更为突出，而对照样2和对照样3可承受最大水压则相对较低，说明减水剂用量不足时，混凝土的和易性差将降低其密实度，降低其抗渗性，且当外加剂生产过程中若搅拌不充分，外加剂在混凝土中的的性能表现也将大大降低。因此，在自密实混凝土专用外加剂中，减水剂、增稠剂、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、乙二醇、乙酸异丁酸蔗糖酯以及消泡剂共同作用，使混凝土中的各组分密实填充，增加混凝土的自密实性，提高混凝土硬化后的混凝土的抗渗性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自密实混凝土外加剂，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
减水剂160-180；
保坍剂120-155份；
葡萄糖酸钠20-28份；
羟丙基纤维素0.5-1.3份；
增稠剂2-4份；
引气剂1-1.9份；
消泡剂0.2-0.7份；
亚硝酸钠10-24份；
水80-135份；
所述减水剂包括聚羧酸减水剂、木质素磺酸钠减水剂中的至少一种；
所述增稠剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠中的至少一种；
所述引气剂包括烷基磺酸盐类引气剂、皂素类复合引气剂、改性松香热聚物类引气剂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的自密实混凝土外加剂，其特征在于，所述自密实混凝土外加剂包括如下重量份数的组分：
减水剂160-170；
保坍剂120-150份；
葡萄糖酸钠20-25份；
羟丙基纤维素0.5-1份；
增稠剂2-3份；
引气剂1-1.5份；
消泡剂0.2-0.5份；
亚硝酸钠10-20份；
水80-130份。
3.根据权利要求1或2所述的自密实混凝土外加剂，其特征在于，所述自密实混凝土外加剂还包括重量份数为2-5份的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液。
4.根据权利要求3所述的自密实混凝土外加剂，其特征在于，所述自密实混凝土外加剂还包括重量份数为1-3.5份的乙二醇。
5.根据权利要求4所述的自密实混凝土外加剂，其特征在于，所述自密实混凝土外加剂还包括重量份数为1.2-1.8份的乙酸异丁酸蔗糖酯。
6.根据权利要求1或2所述的自密实混凝土外加剂，其特征在于，所述消泡剂包括聚醚改性硅消泡剂、有机硅消泡剂中的至少一种。
7.如权利要求1-2中任意一项所述的一种自密实混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，将相应重量份数的减水剂、保坍剂、葡萄糖酸钠、羟丙基纤维素、引气剂、消泡剂、亚硝酸钠和水充分混合，获得混合物；
S2，将相应重量份数的增稠剂加入至步骤S1中获得的混合物中，充分混合，获得自密实混凝土外加剂。
8.根据权利要求7所述的自密实混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中加入相应重量份数的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、乙二醇预先共混后形成的共混物，充分混合。
9.根据权利要求8所述的自密实混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中加入相应重量份数的乙酸异丁酸蔗糖酯，充分混合。
CN201810824610.1A 2018-07-24 2018-07-24 自密实混凝土外加剂及其制备方法 Pending CN108996946A (zh)

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