一种低胶材高流态高性能混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种低胶材高流态高性能混凝土及其制备方法，包括如下重量份原料：520

【技术实现步骤摘要】
一种低胶材高流态高性能混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术属于混凝土制备
，具体为一种低胶材高流态高性能混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，高速公路及各类基础设施处于高速建设时期，实际工况和工艺创新带来的结构的复杂性也对混凝土性能提出了高要求。为了解决不易或无法进行振捣作业(如钢筋过密或结构复杂等)的问题，提高混凝土结构的耐久性，同时减少施工噪音对环境的影响及解决人工紧缺等问题，技术工作者提出了高流态混凝土的概念。目前应用的几种技术：一是通过提高胶凝材料用量和砂率来提高混凝土的流动性，从而实现混凝土的高流态性能；二是通过引入硅灰或微珠等来实现混凝土的高流动性能；三是通过改变水胶比等实现混凝土的高流动性能。同时现有的高流态混凝土多数强度等级不超过C50。
[0003]但是，仅仅通过水胶比、提高胶凝材料和砂率的技术措施会使混凝土自收缩较大，影响结构物的耐久性；单纯提高胶凝材料用量、引入硅灰或微珠会带来混凝土经济性的问题。

技术实现思路

[0004]为了克服上述的技术问题，本专利技术提供一种低胶材高流态高性能混凝土及其制备方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种低胶材高流态高性能混凝土，包括如下重量份原料：520-570份胶凝材料，626-702份中砂，1061-1152份碎石，130-140份水，4.88-8.67份减水剂；
[0007]该低胶材高流态高性能混凝土由如下方法制成：
[0008]将中砂、碎石和胶凝材料加入搅拌机中，在40-60r/min的转速下搅拌0.5-1.5min，制得混合料，之后将水和减水剂依次加入搅拌机中，在此转速下继续搅拌3-5min，制得低胶材高流态高性能混凝土。
[0009]进一步地，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述碎石由粒径为5-10mm与10-20mm的两档料按照1∶1的重量比掺配而成。
[0010]进一步地，所述胶凝材料由如下方法制成：
[0011]步骤S1、将丙烯酸和聚乙二醇单甲醚加入三口烧瓶中，加入甲苯，45-50℃水浴加热并以100-200r/min的转速磁力搅拌30min，之后加入对苯二酚，匀速搅拌5min后加入对甲苯磺酸，匀速搅拌5min，升温至90-100℃，在此温度下反应回流5h，制得反应产物，减压、蒸馏，制得单体；
[0012]步骤S2、将粉煤灰加入无水乙醇中，以400-500r/min的转速高速搅拌30min后制得悬浊液，对悬浊液超声30min，控制超声的功率为30-40min，超声结束后以8000-10000r/min的转速离心3min，将制得的滤渣加入去离子水中，重复上述步骤，将制得的滤饼在温度为
80-100℃，真空度为-0.10MPa的真空条件下干燥12h，制得活化后的粉煤灰，控制粉煤灰和无水乙醇的用量比为100g∶500mL；
[0013]步骤S3、将活化后的粉煤灰加入质量分数20％氢氧化钠水溶液中，匀速搅拌5h，减压、抽滤，洗涤至中性，之后将滤渣加入质量分数10％硫酸溶液中，匀速搅拌4h，抽滤，洗涤至中性，之后在80-100℃下干燥10h，制得表面处理后的粉煤灰，之后将表面处理后的粉煤灰、对苯二酚、甲苯和KH560加入三口烧瓶中，混合均匀后升温至50-65℃，匀速搅拌并反应10h，离心、洗涤，真空干燥10h，制得处理后的粉煤灰；
[0014]步骤S4、将制得的处理后的粉煤灰按照1∶2的重量比加入水中，分散均匀，制得悬浊液，备用；将单体按照1∶5的重量比加入水中，分散均匀，制得第一溶液；将硫酸铵按照1∶50的重量比加入水中，分散均匀，制得第二溶液；之后同时将第一溶液和第二溶液滴加至悬浊液中，控制滴加时间为2h，滴加结束后升温至70-90℃，匀速搅拌并反应3h，之后离心、洗涤，制得改性粉煤灰，控制悬浊液、第一溶液和第二溶液的体积比为1∶2∶2；
[0015]步骤S5、将制得的改性粉煤灰、硅酸盐水泥和矿渣粉混合均匀，制得胶凝材料，改性粉煤灰的用量为胶凝材料重量的5-15％，矿渣粉的用量为胶凝材料重量的5-15％。
[0016]步骤S1中将丙烯酸和聚乙二醇单甲醚混合，加入甲苯作为溶剂，加入对苯二酚作为阻聚剂，加入对甲苯磺酸作为催化剂，丙烯酸和聚乙二醇单甲醚反应生成单体；步骤S2中将粉煤灰在无水乙醇中分散，之后超声除杂处理，之后在去离子水中超声除杂处理，制得活化后的粉煤灰，该处理过程能够除去粉煤灰中大量的有机、无机杂质，减少该杂质对后续处理的影响；步骤S3中将活化后的粉煤灰分别加入氢氧化钠水溶液和硫酸溶液中，通过酸碱处理对粉煤灰进行羟基化处理，制得表面处理后的粉煤灰，之后将羟基化处理后的粉煤灰与KH560混合，KH560能够对羟基化处理后的粉煤灰进行偶联改性，制得处理后的粉煤灰，之后步骤S4中将处理后的粉煤灰制成悬浊液，第二溶液作为引发剂溶液，滴入单体，单体上的碳碳双键与偶联改性改性后的粉煤灰上的碳碳双键反应聚合，制备出改性粉煤灰，最后将改性粉煤灰、硅酸盐水泥和矿渣粉混合均匀制得胶凝材料，改性粉煤灰表面存在的单体能够发挥表面活性作用，能够增加混凝土制备过程中形成的混合料的流动性，而且该胶凝材料使用过程中，改性粉煤灰水化失水，形成胶状膜层，分布在硬化后的混凝土中，能够对混凝土中的缺陷和微小裂缝进行填充，能够改善混凝土骨料-凝胶界面的粘结结构，进而提高制得的混凝土的力学强度。
[0017]进一步地，步骤S5中所述矿渣粉为S95级，所述硅酸盐水泥的强度等级为52.5R，硅酸盐水泥的28d胶砂强度不低于强度等级的1.1倍。
[0018]进一步地，步骤S1中控制丙烯酸和聚乙二醇单甲醚的摩尔比为1∶3，对苯二酚的用量为丙烯酸质量的3-5％，对苯二酚和对甲苯磺酸的重量比为2∶1，步骤S3中控制活化后的粉煤灰、氢氧化钠水溶液和硫酸溶液的用量比为50g∶50mL∶50mL，表面处理后的粉煤灰、对苯二酚、甲苯和KH560的重量比为10∶0.2∶20∶0.3-0.5。
[0019]一种低胶材高流态高性能混凝土的制备方法，包括如下步骤：
[0020]将中砂、碎石和胶凝材料加入搅拌机中，在40-60r/min的转速下搅拌0.5-1.5min，制得混合料，之后将水和减水剂依次加入搅拌机中，在此转速下继续搅拌3-5min，制得低胶材高流态高性能混凝土。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022](1)本专利技术一种低胶材高流态高性能混凝土具有较高的流动性，无需振捣，依靠自重可通过钢筋密集区，与普通混凝土相比，可降低因无法振捣或振捣不密实所带来的混凝土质量缺陷，而且在较低胶凝材料用量下，实现混凝土的高流态和高性能。与传统高流态混凝土和传统高性能混凝土相比，较低的胶凝材料用量，可降低混凝土的水化热，进而降低温度裂缝的风险；可降低自身水化反应时带来的自收缩风险；可降低综合成本。
[0023](2)本专利技术制备出一种胶凝材料，制备过程中步骤S1中将丙烯酸和聚乙二醇单甲醚混合，加入甲苯作为溶剂，加入对苯二酚作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低胶材高流态高性能混凝土，其特征在于，包括如下重量份原料：520-570份胶凝材料，626-702份中砂，1061-1152份碎石，130-140份水，4.88-8.67份减水剂；该低胶材高流态高性能混凝土由如下方法制成：将中砂、碎石和胶凝材料加入搅拌机中，在40-60r/min的转速下搅拌0.5-1.5min，制得混合料，之后将水和减水剂依次加入搅拌机中，在此转速下继续搅拌3-5min，制得低胶材高流态高性能混凝土。2.根据权利要求1所述的一种低胶材高流态高性能混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述碎石由粒径为5-10mm与10-20mm的两档料按照1∶1的重量比掺配而成。3.根据权利要求1所述的一种低胶材高流态高性能混凝土，其特征在于，所述胶凝材料由如下方法制成：步骤S1、将丙烯酸和聚乙二醇单甲醚加入三口烧瓶中，加入甲苯，45-50℃水浴加热并以100-200r/min的转速磁力搅拌30min，之后加入对苯二酚，匀速搅拌5min后加入对甲苯磺酸，匀速搅拌5min，升温至90-100℃，在此温度下反应回流5h，制得反应产物，减压、蒸馏，制得单体；步骤S2、将粉煤灰加入无水乙醇中，以400-500r/min的转速高速搅拌30min后制得悬浊液，对悬浊液超声30min，控制超声的功率为30-40min，超声结束后以8000-10000r/min的转速离心3min，将制得的滤渣加入去离子水中，重复上述步骤，将制得的滤饼在温度为80-100℃，真空度为-0.10MPa的真空条件下干燥12h，制得活化后的粉煤灰，控制粉煤灰和无水乙醇的用量比为100g∶500mL；步骤S3、将活化后的粉煤灰加入质量分数20％氢氧化钠水溶液中，匀速搅拌5h，减压、抽滤，洗涤至中性，之后将滤渣加入质量分数10％硫酸溶液中，匀速搅拌4h，抽滤，洗涤至中性，之后在80-100℃下干燥10h，制得表面处理后的粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚亮，王中文，付浩兵，唐博学，周志鸿，厉天晗，王辉，李明少，
申请(专利权)人：保利长大工程有限公司，
类型：发明
国别省市：