一种超早强混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种超早强混凝土及其制备方法，该超早强混凝土包括以下重量份的原料：水泥105

【技术实现步骤摘要】
一种超早强混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土
，具体涉及一种超早强混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]水泥混凝土路面具有高强、高承载力、高稳定性等特点，因此在高等级路面中占据很大比例。但因为其所需养护时间长，强度提高缓慢，具有交通开放迟缓等缺点，因此很大程度上限制了水泥混凝土的应用范围。而对于已运行且使用年限较长的水泥混凝土道路，当路面破坏情况较严重，需要封锁交通进行修补，因此研制超早强、快硬的混凝土十分必要。而一般混凝土的早期强度低，铺筑完后需多天的养护，其强度才能达到道路交通的使用要求，因此在养护期内会车辆运输中断、道路阻塞，会对人们的出行以及生产等带来很多不便。
[0003]申请号为CN202111550220.8的国内专利公开了一种超早强混凝土及其制备方法，其制备超早强混凝土时，先制备多孔碳酸钙颗粒，并用丙烯酸乙酯在多孔碳酸钙孔隙间聚合制得改性碳酸钙颗粒，再制备纳米二氧化钛并将正硅酸乙酯沉积在纳米二氧化钛表面制得改性纳米二氧化钛，将改性纳米二氧化钛接枝在改性碳酸钙颗粒表面制得速凝颗粒，并将水泥、沙石、速凝颗粒、石膏粉、聚乙二醇、纯水、增稠剂、早强剂、调凝剂和减水剂按一定的量混合搅拌并用于所需使用场所，即得超早强混凝土，该专利技术制备的超早强混凝土凝结速度快，且具有一定的高强度，适合高速公路桥梁及道路混凝土结构表面缺陷的快速修复，但是其使用到较多的水泥，会使生产成本明显增加。
[0004]目前，聚羧酸系减水剂具有高减水率、掺量低、保坍性能好、混凝土收缩率低等优点，被广泛应用于制备早强型混凝土中，因此研发性能优异的聚羧酸减水剂对于制备超早前混凝土十分重要。但是目前普通聚羧酸系减水剂早期强度发展缓慢，同时具有对砂石集料的含泥量敏感性强等缺点。此外，目前工业生产中会产生的一定的硅酸盐固废，如果能将其较好的应用于超早强混凝土的制备中，这对于减少超早前混凝土的生产成本十分有利。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种超早强混凝土及其制备方法，使制备得到的混凝土具有优异的超早强性能。
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0007]一种超早强
[0008]混凝土，包括以下重量份的原料：水泥105
‑
135份、硅酸盐固废45
‑
65份、细骨料270
‑
310份、粗骨料330
‑
370份、纳米二氧化硅/石墨烯复合材料0.9
‑
1.5份、复合改性聚羧酸减水剂2
‑
2.8份、消泡剂0.6
‑
1份、引气剂0.5
‑
0.8份、水52
‑
58份。
[0009]优选的，所述复合改性聚羧酸减水剂的制备方法包括以下步骤：
[0010](1)向60份去离子水中加入90
‑
100份乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、3
‑
6份含氟甲基丙烯酸酯、3
‑
6份不含氟丙烯酸酯，搅拌分散混合后，缓慢加入2.5
‑
3.5份H2O2，搅拌混合后，
得混合料；
[0011]向30份去离子水中加入10
‑
15份甲基丙烯酸、1.5
‑
2.5份对羟基苯乙酸甲酯，搅拌混合后，得混合液一；
[0012]向10份去离子水中加入0.4
‑
0.55份3
‑
巯基丙酸、0.25
‑
0.4份维生素C、0.08
‑
0.11份次硫酸氢钠，搅拌混合后，得混合液二；
[0013](2)将混合液一和混合液二同时滴加入混合料中进行反应，反应温度为45
‑
50℃，滴加时间为2
‑
2.5h，滴加完毕后继续保温反应1.5
‑
2h；然后加入NaOH溶液将pH值调节为6.5
‑
7，即得所述复合改性聚羧酸减水剂。
[0014]优选的，步骤(1)中，所述不含氟丙烯酸酯为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
[0015]优选的，步骤(1)中，所述含氟甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸十氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯中的一种或多种。
[0016]优选的，所述纳米二氧化硅/石墨烯复合材料的制备方法包括以下步骤：
[0017](1)向碱性硅溶胶中加入氧化石墨烯、六偏磷酸钠、乙醇，采用稀盐酸调节pH值至5
‑
6，然后边搅拌边进行超声分散，得混合液；
[0018](2)将所述混合液缓慢升温至40
‑
45℃，边搅拌向所述混合液中滴加硅烷偶联剂的乙醇溶液，滴加时间为60
‑
90min，滴加完毕后再继续保温搅拌60
‑
90min，然后进行真空冷冻干燥，经研磨过筛后，置于氩气气氛中，升温至350
‑
400℃并保温1h，然后随炉冷却至室温，即得所述纳米二氧化硅/石墨烯复合材料。
[0019]优选的，步骤(1)中，所述碱性硅溶胶、氧化石墨烯、六偏磷酸钠、乙醇的质量比为10：(15
‑
20)：(0.02
‑
0.03)：(20
‑
30)；
[0020]所述碱性硅溶胶胶体粒径为10
‑
20nm，SiO2含量25
‑
32％，pH值为9
‑
10；所述氧化石墨烯的直径为1
‑
5μm，厚度为1
‑
5nm；
[0021]步骤(2)中所用硅烷偶联剂与步骤(1)中碱性硅溶胶的质量比为(0.3
‑
0.5)：10；
[0022]步骤(2)中，所述硅烷偶联剂的乙醇溶液通过以下方法制备得到：向无水乙醇中加入其质量5
‑
7％的硅烷偶联剂，搅拌溶解后，得硅烷偶联剂的乙醇溶液；所述硅烷偶联剂为KH550、KH560中的一种或多种。
[0023]优选的，所述硅酸盐固废为粉煤灰、煤矸石中的一种或两种的组合，所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰或III级粉煤灰，所述煤矸石的粒度≤80目。
[0024]优选的，所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥；
[0025]所述细骨料由河砂和铁尾矿砂组成，其中铁尾矿砂占细骨料总质量的25
‑
30％；所述河砂为中砂，细度模数为2.6
‑
2.7，所述铁尾矿砂的细度模数为2.3
‑
2.4；
[0026]所述粗骨料为碎石，其粒径为5
‑
20mm。
[0027]优选的，所述消泡剂为有机硅类消泡剂、聚醚硅类消泡剂中的一种或多种；所述引气剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
[0028]作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供了上述超早强混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超早强混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：水泥105
‑
135份、硅酸盐固废45
‑
65份、细骨料270
‑
310份、粗骨料330
‑
370份、纳米二氧化硅/石墨烯复合材料0.9
‑
1.5份、复合改性聚羧酸减水剂2
‑
2.8份、消泡剂0.6
‑
1份、引气剂0.5
‑
0.8份、水52
‑
58份。2.根据权利要求1所述的超早强混凝土，其特征在于，所述复合改性聚羧酸减水剂的制备方法包括以下步骤：(1)向60份去离子水中加入90
‑
100份乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、3
‑
6份含氟甲基丙烯酸酯、3
‑
6份不含氟丙烯酸酯，搅拌分散混合后，缓慢加入2.5
‑
3.5份H2O2，搅拌混合后，得混合料；向30份去离子水中加入10
‑
15份甲基丙烯酸、1.5
‑
2.5份对羟基苯乙酸甲酯，搅拌混合后，得混合液一；向10份去离子水中加入0.4
‑
0.55份3
‑
巯基丙酸、0.25
‑
0.4份维生素C、0.08
‑
0.11份次硫酸氢钠，搅拌混合后，得混合液二；(2)将混合液一和混合液二同时滴加入混合料中进行反应，反应温度为45
‑
50℃，滴加时间为2
‑
2.5h，滴加完毕后继续保温反应1.5
‑
2h；然后加入NaOH溶液将pH值调节为6.5
‑
7，即得所述复合改性聚羧酸减水剂。3.根据权利要求2所述的超早强混凝土，其特征在于，步骤(1)中，所述不含氟丙烯酸酯为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的超早强混凝土，其特征在于，步骤(1)中，所述含氟甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸十氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的超早强混凝土，其特征在于，所述纳米二氧化硅/石墨烯复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)向碱性硅溶胶中加入氧化石墨烯、六偏磷酸钠、乙醇，采用稀盐酸调节pH值至5
‑
6，然后边搅拌边进行超声分散，得混合液；(2)将所述混合液缓慢升温至40
‑
45℃，边搅拌向所述混合液中滴加硅烷偶联剂的乙醇溶液，滴加时间为6...

【专利技术属性】
技术研发人员：濮利荣，张凯，朱晓健，叶善斌，陈望能，
申请(专利权)人：江苏金海宁新型建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：