【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建材领域(ipc分类号：c04b)，尤其涉及一种含超微粉的管桩用混凝土及其制备方法。
技术介绍
1、预应力高强混凝土管桩是一种商业化混凝土预制构件，具有强度高、耐久性好、施工方便、生产周期短等优点，多用作建筑物的基础结构。传统预应力高强混凝土的制备工艺为常压蒸养和高压蒸养相结合，不仅会造成较大的能源消耗，而且存在环境污染问题。
2、近年来，本领域技术人员通过原料的改进、外加剂的添加等方式，获得了免蒸压高强混凝土管桩。但随着预应力高强混凝土应用的推广，市场对预应力高强混凝土提出了更高的要求，尤其需要混凝土同时具备高强、抗渗、防腐等性能要求。
3、针对此要求，中国专利cn116177967b公开了一种高强混凝土的制备方法，添加了有机纳米空心球和改性硫酸钙晶须，避免了高强混凝土坍落度损失快、泌水的问题，有效提高了混凝土的抗压强度、耐久性和耐低温性。中国专利cn108623265b公开了一种高强度抗渗混凝土及其生产方法，通过添加硅微粉、聚醚醚酮和氧化铝组成的细粉组合物、抗拉组合物、氧化镁、引气剂来调节混凝土的流动性、内在水化效果及凝固后的膨胀效果，获得了抗渗效果较好的高强混凝土。但上述现有技术未关注到高强混凝土的抗腐蚀性，混凝土的抗腐蚀性有限，局限了其在沿海地区、工业污染区、复杂地质环境下的应用。
4、在这样的背景下，在保持混凝土高强度的同时如何改善抗腐蚀性能，提升混凝土的综合性能，成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技
2、本专利技术第一方面提供了一种含超微粉的管桩用混凝土，按照重量份计，管桩用混凝土的制备原料包括：水泥190-500份，粗骨料550-1400份，细骨料300-800份，超微粉40-110份，外加剂20-50份，碳纤维12-35份，减水剂2-9份，水70-180份。
3、在一些优选的实施方式中，外加剂为反离子季铵盐。
4、在一些优选的实施方式中，外加剂占凝胶材料总量的2-15wt％，凝胶材料由水泥和超微粉组成。
5、优选的，外加剂占凝胶材料总量的3-12wt％。
6、进一步优选的，外加剂占凝胶材料总量的5-10wt％。
7、在一些优选的实施方式中，减水剂占凝胶材料总量的0.1-2wt％。
8、优选的，减水剂占凝胶材料总量的0.2-0.5wt％。
9、在一些优选的实施方式中，反离子季铵盐的制备原料包括甲基碳酸酯季铵盐和羧酸。
10、在一些优选的实施方式中，甲基碳酸酯季铵盐和羧酸的质量比为1：(0.1-0.5)。
11、优选的，甲基碳酸酯季铵盐和羧酸的质量比为1：(0.20-0.35)。
12、在一些优选的实施方式中，甲基碳酸酯季铵盐的制备原料包括双烷基甲基叔胺和碳酸二甲酯。
13、在一些优选的实施方式中，双烷基甲基叔胺包括c5-c20双烷基甲基叔胺。
14、优选的，双烷基甲基叔胺为c10-c16双烷基甲基叔胺。
15、作为双烷基甲基叔胺的示例，包括双辛烷基甲基叔胺、双癸烷基甲基叔胺、双十二烷基甲基叔胺、双十四烷基甲基叔胺、双十六烷基甲基叔胺中的至少一种。
16、在一些优选的实施方式中，双烷基甲基叔胺和碳酸二甲酯的摩尔比为1：
17、(1-10)。
18、优选的，双烷基甲基叔胺和碳酸二甲酯的摩尔比为1：(2-7)。
19、在一些优选的实施方式中，甲基碳酸酯季铵盐的制备方法包括：将双烷基甲基叔胺、碳酸二甲酯和溶剂混合，在90-165℃，0.3-2mpa条件下反应0.5-7h，将反应产物置于75-85℃干燥12-20h，得到甲基碳酸酯季铵盐产物。
20、优选的，甲基碳酸酯季铵盐的制备方法包括：将双烷基甲基叔胺、碳酸二甲酯和溶剂混合，在100-150℃，0.5-1.5mpa条件下反应1-5h，将反应产物置于77-82℃干燥14-18h，得到甲基碳酸酯季铵盐产物。
21、在一些优选的实施方式中，溶剂选自醇类溶剂，醇类溶剂为本领域常用醇类溶剂，无特别限制；例如甲醇、乙醇、异丙醇、丙三醇、丁醇等。
22、在一些优选的实施方式中，羧酸的链长为c2-c18。
23、优选的，羧酸的链长为c3-c12。
24、进一步优选的，羧酸的链长为c6-c10。
25、在一些优选的实施方案中，羧酸为已酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸中的至少一种。
26、在一些优选的实施方式中，外加剂的制备方法为：将甲基碳酸酯季铵盐加入溶剂中，在20-75℃连续搅拌，待甲基碳酸酯季铵盐完全溶解后，边搅拌边加入羧酸，搅拌10-240min；再进行重结晶，干燥至恒重，得到外加剂产物。
27、优选的，外加剂的制备方法为：将甲基碳酸酯季铵盐加入溶剂中，在30-70℃连续搅拌，待甲基碳酸酯季铵盐完全溶解后，边搅拌边加入羧酸，搅拌20-200min；再进行重结晶，在50-80℃干燥至恒重，得到外加剂产物。
28、在一些优选的实施方式中，溶剂为醇类溶剂，醇类溶剂为本领域常用醇类溶剂，无特别限制；例如甲醇、乙醇、异丙醇、丙三醇、丁醇等。
29、混凝土管桩常用作建筑物的基础结构，这就要求其抗渗、防腐性能必须合格，否则会影响地基的稳固性，甚至出现较大的风险。季铵盐类化合物具有抑菌性能，但是将其应用于混凝土中时，受限于管桩用混凝土的使用环境复杂情况，常规的季铵盐类化合物的耐腐蚀性效果并不显著。
30、专利技术人在研究时意外发现，采用反离子季铵盐作为外加剂，能够显著提升混凝土的抗腐蚀性；尤其是采用c5-c20双烷基甲基叔胺和碳酸二甲酯制备得到的甲基碳酸酯季铵盐，进一步与链长为c2-c18的羧酸反应生成反离子季铵盐。外加剂中的季铵阳离子能够在钢筋表面整齐排列，形成致密的吸附膜，从而提升混凝土的抗菌和缓蚀效果。同时推测，反离子端与体系中钙离子原位生成不溶物有机羧酸钙的趋势增强，优化了混凝土的内部孔隙结构，改善材料密实度，提高制品的抗渗性能。
31、进一步的，反离子季铵盐与碳纤维表面的基团反应，提高碳纤维在混凝土中的均匀分散性，构建交互搭接的导电网络，协同发挥阴极保护作用，提高混凝土制品的抗腐蚀性和力学性能。通过反离子季铵盐与超微粉、碳纤维等原料的复配，既提升混凝土的抗菌、耐腐蚀性能，还能够同时提升制品的抗压强度和抗渗性能；赋予了混凝土制品优异的综合性能。
32、在一些优选的实施方式中，按照重量份计，超微粉包括：矿渣15-40份，粉煤灰10-30份，熟石灰10-30份，硅灰5-10份。
33、矿渣的平均粒径为1-50μm；优选的，矿渣的平均粒径为2-35μm。
34、粉煤灰的平均粒径为1-50μm；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含超微粉的管桩用混凝土，其特征在于，按照重量份计，所述管桩用混凝土的制备原料包括：水泥190-500份，粗骨料550-1400份，细骨料300-800份，超微粉40-110份，外加剂20-50份，碳纤维12-35份，减水剂2-9份，水70-180份；
2.根据权利要求1所述的含超微粉的管桩用混凝土，其特征在于，所述外加剂占凝胶材料总量的2-15wt％；优选为3-12wt％；进一步优选为5-10wt％；
3.根据权利要求1所述的含超微粉的管桩用混凝土，其特征在于，所述反离子季铵盐的制备原料包括甲基碳酸酯季铵盐和羧酸；
4.根据权利要求3所述的含超微粉的管桩用混凝土，其特征在于，所述甲基碳酸酯季铵盐的制备原料包括双烷基甲基叔胺和碳酸二甲酯；
5.根据权利要求3所述的含超微粉的管桩用混凝土，其特征在于，所述羧酸的链长为C2-C18；优选的，所述羧酸的链长为C3-C12；更优选的，所述羧酸的链长为C6-C10。
6.根据权利要求1所述的含超微粉的管桩用混凝土，其特征在于，按照重量份计，所述超微粉包括：矿渣15-40份，粉
7.根据权利要求1所述的含超微粉的管桩用混凝土，其特征在于，所述碳纤维的长度为1-10mm，直径5-15μm。
8.根据权利要求1所述的含超微粉的管桩用混凝土，其特征在于，所述减水剂包括萘系减水剂、磺酸盐系减水剂、聚羧酸系减水剂、氨基减水剂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的含超微粉的管桩用混凝土，其特征在于，所述外加剂的制备方法为：将甲基碳酸酯季铵盐加入溶剂中，在20-75℃连续搅拌，待甲基碳酸酯季铵盐完全溶解后，边搅拌边加入羧酸，搅拌10-240min；再进行重结晶，干燥至恒重，得到外加剂产物。
10.一种含超微粉的管桩用混凝土的制备方法，其特征在于，所述管桩用混凝土的制备步骤包括：1)将水泥、粗骨料、细骨料、超微粉、碳纤维、减水剂、水混合，搅拌均匀得到混合物；2)将外加剂加入步骤1)制备的混合物中，搅拌均匀，得到管桩用混凝土。
...【技术特征摘要】
1.一种含超微粉的管桩用混凝土，其特征在于，按照重量份计，所述管桩用混凝土的制备原料包括：水泥190-500份，粗骨料550-1400份，细骨料300-800份，超微粉40-110份，外加剂20-50份，碳纤维12-35份，减水剂2-9份，水70-180份；
2.根据权利要求1所述的含超微粉的管桩用混凝土，其特征在于，所述外加剂占凝胶材料总量的2-15wt％；优选为3-12wt％；进一步优选为5-10wt％；
3.根据权利要求1所述的含超微粉的管桩用混凝土，其特征在于，所述反离子季铵盐的制备原料包括甲基碳酸酯季铵盐和羧酸；
4.根据权利要求3所述的含超微粉的管桩用混凝土，其特征在于，所述甲基碳酸酯季铵盐的制备原料包括双烷基甲基叔胺和碳酸二甲酯；
5.根据权利要求3所述的含超微粉的管桩用混凝土，其特征在于，所述羧酸的链长为c2-c18；优选的，所述羧酸的链长为c3-c12；更优选的，所述羧酸的链长为c6-c10。
6.根据权利要求1所述的含超微粉的管桩...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿毅，修雨欣，吴丹，颜振于，支超，
申请(专利权)人：安徽东材材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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