一种超高性能混凝土流变稳定剂制造技术

本发明专利技术属先进土木工程材料技术领域，具体涉及一种超高性能混凝土流变稳定剂，本发明专利技术采用的原材料有膨润土、凹凸棒土、硬脂酸盐、锂盐及白炭黑，将上述原材料按一定重量比称取后再经粉磨改性与混合处理后即得所需产品。本发明专利技术等质量替代超高性能混凝土的胶凝材料后，在不显著影响超高性能混凝土工作性、强度及耐久性的基础上，提高了超高性能混凝土浇筑后的抗扰动性能，使超高性能混凝土能够在具有一定坡度的结构部位实现快速浇筑，提高浇筑质量与效率。

A Rheological Stabilizer for Ultra High Performance Concrete

The invention belongs to the technical field of advanced civil engineering materials, and specifically relates to a rheological stabilizer for ultra-high performance concrete. The raw materials used in the invention are bentonite, attapulgite, stearate, lithium salt and white carbon black. After weighing the raw materials according to a certain weight ratio, the required products can be obtained by grinding, modification and mixing. After replacing the cementitious material of super high performance concrete with the quality of the invention, the anti-disturbance performance of super high performance concrete after pouring is improved on the basis of not significantly affecting the workability, strength and durability of the super high performance concrete, so that the super high performance concrete can be rapidly poured in the structural parts with a certain gradient, and the pouring quality and efficiency are improved.

【技术实现步骤摘要】
一种超高性能混凝土流变稳定剂
本专利技术属先进土木工程材料
，具体涉及一种超高性能混凝土流变稳定剂。
技术介绍
超高性能混凝土(UltraHighPerformanceConcrete，简称UHPC)是一种具备超高强度、超高韧性及高耐久性的新型水泥基复合材料，从比强度及比刚度角度考虑，超高性能混凝土可归为“轻质高强”材料。目前，超高性能混凝土主要用于正交异性钢桥面的铺装，该技术可有效提高钢桥面刚度，进而有望解决正交异性钢桥面系钢结构疲劳开裂和铺装层频繁破损两大难题。然而，在桥梁设计过程中，因考虑标高设计、排水设计及曲线段的超高设计等，使得桥面存在一定的横坡及纵坡，当超高性能混凝土浇筑完后，在重力作用下超高性能混凝土会向低处进行流淌，导致桥面超高性能混凝土层厚度不均，并对侧模板产生较高的压力，特别是对于匝道等部位，因纵向坡度大，若将超高性能混凝土直接浇筑到匝道面上，则超高性能混凝土发生流淌的现象将更加显著，并严重影响超高性能混凝土的浇筑质量。为解决超高性能混凝土在具有一定坡度结构部位浇筑后易发生流淌的问题，陈伟在《钢桥面超高性能混凝土铺装施工技术》一文中提出采用倒模的方式进行施工，但该方法对施工技术水平要求较高，且施工效率较低，实际应用效果一般。向水泥基拌合物中添加纤维素醚、淀粉醚或温轮胶等有机保水增稠材料，能够显著提高拌合物粘度进而提高其稳定性，但这些物质存在掺量不易控制且与其它外加剂相容性差等问题，加入到超高性能混凝土中易使本身粘度就较大的拌合物出现工作性快速损失等问题，进而无法继续施工。因此，亟需一种超高性能混凝土流变稳定剂用于提高超高性能混凝土拌合物的抗扰动性能，使得超高性能混凝土能够在具有一定坡度的部位实现快速浇筑施工，保证浇筑质量良好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超高性能混凝土流变稳定剂，将本专利技术产品等质量替代超高性能混凝土的胶凝材料使用，可在不显著影响超高性能混凝土工作性、强度及耐久性的基础上，提高超高性能混凝土浇筑后的抗扰动性能，使超高性能混凝土能够在具有一定坡度的结构部位实现快速浇筑，提高施工效率。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种超高性能混凝土流变稳定剂，其特征在于所述超高性能混凝土流变稳定剂的原材料包括膨润土、凹凸棒土、硬脂酸盐、锂盐及白炭黑，各原材料的重量比为：本专利技术中，所述膨润土为钠基膨润土或钙基膨润土中的一种，其细度为250～300目。本专利技术中，所述凹凸棒土的细度为250～300目。本专利技术中，所述硬脂酸盐为硬脂酸钠或硬脂酸钙中的一种。本专利技术中，所述锂盐为硝酸锂或硫酸锂中的一种。本专利技术中，所述白炭黑的颗粒粒径为20～30nm，其SiO2含量不低于90％。本专利技术中，所述细度或颗粒粒径是指原材料的细度或颗粒的粒径，即粉磨前的细度或颗粒粒径。本专利技术中，所述超高性能混凝土流变稳定剂的制备方法，包括以下制备步骤：(1)粉磨改性：将膨润土、凹凸棒土及硬脂酸盐按一定比例加入球磨机中进行粉磨改性，粉磨时间为15～30min；(2)混合：前述粉磨改性工艺结束后，再向球磨机中加入一定量的锂盐与白炭黑，随后继续粉磨2～5min，以保证各原材料混合均匀。本专利技术中，膨润土及凹凸棒土中所含的主要矿物成分均具有层状结构特征，且晶胞层间范德华力连接作用较弱，因此具有良好的吸水特性，常作为无机保水增稠材料使用。本专利技术中，硬脂酸盐具有憎水特性，将膨润土、凹凸棒土及硬脂酸盐按一定比例称取后进行粉磨，使膨润土和凹凸棒土表面附有一定量的硬脂酸盐，调节了膨润土及凹凸棒土的吸水速率。粉磨时间优选为15～30min，由粉磨时间长短来控制膨润土和凹凸棒土表面附盖硬脂酸盐的量。本专利技术中，锂盐是水泥基材料中常用的一种早强剂，能显著提高水泥水化速率，加快水化产物的生成，使水泥拌合物中的游离水转化为结晶水，快速提高水泥拌合物的粘度。本专利技术中，白炭黑不仅比表面积大且活性高，加入到水泥拌合物中能够显著提高拌合物粘度，且其后期发生的二次水化能够提高硬化浆体的强度。本专利技术提出了一种超高性能混凝土流变稳定剂，将本专利技术等质量替代超高性能混凝土中的胶凝材料，其中的膨润土及凹凸棒土被硬脂酸盐改性，将对超高性能混凝土拌合物中的游离水逐渐产生吸附，因而不会显著影响超高性能混凝土拌合物的初始工作性。同时，本专利技术中的锂盐能够促进超高性能混凝土拌合物的早期水化，而本专利技术中的白炭黑因比表面积大能提高超高性能混凝土拌合物的早期粘度，这两种组分与前述改性后的膨润土及凹凸棒土协同作用，提高了超高性能混凝土拌合物的早期抗扰动性能。最后，白炭黑因活性高，其后期发生二次水化反应又可弥补膨润土及凹凸棒土对超高性能混凝土强度发展的不利影响。本专利技术提出的一种超高性能混凝土流变稳定剂，能够有效解决超高性能混凝土拌合物在具有一定坡度结构部位浇筑后易发生流淌的难题，而将本专利技术等质量替代超高性能混凝土中胶凝材料的比例可根据浇筑部位的坡度大小进行调整。附图说明图1为用于评价实施例1至实施例4实施效果的装置图。图中，1为水平地面，2为无盖长方体模具，其内部尺寸为：长*宽*高＝500mm*100mm*100mm，3为垫块，4为超高性能混凝土拌合物。具体实施方式本专利技术提供了一种超高性能混凝土流变稳定剂，为使本专利技术的目的、制备技术及实施效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1，一种超高性能混凝土流变稳定剂，按原材料重量比为钠基膨润土100，凹凸棒土30，硬脂酸钙5，硝酸锂5及白炭黑15称取原材料，先将钠基膨润土、凹凸棒土及硬脂酸钙加入球磨机中进行粉磨改性，粉磨15min后，再向球磨机中加入硝酸锂与白炭黑，继续粉磨2min，获得本专利技术产品，记为W1。实施例2，一种超高性能混凝土流变稳定剂，按原材料重量比为钙基膨润土100，凹凸棒土40，硬脂酸钠8，硫酸锂3及白炭黑19称取原材料，先将钙基膨润土、凹凸棒土及硬脂酸钠加入球磨机中进行粉磨改性，粉磨20min后，再向球磨机中加入硫酸锂与白炭黑，继续粉磨3min，获得本专利技术产品，记为W2。实施例3，一种超高性能混凝土流变稳定剂，按原材料重量比为钠基膨润土100，凹凸棒土45，硬脂酸钠11，硫酸锂2及白炭黑22称取原材料，先将钠基膨润土、凹凸棒土及硬脂酸钠加入球磨机中进行粉磨改性，粉磨25min后，再向球磨机中加入硫酸锂与白炭黑，继续粉磨4min，获得本专利技术产品，记为W3。实施例4，一种超高性能混凝土流变稳定剂，按原材料重量比为钙基膨润土100，凹凸棒土50，硬脂酸钙15，硝酸锂1及白炭黑30称取原材料，先将钙基膨润土、凹凸棒土及硬脂酸钙加入球磨机中进行粉磨改性，粉磨30min后，再向球磨机中加入硝酸锂与白炭黑，继续粉磨5min，获得本专利技术产品，记为W4。实施效果，按表1给出的超高性能混凝土基准配合比进行超高性能混凝土拌合物的拌制。其中，水泥选用南京小野田P·II52.5级水泥，矿粉选用上海宝田S95级矿粉，硅灰选用比表面积不小于20000m2/kg的优质硅灰，石英砂粒径小于1mm，钢纤维选用长直型，其直径为0.2mm，长13mm，减水剂选用粉状聚羧酸系减水剂，消泡剂也为粉状，水为自来水。图1为用于评价实施例1至实施例4实施效果的装置图。将无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高性能混凝土流变稳定剂，其特征在于所述超高性能混凝土流变稳定剂的原材料包括膨润土、凹凸棒土、硬脂酸盐、锂盐及白炭黑，各原材料的重量比为：膨润土                        100凹凸棒土                      30‑50硬脂酸盐                      5‑15锂盐                          1‑5白炭黑                        15‑30。

【技术特征摘要】
1.一种超高性能混凝土流变稳定剂，其特征在于所述超高性能混凝土流变稳定剂的原材料包括膨润土、凹凸棒土、硬脂酸盐、锂盐及白炭黑，各原材料的重量比为：膨润土100凹凸棒土30-50硬脂酸盐5-15锂盐1-5白炭黑15-30。2.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土流变稳定剂，其特征在于所述膨润土为钠基膨润土或钙基膨润土中的一种，其细度为250~300目。3.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：水亮亮，马骉，郑晓光，吴立报，陈亚杰，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，上海市政工程设计科学研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31