一种免震高耐久性混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种免震高耐久性混凝土的制备方法，属于建筑材料领域，包括：重晶石预处理；内养护材料制备；然后将水泥、骨料、膨胀剂、矿物掺和料、增稠剂和内养护材料干拌；再加入减水剂水溶液进行湿搅拌，搅拌均匀即可；预处理方法为：将重晶石深度破碎得到重晶砂，再采用改性剂对其疏水改性，得到表面疏水的重晶砂。本发明专利技术提供的制备方法利用表面疏水改性重晶砂降低混凝土坍落损失度，增强混凝土保坍性能，降低混凝土水化反应放热，抑制因温差产生裂纹；利用内养护材料的高保水率和释水率达到稳定储水、可控释水效果；防止混凝土开裂；该混凝土具有防辐射性能，免振动成型，避免产生振捣噪声和振动能源消耗。

A kind of high durability concrete and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种免震高耐久性混凝土及其制备方法
本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种免震高耐久性混凝土及其制备方法。
技术介绍
混凝土作为预制构件的一种结构材料，不仅要有适宜的强度等级，还应有良好的可施工性、抗裂性和抗渗性，以提升构筑物整体的耐久性和使用安全性。当前在混凝土全程浇筑过程中都进行振动，振动方式一般是附着在外模或内模的气动激振器，振动时间根据构件尺寸少则几分钟，多则半小时，以期提高密实性、满足强度指标的要求。这种生产方式极易产生以下几点问题：1、在立式浇筑时，有时高度可达5-6m，普通塑性混凝土高抛浇筑时易产生离析现象，降低混凝土表观质量与内部匀质性；2、施工时振捣时间难以把握，极易过振，产生泌水，影响混凝土的表面硬度和耐久性能；3、噪音污染严重，对环境不友好，影响员工的身心健康；4、振捣产生的振动对模板及附属设施产生很大损耗，易出现变形、松动和位移，需定期更换，增加生产成本；5、振捣方式的生产周期相对较长，自动化程度和效率低，人为因素对产品质量的影响较大，次品率高。自密实混凝土是一种在密实过程中不需要附加振动的混凝土，依靠其良好的流动性，仅在自重作用下就能达到均匀的自密实效果。这种混凝土在流态时不离析、不沁水，不起泡；初凝时间长，终凝时间短，早期强度高；硬化后有良好的稳定性，不产生收缩裂缝，且表面平整，耐磨性好。重晶石是我国重要的无机非金属矿物，其应用领域广泛，被大量应用于油气钻井、水泥、油漆填料等领域。我国重晶石储量位居世界第一，占世界总储量的41.7％。由于核工业发展和放射性同位素在工业、农业、医疗及科研试验室方面的应用，很多场合需要防护装置。以重晶石为原料的重晶石混凝土就是其中一种抗辐射混凝土，重晶石防辐射混凝土表观密度大于3000kg/m3，对γ射线、X射线具有屏蔽能力，不易被放射线穿透，还有削弱中子射线的能力，从而减少其外泄及对人体的伤害。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用表面疏水改性重晶砂降低混凝土坍落损失度，增强混凝土保坍性能，降低混凝土早期水化反应放热，抑制因温差产生裂纹；利用内养护材料的高保水率和释水率达到稳定储水、可控释水效果；能防止混凝土开裂，具有防辐射性能的免震高耐久性混凝土的制备方法，该混凝土免振动成型，避免产生振捣噪声和振动能源消耗，适用于大面积、大跨度的高密度钢筋、异型结构的混凝土连续浇注。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：一种重晶石的预处理方法，包括：将上述重晶石深度破碎得到重晶砂，以及，将上述重晶砂采用改性剂进行疏水改性，得到表面疏水的重晶砂；上述改性剂中含有油酸钠、甘油三乙醇酯和六亚甲基二异氰酸酯；上述表面疏水的重晶砂的水接触角为93-108°。该方法能将重晶砂由表面亲水性改性为表面疏水性，水接触角由22.2°变为90°以上，表现出良好的疏水性，且砂石细度均匀，在混凝土中能均匀分散，使得混凝土坍落损失度变小，提高混凝土的密实度与抗开裂性能。优选地，采用鄂式粉碎机对重晶石进行破碎，上述破碎所得重晶砂的粒径小于0.5mm。破碎使得重晶砂的比表面积和密度增加，提高了砂石的细度均匀性和防辐射能力。破碎使得砂石的粒形被改善的更圆润，其级配也更加接近或超过普通砂石。优选地，改性剂的用量为重晶砂重量的1-3％，上述改性剂中油酸钠、甘油三乙醇酯和六亚甲基二异氰酸酯的重量比为5:0.01-0.03:0.03-0.05。油酸钠的碳氢长链包裹在颗粒表面形成疏水层，甘油三乙醇酯和六亚甲基二异氰酸酯也吸附在颗粒表面的不饱和离子团位置上，当混凝土拌和时，碳氢基形成自卷曲的分子构型与水泥颗粒吸附并重叠，使得水泥颗粒间空间凝聚作用的阻碍变大，能长时间地保持分散效果，进而使得混凝土坍落损失度变小，12h时间内混凝土坍落度损失率低于9％；另外两者缠绕水泥颗粒后，使得混凝土早期水化反应放热降低，温差减小，能抑制大体积混凝土因温差产生裂纹，提高混凝土抗开裂能力。优选地，改性操作条件为：温度为50-80℃，搅拌时间为20-40min，搅拌速度为250-500r/min。作为优选，改性前将重晶砂分散于水中，制成重量分数为30-50％的悬浮液。本专利技术还提供一种免震高耐久性混凝土，其成分及其重量份如下：水泥350-450份、水100-150份、骨料700-1200份、减水剂5-20份、膨胀剂1-5份、矿物掺和料200-400份、增稠剂5-10份、内养护材料1-5份；上述骨料为30-45wt％的重晶砂和55-70wt％的普通河砂，上述重晶砂为经过预处理方法处理所得表面疏水的重晶砂。该混凝土中掺和的重晶砂能增加混凝土比表面积，提高密度，更能使混凝土具有良好的防辐射效果，该混凝土具有良好的自密实性能，坍落扩展度大于500mm，且坍落损失度小，具有优良的流变性能、保坍性能和抗裂性能。对本专利技术而言，减水剂为聚羧酸高性能减水剂；矿物掺和料为粉煤灰。减水剂能提高减水率和保坍性能，矿物掺和料能调节混凝土的流变性能，提高粘聚性和通阻能力。对本专利技术而言，内养护材料为淀粉改性聚合物，上述改性聚合物为淀粉分子链上接枝丙烯酰胺形成的聚合物，其保水率在85％以上，释水率在80％以上。优选地，淀粉为支链淀粉。该内养护材料利用其高保水率和释水率达到稳定储水、可控释水的效果，在混凝土运输浇筑中保持水分，并能根据混凝土内部相对湿度和温度变化而可控释水，从而影响水泥水化进程，有效防止混凝土硬化后出现空洞、裂缝、气孔、麻面与蜂窝等现象，有效防止混凝土开裂。优选地，淀粉改性聚合物通过以下步骤获得：将淀粉分散于3-6倍量的水中，并于60-80℃下糊化30-60min，然后加入引发剂硝酸铈铵和过硫酸铵，搅拌10-30min，然后向体系中加入丙烯酰胺和交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，持续保温并搅拌，反应2-3h，然后用乙醇浸泡清洗2-3次，抽提，干燥即得。优选地，丙烯酰胺的添加量为淀粉重量的1-2倍；引发剂的添加量为淀粉重量的0.3-1.0％，其中硝酸铈铵和过硫酸铵的重量比为1:1；交联剂的添加量为淀粉重量的0.1-0.3％。对本专利技术而言，免震高耐久性混凝土的表观密度为2800-4200kg/m3，坍落扩展度为500-700mm，扩展时间T50为2-5s，离析率≤10％。混凝土中重晶砂的存在使得骨料间孔隙被高密度的重晶砂所填充，进而使得密实度增加，表观密度相应增大。本专利技术还提供一种上述免震高耐久性混凝土的制备方法，包括：1)重晶石预处理；2)内养护材料制备；3)将水泥、骨料、膨胀剂、矿物掺和料、增稠剂和内养护材料倒入搅拌机中干拌；4)将减水剂溶解在水中形成减水剂水溶液，然后倒入搅拌机中进行湿搅拌，搅拌均匀后，获得免震高耐久性混凝土。该方法制得的混凝土具有更好的抗离析性、自填充性、体积稳定性等特点，免振动成型，有效避免了塑性混凝土的振捣噪声，无需为振动消耗能源，且不会对钢模产生疲劳破坏，显著提高混凝土的表观质量和生产效率，尤其适合用于大面积、大跨度的高密度钢筋、异型结构的混凝土连续浇注。本专利技术的有益效果为：1)本专利技术提供的重晶石预处理方法使得重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重晶石的预处理方法，包括：将所述重晶石深度破碎得到重晶砂，以及，将所述重晶砂采用改性剂进行疏水改性，得到表面疏水的重晶砂；所述改性剂中含有油酸钠、甘油三乙醇酯和六亚甲基二异氰酸酯；所述表面疏水的重晶砂的水接触角为93-108°。/n

【技术特征摘要】
1.一种重晶石的预处理方法，包括：将所述重晶石深度破碎得到重晶砂，以及，将所述重晶砂采用改性剂进行疏水改性，得到表面疏水的重晶砂；所述改性剂中含有油酸钠、甘油三乙醇酯和六亚甲基二异氰酸酯；所述表面疏水的重晶砂的水接触角为93-108°。


2.根据权利要求1所述的一种重晶石的预处理方法，其特征在于：所述重晶石破碎采用鄂式粉碎机；所述破碎所得重晶砂的粒径小于0.5mm。


3.根据权利要求1所述的一种重晶石的预处理方法，其特征在于：所述改性剂的用量为重晶砂重量的1-3％；所述改性剂中油酸钠、甘油三乙醇酯和六亚甲基二异氰酸酯的重量比为5:0.01-0.03:0.03-0.05。


4.根据权利要求1所述的一种重晶石的预处理方法，其特征在于：所述改性操作条件为：温度为50-80℃，搅拌时间为20-40min，搅拌速度为250-500r/min；优选地，改性前将重晶砂分散于水中制成重量分数为30-50％的悬浮液。


5.一种免震高耐久性混凝土，其特征在于：所述混凝土的成分及其重量份如下：水泥350-450份、水100-150份、骨料700-1200份、减水剂5-20份、膨胀剂1-5份、矿物掺和料200-400份、增稠剂5-10份、内养护材料1-5份；所述骨料为30-45wt％的重晶砂和55-70wt％的普通河砂，所述重晶砂为经过权利要求1-4任一项预处理方法处理所得表面疏水的重晶砂。


6.根据权利要求5所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋汶，张樟雄，缪雪忠，缪国良，
申请(专利权)人：浙江龙游通衢建材有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33