适用于海工超高性能混凝土的收缩抑制剂制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于海工超高性能混凝土的收缩抑制剂，包括复合膨胀剂、消泡剂、湿度补偿介质、海泡石、增韧剂，在海工超高性能混凝土的制备过程中加入，利用复合膨胀剂、湿度补偿介质、增韧剂在超高性能混凝土硬化过程中发生水化的不同阶段进行适应性的逐级补偿收缩，再配合海泡石、消泡剂，对超高性能混凝土的力学性能和收缩补偿效果提升显著，同时增强了超高性能混凝土的韧性，降低开裂敏感性，使超高性能混凝土能适用于严酷、恶劣环境下施工服役的工程结构制造。

【技术实现步骤摘要】
适用于海工超高性能混凝土的收缩抑制剂
本专利技术涉及混凝土性能调节
更具体地说，本专利技术涉及一种适用于海工超高性能混凝土的收缩抑制剂。
技术介绍
超高性能混凝土是一种兼具超高抗渗性能和力学性能的新型水泥基工程材料，具有超高的强度、韧性和耐久性，它解决了结构工程向高度更高、跨度更大、荷载更重的方向发展的需求，同时适应在各种严酷环境下的使用，是过去三十年中最具创造性的水泥基工程材料，实现了工程材料性能的大跨越。随着土木工程师对混凝土材料的耐久性设计越来越重视、海洋工程结构的需求持续增加、跨海桥梁的建设如火如荼，拥有优异耐久性能的超高性能混凝土具有广阔的应用前景。但由于超高性能混凝土胶凝材料用量大、水胶比极低、活性矿物掺合料掺量高、无粗骨料等特点，使得其在凝结硬化以及硬化后服役过程中伴随着较大的收缩，早期开裂风险较高，混凝土结构一旦开裂就会面临着严峻的腐蚀环境，尤其是在海洋环境中，所以超高性能混凝土的应用通常采用预制而非现浇的方式以减小早期收缩导致开裂的风险。超高性能混凝土的收缩主要由自收缩和干燥收缩组成，其中早期自收缩所占比例较大，而干燥收缩持续发展时间较长。现有技术中缺乏适用于超高性能混凝土的的收缩抑制剂，一般的收缩抑制剂加入混凝土后虽然对混凝土能达到一定的收缩效果，但得到的混凝土养护28天抗压强度较低，不能适用于严酷、恶劣环境下施工服役的工程结构。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种适用于海工超高性能混凝土的收缩抑制剂，以解决现有技术中的收缩抑制剂在提高性能混凝土收缩性能的同时对抗压强度改善不佳的技术问题。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种适用于海工超高性能混凝土的收缩抑制剂，以各组分质量份数计，包括如下组分：复合膨胀剂40～60份、消泡剂1～5份、湿度补偿介质10～30份、海泡石8～16份、增韧剂10～20份。优选的是，所述复合膨胀剂由CaO膨胀剂、高活性MgO膨胀剂、低活性MgO膨胀剂按质量比例(1～1.5)：(0.6～0.8)：(0.3～0.6)混合而成，复合膨胀剂的平均粒径为45～150μm，其中，高活性MgO膨胀剂的柠檬酸反应时间＜60s，低活性MgO膨胀剂的柠檬酸反应时间＞200s。优选的是，所述消泡剂为烷氧基脂肪醇型非离子型表面活性剂。优选的是，所述湿度补偿介质为稻秆、麦秆、玉米秆、稻壳中的任意一种或几种经焚烧后、粉磨至平均粒径为0.1～10μm的细粉料。优选的是，所述湿度补偿介质的制备步骤为：将稻秆、麦秆、玉米秆、稻壳中的一种或几种先在270～300℃恒温环境下、富氧气氛中焚烧1～2h，再在570～600℃恒温环境下、富氧气氛中焚烧30～60min，得到的灰烬按照固液比1：5的比例用4mol/L的盐酸溶液进行酸化，酸化过程中采用磁力搅拌器不间断搅拌5h且溶液温度保持在45℃，静置，待溶液分层后进行过滤、洗涤、沉淀至无氯离子残留，在105℃烘箱中烘干、备用，最后粉磨至平均粒径为0.1～10μm，得到所述湿度补偿介质。优选的是，所述海泡石的粒径为5～75μm。优选的是，所述海泡石的制备过程如下：将海泡石进行初研磨得到海泡石粉，然后将海泡石粉按照固液比1：5的比例用4mol/L的盐酸溶液进行酸化，酸化过程中采用磁力搅拌器不间断搅拌5h且溶液温度保持在45℃，静置，待溶液分层后进行过滤、洗涤、沉淀至无氯离子残留，在105℃烘箱中烘干、备用，最后粉磨至平均粒径为5～75μm。优选的是，所述增韧剂为多孔载体负载聚合物乳液形成的微颗粒，多孔载体的气孔率为45％～60％，吸水率为9％～12％，聚合物乳液的固含量为40～60％。优选的是，所述多孔载体的制备方法如下：采用铝硅质材料，以淀粉为造孔剂、粘土为粘结剂，经过1250～1400℃的温度烧结1～2h，然后冷却至室温，球磨至粒径为1～2mm，得到所述多孔载体，其中，铝硅质材料、淀粉、粘土的质量比为1：(0.08～0.12)：(0.05～0.15)，铝硅质材料为淤泥、粉煤灰其中的一种或两种的混合物；所述聚合物乳液为苯乙烯—丙烯酸脂类共聚物乳液、丙烯酸脂聚合物乳液或丁苯乳液其中的一种或几种的混合物。优选的是，所述增韧剂的制备步骤为：将球磨好的多孔载体在聚合物乳液中浸泡48h，然后捞出、沥干，再置于室内通风阴凉处自然风干18～24h，在风干的过程中，不断翻动，防止粘结成团。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术的适用于海工超高性能混凝土的收缩抑制剂，包括复合膨胀剂、消泡剂、湿度补偿介质、海泡石、增韧剂，在海工超高性能混凝土的制备过程中加入，利用复合膨胀剂、湿度补偿介质、增韧剂在超高性能混凝土硬化过程中发生水化的不同阶段进行适应性的逐级补偿收缩，再配合海泡石、消泡剂，对超高性能混凝土的力学性能和收缩补偿效果提升显著，同时增强了超高性能混凝土的韧性，降低开裂敏感性，使超高性能混凝土能适用于严酷、恶劣环境下施工服役的工程结构制造。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。本专利技术提供一种适用于海工超高性能混凝土的收缩抑制剂，以各组分质量份数计，包括如下组分：复合膨胀剂40～60份、消泡剂1～5份、湿度补偿介质10～30份、海泡石8～16份、增韧剂10～20份。复合膨胀剂由CaO膨胀剂(CEA)、高活性MgO膨胀剂(HMEA)、低活性MgO膨胀剂(LMEA)按质量比例((1～1.5)：(0.6～0.8)：(0.3～0.6)混合而成，粉磨至平均粒径45～150μm。高活性MgO膨胀剂(HMEA)是指其柠檬酸反应时间即活性指数＜60s，低活性MgO膨胀剂(LMEA)是指其柠檬酸反应时间＞200s。超高性能混凝土(UHPC)的收缩发展过程与普通混凝土不同，针对其收缩特性设计膨胀发展历程相适应的复合膨胀剂，不仅能更好的补偿收缩，还能节约材料。复合膨胀剂中的CaO膨胀剂的水化活性高，膨胀速率大，非常适用于早期自收缩大的UHPC；复合膨胀剂中的MgO膨胀剂的水化需水量少、水化产物物理化学性质稳定、膨胀过程可调控设计，高活性的氧化镁膨胀剂适用于补偿超高性能混凝土的中期收缩，而低活性的氧化镁膨胀剂，则水化过程很慢，适用于补偿超高性能的后期收缩。因此，根据超高性能混凝土的收缩发展特性，本专利技术的复合膨胀剂可有效改善超高性能混凝土的变形性能，降低其收缩与开裂风险。消泡剂选择为呈淡黄色粉末的烷氧基脂肪醇型非离子型表面活性剂。超高性能混凝土多采用聚羧酸高效减水剂，且掺量较高，高掺量的的聚羧酸减水剂使得新拌超高性能混凝土的粘度大大高于普通混凝土，搅拌过程中引入的空气难于排出，会影响硬化超本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适用于海工超高性能混凝土的收缩抑制剂，其特征在于，以各组分质量份数计，包括如下组分：复合膨胀剂40～60份、消泡剂1～5份、湿度补偿介质10～30份、海泡石8～16份、增韧剂10～20份。/n

【技术特征摘要】
1.适用于海工超高性能混凝土的收缩抑制剂，其特征在于，以各组分质量份数计，包括如下组分：复合膨胀剂40～60份、消泡剂1～5份、湿度补偿介质10～30份、海泡石8～16份、增韧剂10～20份。


2.如权利要求1所述的适用于海工超高性能混凝土的收缩抑制剂，其特征在于，所述复合膨胀剂由CaO膨胀剂、高活性MgO膨胀剂、低活性MgO膨胀剂按质量比例(1～1.5)：(0.6～0.8)：(0.3～0.6)混合而成，复合膨胀剂的平均粒径为45～150μm，其中，高活性MgO膨胀剂的柠檬酸反应时间＜60s，低活性MgO膨胀剂的柠檬酸反应时间＞200s。


3.如权利要求1所述的适用于海工超高性能混凝土的收缩抑制剂，其特征在于，所述消泡剂为烷氧基脂肪醇型非离子型表面活性剂。


4.如权利要求1所述的适用于海工超高性能混凝土的收缩抑制剂，其特征在于，所述湿度补偿介质为稻秆、麦秆、玉米秆、稻壳中的任意一种或几种经焚烧后、粉磨至平均粒径为0.1～10μm的细粉料。


5.如权利要求4所述的适用于海工超高性能混凝土的收缩抑制剂，其特征在于，所述湿度补偿介质的制备步骤为：将稻秆、麦秆、玉米秆、稻壳中的一种或几种先在270～300℃恒温环境下、富氧气氛中焚烧1～2h，再在570～600℃恒温环境下、富氧气氛中焚烧30～60min，得到的灰烬按照固液比1：5的比例用4mol/L的盐酸溶液进行酸化，酸化过程中采用磁力搅拌器不间断搅拌5h且溶液温度保持在45℃，静置，待溶液分层后进行过滤、洗涤、沉淀至无氯离子残留，在105℃烘箱中烘干、备用，最后粉磨至平均粒径为0.1～10μm，得到所述湿度补偿介质。


6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国志，杨荣辉，陈飞翔，王敏，郑和晖，彭成明，陈平，巫兴发，田飞，代浩，李刚，刘力，徐鑫，肖林，杨建平，奉思东，陈尚雷，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42