高性能大流态混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能大流态混凝土及其制备方法，属于混凝土技术领域。本发明专利技术以水洗砂、粉煤灰、水泥、石子为主要原料，配合面砂、石粉及复合型低敏感减水剂，制备得到一种高性能大流态混凝土。本发明专利技术以面砂、石粉起填充作用，让混凝土更加密实，从而提高了混凝土的强度；通过添加复合型低敏感减水剂作为流化剂，使得大流态混凝土自密实性能优异，可以不需要振捣而依靠自重来充满模型和包裹钢筋，兼具良好的充填性能和施工性能；大流态混凝土中骨料不离析，硬化后具有良好的力学性能和耐久性能。能。

【技术实现步骤摘要】
高性能大流态混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土
，尤其涉及一种高性能大流态混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]大流态混凝土又称超塑性混凝土，其流动性高，泵送性能好，适用于水下、管桩、高密度钢筋笼等无法进行振捣工序的场合。大流态混凝土自密实性能优异，可以不需要振捣而依靠自重来充满模型和包裹钢筋，具有良好的充填性能和施工性能。大流态混凝土的成品中骨料不离析，混凝土硬化后具有良好的力学性能和耐久性能。大流态混凝土的制备过程中需要添加适量的减水剂作为流化剂，从而达到便于浇灌，减轻或免去振捣成型工序的目的。
[0003]中国专利CN102358768A公开了一种改性醚类聚羧酸减水剂及其制备方法，该减水剂由50％～95％的甲基烯丙基聚氧乙烯醚、4％～40％的丙烯酸和1％～10％AMPS(2
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丙烯酰胺基
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甲基丙磺酸)三种单体进行自由基引发共聚而成。此专利技术通过引入了甲基烯丙基聚氧乙烯醚单体及AMPS(2
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丙烯酰胺基
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甲基丙磺酸)来提高产品的减水率，配制于混凝土中能够提高混凝土的流动性，使得其和易性及施工性得到优化。然而改性醚类聚羧酸减水剂的减水性能虽然优越，但是其敏感性过强，对于混凝土中微型填料颗粒的抗吸附能力差。尤其在填料成分复杂且粒径较小的情况下，砂石及水泥颗粒的状态不稳定，使得加入改性醚类聚羧酸减水剂后混凝土体系的状态、和易性及保坍性能波动较大，得到的混凝土产品存在不同批次的性能差异大、成品稳定性不佳的技术问题。
[0004]相对于醚类聚羧酸减水剂而言，脂肪族减水剂在混凝土体系中的敏感程度较低，添加至混凝土后，达到减水目的的同时也有助于提升其稳定性。中国专利CN113105597A提供了一种脂肪族减水剂的制备工艺，该工艺采用逐次添加甲醛原料的方式，并通过对各个反应阶段的温度进行控制，有效地降低了聚合速度，延长了反应时间，进而提高了脂肪族减水剂的分子量及分散性能。虽然脂肪族减水剂具有上述列举的优点，但是其外观颜色为棕红色，在实际应用中会改变混凝土的原有色泽，影响美观；此外脂肪族减水剂的减水效果不及醚类聚羧酸减水剂，且单独使用或与其他类型减水剂复配使用时，会使水泥净浆的流动性下降，而大流态混凝土对流动性的要求较高，需要高流动性才能达到便于浇灌、免去振捣成型工序的目的。
[0005]透过上述技术问题可以发现，基于大流态混凝土特殊的加工需求来提供一种具有良好减水效果和低敏感性的减水剂是极其必要的，稳定的大流态混凝土在泵送、管道输送、漏斗浇灌及快速施工等场合有高使用价值，有利于拓宽其使用领域。

技术实现思路

[0006]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的问题是提供一种高度流动性和良好粘聚性的高性能大流态混凝土及其制备方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种高性能大流态混凝土，包括下述按重量份配
比原料：
[0008]水洗砂58～64份，
[0009]粉煤灰5～7份，
[0010]面砂16～21份
[0011]水泥24～27份，
[0012]石子35～65份，
[0013]石粉1.5～4份，
[0014]复合型低敏感减水剂1.5～2份，
[0015]水19～23份。
[0016]优选的，所述水洗砂的细度模数为3.1～3.7，含泥量低于5wt％，含石率为10～15wt％。
[0017]优选的，所述粉煤灰的种类为Ⅰ级粉煤灰、Ⅱ级粉煤灰中的任意一种。
[0018]优选的，所述面砂的细度模数为0.7～1.5，含泥量低于3wt％。
[0019]优选的，所述水泥的类型为硅酸盐水泥P.Ⅰ42.5、硅酸盐水泥P.Ⅰ42.5R、硅酸盐水泥P.Ⅰ52.5、硅酸盐水泥P.Ⅰ52.5R、硅酸盐水泥P.Ⅰ62.5、硅酸盐水泥P.Ⅰ62.5R、硅酸盐水泥P.Ⅱ42.5、硅酸盐水泥P.Ⅱ42.5R、硅酸盐水泥P.Ⅱ52.5、硅酸盐水泥P.Ⅱ52.5R、硅酸盐水泥P.Ⅱ62.5、硅酸盐水泥P.Ⅱ62.5R、普通硅酸盐水泥P.O 42.5、普通硅酸盐水泥P.O42.5R、普通硅酸盐水泥P.O52.5、普通硅酸盐水泥P.O52.5R中的任意一种。
[0020]优选的，所述石子为连续级配石子，由5～10mm石子、10～20mm石子、20～30mm石子以质量比1.25：2：0.25掺配得到；石子空隙率为45～50％，压碎值为8～9。
[0021]优选的，所述石粉的粒径小于0.075mm。
[0022]为了在保持混凝土流动性的同时降低减水剂对环境的敏感性，本专利技术制备了一种多环聚羧酸盐减水剂及一种低敏感聚羧酸盐减水剂，并将两种减水剂组合使用来达到最佳的效果。
[0023]本专利技术在制备多环聚羧酸盐减水剂的过程中，首先通过顺式
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(9ci)
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乙烯
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环己烷羰酰氯与4
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羟基
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5,6,8
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三甲氧基
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萘羧酸乙酯发生取代反应来引入环己烷结构，随后将取代产物与聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸通过碳碳双键间的聚合得到多环聚羧酸盐减水剂。在该减水剂中，环己烷结构与4
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羟基
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5,6,8
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三甲氧基
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萘羧酸乙酯中的萘环构成的多环结构能够形成良好的空间位阻；而一个萘环结构单元中包含的一个长链酯基及三个甲氧基使得空间位阻效应进一步加强，利于与混凝土颗粒结合后提升颗粒之间的分散效果。甲氧基和苯环结构相连，氧的孤对电子和苯环形成p
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π共轭，共轭作用大于诱导，苯环上的π电子离域，使得碳正离子所带的正电荷降低，碳正离子的稳定性增强，而体系能量降低，使得分子结构变稳定，有利于降低减水剂的敏感性。
[0024]对于低敏感聚羧酸盐减水剂的制备而言，顺式
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(9ci)
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乙烯
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环己烷羰酰氯则与对羟基苯甲酸乙酯发生取代反应，再与聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸聚合得到低敏感聚羧酸盐减水剂。该减水剂中，环己烷结构与苯环结构配合来提供空间位阻；相比于醚型减水剂，含有酯结构的减水剂敏感性更低。低敏感聚羧酸盐减水剂与多环聚羧酸盐减水剂具有相似的构型，联用时二者相容性好；两种减水剂按照特定比例联用时，两者基团大小和侧链密度不同，能够互相配合并交替地附着在混凝土颗粒表面，相比于使用单一减水剂，对混凝
土颗粒有更佳的包覆效果。
[0025]优选的，所述复合型低敏感减水剂为多环聚羧酸盐减水剂、低敏感聚羧酸盐减水剂以质量比1：2.5～4形成的混合物。
[0026]进一步优选的，所述多环聚羧酸盐减水剂的制备方法如下，以重量份计：
[0027]A1、将1.75～2.5份顺式
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(9ci)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能大流态混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，以重量份计：S1按配方称取原料，将24～27份水泥、58～64份水洗砂、35～65份石子依顺序加入19～23份水中，搅拌得到混凝土粗料，备用；S2向所述混凝土粗料中继续依次加入5～7份粉煤灰、16～21份面砂、1.5～4份石粉、1.5～2份复合型低敏感减水剂，搅拌得到混凝土砂浆，备用；S3将所述混凝土砂浆经施工浇筑、固化、养护，得到所述高性能大流态混凝土。2.根据权利要求1所述的一种高性能大流态混凝土的制备方法，其特征在于：所述水洗砂的细度模数为3.1～3.7，含泥量低于5wt％，含石率为10～15wt％。3.根据权利要求1所述的一种高性能大流态混凝土的制备方法，其特征在于：所述面砂的细度模数为0.7～1.5，含泥量低于3wt％。4.根据权利要求1所述的一种高性能大流态混凝土的制备方法，其特征在于：所述水泥的类型为硅酸盐水泥P.Ⅰ42.5、硅酸盐水泥P.Ⅰ42.5R、硅酸盐水泥P.Ⅰ52.5、硅酸盐水泥P.Ⅰ52.5R、硅酸盐水泥P.Ⅰ62.5、硅酸盐水泥P.Ⅰ62.5R、硅酸盐水泥P.Ⅱ42.5、硅酸盐水泥P.Ⅱ42.5R、硅酸盐水泥P.Ⅱ52.5、硅酸盐水泥P.Ⅱ52.5R、硅酸盐水泥P.Ⅱ62.5、硅酸盐水泥P.Ⅱ62.5R、普通硅酸盐水泥P.O 42.5、普通硅酸盐水泥P.O42.5R、普通硅酸盐水泥P.O52.5、普通硅酸盐水泥P.O52.5R中的任意一种。5.根据权利要求1所述的一种高性能大流态混凝土的制备方法，其特征在于：所述石子为连续级配石子，由5～10mm石子、10～20mm石子、20～30mm石子以质量比1.25：2：0.25掺配得到；石子空隙率为45～50％，压碎值为8～9。6.根据权利要求1所述的一种高性能大流态混凝土的制备方法，其特征在于：所述石粉的粒径小于0.075mm。7.根据权利要求1所述的一种高性能大流态混凝土的制备方法，其特征在于：所述复合型低敏感减水剂为多环聚羧酸盐减水剂、低敏感聚羧酸盐减水剂以质量比1：2.5～4形成的混合物。8.根据权利要求7所述的一种高性能大流态混凝土的制备方法，其特征在于，所述多环聚羧酸盐减水剂的制备方法如下，以重量份计：A1、将1.75～2.5份顺式
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(9ci)
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乙烯
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环己烷羰酰氯与10～12.5份4
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【专利技术属性】
技术研发人员：邱文会，王龙，巩樊龙，李肖翰，史鹏宇，张欣冉，
申请(专利权)人：河南金诺混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：