UHPC预制构件用超早强掺合料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种UHPC预制构件用超早强掺合料及其制备方法，该掺合料由按重量百分数计的如下原料制成：工业固废75

【技术实现步骤摘要】
UHPC预制构件用超早强掺合料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土
，具体为一种UHPC预制构件用超早强掺合料及其制备方法。

技术介绍

[0002]超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高强度、韧性、体积稳定性和耐久性的新型水泥基纤维复合材料，主要由水泥、硅灰、石英砂和钢纤维配制而成。在桥梁工程中，UHPC的使用可减小结构截面尺寸，降低结构自重，提高桥梁极限跨度和宽度；UHPC用于钢混组合结构桥梁中，可利用其超高韧性，提升与钢结构的协同工作性，解决负弯矩区易开裂的难题，UHPC在实际工程中的应用已经表明可以较大幅度地减少钢材的用量；对处于海洋等恶劣环境下的桥梁，UHPC还可显著提高其使用寿命。
[0003]但目前UHPC预制构件在桥梁工程中应用并不广泛，主要集中在钢
‑
超高性能混凝土(UHPC)组合桥面板这种桥面结构形式上，在装配化建筑领域更是少之又少，主要原因是其超高的胶材用量和超低的水胶比设计，使得UHPC拌合物中水泥水化不充分，早强性能差，UHPC预制构件生产时，带模养护时间长，模具周转率低，生产工效低，大大限制了UHPC预制构件在装配化建筑领域的应用与发展。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种UHPC预制构件用超早强掺合料及其制备方法，促进UHPC早期强度的增长，缩短养护时间，加快模板周转，有助于提高UHPC预制构件的生产工效，推动其在装配化领域的应用与发展。
[0005]本专利技术的技术方案是，一种UHPC预制构件用超早强掺合料，该掺合料由按重量百分数计的如下原料制成：工业固废75
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80％、活性助磨剂10
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15％、非活性助磨剂2
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4％、纳米材料3
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5％、促凝剂1
‑
3％、缓凝剂1
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3％。
[0006]进一步地，所述工业固废为原状粉煤灰、低温稻壳灰、铁尾矿渣、铜尾矿渣、钼尾矿渣和玻璃渣中的一种或多种。
[0007]进一步地，所述活性助磨剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、3
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氨丙基三乙氧基硅烷、3
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氨丙基三甲氧基硅烷、3
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氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3
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氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N
‑
(2
‑
氨乙基)
‑3‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N
‑
(2
‑
氨乙基)
‑3‑
氨丙基三甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三乙氧基硅烷和二乙胺基甲基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
[0008]进一步地，所述非活性助磨剂为粉体羧酸类共聚物，其重均分子量为15000
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20000，分子量分布指数为1.60
‑
1.80。
[0009]进一步地，所述纳米材料的纯度＞99％，平均粒径10
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20nm，比表面积180
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200m2/g，松堆密度0.1
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0.2g/cm3的纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米氧化铝中的一种或多种。
[0010]进一步地，所述促凝剂为碳酸锂、碳酸钠、硫酸锂、氢氧化铝、硫酸铝和硅酸钠中的一种或多种。
[0011]进一步地，所述缓凝剂为蔗糖、柠檬酸钠、酒石酸、焦磷酸钠、六偏磷酸钠和三聚磷酸钠中的一种或多种。
[0012]本专利技术还涉及制备所述的UHPC预制构件用超早强掺合料的方法，包括以下步骤：
[0013]将工业固废干燥，然后加入活性助磨剂、非活性助磨剂和纳米材料混匀，再加入球磨机进行粉磨，至平均粒径3
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6μm，得到粉料；最后加入促凝剂和缓凝剂，混匀即得UHPC预制构件用超早强掺合料。
[0014]进一步地，加入促凝剂和缓凝剂后的混合时间为5
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10min。
[0015]本专利技术还涉及所述UHPC预制构件用超早强掺合料制备的超高性能混凝土。
[0016]本专利技术具有以下有益效果：
[0017](1)本专利技术利用反应性球磨技术，使工业固废颗粒在与活性助磨剂共同粉磨时，颗粒表面的活性硅羟基与助磨剂分子中的胺基、硅羟基发生化学反应，将助磨剂分子接枝到了固废颗粒表面，不仅造成了颗粒表面的晶格缺陷，提高了其火山灰活性，也因表面引入了大量的胺基可促进胶凝材料水化反应而赋予了固废颗粒自身的早强特性。
[0018](2)采用活性助磨剂和非活性助磨剂共同协助固废颗粒的粉磨，既解决了活性助磨剂粉磨效果差、颗粒易团聚、工效低的问题，也弥补了非活性助磨剂早强特性的不足。
[0019](3)超早强掺合料中的纳米材料在粉磨时可起到助磨的作用，在UHPC中也可起到诱导结晶作用，加快水泥水化，提高其早期强度，而且可一定程度参与二次水化，进一步提高UHPC后期强度。
[0020](4)超早强掺合料中的促凝剂和缓凝剂协同作用，可调控UHPC的凝结时间，在保证其工作性满足预制构件施工要求的同时也确保其早期强度的增长。
[0021](5)本专利技术的UHPC预制构件用超早强掺合料是采用大量的原状粉煤灰、低温稻壳灰、铁尾矿渣、铜尾矿渣、钼尾矿渣和玻璃渣等工业固废，大大提高了固废的综合利用率。
具体实施方式
[0022]下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。
[0023]本专利技术所涉及的材料均为市售可得。以下列出了实施例及对比例中涉及到的固废的具体成分，均按质量百分数计。但在实施过程中，固废的具体成分不受此限制。固废优选SiO2含量不低于45％的，这种固废颗粒表面带有活性硅羟基，在粉磨时可与活性助磨剂分子中的胺基、硅羟基进行化学反应。
[0024]原状粉煤灰中化学组分为SiO2含量49.68％，Al2O3含量36.36％，CaO含量3.55％，MgO含量0.73％，Fe2O3含量3.08％，Ti2O3含量1.52％，MnO含量0.03％，Cr2O3含量0.19％，P2O5含量0.34％，SO3含量0.20％，K2O含量0.85％，Na2O含量0.31％，烧失量2.98％，剩余为其他杂质。
[0025]低温稻壳灰由稻壳在600℃下燃烧后研磨成粉制得，其化学组分为SiO2含量91.17％，Al2O3含量0.36％，CaO含量0.86％，MgO含量0.31％，Fe2O3含量0.90％，K2O含量1.67％，Na2O含量0.12％，烧失量3.13％，剩余为其他杂质。
[0026]铁尾矿渣中化学组分为SiO2含量69.25％，Al2O3含量4.78％，CaO含量7.77％，MgO含量0.83％，Fe2O3含量14.37％，SO3含量0.31％，剩余为其他杂质。
[0027]铜尾矿渣中化学组分为SiO2含量65.39％，Al2O3含量17.77％，CaO含量2.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种UHPC预制构件用超早强掺合料，其特征在于，该掺合料由按重量百分数计的如下原料制成：工业固废75
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80%、活性助磨剂10
‑
15%、非活性助磨剂2
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4%、纳米材料3
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5%、促凝剂1
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3%、缓凝剂1
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3%。2.根据权利要求1所述的UHPC预制构件用超早强掺合料，其特征在于：所述工业固废为原状粉煤灰、低温稻壳灰、铁尾矿渣、铜尾矿渣、钼尾矿渣和玻璃渣中的一种或多种，其SiO2含量不低于45wt%。3.根据权利要求1所述的UHPC预制构件用超早强掺合料，其特征在于：所述活性助磨剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、3
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氨丙基三乙氧基硅烷、3
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氨丙基三甲氧基硅烷、3
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氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3
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氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N
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（2
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氨乙基）
‑3‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N
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（2
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氨乙基）
‑3‑
氨丙基三甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三乙氧基硅烷和二乙胺基甲基三乙氧基硅烷中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的UHPC预制构件用超早强掺合料，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高玉军，杨林，秦明强，孙武，房艳伟，王全超，王文荣，叶舟，
申请(专利权)人：中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：