【技术实现步骤摘要】
本申请涉及混凝土领域，尤其是涉及一种超长距离泵送混凝土及其制备方法。
技术介绍
1、泵送混凝土既可以直接浇筑，又可以实现水平以及垂直输送，对于一些周边环境复杂，施工过程受到地理地形因素影响而被制约的情况具有无可比拟的优势。凭借其施工速度快、节省人工、施工方便等优点，泵送混凝土逐渐成为了混凝土施工中的一个常用种类，被广泛应用于桥梁道路、高层建筑结构等混凝土施工工程中。
2、长距离泵送混凝土由于运输时间长，这就要求混凝土必须具备良好的流动性，但是高流动性的混凝土很容易出现泌水离析现象，从而导致堵管或者爆管等现象，不仅延长了工程的工期，还大大增加了工程的资金投入。
技术实现思路
1、为解决长距离泵送混凝土高流动性与抗离析性能难以有效平衡的问题，本申请提供了一种超长距离泵送混凝土及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供了一种超长距离泵送混凝土，包括以下质量份数的原料：
3、水泥140～160份；
4、细骨料780～810份；
5、粗骨料900～1100份；
6、矿粉180～210份；
7、粉煤灰80～90份；
8、水160～180份；
9、高流动改性助剂4～8份；
10、聚羧酸系减水剂2～4份；
11、所述高流动改性助剂的分子结构如下所示。
12、
13、优选的，所述高流动改性助剂的原料包括质量比为1：(1～1.5)：(0.8～1.2)
14、在混凝土的制备过程中，水泥与水接触之后，由于颗粒带有不同的电荷而相互吸引，逐渐形成水泥浆体絮凝结构，包裹住混凝土中的自由水，使得这部分自由水无法对混凝土的流动性起到作用，为维持混凝土的高流动性而后加水更会容易造成泌水离析的现象，导致堵管、爆管的发生。
15、通过采用上述技术方案，高流动改性助剂的支链多且长，其中含有的极性基团能够与水泥颗粒表面的极性基团相互结合，从而在水泥颗粒表面形成立体吸附结构，其空间位阻大，水泥颗粒之间的排斥力就会增加，能够有效防止水泥颗粒的聚集，从而促使水泥絮凝结构遭到破坏并且维持分散状态，此时包裹在絮凝结构中的自由水就会释放，从而提高混凝土的流动性。
16、在此过程中，高流动改性助剂在水泥颗粒之间形成了立体结构从而起到良好的分散效果，但是随之水泥分散体系中的自由水含量增大，泌水率增大，容易出现离析现象。为防止离析现象的发生，本申请中的高流动改性助剂中含有酰胺基，在水泥水化的过程中，由于会发生化学反应而放出热量，此时附着在水泥颗粒表面的高流动改性助剂中的酰胺基，在体系温度升高之后，会逐渐开始水解，消耗混凝土中的自由水，形成羧基等极性基团，高流动改性助剂的分子链断裂，空间位阻减小，并且水解后的高流动改性助剂的短链之间通过氢键作用又互相交联，形成的交联网络结构能够维持水泥颗粒之间的分散性，保持混凝土的流动性，同时又能够增加体系的黏聚性，抑制混凝土离析现象的发生。
17、同时酰胺基在碱性环境下的水解速度缓慢，在长距离运输过程中，前期混凝土中含有的高流动改性助剂水解的数量少，混凝土的分散性提高，流动性显著增强；中后期，随着高流动改性助剂水解速率的加快，混凝土中多的自由水逐渐被消耗，抑制离析现象的发生，形成的交联网状结构能够持续维持体系的分散性。
18、优选的，所述高流动改性助剂的分子量为5000～15000。
19、通过采用上述技术方案，高流动改性助剂的分子量在此范围内时，较小分子量的高流动改性助剂有利于其分子链在气-液界面取向，降低水的表面张力，增加体系的分散性；较大分子量的高流动改性助剂固定在水泥颗粒表面，其分子链在固-液界面的作用力增大，颗粒对于分散介质的亲和力增加，可以提高分散体系的稳定性。但是当高流动改性助剂的分子量太小的时候，泌水率显著提高，混凝土的坍落度损失快，影响混凝土的性能；而当高流动改性助剂的分子量太大的时候，分散性就会受到影响，体系变得不稳定，容易造成混凝土泌水或板结。
20、优选的，所述高流动改性助剂按照以下方法制备得到：
21、s1：将对氨基苯磺酸添加到氢氧化钠水溶液中，并调节溶液ph为9～10，在50～60℃下搅拌溶解，得到对氨基苯磺酸溶液；
22、s2：在对氨基苯磺酸溶液中添加对甲苯酚，升高溶液温度至80～90℃，搅拌溶解后，再添加丙烯酰胺，继续搅拌混合，得到混合溶液；
23、s3：在混合溶液中滴加甲醛，并在80～90℃下恒温反应2～3h，然后添加引发剂，继续搅拌反应6～8h，即可得高流动改性助剂。
24、优选的，所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸铵、过溴酸钠、过氧化苯甲酰中的一种或几种的组合。
25、优选的，所述引发剂的添加量为丙烯酰胺质量的0.5％～1％。
26、通过采用上述技术方案，在碱液中能够加速原料溶解，提高原料聚合能力，对甲苯酚在碱性环境下，苯环上羟基更加容易被甲醛进攻，生成羟基，对氨基苯磺酸中苯环上的氨基基团使得氨基邻位上的h化学性质变得十分活泼，容易与对甲苯酚上新生成的羟基发生反应，从而对甲苯酚能够与对氨基苯磺酸发生缩合，同时甲醛与丙烯酰胺反应生成n,n-亚甲基双丙烯酰胺，生成的羟基也能够与对氨基苯磺酸进行缩合；并且在引发剂的作用下，丙烯酰胺发生聚合，可以增大高流动改性助剂的分子量，增加在后续酰胺基水解过程中分解产生的链段的长度，有利于交联网络结构的形成，增加混凝土的黏聚性，提高抗离析性。
27、优选的，所述混凝土的原料还包括质量份数为的3～6份的端羟基超支化聚酯。
28、通过采用上述技术方案，在前期酰胺基水解速率低时，由于超支化聚酯带有大量的活性基团，与高流动改性助剂中含有的极性基团以及水泥颗粒表面的活性基团通过氢键作用相互连接，形成交联网状结构，可以填补高流动改性助剂之间的孔隙，增大混凝土分散体系的稳定性，同时端羟基超支化聚酯的黏度低，不会影响混凝土的流动性；在后期酰胺基水解速率加快之后，混凝土的分散体系中由于高流动改性助剂的分解，产生了大量的短链，此时随着分子间运动，端羟基超支化聚酯能够重新与产生的链段交联，通过氢键作用将离散的短链相互连接，增加体系的交联密度，维持混凝土的分散性，使混凝土的流动性不受高流动改性助剂分解的影响。同时端羟基超支化聚酯的添加增加了体系的交联密度，有利于增加混凝土的强度。
29、优选的，所述粗骨料包括质量比为1：(0.6～0.7)的粒径为10～20mm的碎石和粒径为5～10mm的碎石。
30、优选的，所述细骨料为细度模数是3.0～2.3的中砂。
31、通过采用上述技术方案，通过不同级配的粗骨料相互配合，可以在运输过程中，保证粗骨料在流动时位移可控，不易发生离析。
32、第二方面，本申请还提供了一种超长距离泵送混凝土的制备方法，包括以下步骤制备得到：
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1.一种超长距离泵送混凝土，其特征在于，包括以下质量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的一种超长距离泵送混凝土，其特征在于，所述高流动改性助剂的原料包括质量比为1：(1～1.5)：(0.8～1.2)：(2.5～3)的对氨基苯磺酸、对甲苯酚、丙烯酰胺和甲醛。
3.根据权利要求1所述的一种超长距离泵送混凝土，其特征在于，所述高流动改性助剂的分子量为5000～15000。
4.根据权利要求2所述的一种超长距离泵送混凝土，其特征在于，所述高流动改性助剂按照以下方法制备得到：
5.根据权利要求4所述的一种超长距离泵送混凝土，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸铵、过溴酸钠、过氧化苯甲酰中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求4所述的一种超长距离泵送混凝土，其特征在于，所述引发剂的添加量为丙烯酰胺质量的0.5％～1％。
7.根据权利要求1所述的一种超长距离泵送混凝土，其特征在于，所述混凝土的原料还包括质量份数为的3～6份的端羟基超支化聚酯。
8.根据权利要求1所述的一种超长距离泵送混凝土，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的一种超长距离泵送混凝土，其特征在于，所述细骨料为细度模数是3.0～2.3的中砂。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的一种超长距离泵送混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤制备得到：
...【技术特征摘要】
1.一种超长距离泵送混凝土，其特征在于，包括以下质量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的一种超长距离泵送混凝土，其特征在于，所述高流动改性助剂的原料包括质量比为1：(1～1.5)：(0.8～1.2)：(2.5～3)的对氨基苯磺酸、对甲苯酚、丙烯酰胺和甲醛。
3.根据权利要求1所述的一种超长距离泵送混凝土，其特征在于，所述高流动改性助剂的分子量为5000～15000。
4.根据权利要求2所述的一种超长距离泵送混凝土，其特征在于，所述高流动改性助剂按照以下方法制备得到：
5.根据权利要求4所述的一种超长距离泵送混凝土，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸铵、过溴酸钠、过氧化苯甲酰中的一种或几种的组合。
【专利技术属性】
技术研发人员：郑联德，金鑫，葛健伟，
申请(专利权)人：杭州山鑫水泥构件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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