[发明专利]一种高流动性混凝土掺合料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种高流动性混凝土掺合料及其制备方法。

背景技术

粉煤灰是一种常用的混凝土矿物掺合料，具有改善浆体和易性、减少水化放热、提高耐久性、降低混凝土生产成本等多种作用。其微观形貌多为球形颗粒，在混凝土中具有“滚珠效应”，可显著提高新拌混凝土的流动性，提高混凝土的可施工性与泵送性能。研究表明，当采用30%的粉煤灰替代水泥时，对于无减水剂的新拌混凝土，可增大坍落度20mm~40mm。然而，粉煤灰中总是存在少量未燃尽的炭粒，特别是低品质的粉煤灰通常具有较高的含碳量，这些具有多孔性结构的碳颗粒对混凝土外加剂有较强的吸附作用，所以，当混凝土中掺有减水剂时，炭粒吸附减水剂分子，会显著降低减水剂的作用效果，使混凝土流动性提高不明显甚至降低。特别是目前推广使用聚羧酸系减水剂，其有效掺量较低，于是粉煤灰中炭粒的吸附作用对其减水作用的影响更为显著。因此，对粉煤灰进行表面改性，减少其对于聚羧酸减水剂的吸附作用、提高混凝土流动性具有重要的现实意义。

对于减少粉煤灰对于减水剂的吸附，提高混凝土流动性，目前工程上并未有较好的方法。而研究认为，粉煤灰对于减水剂的吸附量主要与减水剂的种类、分子量、分子结构有关。这些研究多涉及新型减水剂的开发，无法立即应用于实际生产中。对粉煤灰进行表面改性，减少其对减水剂的吸附，提高混凝土流动性，并无相关理论研究与实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高流动性混凝土掺合料及其制备方法。

本发明提出的一种高流动性混凝土掺合料，该材料按照质量比由1000质量份粉煤灰和1~5质量份表面改性材料组成。所述表面改性材料采用糖蜜、木钙、木钠、木镁或葡萄糖酸钠中一种或几种配成的水溶液。

本发明中，粉煤灰可采用低钙粉煤灰或高钙粉煤灰，可采用I级灰、II级灰或III级灰，也可以采用未分级的原灰。

本发明提出的高流动性混凝土掺合料的制备方法，具体步骤是：首先配制出质量分数为10%~20%的表面改性材料溶液，然后采用超声雾化装置将溶液雾化，最后与处于沸腾状态的粉煤灰混合均匀，即得到所需产品。

本发明提出的高流动性混凝土掺合料的制备方法的原理为：将粉煤灰持续地通入流化床中，利用气体吹动粉煤灰，使其呈沸腾状态，同时将雾化的表面活性剂溶液通入流化床，使粉煤灰与表面活性剂充分混合。由于粉煤灰中碳颗粒的强吸附性，表面活性剂微粒将优先被其吸附，从而部分或全部封闭碳颗粒的孔隙，阻止碳颗粒对混凝土减水剂的吸附作用。同时，一部分表面活性剂微粒吸附在粉煤灰颗粒表面，当粉煤灰遇水后重新溶解，可以充当粉煤灰球珠的润滑剂，进一步提高粉煤灰的“滚珠减水”作用。

本发明的有益效果：

1. 在不改变混凝土拌合用水量的情况下，显著提高混凝土的流动性和经时流动性。

2. 在保持混凝土流动性不变的前提下，可减少混凝土拌合用水量，提高混凝土强度等级。相当于提高粉煤灰材料的活性指数，有利于低品质粉煤灰的利用。

3. 对于使用聚羧酸系减水剂的混凝土，可提高其对混凝土材料的适应性。

4. 材料的制备工艺简单，匀质性较好，使用方便，成本较低，具有较高的经济效益。

所以，本发明提出的技术方法能够显著提高混凝土的初始流动性和经时流动性，提高聚羧酸系减水剂的适应性，具有实用价值。

本发明提供的高流动性混凝土掺合料，各种原材料既具有不同作用，又相互促进：