[发明专利]适用于高强自应力钢管混凝土的高效复合膨胀剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑领域，具体涉及一种适用于高强自应力钢管混凝土的高效复合膨胀剂及其制备方法。

背景技术

钢管混凝土由于其独特的组合式结构优势，逐渐被广泛运用于建筑领域，随着建筑结构逐渐向超高层、大跨度方向发展，更高强度等级的钢管混凝土也应运而生。为了充分发挥高强混凝土与钢管结合构件的力学优势，在混凝土中掺入膨胀剂，配制高强自应力钢管混凝土，可达到与钢管紧密集合，防止脱粘、脱空，提高承载力的目的。而目前各种钢管混凝土膨胀剂并不能满足高强自应力钢管混凝土的性能要求，存在诸多问题：(1)随着钢管混凝土向高强、大管径发展，使混凝土的收缩增大，因而需要更高膨胀效能的高效膨胀剂，才能达到补偿混凝土收缩，预防钢管的脱空、脱粘，提高承载力的目的；(2)目前运用较多的硫铝酸盐类、氧化钙类及复合膨胀剂的早期水化和膨胀速度较快，但长龄期膨胀性能不稳定，后期收缩增大，不能补偿混凝土后期收缩；(3)普通膨胀剂的膨胀量不可控，难以实现膨胀性能与强度的协调发展，高强混凝土由于强度发展较快，要求膨胀反应开始时间较早且前期膨胀能较大，后期膨胀性能稳定保证构件不脱粘，力学性能稳定；(4)膨胀剂水化需水大，而高强混凝土用水量低，收缩大，因而膨胀剂的水化反应易受用水低的影响而难以实现较高的膨胀效能；(5)处于钢管的封闭条件下，混凝土养护困难，难以提供混凝土和膨胀剂水化所需的水分供给，因而，养护技术也成为制约高强自应力混凝土膨胀性能的关键。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种适用于高强自应力钢管混凝土的高效复合膨胀剂及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

一种适用于高强自应力钢管混凝土的高效复合膨胀剂，各组分按质量百分比计为：轻烧氧化镁22％～40％，活性氧化钙12％～25％，煅烧白云石6％～14％，硫铝酸盐水泥熟料18％～30％，天然石膏12％～18％和改性海泡石粉2％～6％。

按上述方案，所述轻烧氧化镁为多孔表面结构，是由菱镁矿经煅烧后置于空气下快速冷却制备而成，所述煅烧为：将菱镁矿置于温度650℃～850℃条件下保温2h。

按上述方案，所述活性氧化钙由石灰石煅烧制备而成，煅烧的温度为1100℃～1250℃，时间为2h，煅烧结束后活性氧化钙的含量为70wt％～85wt％。

按上述方案，所述煅烧白云石由白云石破碎后煅烧制备，所述煅烧为：在100min内升温至650℃～850℃保温1h，继续升温至1050℃～1200℃保温1h。

按上述方案，所述改性海泡石粉是采用无机盐溶液改性所得，其比表面积大于4750m².kg^-1。

按上述方案，所述无机盐溶液为氯化钙溶液。

按上述方案，所述氯化钙溶液的质量分数为15％～20％。

上述适用于高强自应力钢管混凝土的高效复合膨胀剂的制备方法，包括如下步骤：(1)按各组分配比称取轻烧氧化镁，活性氧化钙，煅烧白云石，硫铝酸盐水泥熟料，天然石膏和改性海泡石粉；(2)首先将硫铝酸盐水泥熟料和天然石膏粉磨40min～50min，然后加入煅烧白云石、轻烧氧化镁、活性氧化钙继续粉磨20～30min，至平均粒径为6μm～10μm，比表面积为350m²/kg～385m²/kg，最后掺入改性海泡石粉混匀即得到适用于高强自应力钢管混凝土的高效复合膨胀剂。