[发明专利]一种混凝土高效触变剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种混凝土高效触变剂及其制备方法，属于触变剂技术领域。本发明制备的增稠活性剂，使得水泥浆的抗剪切能力得到增强，固化后形成较好的凝胶结构，提高了流动时水泥浆分子的触变性能；制备的吸附活性剂，使得水泥与其充分接触，通过引入的酰胺基活泼氢的存在能保护脒基，增加吸附的稳定性，降低表面张力，使水泥浆体能形成稳定的流体状态，而降低流动损失；制备的粘结交联活性剂，增加了水泥浆体的水化和润滑性能，从而增加了浆体分散，同时利用形成的具有大量空穴的结构与水泥颗粒之间进行缠结，提高交联密度，使得抗冲击和韧性得到提高，增加了混凝土的使用性能。本发明解决了目前混凝土触变剂的触变性能差、流动性损失快的问题。

技术领域

本发明涉及触变剂技术领域，特别是涉及一种混凝土高效触变剂及其制备方法。

背景技术

自密实混凝土简称SCC，是指拌合物具有高的流动性、间隙通过性和抗离析性，浇筑时仅靠其自重作用而无需振捣便能均匀密实成型，且硬化后具有和传统振捣混凝土相当力学性能、耐久性能以及体积稳定性的混凝土。自密实混凝土是一种高工作性的混凝土，通常混凝土的坍落扩展度＞550mm。由于自密实混凝土突出的自填充性能，适用于密集配筋、无法振捣、薄壁异性复杂以及要求无噪音施工等结构。与传统的自密实混凝土施工及控制不同的是，板式无砟轨道充填层用自密实混凝土必须具有高自流平、高抗离析、高间隙通过能力、超长距离流动能力、高体积稳定性及高耐久性的特点，这与CRTSⅢ板式无砟轨道结构有关，具体表现在：CRTSⅢ板式无砟轨道充填层属于狭长的封闭板腔，施工空间狭窄，无法进行振捣密实；轨道结构具有特殊的高密集配筋结构，包括板底的门形筋和充填层中的复杂钢筋网络；充填层板底土工布加大了自密实混凝土的灌注阻力，流态混凝土必须具备尽可能低的屈服剪切应力和适当的塑性粘度系数，以保证在流动和充模密实成型过程的均匀性和超长距离流动能力。尤其是无砟轨道曲线段超高底座板施工中的形态与高程控制，是现场混凝土施工中的难点。为了达到设计超高，除按设计调整底座钢模板外，在混凝土浇筑振捣后，需对底座进行多次“收坡”处理。目前用于底座施工的混凝土经“收坡”处理后，静置时仍具有一定流动性，混凝土所成坡度在硬化前无法有效保持与定型，导致收坡后的排水坡度、曲线超高消失殆尽。因此需要一种高触变性混凝土：混凝土在进行泵送、浇筑、振捣等动态处理时，具有良好的流变性能，便于施工；在抹坡、收坡处理完成后静态放置时，具有良好的形状保持能力，便于坡度定型。这种高触变混凝土应具有相对较高的静态屈服应力和较低的动态屈服应力。触变剂是近几年来研究开发的一种新型的水泥混凝土外加剂，添加此外加剂的目的在于增加水泥胶凝材料的粘聚性和粘结力，减少材料组分的分离率，提高匀质性和硬化产品的性能。触变性水泥浆体系主要由水泥和触变剂组成，制备触变水泥的关键是触变剂的选择及合理使用。国内外研究过的水泥浆触变剂有硫酸铝/硫酸亚铁体系、钛螯合物/水溶性纤维素衍生物体系、混合金属层状氢氧化物/改性纤维素体系等。触变水泥是在普通硅酸盐水泥中加入触变剂而得到的一种特种水泥，在混合和顶替过程中，这种水泥浆体是稀的流体，泵送停止后则迅速形成具有刚性、能自身支持的凝胶结构。触变水泥适用于油气井的一次注水泥、挤水泥、防气窜和堵漏作业。在低破裂压力梯度、易漏失井段注水泥时，使用普通油井水泥有可能压漏地层。如使用触变水泥浆固井，即使压漏地层，水泥浆液柱也只是缓慢下降，随着凝胶结构的形成和发展，静液柱压力传递到井壁和套管壁上，液柱不再继续下降。因此，触变水泥能用于薄弱地层的固井作业，而且不会出现水泥浆低返问题。注水泥作业中发生的气窜主要是水泥浆液柱压力和地层压力不平衡（水泥浆液柱失重）所致，常发生在水泥浆由液态变为固态的过渡期。触变水泥浆进入过渡状态后胶凝强度迅速增大，浆体阻力增加，不易发生机械变形，因而可阻止井内气体窜入。常用的触变剂如纤维素醚、甲基纤维素、聚丙烯酰胺、黄原胶、温轮胶等，均存在掺量高、触变性能一般、与减水剂相容性差、混凝土粘性大、流动性损失快等问题，不能完全满足高触变性混凝土的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前混凝土高效触变剂的触变性能差、流动性损失快的问题，提供一种混凝土高效触变剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：