[发明专利]一种C30自密实微膨胀钢管混凝土及其制备方法

摘要

本发明公开了一种C30自密实微膨胀钢管混凝土，属于建筑材料领域，它以水泥、粉煤灰、复合膨胀剂、碎石、河砂、增粘保塑超分散外加剂、内养护材料、微米级改性脱脂棉纤维素和水为原料制备而成。本发明所述的C30自密实微膨胀钢管混凝土中胶凝材料用量较少，具有自密实性好、含气量低、微膨胀与强耐久等优点，适用于密集配筋、形状复杂、截面尺寸小的大管径薄壁钢管混凝土水下桩的密实灌注，以及钢管混凝土桁架梁桥的上下钢管混凝土弦管泵送灌注和钢管混凝土墩柱的高抛免振捣灌注，可有效解决钢管混凝土的“脱空”问题，应用前景广阔。

主权项

一种C30自密实微膨胀钢管混凝土，其特征在于，其各组分及含量为：普通硅酸盐水泥230～320kg/m3，粉煤灰60～150kg/m3，复合膨胀剂30～50kg/m3，碎石942～996kg/m3，河砂816～870kg/m3，增粘保塑超分散外加剂4.68～5.00kg/m3，内养护材料0.8～1.2kg/m3，微米级改性脱脂棉纤维素0.5～1.2kg/m3，水168～180kg/m3；所述复合膨胀剂的制备方法包括以下步骤：1)以石灰石、铝矾土和石膏为原料，混合粉磨均化后在1300～1350℃的温度下煅烧40～60min，自然冷却后粉磨至80μm方孔筛余≤10％，得HCSA膨胀组分；其中各原料所占质量百分数为：石灰石48～50％、铝矾土14～16％、石膏35～37％，并控制Al2O3/SO3为0.5～0.55，碱度系数Cm为3.1～3.5；所得HCSA膨胀组分包含的矿物组成中CaO、和CaSO4所占质量百分数分别为45～55％、15～20％和15～25％；2)以方镁石为原料，将其粉磨后在1400～1500℃下煅烧1～1.2h，自然冷却后粉磨至80μm方孔筛余≤10％，得MgO膨胀组分；3)将步骤1)制备的HCSA膨胀组分、步骤2)制备得到的MgO膨胀组分、石膏和硼酸进行复配，即得所述的复合膨胀剂，其中各组分所占质量百分数为：HCSA膨胀组分55～60％、MgO膨胀组分28～32％、石膏10～15％、硼酸0.3～0.5％；所述增粘保塑超分散外加剂的制备方法包括以下步骤：1)以甲基烯丙醇、氨水和环氧丙烷为原料，甲基烯丙醇钠或甲基烯丙醇钾为催化剂，在压力为0.10～0.40MPaG、温度为50～150℃的条件下，反应3～7h，制得甲基烯丙醇聚氧丙烯醚与三异丙醇胺的混合物，其中甲基烯丙醇、氨水和环氧丙烷的摩尔比为1:(0.2～0.5):(5.0～78.0)，催化剂的用量为甲基烯丙醇质量的0.10～0.60％；2)以步骤1)制得的甲基烯丙醇聚氧丙烯醚与三异丙醇胺的混合物、丙烯酸磺酸钠、甲基丙烯酸酯和水为原料，加入带有回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的三口烧瓶中，加热升温至60～90℃，在2～2.5h内匀速滴加丙烯酸和过硫酸铵溶液，保温反应1.0～1.5h，停止加热，降温至40～50℃加入NaOH溶液将溶液pH值调节至6～8，搅拌20～25min放料，得到超分散保坍型聚羧酸减水剂A；该步骤中各原料所占质量百分比为：甲基烯丙醇聚氧丙烯醚与三异丙醇胺的混合物80～90％、丙烯酸磺酸钠1～5％、甲基丙烯酸酯5～10％、水1～5％；过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为甲基丙烯酸酯质量的2.0％，丙烯酸为甲基丙烯酸酯的摩尔数的3.75；3)以甲基丙烯酸、聚丙二醇单甲醚为原料，甲苯磺酸为催化剂、对苯二酚为阻聚剂，在65～75℃的温度下，反应8～9h，得具有超分散减水功能的甲基丙烯酸聚丙二醇单甲醚单体，其中甲基丙烯酸和聚丙二醇单甲醚的摩尔比为(1.15～1.20):1，催化剂和阻聚剂的添加量分别为甲基丙烯酸和聚丙二醇单甲醚总质量的1.5％和0.5％；将二丙二醇单丁醚和马来酸酐以(1～2):1的摩尔比，在100～140℃下反应3～5h，缩合成具有减缩功能的缩二乙二醇二丙二醇单丁醚单体；4)按以下质量配比：甲基丙烯酸聚丙二醇单甲醚单体75～85％、缩二乙二醇二丙二醇单丁醚单体1～5％、甲基丙烯酸5～10％、二甲胺基乙醇1～5％、甲基丙烯磺酸钠1～5％，将步骤3)中制备的甲基丙烯酸聚丙二醇单甲醚单体和缩二乙二醇二丙二醇单丁醚单体升温到90～100℃后滴加甲基丙烯酸、二甲胺基乙醇和甲基丙烯磺酸钠进行反应，反应5～7h后加入NaOH溶液调节pH至中性，得到减缩型聚羧酸减水剂B；5)将步骤2)制备的超分散保坍型聚羧酸减水剂A、步骤4)制备的减缩型聚羧酸减水剂B、葡萄糖酸钠、纳米SiO2、有机硅消泡剂和水进行复配，得所述的增粘保塑超分散外加剂；其中各组分所占质量百分数为：超分散保坍型聚羧酸减水剂A20％、减缩型聚羧酸减水剂B 30％、葡萄糖酸钠3～4.7％、纳米SiO2 0.2～0.3％、有机硅消泡剂0.03～0.04％、水45～46％。