[发明专利]一种低粘易泵送超高性能混凝土及其制备方法

摘要

本发明公开了一种低粘易泵送超高性能混凝土及其制备方法。本发明所述混凝土的各组成按质量份计算：水泥300~500份，硅灰100~200份，掺合料300~600份，砂400~800份，碎石300~‑700份，纤维80~240份，触变增强剂5~30份，减水剂15~30份，消泡剂0.1~0.3份，水140~180份。本发明所述低粘易泵送超高性能混凝土具有较高的流动性和较低的粘度，泵送阻力仅为0.015~0.025MPa/m，标准养护28d后抗压强度达180MPa以上。此外本发明所述低粘易泵送超高性能混凝土具有典型的低水泥含量特点，不仅显著降低超高性能混凝土的收缩，且显著减少了水泥用量，减少环境污染。

主权项

1.一种低粘易泵送超高性能混凝土，其特征在于，由以下各组分按质量份组成：所述水泥为强度等级42.5及以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，平均粒径为10～20μm；所述硅灰中SiO₂含量90wt％以上，硅灰的平均粒径为0.2μm～1μm；所述掺合料为微硅粉、微珠以及填料的组合物；其中所述微硅粉的平均粒径为1～5μm；所述微珠的平均粒径为2～10μm；所述填料为粉煤灰、磨细矿粉、石英粉中的任意一种或一种以上任意比例混合，所述填料的平均粒径为10～100μm；所述砂为粒径0.075～4.75mm连续级配砂；所述碎石为石灰岩、花岗岩、辉绿岩、玄武岩中的任意一种，颗粒粒径为4.75～19mm连续级配；所述纤维为金属纤维，长度3～25mm，直径0.1～0.3mm；所述触变增强剂选自无机触变增强剂、有机触变增强剂中的一种或两种任意比例混合；所述减水剂为降粘型高性能减水剂；所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂或聚醚消泡剂任意一种或者两种任意比例混合；所述无机触变增强剂为改性纳米黏土，其制备方法如下：①将纳米黏土倒入烧杯，按纳米黏土与酸的质量比1:3～1:20加入质量浓度为5～30％的酸，加热至40～60℃后保持恒温5～20min并不断搅拌，静置冷却2～4h后抽滤，放到干燥箱于105℃烘干至恒质量；其中所述酸选自盐酸、硫酸以及磷酸中的任意一种或两种任意比例混合；②取步骤①干燥后获得的纳米黏土与水按照1:3～1:10质量比例混合，采用超声震荡l～2h，得到纳米黏土浆液；③取步骤②获得的纳米黏土浆液与硅烷偶联剂以100:1～200:1质量比例混合，并采用高速搅拌机以2000～10000rpm的转速搅拌10～20min，之后采用超声震荡0.5～1h；④取步骤③获得的浆体与阴离子表面活性剂以5:1～20:1的质量比例混合，于40～80℃恒温水浴中搅拌1～2h，之后采用超声震荡0.5～1h，得到所述改性纳米黏土；其中所述阴离子表面活性剂选自硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、烷基磷羧酸盐、烷基醇醚羧酸盐中的任意一种或一种以上任意比例混合；所述有机触变增强剂为络合型聚氨酯水溶性聚合物、瓜尔胶、黄原胶、海藻酸丙二醇酯、聚丙烯酰胺、淀粉醚、聚乙烯醇中的任意一种或两种以任意比例混合；所述降粘型高性能减水剂为具有如下通式(1)的聚合物：其中z表示与官能团R₀连接的重复结构X的连接数量，其取值范围为1‑4的整数；R₀表示H或含有1‑12个碳原子的直链或含支链饱和碳氢官能团，R₀为H时，z必定为1；X为符合以下通式(2)所示的官能团中的任意一种：其中，X₁、X₁'、X₁”分别独立地表示羰基或‑CH₂‑或‑CH₂CH₂‑；X₂表示以下官能团中的任意一种：(1)含1‑12个碳原子的饱和烷基或‑(CH₂CH₂O)_mCH₂CH₂‑，其中m表示乙氧基重复单元数，其取值范围为1‑11的整数，(2)‑CH(NH2)‑，C为L手性；R₂、R₂'、R₂”分别独立地表示H或者CH₃；R₄'表示‑CH₂CH₂‑、‑CH₂CH₂SCH₂CH₂‑、‑CH₂CH₂SCH₂CH₂OCH₂CH₂‑、‑CO‑CH₂CH₂SCH₂CH₂‑、‑CO‑CH₂CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂‑中的任意一种；R₅表示H或者含1‑12个碳原子的饱和烷基；M₂⁺表示H⁺、碱金属离子或铵离子；R₉表示含1‑12个碳原子的饱和烷基；c、d分别表示聚合物中乙氧基和异丙氧基链节的平均摩尔加成数，且满足11≤(c+d)≤114，d/c<1/2；x₁、x₂和y分别代表聚合物超塑化剂中各链节的平均摩尔加成数，且满足如下关系：(1)(x₁+x₂+y)与z的乘积的取值范围为8‑150；(2)y/(x₁+x₂+y)的取值范围为0.15‑0.5；(3)(x₁+x₂)/(x₁+x₂+y)的取值范围为0.5‑0.85；(4)x₂/x₁的取值范围为0‑0.5；所述降粘型高性能减水剂分子量分布指数PDI不大于1.4，重均分子量范围为5000‑100000。