[发明专利]一种高流动性高强超缓凝型钢管混凝土添加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高流动性高强超缓凝型钢管混凝土添加剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着国家对交通基础设施建设的大力发展，我国公路建设网迅速发展起来。在此期间，由于我国存在着大量的山河、峡谷等地势，这必然就需要成千上万的桥梁建设连通。钢管混凝土由于其结构具有承载能力高、自重轻、塑性好、耐疲劳、抗震性能好等优点，而广泛地应用与大跨度桥梁工程建设中。相比其它类型桥梁而言，钢管混凝土拱桥具有造型美观、受力合理、材料用量少、经济效益显著等优势，同时，它更适应于多山、多峡谷地区的桥梁建设。因此，钢管混凝土的应用将越来越受到人们的关注。

目前，对于钢管混凝土的研究主要以其结构力学性能为主，而对于钢管混凝土中的核心混凝土材料的研究尤其是核心混凝土的材料设计、膨胀行为的可控性设计及其施工技术，则相对较少。近年来，围绕钢管混凝土工程应用中所普遍存在的混凝土与钢管脱粘问题、密实性问题以及大跨度结构工程中的施工问题，已经展开了相应的研究。由于大跨径钢管混凝土的施工工艺多采用泵送顶升法，从而对混凝土材料有了更高的要求，具有良好的可泵性、超缓凝特性以及自密实性能，同时还需具备一定的早强特性。此外，混凝土材料硬化后则会出现收缩、徐变等，导致核心混凝土与钢管之间产生间隙，因此，则需要材料体系具有良好的体积稳定性。

然而，单一的混凝土材料体系显然无法满足上述要求。为了保证偏高岭土混凝土的工作性能和硬化特性，有研究在体系中加入高效减水剂和超缓凝剂作为复合型外加剂，但这类复合外加剂有可能跟水泥之间出现适应性不良的问题，并且有可能跟施工过程中使用的外加剂出现相互干扰的作用。同时，为了保证混凝土材料良好的体积稳定性，大多数研究通过掺入膨胀剂或硫铝酸盐水泥等方法加以解决。因此，复合外加剂以及膨胀剂的共同使用混凝土体系更为复杂，由于各种添加剂之间的相互干扰以及与体系中其它材料之间的适应性问题的影响，使得其在实际应用过程中仍然存在问题。故如何实现钢管混凝土的优异工作性能、超缓凝、自密实以及早强、良好的体积稳定性，有待进一步研究，应用于实际工程之中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种高流动性高强超缓凝型钢管混凝土添加剂及其制备方法，作为钢管混凝土的外加剂，能改善钢管混凝土的工作性能和延缓凝结时间，显著提高钢管混凝土各龄期的强度，尤其是早期强度，同时能够有效地改善钢管混凝土的体积稳定性。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种高流动性高强超缓凝型钢管混凝土添加剂，它由偏高岭土与复合改性剂混合而成，偏高岭土与复合改性剂的质量比为（50-20）：1，其中所述的复合改性剂由氨基类硅烷、环氧基硅烷和甲基硅油按照质量百分数依次为70%-90%、5%-15%和5%-15%混合配制而成，各组分的百分比之和为100%。

按上述方案，所述的偏高岭土为高岭土经过粉磨在500-1000℃的温度下煅烧0.5-6.0小时后冷却制得的。

按上述方案，所述的偏高岭土中SiO₂与Al₂O₃的质量百分含量之和大于等于50wt%，比表面积大于等于2300m²/kg。

上述高流动性高强超缓凝型钢管混凝土添加剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照质量百分数依次为70%-90%、5%-15%和5%-15%，将氨基类硅烷、环氧基硅烷和有机硅油混合均匀，得到复合改性剂；

（2）按照偏高岭土与复合改性剂的质量比为（50-20）：1，将经过烘干的偏高岭土放入陶瓷球磨机中，加入复合改性剂，研磨30-120min，即得到超缓凝型高流动性高强钢管混凝土添加剂。

按上述方案，所述的偏高岭土为高岭土经过粉末在500-1000℃的温度下煅烧0.5-6.0小时后冷却制得的。

按上述方案，所述的偏高岭土中SiO₂与Al₂O₃的质量百分含量之和大于等于50wt%，比表面积大于等于2300m²/kg。

按上述方案，所述的氨基类硅烷为无色至浅黄色透明液体，含量≥95.0%，密度为1.010±0.005g/ml。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：