CN107500631B - 桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土及其制备方法，包括以下步骤：将β‑环糊精和顺丁烯二酸在催化剂存在的条件下，置于温度为90‑130℃的条件下搅拌反应2‑5h，制得M1；将上述制得的M1、葡萄糖酸钠、麦芽糊精、木质素磺酸钙、气相法白炭黑和水混合，制得M2；在搅拌状态下，向上述制得的M2中加入聚乙二醇和引气剂，制得M3；将M3与水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰和水混合搅拌，制得桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土。解决了普通的混凝土在使用过程中会产生空洞、蜂窝和麻面等质量问题，同时，也解决了因桥梁广泛被铺设用于现代交通领域，对桥梁的建造速度提出了更高的要求的问题。

Description

桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土的生产领域，特别地，涉及一种桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土是一种重要的建筑用材料，不仅用量大，且其性能的好坏将直接影响建造的建造物的好坏。同时，随着科技的不断进步，人们生活水平的不断提高，桥梁已经不仅仅局限于建造在河流上，其还被广泛用于铺设城市高架桥，甚至被铺设用于高铁等现代交通工具。而普通的混凝土在使用过程中会因为振捣不足或是过分振捣使得其产生空洞、蜂窝和麻面等质量问题，进而影响到混凝土的力学性能以及耐水性，直接影响了建造物的质量，甚至可能导致建造物出现安全问题。进一步地，因桥梁广泛被铺设用于现代交通领域，也对桥梁的建造速度提出了更高的要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土及其制备方法，以解决普通的混凝土在使用过程中会因为振捣不足或是过分振捣使得其产生空洞、蜂窝和麻面等质量问题，进而影响到混凝土的力学性能以及耐水性，直接影响了建造物的质量，同时，因桥梁广泛被铺设用于现代交通领域，也对桥梁的建造速度提出了更高的要求的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土的制备方法，其中，包括以下步骤：

A）将β-环糊精和顺丁烯二酸在催化剂存在的条件下，置于温度为90-130℃的条件下搅拌反应2-5h，制得M1；

B）将上述制得的M1、葡萄糖酸钠、麦芽糊精、木质素磺酸钙、气相法白炭黑和水混合，制得M2；

C）在搅拌状态下，向上述制得的M2中加入聚乙二醇和引气剂，制得M3；

D）将M3与水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰和水混合搅拌，制得桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土。

本发明还提供了一种桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土，其中，所述桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土根据上述所述的制备方法制得。

本发明具有以下有益效果：本发明的β-环糊精和顺丁烯二酸在催化剂存在的条件下，将其置于温度为90-130℃的条件下进行搅拌反应，得到M1，再进一步将M1与葡萄糖酸钠、麦芽糊精、木质素磺酸钙、气相法白炭黑和水混合，得到M2，进一步地，再将M2与聚乙二醇和引气剂混合，得到M3，将上述M3与水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰和水混合，得到混凝土，从而使得通过上述原料的协同作用，并基于上述操作步骤，实现了快凝快硬，且自密实的效果。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明提供了一种桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土的制备方法，其中，包括以下步骤：

A）将β-环糊精和顺丁烯二酸在催化剂存在的条件下，置于温度为90-130℃的条件下搅拌反应2-5h，制得M1；

B）将上述制得的M1、葡萄糖酸钠、麦芽糊精、木质素磺酸钙、气相法白炭黑和水混合，制得M2；

C）在搅拌状态下，向上述制得的M2中加入聚乙二醇和引气剂，制得M3；

D）将M3与水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰和水混合搅拌，制得桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土。

本发明具有以下有益效果：本发明的β-环糊精和顺丁烯二酸在催化剂存在的条件下，将其置于温度为90-130℃的条件下进行搅拌反应，得到M1，再进一步将M1与葡萄糖酸钠、麦芽糊精、木质素磺酸钙、气相法白炭黑和水混合，得到M2，进一步地，再将M2与聚乙二醇和引气剂混合，得到M3，将上述M3与水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰和水混合，得到混凝土，从而使得通过上述原料的协同作用，并基于上述操作步骤，实现了快凝快硬，且自密实的效果。

步骤A）中的催化剂可以根据实际进行选择，例如，可以为磷酸盐类，当然，在本发明的一种优选的实施方式中，步骤A）中所述催化剂可以进一步选择为六聚偏磷酸钠、次磷酸钠、磷酸钠和磷酸镁中的至少一种。当然，这里的催化剂的用量可以根据实际进行选择，例如，可以相对于1mmol的顺丁烯二酸，所述催化剂的用量为0.2-0.8mmol，本领域技术人员可以根据实际进行选择和调节，因而不多作赘述。

各原料的用量可以在一定的宽的范围内进行选择，进一步优选的实施方式中，步骤A）中，相对于1mmol的β-环糊精，所述顺丁烯二酸的用量为1-5mmol。

在一种更为优选的实施方式中，步骤B）中的混合过程包括：

a）将上述制得的M1、葡萄糖酸钠和第一部分水混合，制得混合物N1；

b）将麦芽糊精、木质素磺酸钙、气相法白炭黑和第二部分水混合，制得混合物N2；

c）向混合物N2中逐滴加入混合物N1，制得M2；其中，

所述水由第一部分水和第二部分水组成。

同样地，在本发明的另一优选的实施方式中，步骤B）中，相对于10重量份的M1，所述葡萄糖酸钠的用量为5-10重量份，所述第一部分水的用量为30-50重量份，所述麦芽糊精的用量为3-5重量份，所述木质素磺酸钙的用量为1-3重量份，所述气相法白炭黑的用量为3-5重量份，所述第二部分水的用量为30-50重量份。

当然，步骤c）中的滴加速率可以根据实际进行选择，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，步骤c）中的滴加速率为50-100滴/min。

进一步优选的实施方式中，步骤C）中，相对于100重量份的M2，所述聚乙二醇的用量为10-30重量份，所述引气剂的用量为1-5重量份。

同样地，在本发明的一种更为优选的实施方式中，步骤D）中，相对于100重量份的所述水泥，M3的用量为0.5-5重量份，所述粗骨料的用量为100-150重量份，所述细骨料的用量为50-100重量份，所述粉煤灰的用量为10-30重量份，所述水的用量为40-60重量份。

粗骨料、细骨料和水泥可以为本领域常规使用的类型，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，所述粗骨料为碎石，所述细骨料为中砂，所述水泥为硅酸盐水泥。这里的碎石可以为常规使用的碎石类型，例如，可以为经机械破碎的石头，或是经风化等自然因素得到的卵石等，在此不一一赘述。

本发明还提供了一种桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土，其中，所述桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土根据上述所述的制备方法制得。

以下将以具体实例进行说明。

实施例1

A）将10mmol的β-环糊精和10mmol的顺丁烯二酸在2mmol六聚偏磷酸钠存在的条件下，置于温度为90℃的条件下搅拌反应2h，制得M1；

B）将10g上述制得的M1、5g葡萄糖酸钠和30g第一部分水混合，制得混合物N1；b）将3g麦芽糊精、1g木质素磺酸钙、3g气相法白炭黑和30g第二部分水混合，制得混合物N2；c）向混合物N2中以50滴/min的滴加速率逐滴加入混合物N1，制得M2；

C）在搅拌状态下，向20g上述制得的M2中加入2g聚乙二醇和0.2g引气剂，制得M3；

D）将5gM3与1kg水泥、1kg碎石、0.5kg细骨料、0.1kg粉煤灰和0.4kg水混合搅拌，得到桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土A1。

实施例2

A）将10mmol的β-环糊精和50mmol的顺丁烯二酸在5mmol次磷酸钠存在的条件下，置于温度为130℃的条件下搅拌反应2-5h，制得M1；

B）将10g上述制得的M1、10g葡萄糖酸钠和50g第一部分水混合，制得混合物N1；b）将5g麦芽糊精、3g木质素磺酸钙、5g气相法白炭黑和50g第二部分水混合，制得混合物N2；c）向混合物N2中以100滴/min的滴加速率逐滴加入混合物N1，制得M2；

C）在搅拌状态下，向20g上述制得的M2中加入6g聚乙二醇和1g引气剂，制得M3；

D）将50gM3与1kg水泥、1.5kg碎石、1kg细骨料、0.3kg粉煤灰和0.6kg水混合搅拌，得到桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土A2。

实施例3

A）将10mmol的β-环糊精和30mmol的顺丁烯二酸在3mmol六聚偏磷酸钠存在的条件下，置于温度为110℃的条件下搅拌反应3h，制得M1；

B）将10g上述制得的M1、8g葡萄糖酸钠和40g第一部分水混合，制得混合物N1；b）将4g麦芽糊精、2g木质素磺酸钙、4g气相法白炭黑和40g第二部分水混合，制得混合物N2；c）向混合物N2中以80滴/min的滴加速率逐滴加入混合物N1，制得M2；

C）在搅拌状态下，向20g上述制得的M2中加入4g聚乙二醇和0.5g引气剂，制得M3；

D）将30gM3与1kg水泥、1.2kg碎石、0.8kg细骨料、0.2kg粉煤灰和0.5kg水混合搅拌，得到桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土A3。

实施例4

如实施例1的方法制备，不同的是，步骤B）中为将M1、葡萄糖酸钠、麦芽糊精、木质素磺酸钙、气相法白炭黑和水直接一次性混合制备M2，得到桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土A4。

实施例5

如实施例2的方法制备，不同的是，步骤B）中，葡萄糖酸钠的用量为2g，麦芽糊精的用量为2g，气相法白炭黑的用量为1g，得到桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土A5。

对比例1

如实施例1的方法制备，不同的是，不进行制备M1的操作，即省去步骤A），步骤B）中无M1的加入，得到混凝土B1。

对比例2

如实施例2的方法制备，不同的是，步骤B）中无葡萄糖酸钠和气相法白炭黑的加入，得到混凝土B2。

对比例3

如实施例3的方法制备，不同的是，省去步骤C），即直接将M2与水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰和水混合搅拌，得到混凝土B3。

测试数据

上述得到的材料按照GB50080检测其坍落扩展度及其抗离析性能和扩展度（T₅₀₀试验），按照GB/T50081检测其7d和28d的抗压强度，按照GB50204检测其初凝时间和终凝时间，结果如下表所示。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A）将β-环糊精和顺丁烯二酸在催化剂存在的条件下，置于温度为90-130℃的条件下搅拌反应2-5h，制得M1；

B）将上述制得的M1、葡萄糖酸钠、麦芽糊精、木质素磺酸钙、气相法白炭黑和水混合，制得M2；

C）在搅拌状态下，向上述制得的M2中加入聚乙二醇和引气剂，制得M3；

D）将M3与水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰和水混合搅拌，制得桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土；

其中步骤A）中所述催化剂为六聚偏磷酸钠、次磷酸钠、磷酸钠和磷酸镁中的至少一种；

步骤A）中，相对于1mmol的β-环糊精，所述顺丁烯二酸的用量为1-5mmol；

其中步骤B）中的混合过程包括：

a）将上述制得的M1、葡萄糖酸钠和第一部分水混合，制得混合物N1；

b）将麦芽糊精、木质素磺酸钙、气相法白炭黑和第二部分水混合，制得混合物N2；

c）向混合物N2中逐滴加入混合物N1，制得M2；其中，所述水由第一部分水和第二部分水组成；

步骤B）中，相对于10重量份的M1，所述葡萄糖酸钠的用量为5-10重量份，所述第一部分水的用量为30-50重量份，所述麦芽糊精的用量为3-5重量份，所述木质素磺酸钙的用量为1-3重量份，所述气相法白炭黑的用量为3-5重量份，所述第二部分水的用量为30-50重量份；

其中步骤C）中，相对于100重量份的M2，所述聚乙二醇的用量为10-30重量份，所述引气剂的用量为1-5重量份；

其中步骤D）中，相对于100重量份的所述水泥，M3的用量为0.5-5重量份，所述粗骨料的用量为100-150重量份，所述细骨料的用量为50-100重量份，所述粉煤灰的用量为10-30重量份，所述水的用量为40-60重量份；

所述粗骨料为碎石，所述细骨料为中砂，所述水泥为硅酸盐水泥。

2.根据权利要求1所述的桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土的制备方法，其特征在于，步骤c）中的滴加速率为50-100滴/min。

3.一种桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土，其特征在于，所述桥梁工程用快凝快硬无收缩自密实混凝土根据权利要求1-2中任意一项所述的制备方法制得。