一种超高层泵送混凝土专用高性能外加剂

摘要

本发明公开了一种超高层泵送混凝土专用高性能外加剂，由以下重量配比的原料组成：减水剂20～35重量份；调节剂50～60重量份；保坍剂5～12重量份；缓凝剂100～120重量份；引气剂60～80重量份；消泡剂15～20重量份；流变剂22～30重量份。本发明超高层泵送混凝土专用高性能外加剂中加入了调节剂，可以调节混凝土的状态，改善混凝土和易性，同时使用流变剂来降低减水剂对水的敏感度，保坍型选择具有缓释性能的母液，使混凝土整体保坍性能较好。

权利要求

1.一种超高层泵送混凝土专用高性能外加剂，由以下重量配比的原料组成：减水剂 20～35重量份；

调节剂 50～60重量份；

保坍剂 5～12重量份；

缓凝剂 100～120重量份；

引气剂 60～80重量份；

消泡剂 15～20重量份；

流变剂 22～30重量份；

所述流变剂选自有机硅类流变剂、丙烯酸类流变剂和氟类流变剂中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述调节剂为96616聚羧酸减水剂母液。

2.根据权利要求1所述的超高层泵送混凝土专用高性能外加剂，其特征在于，所述减水剂为亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物。

3.根据权利要求2所述的超高层泵送混凝土专用高性能外加剂，其特征在于，所述调节剂为固含量为40wt%的96616聚羧酸减水剂母液。

4.根据权利要求3所述的超高层泵送混凝土专用高性能外加剂，其特征在于，所述保坍剂按以下方法制备：将分子量为2400的异戊烯基聚氧乙烯醚120.00重量份和水75重量份，放入反应容器中，升温，在50±5℃温度下，搅拌使反应物完全溶解，再向容器中加入聚乙二醇马来酸单酯12重量份，滴加溶有丙烯酸7.2重量份、和甲基丙烯磺酸钠1.0重量份、和22.0重量份丙烯酸羟丙酯、和5wt％过硫酸铵溶液45.0重量份，保持温度在50±5℃，继续反应1小时；冷却后再加入30％氢氧化钠溶液5重量份调节pH＝6.5±0.5，得到保坍剂。

5.根据权利要求4所述的超高层泵送混凝土专用高性能外加剂，其特征在于，所述缓凝剂由以下重量配比的原料组成：碳酸钙粉5重量份、氧化硼68重量份和磷酸锌20重量份。

6.根据权利要求5所述的超高层泵送混凝土专用高性能外加剂，其特征在于，所述引气剂为烷基芳烃磺酸盐类引气剂或脂肪醇硝酸盐类引气剂中的一种。

7.根据权利要求5所述的超高层泵送混凝土专用高性能外加剂，其特征在于，所述烷基芳烃磺酸盐类引气剂为烷基苯磺酸盐引气剂。

8.根据权利要求7所述的超高层泵送混凝土专用高性能外加剂，其特征在于，所述消泡剂选自C7-C22的高碳醇、聚醚类消泡剂和有机硅类消泡剂的一种或两种以上任意比例的混合物。

说明书

一种超高层泵送混凝土专用高性能外加剂

技术领域

[0001] 本发明涉及一种超高层泵送混凝土专用高性能外加剂。

背景技术

[0002] 随着人类社会的发展和进步，现代建筑物越来越高层化、大跨化、轻量化；在海洋深处建造大型结构物，在海面上建造巨大的工作平台；越来越多的跨大江、深谷、海峡的大跨度桥梁和海底隧道在建造。所有这些都要求混凝土的质量越来越高。为适应这种要求，混凝土科学与工艺水平将不断提高，在许多情况下将使用C100 超高强混凝土，甚至更高强度等级的混凝土。

[0003] 超高强混凝土在获得超高强度是通过极低的单方用水量，一般在150kg 以下，导致混凝土拌合物的的粘度极大，造成泵送压力大大超过现有设备所能达到的程度，而且，即使设备达到这样高的工作压力，泵送产量也十分有限，还会造成堵管、爆管等泵送事故。因此超高强高性能混凝土的可泵性问题在我国显得尤为严重。这就使超高强高性能混凝土在现代化高效文明施工面前很难发挥其用武之地。

[0004] 如何使得提高强度与降低粘度达到平衡。从混凝土拌合物粘度的形成机理来看，固体颗粒本身是不产生粘度的，混凝土拌合物的粘度，取决于颗粒表面的水膜层，而水膜层厚度，又取决于原始的加水量与包裹在凝聚体中的水分，而为提高强度，原始用水量极低的情况下，其降低粘度主要依靠高效减水剂（有机外加剂）的强吸附分散作用和矿物掺合料的减水作用与滚珠效应。获得高强度的方法目前主要采用高效减水剂降低水胶比和超细粉料优化颗粒级配。目前对于高效减水剂降低混凝土粘度，只有提高其掺量，这样一方面会导致成本的提高，另一方面会造成过分缓凝效果，助长坍落度损失，同时还没有研发出降低混凝土粘度的有机降粘剂；矿物掺合料方面虽然出现了混凝土降粘剂，但是效果一般，并不能达到同时提高混凝土强度的效果，而单一掺入粉煤灰虽然能降低粘度，但是对提高超高强混凝土强度不利，因此目前研发出可以提高强度与降低粘度的无机外加剂是一个亟待解决的问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种超高层泵送混凝土专用高性能外加剂，以解决技术问题。

[0006] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种超高层泵送混凝土专用高性能外加剂，由以下重量配比的原料组成：

[0007]

[0008] 优选地，所述减水剂为亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物。

[0009] 优选地，所述调节剂为固含量为40wt%的96616聚羧酸减水剂母液。

[0010] 优选地，所述保坍剂按以下方法制备：将分子量为2400的异戊烯基聚氧乙烯醚120.00重量份和水75重量份，放入反应容器中，升温，在50±5℃温度下，搅拌使反应物完全溶解，再向容器中加入聚乙二醇马来酸单酯12重量份，滴加溶有丙烯酸7.2重量份、和甲基丙烯磺酸钠1.0重量份、和22.0重量份丙烯酸羟丙酯、和5wt％过硫酸铵溶液45.0重量份，保持温度在50±5℃，继续反应1小时；冷却后再加入约30％氢氧化钠溶液5重量份调节PH＝
6.5±0.5，得到保坍剂。

[0011] 优选地，所述缓凝剂由以下重量配比的原料组成：碳酸钙粉5重量份、氧化硼68重量份和磷酸锌20重量份。

[0012] 优选地，所述引气剂为烷基芳烃磺酸盐类引气剂或脂肪醇硝酸盐类引气剂中的一种。

[0013] 优选地，所述烷基芳烃磺酸盐类引气剂为烷基苯磺酸盐引气剂；所述脂肪醇硝酸盐类引气剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠，脂肪醇硫酸钠中的一种。

[0014] 优选地，所述消泡剂选自C7-C22的高碳醇、聚醚类消泡剂和有机硅类消泡剂的一种或两种以上任意比例的混合物。

[0015] 优选地，所述流变剂选自有机硅类流变剂、丙烯酸类流变剂和氟类流变剂中的一种或两种以上任意比例的混合物。

[0016] 本发明的有益效果是：

[0017] 超高层泵送混凝土专用高性能外加剂中加入了调节剂，可以调节混凝土的状态，改善混凝土和易性，同时使用流变剂来降低减水剂对水的敏感度，保坍型选择具有缓释性能的母液，使混凝土整体保坍性能较好。该外加剂解决了混凝土高强与黏度之间的矛盾，大流态与离析分层之间的矛盾。使得屈服应力减小到适宜范围，同时又具有足够的塑性黏度，使骨料悬浮于水泥浆中，高层泵送过程中混凝土能均匀分布在泵送管道内部，形成层流，不因离析、分层及泌水导致泵送管道堵塞。

具体实施方式

[0018] 在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

[0019] 以下实施例中的保坍剂按以下方法制备：将分子量为2400的异戊烯基聚氧乙烯醚120.00重量份和水75重量份，放入反应容器中，升温，在50±5℃温度下，搅拌使反应物完全溶解，再向容器中加入聚乙二醇马来酸单酯12重量份，滴加溶有丙烯酸7.2重量份、和甲基丙烯磺酸钠1.0重量份、和22.0重量份丙烯酸羟丙酯、和5wt％过硫酸铵溶液45.0重量份，保持温度在50±5℃，继续反应1小时；冷却后再加入约30％氢氧化钠溶液5重量份调节PH＝
6.5±0.5，得到保坍剂。

[0020] 减水剂为亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物。

[0021] 调节剂为固含量为40wt%的96616聚羧酸减水剂母液。

[0022] 缓凝剂由以下重量配比的原料组成：碳酸钙粉5重量份、氧化硼68重量份和磷酸锌20重量份。

[0023] 实施例1

[0024] 超高层泵送混凝土专用高性能外加剂由以下重量配比的原料组成：

[0025]

[0026] 在本实施例中，引气剂为烷基苯磺酸盐引气剂（具体为烷基苯磺酸钠）；消泡剂为C20的高碳醇；流变剂选自有机硅类流变剂（具体为聚二甲基硅氧烷）。

[0027] 实施例2

[0028] 超高层泵送混凝土专用高性能外加剂由以下重量配比的原料组成：

[0029]

[0030] 在本实施例中，引气剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；消泡剂为聚醚类消泡剂；流变剂为丙烯酸类流变剂。

[0031] 实施例3

[0032] 超高层泵送混凝土专用高性能外加剂由以下重量配比的原料组成：

[0033]

[0034] 在本实施例中，引气剂为脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠；消泡剂为有机硅类消泡剂；流变剂为氟类流变剂。

[0035] 实施例4

[0036] 超高层泵送混凝土专用高性能外加剂由以下重量配比的原料组成：

[0037]

[0038] 引气剂为脂肪醇硫酸钠；消泡剂为C18的高碳醇；流变剂为有机硅类流变剂。

[0039] 实施例5

[0040] 超高层泵送混凝土专用高性能外加剂由以下重量配比的原料组成：

[0041]

[0042] 在本实施例中，引气剂为脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠；消泡剂为有机硅类消泡剂；流变剂为氟类流变剂。

[0043] 对照例，水泥500 kg/m3，砂640 kg/m3，石995 kg/m3，水135 kg/m3，外加剂0。

[0044] 效果例1，水泥450 kg/m3，砂640 kg/m3，石995 kg/m3，水135 kg/m3，实施例1中的外加剂50kg/m3。

[0045] 效果例2，水泥400 kg/m3，砂640 kg/m3，石995 kg/m3，水135 kg/m3，实施例1中的3
外加剂100 kg/m。

[0046] 效果例3，水泥440 kg/m3，砂640 kg/m3，石995 kg/m3，水135 kg/m3，实施例1中的外加剂60 kg/m3。

[0047] 效果例4，水泥430 kg/m3，砂640 kg/m3，石995 kg/m3，水135 kg/m3，实施例1中的3
外加剂70 kg/m。

[0048] 效果例5，水泥420 kg/m3，砂640 kg/m3，石995 kg/m3，水135 kg/m3，实施例1中的外加剂80 kg/m3。

[0049] 效果例1-5所得混凝土的强度与粘度实验结果见表1。其中，混凝土粘度采用T50 时间表示。（混凝土成型尺寸为100mm×100mm×100mm，测试结果乘以0.95 的换算系数，得出28 天抗压强度）。

[0050]

[0051] 上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。