[发明专利]一种高性能混凝土掺合料及其制备方法

说明书

本发明属于混凝土制备技术领域，公开了一种高性能混凝土掺合料及其制备方法，所述高性能混凝土掺合料按照质量份数由石灰石9～15份、高炉水淬矿渣6～10份、高岭土5～6份、脱硫石膏4～5份、氧化铝2～4份、增效剂2～3份、碳粉1～3份、纳米二氧化硅1～2份组成。本发明利用二氧化硅的促分散性、消泡性、流变性等特性对碳粉进行物理，在材料中表现出卓越的促分散、增强、消泡、流变、防流挂等性质，可提高各组分在混凝土中的分散性，降低拌和物的粘度、含气量，从而改善混凝土拌和物工作性能和硬化后力学性能。本发明制备工艺简单，原材料易得，成本低。

技术领域

本发明属于混凝土制备技术领域，尤其涉及一种高性能混凝土掺合料及其制备方法。

背景技术

目前：超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高强度、韧性和耐久性的新型材料，它是通过剔除粗骨料、降低水胶比、高活性掺合料及最紧密堆积而实现材料的超高性能，所以UHPC的配制对原材料要求很高，其中常用掺合料有优质硅灰、矿粉、粉煤灰等，但随着需求量剧增，以上优质材料供不应求且价格持续走高，如果能利用几种廉价材料通过紧密堆积、活化设计制备出能适用于UHPC的掺合料，不仅能缓解优质掺合料资源的不足，还能降低UHPC的制备成本。此外，因超高的胶材用量和超低水胶比设计造成UHPC的拌和物粘度大、气泡不易排出、塑性收缩和后期收缩大，如能通过复合功能组分改善其性能，势必大大提高专用掺合料的优势。但是现有的混凝土掺合料的制备方法复杂，且进行混凝土性能改善的效果较差。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的混凝土掺合料的制备方法复杂，且进行混凝土性能改善的效果较差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高性能混凝土掺合料及其制备方法。

本发明是这样实现的，一种高性能混凝土掺合料的制备方法，所述高性能混凝土掺合料的制备方法包括以下步骤：

步骤一，对石灰石进行处理获取石灰石粉末：将石灰石置于粉碎机中进行粉碎，得到大小均一的石灰石块；将石灰石块置于煅烧炉中并对石灰石块进行高温煅烧，煅烧结束后取出煅烧产物；将煅烧产物置于粉碎机中，对煅烧产物进行粉碎，将粉碎后的煅烧产物进行过筛，对筛下物进行研磨，得到石灰石粉末；

步骤二，进行高岭土的高温煅烧处理：将高岭土置于煅烧炉中，设定煅烧温度为600～700℃、煅烧时间为2～3h，对高岭土进行煅烧，得到煅烧高岭土；将煅烧高岭土置于研磨机中，设定研磨粒径为0.1mm进行研磨，得到粒径≤0.1mm的高岭土粉末；

步骤三，纳米二氧化硅的制备与改性：将表面活性剂和正烷烃混合，加入超纯水进行纳米二氧化硅的制备，将制备得到的纳米二氧化硅进行粉碎得到纳米二氧化硅粉末；将粉碎得到的纳米二氧化硅粉末溶于聚乙二醇中，充分分散得到混合液，将混合液与预先制备的改性剂进行混合后，静置2～4h，完成改性得到改性液；将改性液置于离心机中，设定转速为300～500r/min进行10～20min离心，得到改性纳米二氧化硅，对纳米二氧化硅进行改性，得到改性纳米二氧化硅；

步骤四，对碳粉进行处理得到改性碳粉：将氧化铝置于球磨机中进行球磨，球磨结束后得到氧化铝粉末；将碳粉置于超声预混装置中，继续向超声预混装置中加入氧化铝粉末、改性纳米二氧化硅，选择带电量为-38.8μC/g至-20.7μC/g的碳粉，与氧化铝粉末、改性纳米二氧化硅进行混合；开启超声预混装置进行混合，得到改性碳粉；

步骤五，进行脱硫石膏的处理：将脱硫石膏进行粉碎后与水进行混合，充分搅拌直至混合液中无固态颗粒物，将混合液进行静置，收集下层沉淀；对收集的沉淀物进行烘干，粉碎，得到脱硫石膏细粉；将脱硫石膏细粉复溶于水中，得到脱硫石膏液；