本發(fā)明屬于建筑材料，具體涉及一種低收縮型超高性能混凝土用外加劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、超高性能混凝土(簡(jiǎn)稱uhpc)具有超高力學(xué)性能和耐久性能，是目前最為先進(jìn)的水泥基復(fù)合材料。相較于傳統(tǒng)混凝土而言，超高性能混凝土通過降低水膠比、提升纖維摻量和配合比中顆粒最緊密堆積實(shí)現(xiàn)超高力學(xué)性能和耐久性，但也存在膠凝材料摻量高、水泥用量大導(dǎo)致超高性能混凝土粘度大、收縮大等問題，從而易引起貫穿性開裂等。因此，如何制備優(yōu)異的外加劑來調(diào)控超高性能混凝土的收縮，同時(shí)達(dá)到不同地材水泥和細(xì)骨料的優(yōu)異適配性是超高性能混凝土材料研發(fā)的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。針對(duì)上述問題，中國(guó)專利申請(qǐng)cn107010860a和c?n113860781a分別公開了用固體廢棄物粉體制備超高性能混凝土外加劑的方法，但制得的外加劑可以取代部分水泥，但是無(wú)法調(diào)控收縮等難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明目的在于提供一種低收縮型超高性能混凝土用外加劑及其制備方法和應(yīng)用。

2、技術(shù)方案：為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

3、一種低收縮型超高性能混凝土用外加劑，包括如下重量份的組分：

4、硅灰15~18份，微珠10~15份，礦粉10~15份，塑性膨脹劑0.3~0.5份，鈣質(zhì)膨脹劑4~6份，鎂質(zhì)膨脹劑4~6份，硬石膏3~5份，吸水樹脂0.1~0.2份，消泡劑0.1~0.2份，減水劑0.5~1份。

5、優(yōu)選的，所述外加劑包括如下重量份的組分：

6、硅灰15份，微珠15份，礦粉10份，硬石膏5份，塑性膨脹劑0.5份，鈣質(zhì)膨脹劑6份，鎂質(zhì)膨脹劑6份，吸水樹脂0?.2份，消泡劑0?.2份，減水劑0?.5份。

7、作為具體實(shí)施方案，所述硅灰的粒徑為0.1～31.3μm，粒徑小于1μm的硅灰占比為33.3～100%，sio2的含量≥95%。

8、作為具體實(shí)施方案，所述微珠中sio2和al2o3含量之和大于85wt%，燒失量≤3%，所述微珠的粒徑為0?.1～98?.1μm。

9、作為具體實(shí)施方案，所述礦粉的比表面積500~700m2/kg。

10、作為具體實(shí)施方案，所述塑性膨脹劑為對(duì)硝基苯重氮氟硼酸鹽和亞氨基二乙腈的混合物，所述混合物中對(duì)硝基苯重氮氟硼酸鹽和亞氨基二乙腈的質(zhì)量比為（2-4）:（6-8）。

11、作為具體實(shí)施方案，所述鈣質(zhì)膨脹劑的制備方法包括如下步驟：

12、石灰石和石膏混合磨成粉，在1100~1300℃條件下煅燒60~120min，再與沸石粉、粉煤灰一起研磨成粉，即得到氧化鈣膨脹劑；所得氧化鈣膨脹劑中游離氧化鈣不低于55%。

13、作為具體實(shí)施方案，所述鎂質(zhì)膨脹劑是以菱鎂礦為原材料，在不同的煅燒溫度和煅燒時(shí)間條件下所生成的不同活性氧化鎂的混合物；所述煅燒溫度為750~850℃，煅燒時(shí)間為120s~300s。

14、作為優(yōu)選方案，所述鎂質(zhì)膨脹劑是以菱鎂礦為原材料，在煅燒溫度750~850℃，煅燒時(shí)間分別為120s、180s和240s所生成的不同活性氧化鎂的混合物；不同活性氧化鎂的質(zhì)量比為mgo120s:?mgo180s:?mgo240s=（2~4）:（2~4）:（3~5）。

15、作為具體實(shí)施方案，所述吸水樹脂選自聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈中的一種或幾種的組合。

16、作為具體實(shí)施方案，所述消泡劑選自聚醚消泡劑、改性脂類消泡劑、高碳醇類化合物中的一種或幾種。

17、作為具體實(shí)施方案，所述減水劑選自減水率為≥30%的聚羧酸減水劑。

18、本發(fā)明還提供了所述低收縮型超高性能混凝土用外加劑的制備方法，包括如下步驟：

19、分別將鈣質(zhì)膨脹劑、鎂質(zhì)膨脹劑煅燒后，得到粉體；

20、將上述粉體、硅灰、微珠、礦粉、塑性膨脹劑、硬石膏、吸水樹脂、消泡劑、減水劑混合，即得到所述低收縮型超高性能混凝土用外加劑。

21、本發(fā)明最后提供了所述的外加劑在制備低收縮型超高性能混凝土中的應(yīng)用。

22、有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)：

23、本發(fā)明采用硅灰、微珠、礦粉、塑性膨脹劑、鈣質(zhì)膨脹劑、鎂質(zhì)膨脹劑、硬石膏、吸水樹脂、消泡劑、減水劑多種原材料來調(diào)控超高性能混凝土的收縮變形，硅灰、微珠的玻璃體具有優(yōu)異的滾珠效應(yīng)，提高工作性能，其特有的火山灰效應(yīng)和微集料效應(yīng)，超細(xì)二氧化硅微粉可填充顆粒間隙，提高密實(shí)度和塑性粘度，降低離析率，生成的產(chǎn)物可降低內(nèi)部孔隙率，增大了混凝土的密實(shí)度和后期強(qiáng)度，礦粉的引入可進(jìn)一步促進(jìn)超高性能混凝土的水化反應(yīng)，提高不同齡期的抗壓強(qiáng)度；塑性膨脹劑、硬石膏、鈣質(zhì)膨脹劑、鎂質(zhì)膨脹劑、吸水樹脂的協(xié)同作用可以在混凝土塑性階段、硬化階段的早中后期，同時(shí)可以減小干燥收縮變形，具體調(diào)控原理為，采用硬石膏和塑性膨脹劑遇水后發(fā)生體積膨脹，兩者的協(xié)同作用可以補(bǔ)償混凝土的塑性階段的收縮，鈣質(zhì)膨脹劑用來補(bǔ)償硬化后1~3d早期收縮，不同活性的鎂質(zhì)膨脹劑用來補(bǔ)償中期和后期收縮，吸水樹脂補(bǔ)償后期干燥收縮。采用消泡劑和聚羧酸減水劑后，可以減少用水量、提升流動(dòng)性能和降低含氣量，有助于提高混凝土的力學(xué)性能和耐久性能。本發(fā)明的低收縮型超高性能混凝土用的外加劑適配性優(yōu)異，一方面可以提升不同齡期的抗壓強(qiáng)度和工作性能，另一方面有效解決了傳統(tǒng)超高性能混凝土膠凝材料摻量和水泥用量高導(dǎo)致的混凝土收縮大易開裂等難題。

技術(shù)特征：

1.一種低收縮型超高性能混凝土用外加劑，其特征在于，包括如下重量份的組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低收縮型超高性能混凝土用外加劑，其特征在于，所述外加劑包括如下重量份的組分：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低收縮型超高性能混凝土用外加劑，其特征在于，所述硅灰的粒徑為0.1～31.3μm，粒徑小于1μm的硅灰占比為33.3～100%，sio2的含量≥95%；所述微珠中sio2和al2o3含量之和大于85wt%，燒失量≤3%，所述微珠的粒徑為0?.1～98?.1μm；所述礦粉的比表面積500~700m2/kg。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低收縮型超高性能混凝土用外加劑，其特征在于，所述塑性膨脹劑為對(duì)硝基苯重氮氟硼酸鹽和亞氨基二乙腈的混合物，所述混合物中對(duì)硝基苯重氮氟硼酸鹽和亞氨基二乙腈的質(zhì)量比為（2-4）:（6-8）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低收縮型超高性能混凝土用外加劑，其特征在于，所述鈣質(zhì)膨脹劑的制備方法包括如下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低收縮型超高性能混凝土用外加劑，其特征在于，所述鎂質(zhì)膨脹劑是以菱鎂礦為原材料，在不同的煅燒溫度和煅燒時(shí)間條件下所生成的不同活性氧化鎂的混合物；所述煅燒溫度為750~850℃，煅燒時(shí)間為120s~300s。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低收縮型超高性能混凝土用外加劑，其特征在于，所述鎂質(zhì)膨脹劑是以菱鎂礦為原材料，在煅燒溫度750~850℃，煅燒時(shí)間分別為120s、180s和240s所生成的不同活性氧化鎂的混合物；不同活性氧化鎂的質(zhì)量比為mgo120s:?mgo180s:?mgo240s=（2~4）:（2~4）:（3~5）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低收縮型超高性能混凝土用外加劑，其特征在于，所述吸水樹脂選自聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈中的一種或幾種的組合；所述消泡劑選自聚醚消泡劑、改性脂類消泡劑、高碳醇類化合物中的一種或幾種；所述減水劑選自減水率≥30%的聚羧酸減水劑。

9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的低收縮型超高性能混凝土用外加劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

10.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的外加劑在制備低收縮型超高性能混凝土中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種低收縮型超高性能混凝土用外加劑及其制備方法和應(yīng)用，所述外加劑包括如下重量份的組分：硅灰15~18份，微珠10~15份，礦粉10~15份，塑性膨脹劑0.3~0.5份，鈣質(zhì)膨脹劑4~6份，鎂質(zhì)膨脹劑4~6份，硬石膏3~5份，吸水樹脂0.1~0.2份，消泡劑0.1~0.2份，減水劑0.5~1份。本發(fā)明的低收縮型超高性能混凝土用的外加劑適配性優(yōu)異，一方面可以提升不同齡期的抗壓強(qiáng)度和工作性能，另一方面有效解決了傳統(tǒng)超高性能混凝土膠凝材料摻量和水泥用量高導(dǎo)致的混凝土收縮大易開裂等難題。

技術(shù)研發(fā)人員：張士山,牟月,尚濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京博坤新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6