一种防撞栏滑模施工混凝土用助剂及其制备方法与流程

本发明属于混凝土添加剂，具体为一种防撞栏滑模施工混凝土用助剂及其制备方法。

背景技术：

1、滑模施工混凝土用助剂是一种应用于水泥混凝土多功能滑模摊铺机施工使用的特殊混凝土添加剂，主要用于改善滑模施工用混凝土施工性能，提高滑模施工效率，满足滑模施工混凝土浇筑、振捣、抹面一次完成的要求。

2、滑模施工法最早用于高桥墩的施工，由于其节省模板、进度快、操作简单，因而被推广应用于混凝土索塔施工。近年来，随着滑模施工的技术优化和升级，已经广泛应用于大型盖板水沟、超大型水渠、裂缝式排水沟、斜坡式河堤坡面、大坝坡面、堤防加固等工程中。利用滑模技术进行公路砼防撞护栏施工，在我国已被大部分地区使用，但要实现混凝土的快速成型及连续快速施工，对混凝土的配置和施工工艺就有很高的要求。采用滑模摊铺机铺筑防撞护栏的优点是机械化程度高、施工效率高、节省成本，且护栏整体质量高。混凝土护栏具有一定的垂直高度，因此对混凝土工作性要求较高，而且铺筑难度比路缘石、路面等要大得多。但是，目前我国对护栏滑模用混凝土原材料的选配、外加剂的选用、配合比和振捣摊铺工艺等方面的研究还不足。

3、滑模机用混凝土不同于泵送混凝土的指标要求，泵送混凝土要求其流动性好，泵送坍落度一般不低于180mm，具有良好的和易性、保坍性，满足长距离运输并可用混凝土泵通过管道输送。而防撞护栏滑模施工用混凝土要求混凝土坍落度一般为20-60mm，不需要减水和保坍，但是要求混凝土浆体好，松软，保证施工速度达每分钟4m以上，施工完成后的混凝土表观发亮、光滑，不需要人工收面。目前，市场上还没有专门研究滑模施工混凝土用助剂的厂家，现场施工也不加任何添加剂，导致混凝土强度不足、混凝土表面有蜂窝麻面、裂纹、脱皮、缺棱掉角、需要人工进行收面光滑，工作量大，质量参差不齐。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种防撞栏滑模施工混凝土用助剂及其制备方法，该助剂可以改善滑模施工混凝土施工性能及24h强度，提高施工进度和工作效率，实现浇筑、振捣、抹面一次完成。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案来实现：

3、一种防撞栏滑模施工混凝土用助剂，以重量份计包括：流变改进剂200-240份、浆体调节剂10-24份、浆体缓释剂20-30份、触变增强剂0.5-2份、早期硬化剂8-10份、硼砂5-12份、水682-756份；所述流变改进剂包括硫酸锌、硫酸铝、钠基蒙脱石、氢氧化钠、聚羧酸减水剂、水；所述的浆体调节剂包括十三烷基聚氧乙烯醚磷酸酯、十三烷基聚氧乙烯醚、苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯、苯酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀磺酸二钠、磷酸、水；所述的浆体缓释剂为醋酸；所述的触变增强剂为结冷胶和凝结多糖；所述的早期硬化剂为四羟基乙基乙二胺、四亚乙基五胺、二乙二醇丁醚中的一种或几种。

4、本发明的防撞栏滑模施工混凝土用助剂，所述的流变改进剂包括的各组分的重量份数为：硫酸锌48-52份、硫酸铝24-26份、钠基蒙脱石12-16份、氢氧化钠4-6份、聚羧酸减水剂5-10份、水890-907份，其中聚羧酸减水剂，含固量≥26％，减水率≥31％，1h经时坍落度变化量≤40mm。

5、本发明的防撞栏滑模施工混凝土用助剂，所述的浆体调节剂包括的各组分的重量份数为：十三烷基聚氧乙烯醚磷酸酯16-21份、十三烷基聚氧乙烯醚2-4份、苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯12-18份、苯酚聚氧乙烯醚2-4份、脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀磺酸二钠6-9份、磷酸2-4份、水44-60份。

6、本发明的防撞栏滑模施工混凝土用助剂，所述的浆体缓释剂为0.1mol/l的醋酸。

7、本发明的防撞栏滑模施工混凝土用助剂，所述的触变增强剂中结冷胶和凝结多糖的重量比为1:0.2-1。

8、一种防撞栏滑模施工混凝土用助剂的制备方法，包括以下步骤：

9、(1)流变改进剂的制备

10、s1.将硫酸锌和硫酸铝溶于水，形成质量分数8-12％的溶液a；将氢氧化钠溶于水中，形成质量分数10％的溶液b；

11、s2.在转速600r/min条件下，通过蠕动泵将溶液a以3g/min的恒速滴入三口烧瓶中，同时滴入溶液b，使混合溶液的ph稳定在10.0±0.2；滴加完成后，升温至80℃，在转速280r/min条件下继续反应48h，自然冷却至室温得到溶液c；

12、s3.在转速300r/min条件下，将钠基蒙脱石分散于水中，搅拌24h，形成质量分数6％的悬浮液d；然后将溶液c以10g/min的恒速缓慢加入悬浮液d中，搅拌12h，之后将聚羧酸减水剂以0.1g/min的恒速缓慢加入上述溶液，继续搅拌1h得到流变改进剂；

13、(2)浆体调节剂的制备

14、在转速80r/min条件下，将十三烷基聚氧乙烯醚磷酸酯、十三烷基聚氧乙烯醚、苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯、苯酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀磺酸二钠按重量份数混匀，随后缓慢加入磷酸、水，搅拌30min得到浆体调节剂。

15、(3)防撞栏滑模施工混凝土用助剂的制备：

16、常温下，先将水、流变改进剂、浆体缓释剂、早期硬化剂、硼砂投入搅拌池中搅拌至溶解，随后加入触变增强剂，搅拌30min后，继续投入浆体调节剂，搅拌2h后得到防撞栏滑模施工混凝土用助剂。

17、本发明的机理：

18、流变改进剂以硫酸锌、硫酸铝制备了带正电的层状堆积纳米结构，而钠基蒙脱石是由两个共顶连接的硅氧四面体片中间夹一个共边连接的铝氧八面体片的层状硅酸盐矿物，结构中铝对硅和镁的随机取代，使它带负电。因此，带负电的钠基蒙脱石可以进入带正电的层状堆积纳米结构中，而聚羧酸减水剂因其空间位阻效益及尺寸效益无法嵌入带正电的层状堆积纳米结构，只能通过静电作用于层状堆积纳米结构表层。同时，聚羧酸减水剂的引入可以调控层状堆积纳米结构的尺寸，阻止纳米结构的持续堆积，未作用于层状堆积纳米结构表层的聚羧酸减水剂发挥其分散作用，促进水泥颗粒的分散。作用于层状堆积纳米结构表层的减水剂通过静电作用与层状堆积纳米结构紧密结合，共同作用于水泥颗粒；层状堆积纳米结构表面存在大量羟基，对水泥也具有一定的分散性，而带正电荷的层状堆积纳米结构更易吸附于硅酸三钙、硅酸二钙等带负电荷的水泥矿物表面，促进了水泥颗粒的分散，即浆体流动性。嵌入层状结构的钠基蒙脱石通过与聚羧酸减水剂的结合进一步增加了浆体的流动性。

19、此外，钠基蒙脱石的火山灰效应及层状堆积纳米结构可作为c-s-h的成核位点，促进水泥48h内的水化速度。在双电层斥力、正负电荷引力产生的吸附力和范德华力的作用下，水泥和钠基蒙脱石、层状堆积纳米结构更容易相互作用，形成动态可逆的空间网络结构，使防撞栏滑模施工混凝土基体致密性提高，力学性能提升。层状堆积纳米结构具有良好的稳定性，不受温度环境的影响，在混凝土服役期间，能够将外界进入的有害离子，如氯离子、硫酸盐等侵蚀性阴离子插入其层状结构中将其固化，有效提高混凝土的耐久性能。

20、浆体调节剂保证了防撞栏滑模施工混凝土工作性，提高混凝土松软性，促进水泥浆体的纵向分散、增加保水性、包裹性、黏聚性、触变性、提高匀质性。同时可以降低防撞栏滑模施工混凝土的收缩变形，避免混凝土出现开裂现象。

21、浆体缓释剂在混凝土预拌时起到收浆的作用，避免浆体太多阻碍混凝土堆积成型，但在滑模机施工震动作用下可以快速释放出浆体，提高混凝土粘合力。

22、触变增强剂为体系提供较强的触变性，结冷胶是一种高分子线性多糖，在水泥水化放热体系过程中呈透明溶液状，待混凝土水化完成后就形成透明且坚实的凝胶。凝结多糖在水泥水化放热体系过程逐步形成高强度凝胶，而将结冷胶与凝结多糖、硼砂复配使用，可使其凝胶硬度降低而弹性增强，从而提升了防撞栏滑模施工混凝土的力学性能和耐久性能。

23、早期硬化剂可以使防撞栏滑模施工混凝土短期内强度快速增长，保证了混凝土垂直成型，避免缺棱掉角。

24、本发明的有益效果：

25、(1)本发明制备的防撞栏滑模施工混凝土用助剂保证了混凝土滑模施工的护栏光滑度、线性直顺，可以实现防撞栏滑模施工混凝土浇筑、振捣、抹面一次完成，整体性好，外观质量优良。

26、(2)使用本发明制备的防撞栏滑模施工混凝土用助剂可以广泛应用于公路防撞墙、大路肩、小路肩、大型盖板水沟、异形水沟、缝隙式排水沟等滑模施工用混凝土。

27、(3)使用本发明制备的防撞栏滑模施工混凝土用助剂，可在较短时间内完成相关作业内容，并且24h内的混凝土强度可达到设计强度的20％左右，有效提升了工程项目施工速度，保证了工程质量。