本發(fā)明涉及混凝土，具體地，涉及一種混凝土添加劑及其制備方法和混凝土及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

公知的混凝土構(gòu)件是剛性結(jié)構(gòu)，目前，對公知的混凝土構(gòu)件評判更注重抗壓強度，因此，現(xiàn)有的混凝土構(gòu)件抗壓強度強，但缺乏韌性，抗劈拉強度弱，混凝土構(gòu)件脆性明顯，表面易出現(xiàn)龜裂、破損；主要原因是混凝土凝固后其內(nèi)的毛細孔率較高，粒子握裹力差。這樣的混凝土增加到鋼管混凝土柱中，雖然能夠增強鋼管混凝土的抗壓強度，但是，對鋼管混凝土的抗劈拉強度貢獻較小。這樣，鋼管混凝土構(gòu)件在頻繁或瞬間重壓或沖擊力的作用下，致鋼管內(nèi)部的混凝土出現(xiàn)龜裂、破損，不但減少鋼管混凝土構(gòu)件的使用壽命，破損嚴重時構(gòu)件斷裂，將導(dǎo)致毀滅性事故。

因此，在保證混凝土具有較好抗壓強度的基礎(chǔ)上，提高混凝土的劈裂抗拉強度，降低毛細孔率，提高混凝土的防滲水性能，是亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種混凝土添加劑及其制備方法和混凝土及應(yīng)用，在保證混凝土具有較好抗壓強度的基礎(chǔ)上，提高混凝土的劈裂抗拉強度。同時，本發(fā)明的制備方法簡單，原料易得。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種混凝土添加劑的制備方法，所述制備方法包括將硅酸鹽礦物粒、異煙酸、2,2-聯(lián)吡啶、硫酸和水混合的步驟。

本發(fā)明還提供了一種根據(jù)前文所述的制備方法制備的混凝土添加劑。

不僅如此，本發(fā)明還提供一種混凝土，混凝土的原料包括：水泥、砂、碎石、粉煤灰、水和前文所述的混凝土添加劑。

另外，本發(fā)明還提供一種前文所述的混凝土在鋼管混凝土中的應(yīng)用。

在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明通過控制制備混凝土添加劑的組成：包括硅酸鹽礦物粒、異煙酸、2,2-聯(lián)吡啶、硫酸和水，制備了一種混凝土添加劑。通過硅酸鹽礦物粒、異煙酸、2,2-聯(lián)吡啶、硫酸和水發(fā)生協(xié)同作用，得到的混凝土添加劑不僅能夠提高凝固后混凝土的抗壓強度，同時能夠提高混凝土凝固后的粒子握裹力，提高混凝土的抗劈拉強度，減少凝固后混凝土的毛細孔率，從而提高了凝固后混凝土的防滲性能。本發(fā)明提供的混凝土應(yīng)用到鋼管混凝土中，能夠減少一般鋼管混凝土的脆性破壞，使構(gòu)件的延性性能明顯改善，耗能能力大大提高，具有優(yōu)越的抗震性能。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。

本發(fā)明提供了一種混凝土添加劑的制備方法，所述制備方法包括將硅酸鹽礦物粒、異煙酸、2,2-聯(lián)吡啶、硫酸和水混合的步驟。

在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明通過控制制備混凝土添加劑的原料組成：所述制備方法包括將混凝土添加劑的原料包括：硅酸鹽礦物粒、異煙酸、2,2-聯(lián)吡啶、硫酸和水混合的步驟，制備了一種混凝土添加劑。硅酸鹽礦物粒、異煙酸、2,2-聯(lián)吡啶、硫酸和水發(fā)生協(xié)同作用，得到的混凝土添加劑不僅能夠提高凝固后混凝土的抗壓強度，同時能夠提高混凝土凝固后的粒子握裹力，提高混凝土的抗劈拉強度，減少凝固后混凝土的毛細孔率，從而提高了凝固后混凝土的防滲性能。

在上述技術(shù)方案中，硅酸鹽礦物粒可以有多種選擇，為了使制得的混凝土添加劑彌散性較好，同時與其他組分發(fā)揮更好的協(xié)同作用，優(yōu)選地，硅酸鹽礦物粒為云母、白土、長石和石英中的至少一種。

同時，硅酸鹽礦物粒的粒徑有多種選擇，為了更進一步使制得的混凝土添加劑彌散性較好，同時與其他組分發(fā)揮更好的協(xié)同作用，優(yōu)選地，硅酸鹽礦物粒的粒徑為60目-400目。

在上述技術(shù)方案中，為了提高硅酸鹽礦物粒、異煙酸、2,2-聯(lián)吡啶、硫酸和水發(fā)生協(xié)同作用，使制得的混凝土添加劑提高凝固后混凝土的抗壓強度，同時能夠提高混凝土凝固后的粒子握裹力，以及減少凝固后混凝土的毛細孔率，從而進一步提高凝固后混凝土的防滲性能和抗劈拉強度，優(yōu)選地，以重量份計，相對于1份硅酸鹽礦物粒，異煙酸5-8份，2,2-聯(lián)吡啶3-5份，硫酸10-15份，水20-30份。

在上述技術(shù)方案中，硫酸和水單獨添加，硫酸中所含水的量不計入水的添加量。

在上述技術(shù)方案中，硫酸濃度可在較寬范圍內(nèi)選擇，為了提高硅酸鹽礦物粒、異煙酸、2,2-聯(lián)吡啶、硫酸和水發(fā)生協(xié)同作用，使制得的混凝土添加劑提高凝固后混凝土的抗壓強度，同時能夠提高混凝土凝固后的粒子握裹力，以及減少凝固后混凝土的毛細孔率，從而進一步提高凝固后混凝土的防滲性能和抗劈拉強度，優(yōu)選地，硫酸濃度為3-7mol/l。

在上述具體實施方式中，制備方法中的混合溫度和時間可在較寬范圍內(nèi)選擇，為了使制得的混凝土添加劑提高凝固后混凝土的抗壓強度，同時能夠提高混凝土凝固后的粒子握裹力，以及減少凝固后混凝土的毛細孔率，從而進一步提高凝固后混凝土的防滲性能和抗劈拉強度，另外，節(jié)約生產(chǎn)成本，優(yōu)選地，混合的條件包括：溫度為150-260℃，時間為24-48小時。

同時，本發(fā)明還提供一種前文所述的制備方法制備的混凝土添加劑。該混凝土添加劑不僅能夠提高凝固后混凝土的抗壓強度，同時能夠提高混凝土凝固后的粒子握裹力，以及減少凝固后混凝土的毛細孔率，從而提高了凝固后混凝土的防滲性能和抗劈拉強度。

另外，本發(fā)明還提供一種混凝土，混凝土的原料包括：水泥、砂、碎石、粉煤灰、水和前文所述的混凝土添加劑。

該混凝土不僅具有較好的抗壓強度，同時混凝土凝固后的粒子握裹力較好，以及凝固后混凝土的毛細孔率較低，具有較好的防滲性能和抗劈拉強度。

在該技術(shù)方案中，水泥、砂、碎石、粉煤灰可以在較寬范圍內(nèi)選擇，只要符合混凝土原料使用要求即可。

為了進一步提高混凝土的抗壓強度，提高混凝土凝固后的粒子握裹力，以及降低凝固后混凝土的毛細孔率，提高防滲性能和抗劈拉強度，優(yōu)選地，混凝土的原料包括：以重量份計，水泥100份，砂20-30份，碎石15-25份、粉煤灰10-13份、水80-98份，混凝土添加劑5-10份。

為了提高混凝土原料的結(jié)合能力，增強混凝土添加劑的作用效果，從而在提高混凝土強度的基礎(chǔ)上提高混凝土的抗劈拉強度，同時提高混凝土的防滲能力，優(yōu)選地，混凝土的原料還包括平均粒徑小于20mm、平均孔徑小于3mm的蜂窩石。

在上述具體實施方式中，蜂窩石的添加量可以在較寬范圍內(nèi)添加，為了更進一步提高混凝土原料的結(jié)合能力，增強混凝土添加劑的作用效果，從而在提高混凝土強度的基礎(chǔ)上提高混凝土的抗劈拉強度，同時提高混凝土的防滲能力，優(yōu)選地，相對于添加100重量份的水泥，蜂窩石的添加量為5-8份。

在該具體實施方式中，混凝土的抗壓強度可以具有較寬的范圍，為了在提高混凝土強度的基礎(chǔ)上使混凝土具有較高的抗劈拉強度，優(yōu)選地，抗壓強度≥50mpa，劈裂抗拉強度≥4.8mpa。

另外，本發(fā)明還提供一種前文所述的混凝土作為鋼管混凝土中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的混凝土應(yīng)用到鋼管混凝土中，能夠減少一般鋼管混凝土的脆性破壞，使構(gòu)件的延性性能明顯改善，耗能能力大大提高，具有優(yōu)越的抗震性能。

以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述。

在以下實施例中，混凝土抗壓強度和劈裂抗拉強度參數(shù)按照國家標準gb/t50081-2002檢測而得；滲水壓參數(shù)檢測按照檢測例1進行檢測而得。

硅酸鹽礦物粒選擇云母粒；水泥為425牌號的海螺水泥；砂為中砂；碎石粒徑小于45mm；粉煤灰為ⅱ級粉煤灰；其他原料為市售品。

實施例1

(1)制備混凝土添加劑：以重量份計，云母粒20份(粒徑為60目)1份，異煙酸5份，2,2-聯(lián)吡啶3份，3mol/l的硫酸10份，水20份，加熱混合，混合溫度為150℃，時間為24小時，得到混凝土添加劑；

(2)制備混凝土：以重量份計，將水泥100份，砂20份，碎石15份、粉煤灰10份、水80份、混凝土添加劑5份和蜂窩石(平均粒徑為15mm，平均孔徑3mm)5份相混合，制得混凝土。

按照國家標準gb/t50081-2002制備試樣并檢測抗壓強度和劈裂抗拉強度，按照檢測例1檢測滲水壓，檢測結(jié)果見表1。

實施例2

(1)制備混凝土添加劑：以重量份計，云母粒20份(粒徑為200目)1份，異煙酸8份，2,2-聯(lián)吡啶5份，7mol/l的硫酸15份，水30份，加熱混合，混合溫度為260℃，時間為48小時，得到混凝土添加劑；

(2)制備混凝土：以重量份計，將水泥100份，砂30份，碎石25份、粉煤灰13份、水98份、混凝土添加劑10份和蜂窩石(平均粒徑為15mm，平均孔徑3mm)8份相混合，制得混凝土。

按照國家標準gb/t50081-2002制備試樣并檢測抗壓強度和劈裂抗拉強度，按照檢測例1檢測滲水壓，檢測結(jié)果見表1。

實施例3

(1)制備混凝土添加劑：以重量份計，云母粒20份(粒徑為400目)1份，異煙酸6.5份，2,2-聯(lián)吡啶4份，5.5mol/l的硫酸12.5份，水25份，加熱混合，混合溫度為205℃，時間為36小時，得到混凝土添加劑；

(2)制備混凝土：以重量份計，將水泥100份，砂25份，碎石20份、粉煤灰11.5份、水89份、混凝土添加劑7.5份和蜂窩石(平均粒徑為15mm，平均孔徑3mm)5份相混合，制得混凝土。

按照國家標準gb/t50081-2002制備試樣并檢測抗壓強度和劈裂抗拉強度，按照檢測例1檢測滲水壓，檢測結(jié)果見表1。

實施例4

(1)制備混凝土添加劑：以重量份計，云母粒20份(粒徑為400目)1份，異煙酸6.5份，2,2-聯(lián)吡啶4份，5.5mol/l的硫酸12.5份，水25份，加熱混合，混合溫度為205℃，時間為36小時，得到混凝土添加劑；

(2)制備混凝土：以重量份計，將水泥100份，砂25份，碎石20份、粉煤灰11.5份、水89份、混凝土添加劑7.5份和和蜂窩石(平均粒徑為15mm，平均孔徑3mm)7份相混合，制得混凝土。

按照國家標準gb/t50081-2002制備試樣并檢測抗壓強度和劈裂抗拉強度，按照檢測例1檢測滲水壓，檢測結(jié)果見表1。

對比例1

按照實施例3的方法制得混凝土，不同的是，不添加制備的混凝土添加劑。

對比例2

按照實施例3的方法制得混凝土，不同的是，制備混凝土添加劑的方法中，不添加云母粒。

對比例3

按照實施例3的方法制得混凝土，不同的是，制備混凝土添加劑的方法中，不添加異煙酸。

對比例4

按照實施例3的方法制得混凝土，不同的是，制備混凝土添加劑的方法中，不添加2,2-聯(lián)吡啶。

對比例5

按照實施例3的方法制得混凝土，不同的是，制備混凝土添加劑的方法中，不添加硫酸。

對比例6

按照實施例3的方法制得混凝土，不同的是，制備混凝土添加劑的方法中，不添加水。

檢測例1

按照gb/t8076-2008制備待檢測樣品，將待檢測樣品放入上口直徑為70mm，下口直徑為80mm，高為30mm的截頭圓錐帶底金屬試模成型基準和受檢試件，成型后用塑料布將試件蓋好靜停，脫模后放入20℃水中養(yǎng)護至7d，取出待表面干燥后，用密封材料密封裝入滲透儀中進行滲水壓力檢測，一組用6個試件。

水壓從0.2mpa開始，恒壓2h，增至0.3mpa，以后每隔1h，增加水壓0.1mpa，當六個試件中有三個試件表面呈現(xiàn)滲水現(xiàn)象時，停止試驗，記錄水壓，具體檢測結(jié)果見表1。

表1

以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。