CN101012114A - 一种自密实混凝土专用外加剂 - Google Patents

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Abstract

自密实混凝土专用外加剂，由下列组分的按重量比配制而成：萘磺酸盐甲醛高级缩合物7～16％，铝粉0.01～0.22，硬石膏40～65％，煅烧高龄土10～25％，高龄土10～25％，线型高分子阴离子多聚糖0.02～0.09％，三萜皂甙0.03～0.11％，三聚磷酸钠0.5～1.5％。本发明兼具有改善混凝土的流变性和体积稳定性的多重功能，能够显著提高自密实混凝土的保坍能力，具有微膨胀特性，掺入后不需复配其他材料，能有效改善混凝土的流变性，大幅度地减少泌水、避免离析和分层，5小时流动性基本无损失，而且能在塑性和硬化状态下有效地补偿收缩，提高混凝土的体积稳定性。本发明对钢材无锈蚀作用，特别适合于丝杆拱桥钢管自密实混凝土顶升法施工。

Description

一种自密实混凝土专用外加剂
技术领域
本发明属于一种自密实混凝土专用外加剂。
背景技术
高性能混凝土是当今混凝土发展的主导方向，其中的一个重要内容便是要求新拌混凝土具有高工作性，这种高工作性发展的结果，便产生了免振捣、自密实高性能混凝土(Self-compacting Concrete，简称SCC)。由于SCC毋须振捣即能密实成型，使传统混凝土施工技术产生质的飞跃，不仅适应了当代混凝土工程超大规模化、复杂化的要求，而且为基于耐久性的混凝土结构设计提供了技术保障。就材料而言，由于采用了高性能外加剂和大掺量矿物外掺料，使得低水胶比、低水泥用量的混凝土配制成为可能，从而提高了硬化混凝土的力学性能及耐久性；就设计而言，由于SCC能够在自重作用下自动穿越钢筋密集处并且仍保持混合料的均匀性，为密集配筋结构设计的实现提供了可靠的技术保障；就施工而言，SCC的应用不仅可以缓解熟练工人日益短缺的危机，而且消除了振捣噪音，减弱了工人的劳动强度，避免由于振捣不密实而带来的施工隐患，加快了施工进度，保证了工程质量，提高了文明施工和现代化施工管理水平；就混凝土供应商而言，SCC的应用可以提高泵车的使用效率，减少混合料对于泵车的磨损，提高设备的使用效率。因此，SCC的应用具有广泛的社会效益和经济效益。
对于某些混凝土结构工程，譬如系杆拱桥的钢管混凝土，混凝土只能从钢管的两端采取顶升法施工，随着现代桥梁技术的飞速发展，拱的跨度也越来越大，在灌注过程中，混凝土浇筑时间长，而在整个浇筑过程中混凝土均无法振捣。因此，需要混凝土在整个浇筑过程中的相当长的时间内(5-6h)保持自密实性能。同时，为了保障钢管内混凝土与钢管之间的协同工作能力，需要混凝土与钢管之间具有良好的粘结，且能够完全填充钢管内部。已有的外加剂技术通常只能保障1-2h的自密实性能，且配制的混凝土收缩大，在早期存在沉降收缩，由此可能引发空管；在后期的自干燥收缩可能削弱混凝土与钢管之间的界面粘结。
发明内容
本发明要解决的就是目前丝杆拱桥这一类混凝土结构工程的钢管混凝土在采用顶升法时存在的施工难题，提供一种自密实混凝土专用外加剂，能够显著提高自密实混凝土保持流动性的能力，且在水化硬化的不同阶段产生微膨胀，补偿自密实混凝土的收缩。
本发明采用有机和无机，发气和结晶膨胀相结合的技术途径来综合改善自密实混凝土流变性和体积稳定性，由八大组分组成：组分1，2是高分子材料，组分3，4，5，6，7是无机材料，各组分的具体重量比例如下：
组分1：7～16％        组分2：0.01～0.22％
组分3：40～65％       组分4：10～25％
组分5：10～25％       组分6：0.02～0.09％
组分7：0.03～0.11％   组分8：0.5～1.5％
其中，组份1为萘磺酸盐甲醛高级缩合物，组份2铝粉，组份3为硬石膏，组份4为煅烧高龄土，组份5为高龄土，组份6为线型高分子阴离子多聚糖，组分7为三萜皂甙，组分8是三聚磷酸钠。
组份1为市售萘磺酸盐甲醛高级缩合物，主要控制指标，减水率＞18％(固体掺量为0.5％)，含气量＜3％，Na2SO4＜5％。
组份2为市售超细铝粉，其铝含量＞95％，0.075mm筛筛于不大于4％。
组份3为硬石膏，主要提供SO3，要求所用材料的SO3含量＞50％。
组份4为煅烧高龄土，主要控制其碱含量和Al2O3含量。具体控制指标见表1，工艺过程主要包括破碎、煅烧、保温和粉磨，煅烧温度为650-800℃。
组份4的控制指标    表1
  成份    总碱量   Al2O3     细度
 含量(％)    ≤0.5   ≥25  45um筛余＜5％
组份5为高龄土，主要控制其碱含量和Al2O3含量。具体控制指标同表1，工艺过程主要包括破碎和粉磨工艺过程
组份6为采用发酵工艺生产的线型高分子阴离子多聚糖，分子量在200-500万，其分子结构如下：
组分7以三萜皂甙为主要成分的引气剂，主要控制其三萜皂甙的含量不小于98％。当其掺量为水泥用量的0.5×10-4时，根据GB8076-97《砼外加剂标准》检测砼含气量为3.5％。
组分8是三聚市售三聚磷酸钠，三聚磷酸钠Na5P3O10的含量≥90％。
本发明是专门为系杆拱桥这一类需要具有较长的浇筑时间，较好的体积稳定性以及不能振捣，自密实等要求的结构混凝土所开发的专用外加剂，它兼具有改善混凝土的流变性和体积稳定性的多重功能，能够显著提高自密实混凝土的保坍能力，具有微膨胀特性，掺入后不需复配其他材料，能有效改善混凝土的流变性，大幅度地减少泌水、避免离析和分层，5小时流动性基本无损失，而且能在塑性和硬化状态下有效地补偿收缩，提高混凝土的体积稳定性。浇筑后混凝土饱满密实，对温度适应性强，技术经济效益明显。掺入水泥以后，采用顶升法施工能够有效保障钢管内混凝土在整个浇筑过程中基本无泌水，无收缩，并且具有足够的施工保障时间和适宜的施工温度范围，对钢材无锈蚀作用，特别适合于丝杆拱桥钢管自密实混凝土顶升法施工。
具体实施方式
在以下实施案例中组分1为JM-B萘系减水剂，组分7为SJ-II引气剂
实施实例1
组分1：9.0％      组分2：0.1％
组分3：55％       组分4：17.57％
组分5：17.57％    组分6：0.05％
组分7：0.06％    组分8：0.65％.
将各组分按上述重量比混合在一起即制得本发明。
采用按上述配方制得的本发明配制的混凝土性能为：
混凝土配比(kg/m3)    表2
  水泥(42.5P.O)  粉煤灰(I级) 河砂(Mx＝2.75) 碎石(5-25mm) 水 本发明外加剂
  398  70     701   1011  165   64
混凝土性能    表3
初始坍落度(mm) 5h坍落度(mm) 初始扩展度(mm) 2h扩展度(mm) 密封条件下28d混凝土膨胀(自浇筑成型开始测试，×10-4) 28d抗压强度(MPa)
220 185 600 580 1.52 58.2
实施实例2
组分1：12.6％；    组分2：0.02％
组分3：52.6％；    组分4：16.8％
组分5：16.8％；    组分6：0.03％；
组分7：0.05％；    组分8：1.05％.
将各组分按上述重量比混合在一起即制得本发明。
采用按上述配方制得的本发明配制的混凝土性能为：
混凝土配比(kg/m3)    表4
  水泥(42.5P.O)  粉煤灰(I级) 河砂(Mx＝2.65) 碎石(5-25mm) 水 本发明外加剂
  398   70     700   1045  165    63
混凝土性能    表5
初始坍落度(mm) 5h坍落度(mm) 初始扩展度(mm) 2h扩展度(mm) 密封条件下28d混凝土膨胀(自浇筑成型开始测试，×10-4) 28d抗压强度(MPa)
235 225 630 625 0.58 53.2
实施实例3
组分1：11.0％；    组分2：0.01％
组分3：53.7％；    组分4：17.2％
组分5：17.2％；    组分6：0.05％；
组分7：0.07％；    组分8：0.70％.
将各组分按上述重量比混合在一起即制得本发明。
采用按上述配方制得的本发明配制的混凝土性能为：
混凝土配比(kg/m3)    表6
  水泥(42.5P.O)  粉煤灰(I级) 河砂(Mx＝2.65) 碎石(5-25mm) 水 本发明外加剂
  390   78     730   1015  160    64
混凝土性能    表7
初始坍落度(mm) 5h坍落度(mm) 初始扩展度(mm) 2h扩展度(mm) 密封条件下28d混凝土膨胀(自浇筑成型开始测试，×10-4) 28d抗压强度(MPa)
245 245 650 645 1.98 55.4

Claims (8)

1、一种自密实混凝土专用外加剂，其特征在于由下列组分的按重量比配制而成：
组分1：7～16％         组分2：0.01～0.22％
组分3：40～65％        组分4：10～25％
组分5：10～25％        组分6：0.02～0.09％
组分7：0.03～0.11％    组分8：0.5～1.5％
其中，组份1为萘磺酸盐甲醛高级缩合物，组份2铝粉，组份3为硬石膏，组份4为煅烧高龄土，组份5为高龄土，组份6为线型高分子阴离子多聚糖，组分7为三萜皂甙，组分8是三聚磷酸钠。
2、如权利要求1所述的种自密实混凝土专用外加剂，其特征在于组份1的减水率＞18％，固体掺量为0.5％，含气量＜3％，Na2SO4＜5％。
3、如权利要求1所述的种自密实混凝土专用外加剂，其特征在于组份2为超细铝粉，其中的铝含量＞95％，0.075mm筛筛于不大于4％。
4、如权利要求1所述的种自密实混凝土专用外加剂，其特征在于组份3中SO3含量＞50％。
5、如权利要求1所述的种自密实混凝土专用外加剂，其特征在于组份4及组份5中的总碱量≤0.5，Al2O3≥25，细度用45um筛余＜5％。
6、如权利要求1所述的种自密实混凝土专用外加剂，其特征在于组份6的分子结构如下：
其分子量在200-500万。
7、如权利要求1所述的种自密实混凝土专用外加剂，其特征在于组份7中三萜皂甙的含量不小于98％，其掺量为水泥用量的0.5×10-4时，根据GB8076-97砼外加剂标准检测砼含气量为3.5％。
8、如权利要求1所述的种白密实混凝土专用外加剂，其特征在于组份8中三聚磷酸钠Na5P3O10的含量≥90％。
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