CN102276233A - 硫铝酸盐水泥快硬混凝土配制中使用的缓凝剂 - Google Patents

Abstract

一种在硫铝酸盐水泥快硬混凝土配制中使用的缓凝剂。所述配制包括：选择超高强硫铝酸盐水泥；设计配合比并试配混凝土；在搅拌站，按照与水泥的质量比向混凝土中分别添加减水剂和缓凝剂；当混凝土运到施工现场后，按照与水泥的一定质量比再向混凝土中添加早强剂。该缓凝剂用于在搅拌站内人工手动向混凝土中添加，其组分为硼酸，随环境温度匹配的硼酸掺量为水泥质量的0.3-0.6％。由于在硫铝酸盐水泥快硬混凝土的配制过程中，采用分段添加缓凝剂和早强剂的精细控制技术，精确控制混凝土的凝结时间，既能保证商品混凝土生产运输的需要，又能保证施工现场施工操作时间以及最终快速通车的需要。

Description

硫铝酸盐水泥快硬混凝土配制中使用的缓凝剂

技术领域

本发明涉及一种硫铝酸盐水泥快硬混凝土配制中所使用的专用缓凝剂。

背景技术

城市交通是道路交通运输中的重要组成，道路畅通对城市建设和市民的健康出行至关重要。然而，由于上世纪七八十年代对结构耐久性的认识和重视不够，再加上交通负荷压力的日益增大，修建的城市道路桥梁随着服务年限的增长，路面出现了严重的断裂和破碎，如不及时修复，将影响车辆正常行驶，甚至危及行车安全。就北京城区而言，据不完全统计，目前就有100多座立交桥急需维修。但是现代城市交通压力很大，尤其是对于城市主干道枢纽部位，对于道路桥梁的维修要求更高。既要完成维修任务，又不能对城市交通造成较大影响，一般情况下只能在夜间施工或者在很短的时间内完成维修工作。这就要求在施工过程中混凝土材料的浇注、养护和强度增长时间尽可能缩短，尽可能在几个小时时间内就要求达到通车条件。因此，研制一种快速有效的修补工程材料和相应的施工工艺将具有重要的社会意义和实用价值。

长期以来，我国公路部门习惯于采用沥青混凝土对损坏的水泥混凝土路面进行修补。尽管其方法简便，但隐患较多，主要表现为：(1)道路强度不均匀，传荷不一致；(2)使用寿命短；(3)路面平整度差，表面使用功能低；(4)颜色不一致，不美观。改性沥青虽然性能好，但价格较高。另一种传统的修补方法是，将破损的混凝土除掉，新铺上与原设计标号相同或高标号的普通混凝土，但这会带来以下问题：(1)收缩大，易导致新老混凝土拉开；(2)水泥混凝土本身粘度低，与老混凝土结合差；(3)新老混凝土间的界面缺陷易使混凝土开裂；(4)养生期长(一般需要14天)。这给繁忙的交通运输带来极大的不便，经常造成交通堵塞现象。因此，研发一种既能保证路面修补质量，又能缩短修补时间的高效新型水泥混凝土路面修补材料已成了一个刻不容缓的问题。

早在20世纪80年代初期，一些发达国家就开始进行水泥混凝土路面快速开放交通方面的研究，主要通过采用在混凝土中掺加早强型外加剂的办法，以加快混凝土早期强度的发展。一些国家还研制出适用于水泥混凝土道面修补的快硬高早强水泥，如：日本的“一日水泥”、英国的Swiftcrete水泥、德国的Draifach水泥及意大利的Supercement水泥。对破损面的罩面修补，常用材料是沥青混凝土，也有些国家采用钢纤维混凝土或薄层连续钢筋混凝土加铺层。1987年，美国的Lone Star IndustriesResearch Center研制出一种Py rament的复合水泥，4h抗压强度可达18MPa以上，抗弯强度约为3.4MPa，28d抗压强度可到82.8MPa。用其灌注机场跑道6h后，飞机可安全降落，灌注路面4h可承担繁忙交通。美国航空公司曾在1991年海湾战争期间，用Py rament水泥以惊人的速度在沙特修建了一个临时军用机场。

另外一条技术路线是采用早强剂、膨胀剂及聚合物乳液配制复合型水泥混凝土或砂浆。国外这方面的研究和应用早，比较先进的国家是美国、日本、俄罗斯，其中日本发展速度最快。采用聚合物改性的掺有复合外加剂的水泥砂浆配成路面快速修补材料，可做到当天修补当天通车且耐久性好。我国北京市政部门曾采用高效复合早强剂(CNL4)、聚合物胶粘剂(J-6或YJ-9)，共同掺入水泥混凝土和砂浆中配制新型水泥混凝土路面修补材料，作为严重裸石的水泥混凝土路面罩面材料，在北京西二环路上进行了试验性修补，效果较好。此类复合材料用于水泥混凝土路面抢修工程在我国正处于试验阶段，具有较好发展前景。

我国复合外加剂的研究与应用还停留在20世纪90年代以前的水平，在水泥混凝土路面工程中聚合物应用较少。所以应该把重点放在满足路面使用性能要求的水泥混凝土材料上，从提高耐久性出发，而复合外加剂及某些聚合物的掺入，可以改善水泥混凝土或砂浆的抗渗性、抗裂性及抗磨性。因此，我国水泥混凝土路面修补材料的发展趋势，应使用复合外加剂以及聚合物乳液与水泥砂浆相结合，即走复合材料发展的道路。

综上所述，配制修补材料的技术途径目前主要有两种：(1)采用快硬早强型特种水泥；(2)使用早强剂及多种外加剂。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术存在的不足，提出了一种硫铝酸盐水泥快硬混凝土的配制方法，一方面，确定采取的混凝土配制技术是利用硫铝酸盐水泥来配制快硬混凝土，另一方面，由以往的单一控制技术提出一种分段控制技术，即采用分段添加缓凝剂和早强剂的方式，精确控制混凝土的凝结时间，这样既能保证商品混凝土生产运输的需要，又能保证施工现场施工操作时间以及最终快速通车的需要。

本发明要求保护在硫铝酸盐水泥快硬混凝土配制过程中所使用的一种专用缓凝剂。

本发明所述的硫铝酸盐水泥快硬混凝土的配制方法，包括以下步骤：

(1)选择超高强硫铝酸盐水泥；

(2)设计配合比并试配混凝土：硫铝酸盐水泥混凝土的配合比为，水∶水泥∶砂∶石＝1∶2.9～3.2∶3.1～3.4∶6～6.7；在搅拌站内，按照所述配合比试配硫铝酸盐水泥混凝土；

(3)添加减水剂：在搅拌站内，向上述步骤(2)所获得的混凝土中添加减水剂，并混合搅拌均匀；所述减水剂的组分包括萘系高浓减水剂、羧乙基纤维素和引气剂；其中，萘系高浓减水剂的掺量是水泥总质量的0.6-1.0％，羧乙基纤维素的掺量是水泥质量的2.0/万，引气剂的掺量是水泥质量的1.5-2.0/万；

(4)添加缓凝剂：在搅拌站内，向上述步骤(3)所获得的混凝土中人工手动添加缓凝剂，并混合搅拌均匀；所述缓凝剂的组分为硼酸，硼酸随环境温度匹配的掺量范围为水泥质量的0.3-0.6％；

(5)添加早强剂：将上述步骤(4)所获得的混凝土运到现场后，向该混凝土中再添加早强剂，并混合搅拌均匀，配制完成；所述早强剂的组分包括碳酸锂、羧乙基纤维素和偏铝酸盐速凝剂；其中，碳酸锂的掺量是水泥质量的0.08-0.12％，羧乙基纤维素的掺量是水泥质量的2.0/万，偏铝酸盐速凝剂的掺量是水泥质量的0.2-0.4％。

进一步地，所述硼酸随环境温度匹配的掺量范围为：当环境温度分别为5-15℃、15-25℃和≥25℃时，硼酸的掺量分别为水泥质量的0.3-0.4％、0.4-0.5％和0.55-0.6％。

进一步地，所述硼酸随环境温度匹配的掺量范围为：当环境温度分别为5-15℃、15-25℃和≥25℃时，硼酸的掺量分别为水泥质量的0.35％、0.45％和0.55％。

进一步地，当环境温度为15-25℃，所述缓凝剂的掺量为水泥质量的0.5％时，所述早强剂的掺量为水泥质量的0.06％-0.08％。

进一步地，所述超高强硫铝酸盐水泥是采用高品位铝矾土、石灰石、石膏配料，用低灰分和高发热量的烟煤烧制的熟料，再加入15％左右的石膏磨细制成的。

进一步地，所述超高强硫铝酸盐水泥熟料中，无水硫铝酸钙的质量百分比为70-75％，硅酸二钙的质量百分比为20-25％，铁相的质量百分比为5-8％。

进一步地，在步骤(4)中添加缓凝剂后，所述混凝土应该保持至少1.5小时的良好流动性。

进一步地，在步骤(5)中添加早强剂后，所述混凝土应该保持至少30分钟的施工操作性。

具体实施方式

首先，本发明结合实际抢修工程的基本要求，针对采取分段控制技术手段的硫铝酸盐水泥快硬混凝土，确定其性能指标的具体要求为：

1)快硬混凝土从出机到现场，考虑运距、交通堵塞以及现场等待等因素，要求混凝土至少在1.5h内具备良好的流动性(本文中，“h”指“小时”，下同)；

2)混凝土到现场，添加早强剂后，要求混凝土保持至少30min的施工操作性，理想的施工操作时间是30-50min(本文中，“min”指“分钟”，下同)；

3)混凝土到现场，添加早强剂后，要求混凝土的初、终凝时间在60-90min；

4)混凝土到现场，添加早强剂后，要求混凝土2h抗压强度不低于20MPa，2h抗折强度不低于3MPa，3h抗压强度不低于25MPa，3h抗折强度不低于4MPa，满足快速通车、开放交通的要求；

5)混凝土28d抗压强度达到C40混凝土验收标准(本文中，“d”指“天”，下同)；

6)混凝土具备良好的耐久性能。

针对硫铝酸盐水泥快硬混凝土应用于应急抢修工程所要求的特殊性能，对于原材料的选择显得尤其重要。硫铝酸盐水泥快硬混凝土配制的关键材料主要是水泥胶凝材料和外加剂。本发明在优选水泥胶凝材料的基础上，进一步确定适合硫铝酸盐水泥快硬混凝土的缓凝剂和早强剂，在以往研究的基础上，针对不同缓凝剂和早强剂的选择和复配，筛选出一种硫铝酸盐水泥快硬混凝土的专用复配型缓凝剂和专用复配型早强剂。

(1)确定配合比

根据前期技术积累，通过深入分析，申请人认为，硫铝酸盐水泥快硬混凝土的控制要点主要为三个点，分别为凝结时间、早期强度和后期强度。其中，凝结时间控制是保证安全生产、安全运输以及具备施工可操作时间的先决条件，早期强度控制是实现快速开放交通的必要条件，而后期强度是满足结构设计性能要求。上述三点的控制互为关联，互相影响，配比设计必须统筹兼顾。

应急抢修工程的生产实际要求混凝土必须具有快硬早强的特点，而且对于早期强度要求较高，因此本发明优选超高强硫铝酸盐水泥。快硬硫铝酸盐水泥的生产执行《中华人民共和国国家标准硫铝酸盐水泥GB20472-2006》(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会2006-8-25批准并发布2007-02-01实施)。超高强硫铝酸盐水泥是采用高品位铝矾土、石灰石、石膏配料，用低灰分和高发热量的烟煤烧制的熟料，再加入15％左右的石膏磨细制成的。其熟料中的早强快硬矿物无水硫铝酸钙含量在70％左右。在未加石膏之前，熟料本身的3天抗压强度在80MPa以上，加入15％石膏以后，3天抗压强度可达60MPa以上。与普通硫铝酸盐水泥相比，从熟料矿物组成来看，超高强硫铝酸盐水泥熟料中，无水硫铝酸钙70-75％，硅酸二钙20-25％，铁相5％-8％；普通硫铝酸盐水泥熟料中，无水硫铝酸钙50％-55％，硅酸二钙30％-35％，铁相5％-10％。从水泥强度来看，超高强硫铝酸盐水泥熟料的1天抗压强度高于55MPa，3天抗压强度为80-100MPa，而普通硫铝酸盐水泥熟料的1天抗压强度只有30-40MPa，3天抗压强度只有50-60MPa。

根据硫铝酸盐水泥的配合比设计原则，我们设计了不同水泥用量下的配合比，分别观察了混凝土的早期和后期强度，缓凝剂和早强剂掺量相同，环境温度为20℃。试配混凝土配方如表1所示，试配结果如表2所示。

表1  硫铝酸盐水泥混凝土试配配合比(单位：kg/m³)

表1中，W、C、S、G、A分别表示用水量、水泥用量、砂用量、石用量和减水剂用量。

表2  硫铝酸盐水泥混凝土试配结果

从上述试验结果可知，不同配比的混凝土的凝结时间相差不大，2h强度也相差不大，基本满足项目设计目标的2h强度要求，但是胶材较少的混凝土28d后期强度差别较大，难以满足设计强度要求。因此综合考虑凝结时间、早期强度和后期强度指标，我们确定如表3所示的配合比作为试验和工程用基础配合比。

表3  快硬混凝土基础配合比(单位：kg/m³)

表3中就是说，硫铝酸盐水泥混凝土的质量配合比为水∶水泥∶砂∶石＝1∶2.9～3.2∶3.1～3.4∶6～6.7，减水剂用量A是水泥用量C的0.80-1.0％。

(2)筛选缓凝剂

硫铝酸盐水泥性能与硅酸盐水泥性能相比，其主要特点之一就是凝结时间较短，因此缓凝剂对改善硫铝酸盐水泥的性能就显得格外重要。目前用作硅酸盐水泥缓凝剂的通常有如下几类物质：木质磺酸盐及其衍生物、羟基羧酸盐、多羟基碳水化合物和无机化合物等。为此，我们选择了主要的缓凝剂品种分别进行研究，这些品种包括：酒石酸L+、酒石酸、酒石酸DL、硼酸、硼砂、柠檬酸、葡萄糖酸钠等，从中筛选出硫铝酸盐水泥最适宜的缓凝剂品种。

a.缓凝剂1

缓凝剂1的试验结果如表4所示。

表4  缓凝剂1试验结果

掺量为0.3％时放置5min后混凝土流动性增大，7min后达200mm，30min时混凝土无流动性。掺量为0.5％时出机无流动性，放置10min后混凝土流动性达200mm，30min后混凝土发粘，但仍有流动性，1小时后为干料。掺量为0.7％时搅拌150s，出机为干料，放置10min后混凝土流动性达200mm，40min后混凝土发粘，流动性差。由上可以看出，在0.1-0.7％的掺量范围内，缓凝剂1作为缓凝剂不能达到规定时间内保坍的要求，从混凝土综合性能上看缓凝剂1不适宜作为硫铝酸盐水泥快硬混凝土的缓凝剂。

b.缓凝剂2

缓凝剂2的试验结果如表5所示。

表5  缓凝剂2试验结果

掺量为0.1％时放置2min后混凝土无流动性。掺量为0.3％时出机发粘。掺量为0.5％时出机发粘，5min后无流动性由上表可以看出，缓凝剂2不适宜作为硫铝酸盐水泥快硬混凝土的缓凝剂。

C.缓凝剂3

缓凝剂3的试验结果如表6所示。

表6  缓凝剂3试验结果

由上表可以看出，缓凝剂3不适宜作为硫铝酸盐水泥快硬混凝土的缓凝剂。

d.缓凝剂4

缓凝剂4的试验结果如表7所示。

表7  缓凝剂4试验结果

由上表可以看出，缓凝剂4不适宜作为硫铝酸盐水泥快硬混凝土的缓凝剂。

e.缓凝剂5

缓凝剂5的试验结果如表8所示。

表8  缓凝剂5试验结果

掺量为0.3％时混凝土出机发粘。掺量为0.4％时出机流动性小，3min后流动性增大。掺量0.5％和掺量0.6％时混凝土出机流动性差，10min后流动性达200mm，1h后混凝土发粘，流动性差。由上表可以看出，缓凝剂5不适宜作为硫铝酸盐水泥快硬混凝土的缓凝剂。

f.缓凝剂6

缓凝剂6的试验结果如表9所示。

表9  缓凝剂6试验结果

加入缓凝剂6之后能达到试验所需的保坍效果，但是发生了较为严重的泌水现象，对于混凝土的和易性和后期强度有不利影响，故缓凝剂6也不适合作为硫铝酸盐水泥快硬混凝土的缓凝剂。

g.缓凝剂7

缓凝剂7的试验结果如表10所示。

表10  缓凝剂7试验结果

由上表可以看出，缓凝剂7满足试验所需的要求，而且出机混凝土的和易性也满足要求，因此将缓凝剂7作为硫铝酸盐水泥快硬混凝土的专用缓凝剂。

缓凝剂筛选的结果表明，用于混凝土中的缓凝剂品种虽然很多，但是针对快硬硫铝酸盐水泥起到能够很好保坍效果的缓凝剂并不多，即控制快硬硫铝酸盐水泥凝结时间的缓凝剂具有非常强的选择性。有的缓凝剂品种虽然能保持混凝土两个小时的坍落度损失，但是混凝土的工作性较差，不能满足施工需要。通过上述试验和复配，最终得到了一种能保持混凝土在两小时内具有很好的工作性的缓凝剂品种。

本发明所选用的缓凝剂，其主要组分包括：萘系高浓减水剂，硼酸，羧乙基纤维素和引气剂。其中，硼酸是针对硫铝酸盐水泥的主要缓凝功能组分。

本发明所选用缓凝剂的各组分中，萘系高浓减水剂掺量是水泥质量的0.6-1.0％，羧乙基纤维素掺量是水泥质量的2/万，引气剂掺量是水泥质量的2/万，上述三组分掺量基本固定，而硼酸的掺量必须针对不同环境温度匹配不同的硼酸掺量。因此，在搅拌站生产时，硼酸必须单独添加，即在不同温度下选择不同的硼酸掺量，人工手动加入。随温度变化所匹配的具体掺量范围如下表11所示。

表11  硼酸掺量范围(质量百分比)

在确定了用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂品种之后，考虑到混凝土综合耐久性要求，在缓凝剂中添加引气组分，使复配缓凝剂的快硬混凝土除了具有良好的缓凝效果之外，还具备较好的抗冻性能。优质引气剂的掺量在1.5/万，控制新拌快硬混凝土含气量在3％左右。

本发明所用的普通萘系高浓减水剂，其生产执行标准GB8076-2003，其技术指标见表12。

表12  减水剂技术指标

萘系减水剂化学名称为萘磺酸盐甲醛缩合物，是我国目前生产量最大、使用最广的高效减水剂(占减水剂用量的70％以上)，其特点是减水率较高(15％-25％)，对凝结时间影响小，与水泥适应性相对较好，能与其它各种外加剂复合使用，价格也相对便宜。萘系减水剂常被用于配制大流动性、高强、高性能混凝土，能全面提高和改善混凝土的各种性能，可广泛用于公路、桥梁、大坝、港口码头、隧道、电力、水利及工民建工程、蒸养及自然养护预制构件等。单纯掺加萘系减水剂的混凝土坍落度损失较快。萘系高效减水剂根据其产品中Na₂SO₄含量的高低，可分为高浓型产品(Na₂SO₄含量＜3％)和低浓型产品(Na₂SO₄含量＞10％)。

(3)选择早强剂

在确定了混凝土的缓凝剂之后，需要确定与缓凝剂相匹配的早强剂。为此，本发明选择了几种常用混凝土的早强剂，通过试验进行甄选。

选择了混凝土常用的几种早强剂，通过试验选择合适的早强剂品种。试验主要以5-15℃温度段为主。

a.早强剂1

早强剂1的试验结果如表13所示。

表13  早强剂1试验结果

由上表可以看出，早强剂1的终凝时间太长，故不适合于硫铝酸盐水泥混凝土。

b.早强剂2

早强剂2的试验结果如表14所示。

表14  早强剂2试验结果

在相同条件下，早强剂2随着掺量的增加，对混凝土的凝结时间影响不大，早期强度则随着凝结时间的缩短而增加。

c.早强剂3

早强剂3的试验结果如表15所示。

表15  早强剂3试验结果

在相同条件下，早强剂3对于混凝土的凝结时间和早期强度的影响规律基本相同，但是由于其含有有毒成份，因此未被选用。

通过甄选试验，申请人选择了早强剂2作为本发明所用的早强剂。

本发明所选用的早强剂，其主要成分包括：碳酸锂，羧乙基纤维素和偏铝酸盐速凝剂。其中，碳酸锂是针对硫铝酸盐水泥的主要早强功能组分。

本发明所选用的早强剂，其各组分的掺量为：碳酸锂的掺量是水泥总质量的0.08-0.12％，羧乙基纤维素的掺量是水泥总质量的2/万，偏铝酸盐速凝剂的掺量是水泥总质量的0.2-0.4％，上述三组分的掺量基本固定。

为了配合早强剂的使用，使其达到理想的效果，本发明还选择了一种与之相匹配的外加剂，用以改善混凝土加入早强剂后的出机状态。由于在生产过程中为了使混凝土在罐车内搅拌均匀，在加入早强剂的时候会带入一部分水，这部分水会使混凝土的流动性增加，混凝土表面易出现泌水情况，对混凝土的和易性影响很大，温度越低这种现象越明显，为了保证混凝土良好的和易性，就应对混凝土表面进行收水，为此选择了一种特殊外加剂，其性能如下表16所示(缓凝剂掺量相同，早强剂掺量相同的条件下)。

表16  特殊外加剂试验结果

所述特殊外加剂为一种液态混凝土速凝剂，其主要成分为偏铝酸盐。

从表中可以看出，加入这种特殊外加剂后，只改变混凝土的出机状态，对混凝土的凝结时间及强度影响不大，但对混凝土表面收水效果明显。此外，该特殊外加剂在掺量上随着温度及缓凝剂掺量的不同可随机变化，但总掺量必需控制在0.5％以内。

(4)分段添加缓凝剂和早强剂

在确定了混凝土的缓凝剂和早强剂之后，本发明通过分段添加的方式，精确地控制混凝土的缓凝保坍时间和初终凝时间。影响硫铝酸盐水泥快硬混凝土凝结时间的因素主要有缓凝剂掺量、早强剂掺量和环境温度。

由于硫铝酸盐快硬混凝土对于温度具有敏感性，我们将环境温度分为几个温度段(5℃以下，5-15℃、15-25℃、25-35℃)分别对混凝土的凝结时间和强度发展进行研究。研究发现：混凝土的凝结时间主要取决于缓凝剂的掺量，即混凝土的凝结时间随着缓凝剂掺量的增加而延长；而且，早强剂在合理掺量范围对于凝结时间的影响不大。例如，在15-25℃，当缓凝剂的掺量在0.5％时，凝结时间符合工程要求，此时早强剂的掺量为0.06％-0.08％。

对于抢修使用的混凝土，不仅要求快硬，而且要求早强，因为混凝土必须达到一定的力学强度，才能满足工程设计要求，达到快速抢修的目的。对于硫铝酸盐水泥快硬混凝土而言，影响混凝土强度的主要因素为早强剂。

申请人研究发现，在同一温度段内，影响混凝土强度发展的主要是早强剂的掺量，混凝土早期强度(2h，3h，1d，7d)随着早强剂掺量的增加而增加，后期强度(28d，60d)则随着早强剂掺量的增加而有所降低，表明早强剂的掺加是“双刃剑”，在提高快硬混凝土早期强度的同时，对快硬混凝土后期强度的发展同样存在抑制作用。这是由于随着早强剂掺量的增加，虽然促进了混凝土的早期水泥水化过程，造成早期强度发展迅速，但由于前期过多的水泥水化过程，造成了后期的强度发展不足。因此，在满足工程要求的情况下，宜尽量选择较低的早强剂用量，对于混凝土的后期强度发展有利。

在添加工艺上，采取了缓凝剂和减水剂分别添加的工艺方式，方便在不同温度下灵活调节控制这两种外加剂的掺量。减水剂使混凝土出机具有较好的工作性，而缓凝剂则使混凝土在规定时间内保持这种工作性。尤其是，快硬混凝土的凝结时间随温度敏感，需要根据环境气温的变化灵活设计缓凝剂的掺量，因此二者单独掺加更为合理，使快硬混凝土无论是减水率的控制还是凝结时间的控制均能得到保证，不至于互相影响，顾此失彼。生产所用的缓凝剂为水剂，在添加过程中，从配合比中扣除由缓凝剂所引入的这部分水。

早强剂为混凝土到达现场后添加，在不影响和易性和强度的基础上，根据所运方量添加定量的水剂。

可见，本发明所述的硫铝酸盐水泥快硬混凝土的配制方法，一方面利用硫铝酸盐水泥来配制快硬混凝土，另一方面改变以往的单一控制技术而采用一种分段控制技术即分段添加缓凝剂和早强剂，从而能够精确地控制混凝土的凝结时间，这样既能保证商品混凝土生产运输的需要，又能保证施工现场施工操作时间以及最终快速通车的需要。

需要说明的是，本发明所列举的各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值，都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

虽然已经对本发明的优选实施例进行了详细的描述和说明，但是本发明并不局限于此。应当知道，本领域的技术人员可以在不背离本发明的精神和原理的条件下进行多种修改和变化，而不脱离其由权利要求书所限定的本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种硫铝酸盐水泥快硬混凝土配制中使用的缓凝剂，其中，所述硫铝酸盐水泥快硬混凝土的质量配合比为水∶水泥∶砂∶石＝1∶2.9～3.2∶3.1～3.4∶6～6.7，所述水泥为超高强硫铝酸盐水泥；其特征在于：该缓凝剂的组分为硼酸，在搅拌站内向上述混凝土中人工手动添加，所述硼酸随环境温度匹配的掺量范围为所述水泥质量的0.3-0.6％。

2.根据权利要求1所述的缓凝剂，其特征在于：在搅拌站内，向上述混凝土中还添加一种减水剂，并混合搅拌均匀；该减水剂的组分包括萘系高浓减水剂、羧乙基纤维素和引气剂；其中，萘系高浓减水剂的掺量是水泥质量的0.6-1.0％，羧乙基纤维素的掺量是水泥质量的2.0/万，引气剂的掺量是水泥质量的1.5-2.0/万。

3.根据权利要求2所述的缓凝剂，其特征在于：当上述混凝土运到现场后，向其中再添加一种早强剂，并混合搅拌均匀，配制完成；该早强剂的组分包括碳酸锂、羧乙基纤维素和偏铝酸盐速凝剂；其中，碳酸锂的掺量是水泥质量的0.08-0.12％，羧乙基纤维素的掺量是水泥质量的2.0/万，偏铝酸盐速凝剂的掺量是水泥质量的0.2-0.4％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的缓凝剂，其特征在于：所述硼酸随环境温度匹配的掺量范围为：当环境温度分别为5-15℃、15-25℃和≥25℃时，硼酸的掺量分别为水泥质量的0.3-0.4％、0.4-0.5％和0.55-0.6％。

5.根据权利要求4所述的缓凝剂，其特征在于：所述硼酸随环境温度匹配的掺量范围为：当环境温度分别为5-15℃、15-25℃和≥25℃时，硼酸的掺量分别为水泥质量的0.35％、0.45％和0.55％。

6.根据权利要求4所述的缓凝剂，其特征在于：当环境温度为15-25℃，所述缓凝剂的掺量为水泥质量的0.5％时，所述早强剂的掺量为水泥质量的0.06-0.08％。

7.根据权利要求1-3任一项所述的缓凝剂，其特征在于：所述超高强硫铝酸盐水泥是采用高品位铝矾土、石灰石、石膏配料，用低灰分和高发热量的烟煤烧制的熟料，再加入15％左右的石膏磨细制成的。

8.根据权利要求7所述的缓凝剂，其特征在于：所述超高强硫铝酸盐水泥熟料中，无水硫铝酸钙的质量百分比为70-75％，硅酸二钙的质量百分比为20-25％，铁相的质量百分比为5-8％。