CN102875052B

CN102875052B - 一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂

Info

Publication number: CN102875052B
Application number: CN201210410449.6A
Authority: CN
Inventors: 黄靖; 张建业; 黎春海; 张鸿毓; 胡德均; 李斌; 王毅; 张环宇; 李树志; 原衷旭
Original assignee: TIANJIN RESEARCH INSTITUTE OF BUILDING SCIENCE Co Ltd
Current assignee: TIANJIN RESEARCH INSTITUTE OF BUILDING SCIENCE Co Ltd
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2032-10-23
Also published as: CN102875052A

Abstract

本发明公开了一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂，是按质量份数由下述组分组成：28-40%的高性能减水剂、3-10%的早强剂、5-15%的防冻剂、3-7%的起保塑调凝作用的植物纤维类中效减水剂MPA、0.02-0.5%的消泡剂、0.02-0.1%的起引气作用的PC-Ⅱ，余量为水。本发明的产品可用于C35及以上强度等级的混凝土，冬季施工无需热养护，添加量为胶凝材料的1-2%，可使混凝土具有高流态、粘聚性好、保水性好、保坍性好、低温早强、混凝土表观质量好等优点，初始坍落扩展度500mm以上，早期强度增长明显且不影响后期强度发展，提高模板周期，降低混凝土养护成本。

Description

一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂

技术领域

本发明属混凝土外加剂技术领域，涉及一种混凝土外加剂，具体涉及一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂。

背景技术

随着我国社会经济的迅速发展，大量基础设施兴建，大部分工程存在工期紧、任务重的特点，许多工程在冬季仍要继续施工。然而，传统混凝土低温下强度发展缓慢，明显延长了拆模时间，减少了模板周转周期，严重影响了施工进度同时增加了施工成本。如何既保证工期又保证混凝土质量，一直是施工企业关注的问题。目前，混凝土在冬施中普遍会采用热养护，以保证混凝土强度发展，这种施工方法需要消耗大量的能源，施工成本明显增加，同时，施工现场存在安全隐患。对于没有热养护条件的工程，冬季施工难以保证质量。

冬季施工，传统工艺是采用防冻减水剂添加在混凝土中，能提高混凝土早期强度，但早期强度提高幅度不大。在热养护20℃左右时，混凝土3d强度达到设计强度的60-70%；而在环境温度下（无热养护）时，混凝土3d强度达到设计强度的30%左右，7d强度达到设计强度的50%左右，无法满足工程工期与施工质量的要求。

发明内容

本发明的目的是克服冬季施工现有技术存在的不足，即冬季低温负温下采用传统防冻减水剂的混凝土早期强度提高不明显或靠采用热养护以加快工程进度的不足，提供一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂，该剂具有冬季施工免热养护、大幅度提高混凝土早期和后期强度，还可以改善混凝土的工作性、稳定性和耐久性等特点。

本发明的技术方案概述如下：

一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂，按质量份数由下述组分组成：28-40%的高性能减水剂、3-10%的早强剂、5-15%的防冻剂、3-7%的起保塑调凝作用的植物纤维类中效减水剂MPA、0.02-0.5%的消泡剂、0.02-0.1%的起引气作用的PC-Ⅱ，余量为水。

所述高性能减水剂为聚醚聚羧酸高性能减水剂MPC-Ⅱ和聚酯聚羧酸高性能减水剂MPC-Ⅰ按质量比为（6～8）:（2～4）的比例混合而成。

所述早强剂为5～7质量份数的三乙醇胺与3～5质量份数的甲酸钙、乙酸钠或草酸钙中混合而成。

防冻剂为硝酸钙、乙二醇或硫氰酸钠。

消泡剂为磷酸三丁酯、聚氧乙烯醚或聚氧丙烯醚。

本发明的优点：

针对当前混凝土冬季施工中存在的早期强度低、模板周转周期长及混凝土热养护成本高等问题，本发明提供了一种冬季施工混凝土用复合外加剂。可用于C35及以上强度等级的混凝土，冬季施工无需热养护，添加量为胶凝材料的1-2%，可使混凝土具有高流态、粘聚性好、保水性好、保坍性好、低温早强、混凝土表观质量好等优点，初始坍落扩展度500mm以上，早期强度增长明显（3d强度达设计强度70%以上），且不影响后期强度发展，可有效解决冬季施工混凝土初始坍落度不足、坍落度经时损失快以及混凝土早期强度发展缓慢的问题，并且可实现冬季施工无需热养护的目标，提高模板周期，降低混凝土养护成本。

具体实施方式

本发明所使用的聚醚聚羧酸高性能减水剂MPC-Ⅱ、聚酯聚羧酸高性能减水剂MPC-Ⅰ、起保塑调凝作用的植物纤维类中效减水剂MPA和起引气作用的PC-Ⅱ均购于天津建工特材有限公司。

本发明的作用机理是：该种外加剂能实现较低水胶比条件下混凝土的流态化，从而保证了混凝土的施工性，同时显著提高冬季混凝土的早期强度，且不影响混凝土的后期强度及耐久性。聚醚聚羧酸高性能减水剂MPC-Ⅱ由于其长支链提供了较强的空间位阻效应，产生良好的分散性，可以使混凝土具有较高的初始坍落度，同时其短主链的特性又不会妨碍水分子与水泥颗粒的接触，因此对水泥水化不会产生明显的抑制作用；同时数量不多的聚酯聚羧酸高性能减水剂MPC-Ⅰ分子能充分的吸附于部分水泥颗粒表面，改善长支链聚羧酸类减水剂保塑性不足的缺点，使混凝土拌合物1h坍落度几乎不损失，满足施工性的要求；植物纤维类中效减水剂MPA作为调凝保塑剂，所含有的羟基、羧基、游离的亚硫酸基及糖类分子与水泥颗粒发生作用的同时，有效缓解了聚羧酸高性能减水剂（聚醚或聚酯）的敏感性，避免了因计量误差而产生的混凝土质量问题；早强剂能够改变水泥水化溶液中的离子浓度，加快C₃A和C₃S的水化反应，保证混凝土短时间内达到临界抗压强度，使混凝土免受冻害；无机防冻剂的加入降低混凝土内部液体的冰点，混凝土内部液体不会因低温而冻涨；消泡剂的加入，抑制了混凝土搅拌过程中大量气泡的产生，显著改善了混凝土的孔结构，同时改善了混凝土出模后的表观质量；起引气作用的PC-Ⅱ（改性松香热聚物）的加入，可以使混凝土内部产生大量的微小气泡，这些气泡可以改善混凝土塑性阶段拌合物的和易性，提高抗泌水和抗离析性，混凝土硬化后仍保留于混凝土内部，可起到缓和自由水受冻结引起的膨胀应力，从而提高混凝土抗冻融耐久性。

以下结合具体实施例来对本发明做进一步说明，下述各实施例仅用于说明本发明而非对本发明的限制。

实施例1

一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂，按质量份数由下述组分组成：30%的高性能减水剂（其中21%的聚醚类聚羧酸高性能减水剂（MPC-Ⅱ），9%的聚酯类聚羧酸高性能减水剂（MPC-Ⅰ）、8%的早强剂（其中4%的三乙醇胺，4%的甲酸钙）、7%的防冻剂硝酸钙、3%的起保塑调凝作用的植物纤维类中效减水剂MPA、0.05%的消泡剂磷酸三丁酯、0.02%的起引气作用的PC-Ⅱ（改性松香热聚物），余量为水。

混凝土配比（质量比）

编号1

水泥:矿粉(S95):粉煤灰(Ⅱ级):砂子:石子:水:本发明的一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂=350:90:40:720:994:170:9.6

编号2

水泥:矿粉(S95):粉煤灰(Ⅱ级):砂子:石子:水:萘系防冻减水剂=350:90:40:720:994:170:14.4

表1混凝土性能

实施例2

一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂，按质量份数由下述组分组成：35%的高性能减水剂（其中24.5%的聚醚类聚羧酸高性能减水剂（MPC-Ⅱ），10.5%的聚酯类聚羧酸高性能减水剂（MPC-Ⅰ））、10%的早强剂（其中5%的三乙醇胺，5%的乙酸钠）、7%的防冻剂乙二醇、3%的起保塑调凝作用的植物纤维类中效减水剂MPA、0.1%的消泡剂聚氧乙烯醚、0.02%的起引气作用的PC-Ⅱ，余量为水。

混凝土配比

编号3

水泥:矿粉(S95):粉煤灰(Ⅱ级):膨胀剂:砂子:石子:水:本发明的一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂=320:100:40:20:763:997:170:7.2

编号4

水泥:矿粉(S95):粉煤灰(Ⅱ级):膨胀剂:砂子:石子:水:萘系防冻减水剂=320:100:40:20:763:997:170:14.4

表2混凝土性能

实施例3

一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂，按质量份数由下述组分组成：40%的高性能减水剂（其中28%的聚醚类聚羧酸高性能减水剂（MPC-Ⅱ），12%的聚酯类聚羧酸高性能减水剂（MPC-Ⅰ））、10%的早强剂（其中5%的三乙醇胺，5%的草酸钙）、7%的防冻剂硫氰酸钠、3%的起保塑调凝作用的植物纤维类中效减水剂MPA、0.1%的消泡剂聚氧丙烯醚、0.02%的起引气作用的PC-Ⅱ，余量为水。

混凝土配比

编号5

水泥:硅灰:矿粉(S95):粉煤灰(I级):砂子:石子:水∶一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂=340:40:130:80:763:930:150:11.8

编号6

水泥:硅灰:矿粉(S95):粉煤灰(I级):砂子:石子:水:萘系防冻减水剂=340:40:130:80:763:930:150:23.6

表3混凝土性能

实施例4

一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂，按质量份数由下述组分组成：28%的高性能减水剂（其中16.8%聚醚类聚羧酸高性能减水剂（MPC-Ⅱ），11.2%聚酯类聚羧酸高性能减水剂（MPC-Ⅰ））、3%的早强剂（其中2.1%的三乙醇胺和0.9%的草酸钙混合而成）、5%的防冻剂硫氰酸钠、7%的起保塑调凝作用的植物纤维类中效减水剂MPA、0.02%的消泡剂磷酸三丁酯、0.02%的起引气作用的PC-Ⅱ，余量为水。

实施例5

一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂，按质量份数由下述组分组成：30%的高性能减水剂（其中24%聚醚类聚羧酸高性能减水剂（MPC-Ⅱ），6%聚酯类聚羧酸高性能减水剂（MPC-Ⅰ））、5%的早强剂（其中3%的三乙醇胺和2%的乙酸钠混合而成）、7%的防冻剂乙二醇、6%的起保塑调凝作用的植物纤维类中效减水剂MPA、0.05%的消泡剂聚氧丙烯醚、0.05%的起引气作用的PC-Ⅱ，余量为水。

实施例6

一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂，按质量份数由下述组分组成：35%的高性能减水剂（其中28%聚醚类聚羧酸高性能减水剂（MPC-Ⅱ），7%聚酯类聚羧酸高性能减水剂（MPC-Ⅰ））、7%的早强剂（其中3.5%的三乙醇胺和3.5%的乙酸钠混合而成）、10%的防冻剂硝酸钙、5%的起保塑调凝作用的植物纤维类中效减水剂MPA、0.1%的消泡剂磷酸三丁酯、0.08%的起引气作用的PC-Ⅱ，余量为水。

实施例7

一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂，按质量份数由下述组分组成：40%的高性能减水剂（其中24%聚醚类聚羧酸高性能减水剂（MPC-Ⅱ），16%聚酯类聚羧酸高性能减水剂（MPC-Ⅰ））、10%的早强剂（其中5%的三乙醇胺和5%的乙酸钠混合而成）、15%的防冻剂乙二醇、3%的起保塑调凝作用的植物纤维类中效减水剂MPA、0.5%的消泡剂磷酸三丁酯、0.1%的起引气剂作用的PC-Ⅱ，余量为水。

试验证明：实施例4-7在配制时均能达到坍落度220mm以上，扩展度达到550mm以上，且保塑效果均较好，在-15℃～0℃的自然条件下，未进行热养护3d强度均达到设计强度的70%以上，28d强度达到110%以上。

Claims

1.一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂，其特征是按质量份数由下述组分组成：28-40%的高性能减水剂、3-10%的早强剂、5-15%的防冻剂、3-7%的起保塑调凝作用的植物纤维类中效减水剂MPA、0.02-0.5%的消泡剂、0.02-0.1%的起引气作用的PC-Ⅱ，余量为水，所述高性能减水剂为聚醚聚羧酸高性能减水剂MPC-Ⅱ和聚酯聚羧酸高性能减水剂MPC-Ⅰ按质量比为（6～8）:（2～4）的比例混合而成；所述早强剂为5～7质量份数的三乙醇胺与3～5质量份数的甲酸钙、乙酸钠或草酸钙中混合而成。

2.根据权利要求1所述中的一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂，其特征是防冻剂为硝酸钙、乙二醇或硫氰酸钠。

3.根据权利要求1所述中的一种冬季施工免热养护混凝土用复合外加剂，其特征是消泡剂为磷酸三丁酯、聚氧乙烯醚或聚氧丙烯醚。