CN103265243A

CN103265243A - 自密实、自养护、低热、低收缩、保塑耐久混凝土的制法

Info

Publication number: CN103265243A
Application number: CN2013101987340A
Authority: CN
Inventors: 冯乃谦; 叶浩文; 林仲龙; 令狐延; 杨玮; 孙晖; 覃善总
Original assignee: 冯乃谦; 叶浩文; 林仲龙
Current assignee: Guangzhou Tianda Concrete Co., Ltd.
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2033-05-24
Also published as: CN103265243B

Abstract

本发明涉及一种自密实、自养护、低热、低收缩、保塑耐久混凝土的制法，属于混凝土材料技术领域。首先，将天然沸石超细粉与微珠按配合，得到增稠剂；将增稠剂与高效减水剂复合物得到保塑剂；将天然沸石超细粉与硫铝酸盐膨胀剂混合，制得自养护减缩剂；将水泥、粉煤灰、微珠、硅粉、自养护减缩剂、增稠剂、水、砂和碎石相混合，得到多功能混凝土；在多功能混凝土中加入保塑剂，得到多功能混凝土。本发明混凝土的制法，利用工业废弃物粉体及自行研发的特种外加剂为主要资源，制造多功能混凝土，可广泛应用于建筑工程、土木工程或交通工程等领域，而且使用该多功能混凝土，施工过程方便，易于保证工程质量，施工成本低，节省了能源和资源。

Description

自密实、自养护、低热、低收缩、保塑耐久混凝土的制法

技术領域

本发明涉及一种自密实、自养护、低热、低收缩、保塑耐久混凝土的制法，尤其涉及一种低碳、绿色、环保型的自密实、自养护、低水化放热、低收缩、高保塑性及高耐久性的多功能混凝土的制造方法，属于混凝土材料技术領域。

背景技术

当前高层与超高层建筑不断建造，如广州珠江新城的西塔、东塔工程項目，以及深圳的京基100等工程，对混凝土的性能要求高，如高強度、高耐久性、高施工性能；低发热量、低收缩、低成本；以及自密实、自养护等三高、三低、二自的多功能混凝土技术。以迏到结构断面缩小，承载力高，不开裂，质量好；并能消除施工时噪音，免除人工浇水养护等多种功能，迏到低碳、綠色与环保施工。

发明内容

本发明的目的是提出一种自密实、自养护、低热、低收缩、保塑耐久混凝土的制法，利用国内现有的混凝土原材料，工业废弃物粉体及自行研发的特种外加剂为主要资源，制造多功能混凝土，以供建筑工程、土木工程、交通工程等应用。

本发明提出的自密实、自养护、低热、低收缩、保塑耐久混凝土的制法，包括以下步骤：

（1）将天然沸石超细粉与微珠按1:（0.15－0.2）的质量比均匀配合，得到粉状自密实混凝土用増稠剂；

（2）将步骤（1）得到的増稠剂与高效减水剂复合物相混合，混合的质量比为：増稠剂:高效减水剂复合物=1:(0.3-0.34)，搅拌均勻，凉干，粉碎成粒径10毫米以下的颗粒状材料，得到保塑剂，所述的高效减水剂复合物为聚羧酸高效减水剂与萘系高效减水剂的复合物，复合的质量比为：聚羧酸高效减水剂:萘系高效减水剂=(8-9):(2-1)；

（3）将天然沸石超细粉与硫铝酸盐膨脹剂混合，混合的质量比为：天然沸石超细粉:硫铝酸盐膨脹剂=1:（0.3-0.5），制得自养护减缩剂；

（4）将水泥、粉煤灰、微珠、硅粉、自养护减缩剂、増稠剂、水、砂和碎石相混合，混合的质量比为：水泥:粉煤灰:微珠:硅粉:自养护减缩剂:増稠剂:水:砂:碎石=1:(0.18-1):(0.11-0.25):(0-0.1):(0.05-0.10):(0.05-0.08):(0.25-0.83):(1.4-4.0):(1.5-4.7)，得到多功能混凝土；

（5）在上述步骤（4）多功能混凝土中加入上述步骤（2）制备的保塑剂(LKPA)，加入的保塑剂的质量百分比为：（水泥+粉煤灰+微珠+硅粉）×（1.5－2.0）%，搅拌2－3分钟，得到自密实、自养护、低热、低收缩、保塑耐久混凝土。

上述方法中，所述的自密实混凝土用増稠剂的制造方法，为将天然沸石超细粉与微珠按1:（0.15－0.2）的质量比均匀混合，制备得到粉状的増稠剂。

本发明提出的自密实、自养护、低热、低收缩、保塑耐久混凝土的制法，可以利用国内现有的混凝土作为原材料，并利用工业废弃物粉体及自行研发的特种外加剂为主要资源，制造多功能混凝土。该多功能混凝土可以广泛应用于建筑工程、土木工程或交通工程等领域，而且使用该多功能混凝土，施工过程方便，易于保证工程质量，施工成本低，节省了能源和资源，达到低碳、绿色与环保的要求。

具体实施方式

（1）将天然沸石超细粉与微珠(均为市售品)按1:（0.15－0.2）的质量比均匀配合，得到粉状自密实混凝土用増稠剂；

（2）将步骤（1）得到的増稠剂（BNZ）与高效减水剂复合物相混合，混合的质量比为：増稠剂（BNZ）:高效减水剂复合物=1:(0.3-0.34)，搅拌均勻，凉干，粉碎成粒径10毫米以下的颗粒状材料，得到保塑剂(LKPA)，所述的高效减水剂复合物为聚羧酸高效减水剂(含固量为35%，市售品)与萘系高效减水剂(含固量也为35%，市售品)的复合物，复合的质量比为：聚羧酸高效减水剂:萘系高效减水剂=(8-9):(2-1)；

（3）将天然沸石超细粉与硫铝酸盐膨脹剂混合，混合的质量比为：天然沸石超细粉:硫铝酸盐膨脹剂=1:（0.3-0.5），制得自养护减缩剂(SCA)；将该自养护减缩剂(SCA)掺入混凝土中，混凝土拌合时，能够吸收水分，而在混凝土凝结硬化时，排放水分，供混凝土中水泥水化用水，迏到混凝土自养护的目的。同时在混凝土凝结硬化初期，还产生微膨胀，补偿混凝土早期收缩，因此称为自养减缩剂抑制早期收缩与自收缩；

（5）在上述步骤（4）的多功能混凝土中加入上述步骤（2）制备的保塑剂(LKPA)，加入的保塑剂的质量百分比为：（水泥+粉煤灰+微珠+硅粉）×（1.5－2.0）%，搅拌2－3分钟，得到自密实、自养护、低热、低收缩、保塑耐久混凝土。

上述方法，其中自密实混凝土用的増稠剂（BNZ）的制造方法，为将天然沸石超细粉与微珠按1:（0.15－0.2）的质量比均匀混合，制备得到粉状的増稠剂。

以下介绍本发明方法的实施例

实施例1：配制C30多功能混凝土

（1）将天然沸石超细粉与微珠，均为市售品，按1:0.15的质量比均匀配合，得到粉状自密实混凝土用増稠剂（BNZ）。

（2）将步骤（1）得到的増稠剂（BNZ）与高效减水剂复合物相混合，混合的质量比为：増稠剂（BNZ）:高效减水剂复合物=1:0.31，搅拌均匀，凉干，粉碎成粒径10毫米以下的颗粒状材料，得到保塑剂(LKPA)，其中的减水剂复合物为聚羧酸高效减水剂(含固量为35%，市售品)与萘系高效减水剂(含固量也为35%，市售品)的复合物，复合的质量比为：聚羧酸高效减水剂:萘系高效减水剂=8:2。

（3）将天然沸石超细粉与硫铝酸盐膨脹剂混合，混合的质量比为：天然沸石超细粉:硫铝酸盐膨脹剂=1:0.3，制得自养护减缩剂(SCA)，抑制早期收缩与自收缩；并释放水分，使混凝土自养护。

（4）混凝土的组成为：水泥1分、粉煤灰1分、微珠0.25分、自养护减缩剂0.1分、増稠剂0.07分、水0.83分、砂4.0分和碎石4.7分，复合高效减水剂(KPA)＝（水泥+粉煤灰+微珠）×（1.0）%；将计量的水泥、粉煤灰、微珠、SCA和BNZ，以及计量的砂，倒入強制式搅拌机中,共同搅拌1分钟；再倒入计量的水和复合高效减水剂KPA，共同搅拌1分钟，得到砂浆；然后倒入计量的碎石，以及保塑剂(LKPA)，保塑剂的质量为（水泥+粉煤灰+微珠）X1.2%，搅拌2分钟，得到C30低碳、绿色与环保的多功能混凝土。

实施例1制备的C30多功能混凝土，其性能如表－1及表－2所示。

表-1实施例1配制的混凝土的性能

	坍落度(cm)	扩展度(cm)	倒筒时间(s)	U型仪升高(cm)
					初始	26	72	4	32
1小时后	26	71	4	32
					2小时后	26	72	4	31.5

表-2施例1配制的混凝土在不同龄期的強度(Mpa)

由表－1可见，混凝土在生产完成后2小时，仍有保塑功能和自密实功能；从表－2可见，脫模后用塑料薄膜遮盖，毋需浇水养护的混凝土強度，稍高于浇水养护的混凝土強度。试验测试混凝土的最高温度55－60℃；6小时电通量≤800库仑。

实施例2配制C50的多功能混凝土

本实施例中的BNZ、KPA及SCA的配制方法同实施例1，将水泥1分，粉煤灰0.4分，微珠0.11分,SCA0.07分,BNZ0.07分，水0.5分，砂2.4分，碎石2.8分，KPA为（水泥+粉煤灰+微珠）X1.2%的比例，将计量的水泥、粉煤灰、微珠、BNZ和SCA，以及计量的砂，倒入強制式搅拌机中,共同搅拌1分钟，再倒入计量的水和高效减水剂KPA，共同搅拌1分钟，得到砂浆；然后倒入计量的碎石，以及保塑剂(LKPA)，保塑剂的质量为胶结材（水泥+粉煤灰+微珠）X1.2%，搅拌1分钟，得到C50的低碳、绿色与环保的多功能混凝土。

新拌混凝土的性能及不同龄期混凝土的強度如表-3和表-4所示：

表-3新拌混凝土性能

	坍落度(cm)	扩展度(cm)	倒筒时间(s)	U型仪升高(cm)
					初始	26	72	4	33
1.5h后	27	71	4	32
					3h后	27	72	4	32

表-4不同龄期混凝土強度(Mpa)

掺入1.2%保塑剂的C50多功能混凝土，搅拌后经时3小时，工作性能基本不变；自密实性能和自养护的功能优异。自养护效果优于浇水养护效果。水化热低，收缩值低，耐久性也优异。

实例3配制C80的多功能混凝土

（1）将天然沸石超细粉与微珠，按1:0.20的质量比均匀配合，得到粉状自密实混凝土用増稠剂（BNZ）。

（2）将步骤（1）得到的増稠剂（BNZ）与高效减水剂复合物相混合，混合的质量比为：増稠剂（BNZ）:高效减水剂复合物=1:0.34，搅拌均匀，凉干，粉碎成粒径10毫米以下的颗粒状材料，得到保塑剂(LKPA)，其中的高效减水剂复合物为聚羧酸高效减水剂(含固量为35%)与萘系高效减水剂(含固量也为35%)的复合物，复合的质量比为：聚羧酸高效减水剂:萘系高效减水剂=8:2。

（3）将天然沸石超细粉与硫铝酸盐膨脹剂混合，混合的质量比为：天然沸石超细粉:硫铝酸盐膨脹剂=1:0.3，制得自养护减缩剂(SCA)，抑制早期收缩与自收缩；并释放水分自养护混凝土。

混凝土组成材料的质量比例为：水泥1分，粉煤灰0.5分，微珠0.15分，BNZ 0.08分，SCA 0.06分,水0.5分，砂2.5分，碎石3分；以及高效减水剂KPA=（水泥+粉煤灰+微珠）X1.4%的比例；将计量的水泥、粉煤灰、微珠、BNZ及SCA，以及计量的砂倒入強制式搅拌机中，共同搅拌1分钟，再倒入计量的水和高效减水剂KPA，共同搅拌1分钟，得到砂浆；然后倒入计量的碎石，以及胶结材（水泥+粉煤灰+微珠）1.2%的保塑剂(LKPA)，搅拌1分钟，得到C80的低碳、绿色与环保的多功能混凝土。其性能如表-5、表-6和表-7所示：

表-5新拌混凝土性能

由表-5可見，新拌混凝土的保塑性，保粘性很好；能满足3小时的施工操作及自密实性能。

表-6混凝土自收缩及早期收缩

C80多功能混凝土的自收缩及早期收缩值仅1.0/万左右，为一般C80高性能混凝土的50%左右，故能降低收缩开裂。剪力墙模拟试验的墙面也无收缩开裂现象。

水化热与温升：浇筑入模后，初温28℃，14小时后混凝土开始升温，至28小时，达到温度的峰值70℃；一般生产的C80混凝土的水化热温升达到了82℃-86℃。本发明的混凝土满足了低水化热的要求。

混凝土的強度：

在室外同条件下，自养护与湿养护混凝土的強度如表-7所示：

表-7自养护与湿养护混凝土的強度(Map)

可见本发明自养护混凝土的強度,高于湿养护混凝土的強度。

将本发明的C80低碳、绿色与环保的多功能混凝土，進行快速冻融试验，300次冻融循环后，相对动弹性模量≧90%，56天龄期的6小时电通量<500库仑；按ASTM C1012-95检验抗硫酸盐腐蚀，试件15周龄朗膨脹率<0.4%.耐久性能优异。

实施例4配制C100多功能混凝土

本实施例中的BNZ、KPA及SCA的配制方法同实施例3；混凝土组成材料为水泥1分，粉煤灰0.2分，微珠0.15分，硅粉0.1分BNZ0.05分，SCA0.06分,水0.3分，砂1.5分，碎石1.8分，KPA＝（水泥+粉煤灰+微珠+硅粉）X1.4%；将计量的水泥、粉煤灰、微珠、BNZ、SCA，以及计量的砂倒入強制式搅拌机中，共同搅拌1分钟,再倒入计量的水和高效减水剂KPA，再搅拌1分钟，得到砂浆；然后倒入计量的碎石，以及保塑剂(LKPA)＝胶结材（水泥+粉煤灰+微珠）2.0%，搅拌1分钟，得到C100低碳、绿色与环保的多功能混凝土.性能如表‐8,表‐9及表‐10.

表－8混凝土的坍落度、扩展度、倒筒时间

表-9经时3小时，流过L仪的性能及U型仪上升高度

从初始新拌混凝土各項性能与经时3h的各项性能基本不变；说明保塑3h旳性能优异。施工性能及自密实性优异。

低碳、绿色与环保的多功能C100混凝土旳強度：

通过对混凝土出厂时取样,运输到施工现场时取样，以及经过400m高泵送后取样;分别制作振动成型试件与自密实成型试件，進行自养护及湿养护；结果如表-10所示。

表-10低碳、绿色与环保的多功能C100混凝土旳強度

多功能自密实,自养护混凝土旳強度效果优良.构件脫模后,拿塑料簿膜遮蓋表面即可，不需要浇水养护，节省水资源，节省劳力，施工也文明。

低碳、绿色与环保的多功能C100混凝土旳的耐久性：

28天龄期电通量<500库仑/6h;抗硫酸盐腐蚀试验的膨胀值<0.4%；300次冻融循环后，相对动弹性模量>90%，抗碳化与抗碱骨料反应性能优良，说明本发明的C100多功能混凝土具有优异的耐久性能.

实施例5配制C120多功能混凝土

（1）将天然沸石超细粉与微珠，均为市售品，按1:0.18的质量比均匀配合，得到粉状自密实混凝土用増稠剂（BNZ）。

（2）将步骤（1）得到的増稠剂（BNZ）与高效减水剂复合物相混合，混合的质量比为：増稠剂（BNZ）:高效减水剂复合物=1:0.32，搅拌均匀，凉干，粉碎成粒径10毫米以下的颗粒状材料，得到保塑剂(LKPA)，其中的减水剂复合物为聚羧酸高效减水剂(含固量为35%，)与萘系高效减水剂(含固量也为35%，)的复合物，复合的质量比为：聚羧酸高效减水剂:萘系高效减水剂=9:1。

（3）将天然沸石超细粉与硫铝酸盐膨脹剂混合，混合的质量比为：天然沸石超细粉:硫铝酸盐膨脹剂=1:0.5，制得自养护减缩剂(SCA)

（4）混凝土中组成材料为:水泥1分，粉煤灰0.18分,微珠0.10分,硅粉0.1分BNZ0.05分，SCA0.05分,水0.25分，砂1.4分，碎石1.5分，KPA＝（水泥+粉煤灰+微珠+硅粉）X1.4%；将计量的水泥、粉煤灰、微珠、BNZ、SCA，以及计量的砂倒入強制式搅拌机中,共同搅拌1分钟，再倒入计量的水和高效减水剂KPA，再搅拌1分钟，得到砂浆；然后倒入计量的碎石，以及保塑剂(LKPA)＝（水泥+粉煤灰+微珠+硅粉）×2.0%，搅拌1分钟，得低碳、绿色与环保的多功能C120混凝土.性能如表－11，表－12，表-13。

表－11新拌混凝土性能

表－12流过L仪的性能及U型仪上升高度

表-13硬化混凝土性能

低碳、绿色与环保的C120多功能混凝土的耐久性:28天龄期电通量<300库仑/6h，按ASTM C1202检测硫酸盐中膨胀值<0.2%；300次冻融循环后，相对动弹性模量>98%；抗碳化与抗碱骨料反应性能优良。说明本发明的低碳、绿色与环保C120的多功能混凝土，具有优良的耐久性能。新拌混凝土的保塑性、自密实性及施工性能优异。

Claims

1.一种自密实、自养护、低热、低收缩、保塑耐久混凝土的制法，其特征在该制法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）自密实混凝土用増稠剂的制造方法，为将天然沸石超细粉与微珠按1:（0.15－0.2）的质量比均匀混合，制备得到粉状的増稠剂。