CN103833251A

CN103833251A - 一种调节超高强混凝土强度与粘度的无机外加剂

Info

Publication number: CN103833251A
Application number: CN201410071585.6A
Authority: CN
Inventors: 王发洲; 齐广华; 刘效锋; 王方刚; 朱明�
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT; Huaxin Cement Co Ltd
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT; Huaxin Cement Co Ltd
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2034-02-28
Also published as: CN103833251B

Abstract

本发明公开了一种调节超高强混凝土强度与粘度的无机外加剂。其组成按质量百分比为：硅灰5%-10%；矿粉20%-30%；超细粉体60%-75%。超细粉体为I级粉煤灰和微珠的混合物，平均粒径为1-10微米，具有连续级配；粉煤灰:微珠按质量比为1:(0.5～3)；粉煤灰粉末为密实球形颗粒，微珠粉末为密实完美正球形颗粒。使用时将其等质量取代水泥加入到混凝土胶凝材料中，加入量占总胶凝材料质量的10%-20%。本发明使得混凝土级配在微观层面上得到优化，同时带来极好的减水和滚珠润滑效应，混凝土强度提高5-15MPa，粘度降低20%-50%。

Description

一种调节超高强混凝土强度与粘度的无机外加剂

技术领域

本发明属于混凝土外加剂领域，具体涉及一种调节超高强混凝土强度与粘度的无机外加剂。

背景技术

随着人类社会的发展和进步，人类有能力拓展生存的空间。目前，人们正在向高空、地底及海洋进军，现代建筑物越来越高层化、大跨化、轻量化；在海洋深处建造大型结构物，在海面上建造巨大的工作平台；越来越多的跨大江、深谷、海峡的大跨度桥梁和海底隧道在建造。所有这些，都要求混凝土的质量越来越高。为适应这种要求，混凝土科学与工艺水平将不断提高，在许多情况下将使用C100超高强混凝土，甚至更高强度等级的混凝土。

超高强混凝土在获得超高强度是通过极低的单方用水量，一般在150kg以下，导致混凝土拌合物的的粘度极大，造成泵送压力大大超过现有设备所能达到的程度，而且，即使设备达到这样高的工作压力，泵送产量也十分有限，还会造成堵管、爆管等泵送事故。因此超高强高性能混凝土的可泵性问题在我国显得尤为严重。这就使超高强高性能混凝土在现代化高效文明施工面前很难发挥其用武之地。

如何使得提高强度与降低粘度达到平衡。从混凝土拌合物粘度的形成机理来看，固体颗粒本身是不产生粘度的，混凝土拌合物的粘度，取决于颗粒表面的水膜层，而水膜层厚度，又取决于原始的加水量与包裹在凝聚体中的水分，而为提高强度，原始用水量极低的情况下，其降低粘度主要依靠高效减水剂（有机外加剂）的强吸附分散作用和矿物掺合料的减水作用与滚珠效应。获得高强度的方法目前主要采用高效减水剂降低水胶比和超细粉料优化颗粒级配。目前对于高效减水剂降低混凝土粘度，只有提高其掺量，这样一方面会导致成本的提高，另一方面会造成过分缓凝效果，助长坍落度损失，同时还没有研发出降低混凝土粘度的有机降粘剂；矿物掺合料方面虽然出现了混凝土降粘剂，但是效果一般，并不能达到同时提高混凝土强度的效果，而单一掺入粉煤灰虽然能降低粘度，但是对提高超高强混凝土强度不利，因此目前研发出可以提高强度与降低粘度的无机外加剂是一个亟待解决的问题。

发明内容

针对目前超高强混凝土粘度大，不易泵送的问题，本发明提供了一种调节超高强混凝土强度与粘度的无机外加剂，在降低粘度的同时还可以提高强度。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种调节超高强混凝土强度与粘度的无机外加剂，其组成按质量百分比为：

硅灰 5%-10%

矿粉 20%-30%

超细粉体 60%-75%。

按上述方案，所述硅灰的28天活性系数﹥120%，粒径范围0.1-0.5微米，平均粒径为0.15-0.3微米。

按上述方案，所述矿粉的28天活性系数﹥105%，比表面积﹥410m²/kg，粒径范围2-25微米，平均粒径5-15微米。

按上述方案，所述的超细粉体为I级粉煤灰和微珠的混合物，平均粒径为1-10微米，具有连续级配；粉煤灰:微珠按质量比为1:(0.5～3)。

按上述方案，所述的I级粉煤灰28天活性系数﹥75%，比表面积﹥380m²/kg，粒径范围2-20微米，平均粒径5-10微米，粉煤灰粉末为密实球形颗粒。

按上述方案，所述的微珠28天活性系数﹥100%，比表面积﹥3000m²/kg，粒径范围0.1-5微米，平均粒径1-3微米，微珠粉末为密实完美正球形颗粒。

按上述方案，所述的无机外加剂使用时等质量取代水泥加入到混凝土胶凝材料中，加入量占总胶凝材料质量的10%-20%。

本发明超细粉体形状为密实球形颗粒，且具有连续级配，平均粒径为1-10微米，介于水泥与硅灰颗粒之间，微观层面上优化颗粒级配，提高密实度，提高强度，并且球形颗粒具有低的面积体积比，会带来极好的减水和滚珠润滑效应，粘度降低20%-50%。

本发明的无机外加剂具有连续且均匀的颗粒粒径分布，使得混凝土级配在微观层面上得到优化，提高密实度，混凝土强度提高5-15MPa；并且采用的超细粉体大部分是不含多孔状物质的球形颗粒，具有低的面积体积比，会带来极好的减水和滚珠润滑效应，提高水膜层的厚度，降低粘度。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面通过实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅限于下面的实施例。

硅灰：取材28天活性系数126%，粒径范围0.1-0.5微米，平均粒径为0.15-0.3微米。备用。

矿粉：取材28天活性系数110%，比表面积﹥410m²/kg，粒径范围2-25微米，平均粒径5-15微米。备用

I级粉煤灰：取材28天活性系数78%，比表面积﹥380m²/kg，粒径范围2-20微米，平均粒径5-10微米，粉煤灰粉末为密实球形颗粒。备用

微珠：取材28天活性系数110%，比表面积﹥3000m²/kg，粒径范围0.1-5微米，平均粒径1-3微米，微珠粉末为密实完美正球形颗粒。备用。

实施例1

一种调节超高强混凝土强度与粘度的无机外加剂，由以下物质按质量百分比组成：

加入量占总胶凝材料质量的10%。

实施例2

加入量占总胶凝材料质量的10%。

实施例3

加入量占总胶凝材料质量的10%。

实施例4

加入量占总胶凝材料质量的20%。

实施例5

加入量占总胶凝材料质量的20%。

实施例6

加入量占总胶凝材料质量的20%。

采用实施例1-6所得超高强混凝土无机外加剂进行混凝土的强度与粘度对比试验。超高强混凝土的各组分见表1。

表1

实施例1-6所得无机外加剂配制的超高强混凝土的强度与粘度实验结果见表2。其中，混凝土粘度采用T50时间表示。（混凝土成型尺寸为100mm×100mm×100mm，测试结果乘以0.95的换算系数，得出28天抗压强度）。

表2

采用实施例1-6所得超高强混凝土无机外加剂进行砂浆的强度与粘度对比试验。砂浆的各组分见表3。

表3

实施例1-6所得无机外加剂配制的砂浆的强度与粘度实验结果见表4。其中，砂浆粘度采用BROOKFIELD R/S Plus旋转流变仪进行测定。（砂浆28天抗压强度采用国家标准）

表4

Claims

1.一种调节超高强混凝土强度与粘度的无机外加剂，其特征在于组成按质量百分比为：

硅灰 5%-10%

矿粉 20%-30%

超细粉体 60%-75%。

2.如权利要求1所述调节超高强混凝土强度与粘度的无机外加剂，其特征在于所述硅灰的28天活性系数﹥120%，粒径范围0.1-0.5微米，平均粒径为0.15-0.3微米。

3.如权利要求1所述调节超高强混凝土强度与粘度的无机外加剂，其特征在于所述矿粉的28天活性系数﹥105%，比表面积﹥410m²/kg，粒径范围2-25微米，平均粒径5-15微米。

4.如权利要求1所述调节超高强混凝土强度与粘度的无机外加剂，其特征在于所述的超细粉体为I级粉煤灰和微珠的混合物，平均粒径为1-10微米，具有连续级配；粉煤灰:微珠按质量比为1:(0.5～3)。

5.如权利要求4所述调节超高强混凝土强度与粘度的无机外加剂，其特征在于所述的I级粉煤灰28天活性系数﹥75%，比表面积﹥380m²/kg，粒径范围2-20微米，平均粒径5-10微米，粉煤灰粉末为密实球形颗粒。

6.如权利要求4所述调节超高强混凝土强度与粘度的无机外加剂，其特征在于所述的微珠28天活性系数﹥100%，比表面积﹥3000m²/kg，粒径范围0.1-5微米，平均粒径1-3微米，微珠粉末为密实完美正球形颗粒。

7.权利要求1-6任一项所述的调节超高强混凝土强度与粘度的无机外加剂，其特征在于所述的无机外加剂使用时等质量取代水泥加入到混凝土胶凝材料中，加入量占总胶凝材料质量的10%-20%。