CN104402523B - 基于葡萄糖酸钠缓凝剂的超缓凝混凝土凝结时间调控方法 - Google Patents

Abstract

基于葡萄糖酸钠缓凝剂的超缓凝混凝土凝结时间调控方法，包含以下步骤：(1)根据环境温度与凝结时间的关系方程计算确定20℃下的超缓凝混凝土设计初凝时间t₂₀；(2)试配确定20℃下同等级普通混凝土的初凝时间t′₂₀；(3)根据t₂₀和t′₂₀确定缓凝时间Δt₂₀；(4)根据缓凝时间Δt₂₀及20℃下葡萄糖酸钠掺量与缓凝时间的关系方程计算确定缓凝剂掺量x；(5)根据确定的缓凝剂掺量进行试验试配，测定施工环境温度下的实际初凝时间，确定凝结时间偏差值以及验证是否满足施工设计要求。本发明从养护温度及缓凝剂掺量与凝结时间的关系出发，确定超缓凝混凝土的缓凝剂掺量，对科学合理的控制超缓凝混凝土质量提供了支撑。

Description

基于葡萄糖酸钠缓凝剂的超缓凝混凝土凝结时间调控方法

技术领域

本发明涉及混凝土配制技术领域。

背景技术

超缓凝混凝土是建筑材料领域里的一种新品种，是一种能够在较长时间内，通过调整超缓凝剂掺量来调节凝结时间而不致破坏混凝土性能，且其后期强度与普通混凝土无较大差异的新型混凝土，可以弥补传统缓凝混凝土在凝结时间上的局限性，拓宽混凝土的应用领域。目前，超缓凝混凝土主要用于高层建筑和地铁修建过程中的深基坑支护结构，在地铁车站等钻孔咬合桩施工中具有广泛的应用优势。钻孔咬合桩工程要求后续施工的钻孔桩在施钻时，能对前期已浇筑完毕的钻孔桩桩身混凝土进行适量的钻削，相互咬合连成一个整体，而达到挡水止水作用，此时需掺加超缓凝剂延长混凝土的凝结时间至几十小时来达到施工要求。

超缓凝混凝土的缓凝时间的控制对钻孔咬合桩施工质量起着至关重要的作用。养护温度和超缓凝剂掺量是影响混凝土凝结时间的主要因素。温度升高，水泥水化速度加快，凝结时间缩短。混凝土的成熟度是养护时间和养护温度的乘积。不同的缓凝剂掺量对混凝土水化的延缓程度不同，所形成的缓凝能垒也不同。

目前未见报道关于缓凝剂掺量及养护温度与超缓凝混凝土凝结时间的线性关系方程的研究，也没有从基于养护温度和缓凝剂掺量与凝结时间关系方程确定超缓凝剂掺量来调控混凝土凝结时间的报道。日本在超缓凝混凝土领域拥有国际领先水平，其报道超缓凝混凝土可控制缓凝时间为24h～36h。如何调控混凝土的缓凝时间至60h以上来满足施工要求就显得尤为困难。因此，研究养护环境温度及缓凝剂掺量与凝结时间的关系，根据缓凝剂掺量与凝结时间的关系、环境温度及设计凝结时间来确定超缓凝混凝土的缓凝剂掺量，以合理调控超缓凝混凝土凝结时间对科学合理的控制超缓凝混凝土质量具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的不足，提供一种基于葡萄糖酸钠缓凝剂的超缓混凝土凝结时间调控方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的。

基于葡萄糖酸钠缓凝剂的超缓凝混凝土凝结时间调控方法，包含以下步骤：

⑴根据环境温度与凝结时间的关系方程计算确定20℃下的超缓凝混凝土设计初凝时间t₂₀，环境温度在10℃～30℃范围时，初凝时间与环境温度的关系方程为t₂₀＝t_T+1.4(T-20)，其中，t_T为施工环境温度下的初凝时间，t₂₀为20℃标准养护温度下的初凝时间，T为施工环境温度；

⑵试配确定20℃下同等级普通混凝土的初凝时间t′₂₀；

⑶根据t₂₀和t′₂₀确定缓凝时间Δt₂₀，缓凝时间Δt₂₀＝t₂₀-t′₂₀；

⑷根据缓凝时间Δt₂₀及20℃下葡萄糖酸钠掺量与缓凝时间的关系方程计算确定葡萄糖酸钠即缓凝剂的掺量百分数x；养护温度为20℃时，葡萄糖酸钠掺量与缓凝时间的关系方程为Δt₂₀＝70x+670x²；

⑸根据确定的缓凝剂掺量进行试验试配，测定施工环境温度下的实际初凝时间，确定凝结时间偏差值以及验证是否满足施工设计要求，超缓凝混凝土的实测凝结时间与设计凝结时间偏差值应小于5％。

本发明从养护温度及葡萄糖酸钠缓凝剂掺量与凝结时间的关系方程出发，以此确定超缓凝混凝土的葡萄糖酸钠缓凝剂掺量。由于超缓凝混凝土的凝结时间是决定超缓凝混凝土能否满足施工要求的关键性因素，而养护温度及缓凝剂掺量是影响超缓凝混凝土的凝结时间的显著性因素。因此，该方法克服了现有技术存在的不足，通过养护温度及缓凝剂掺量与凝结时间的关系来调控超缓凝混凝土凝结时间，对科学合理的控制超缓凝混凝土质量提供了支撑。

下面结合实施例进一步阐述本发明的内容。

具体实施方式

实施例1

选取某生产搅拌站C20混凝土生产配方，按质量百分数，取碎石45％、人工砂22.1％、山砂9.4％、水泥7.9％、II级粉煤灰4.2％、S75矿渣粉3.8％、水7.9％、萘系高效减水剂0.3％，环境温度为25℃，设计初凝时间为75h，选用葡萄糖酸钠作为缓凝剂。依次按以下顺序确定缓凝剂的掺量：⑴根据环境温度与凝结时间的关系方程t₂₀＝t_T+1.4(T-20)计算确定20℃下的设计初凝时间t₂₀＝t₂₅+1.4(25-20)＝82h；⑵试配确定20℃下C20普通混凝土的初凝时间t′₂₀为10h；⑶根据t₂₀和t′₂₀确定缓凝时间Δt₂₀＝t₂₀-t′₂₀＝82-10＝72h；⑷根据缓凝时间Δt₂₀及20℃下葡萄糖酸钠掺量与缓凝时间的关系方程Δt₂₀＝70x+670x²计算确定缓凝剂掺量，解方程72＝70x+670x²确定缓凝剂掺量为0.280％；⑸根据确定的掺量值进行试验试配，测定环境温度为25℃下的实际初凝时间为72.6h，与设计凝结时间偏差值为2.4h，小于5％，满足施工设计要求超缓凝混凝土的实测凝结时间；⑹根据确定的缓凝剂掺量进行搅拌站生产，抽取20组试样进行监测，生产的混凝土25℃下的初凝时间为72.8h，28d强度为24.6MPa。

实施例2

选取某生产搅拌站C10混凝土生产配方，按质量百分数，取碎石44％、人工砂24.5％、山砂6.1％、水泥10.7％、II级粉煤灰3.6％、S75矿渣粉3.6％、水7.8％、萘系高效减水剂0.3％，环境温度为30℃，设计初凝时间为70h，选用葡萄糖酸钠作为缓凝剂。依次按以下顺序确定缓凝剂的掺量：⑴根据环境温度与凝结时间的关系方程t₂₀＝t_T+1.4(T-20)计算确定20℃下的设计初凝时间t₂₀＝t₃₀+1.4(30-20)＝84h；⑵试配确定20℃下C10普通混凝土的初凝时间t′₂₀为13h；⑶根据t₂₀和t′₂₀确定缓凝时间Δt₂₀＝t₂₀-t′₂₀＝84-13＝71h；⑷根据缓凝时间Δt₂₀及20℃下葡萄糖酸钠掺量与缓凝时间的关系方程Δt₂₀＝70x+670x²计算确定缓凝剂掺量，解方程71＝70x+670x²确定缓凝剂掺量为0.277％；⑸根据确定的掺量值进行试验试配，测定环境温度为30℃下的实际初凝时间为68.5h，与设计凝结时间偏差值为1.5h，小于5％，满足施工设计要求超缓凝混凝土的实测凝结时间；⑹根据确定的缓凝剂掺量进行搅拌站生产，抽取20组试样进行监测，生产的混凝土30℃下的初凝时间为67.8h，28d强度为16.9MPa。

实施例3

选取某生产搅拌站C30混凝土生产配方，按质量百分数，取碎石44％、人工砂24.5％、山砂6.1％、水泥10.7％、II级粉煤灰3.6％、S75矿渣粉3.6％、水7.8％、萘系高效减水剂0.3％，环境温度为10℃，设计初凝时间为70h，选用蔗糖作为缓凝剂。依次按以下顺序确定缓凝剂的掺量：⑴根据环境温度与凝结时间的关系方程t₂₀＝t_T+1.4(T-20)计算确定20℃下的设计初凝时间t₂₀＝t₁₀+1.4(10-20)＝56h；⑵试配确定20℃下C30普通混凝土的初凝时间t′₂₀为6h；⑶根据t₂₀和t′₂₀确定缓凝时间Δt₂₀＝t₂₀-t′₂₀＝56-6＝50h；⑷根据缓凝时间Δt₂₀及20℃下葡萄糖酸钠掺量与缓凝时间的关系方程Δt₂₀＝70x+670x²计算确定缓凝剂掺量，解方程50＝70x+670x²确定缓凝剂掺量为0.226％；⑸根据确定的掺量值进行试验试配，测定环境温度为10℃下的实际初凝时间为66.9h，与设计凝结时间偏差值为3.1h，小于5％，满足施工设计要求超缓凝混凝土的实测凝结时间；⑹根据确定的缓凝剂掺量进行搅拌站生产，抽取20组试样进行监测，生产的混凝土10℃下的初凝时间为67.1h，28d强度为35.6MPa。

Claims (1)

1.基于葡萄糖酸钠缓凝剂的超缓凝混凝土凝结时间调控方法，其特征在于，包含以下步骤：

⑴根据环境温度与凝结时间的关系方程计算确定20℃下的超缓凝混凝土设计初凝时间t₂₀，环境温度在10℃～30℃范围时，初凝时间与环境温度的关系方程为t₂₀＝t_T+1.4(T-20)，其中，t_T为施工环境温度下的初凝时间，t₂₀为20℃标准养护温度下的初凝时间，T为施工环境温度；

⑵试配确定20℃下同等级普通混凝土的初凝时间t′₂₀；

⑶根据t₂₀和t′₂₀确定缓凝时间Δt₂₀，缓凝时间Δt₂₀＝t₂₀-t′₂₀；

⑷根据缓凝时间Δt₂₀及20℃下葡萄糖酸钠掺量与缓凝时间的关系方程计算确定葡萄糖酸钠即缓凝剂的掺量百分数x；养护温度为20℃时，葡萄糖酸钠掺量与缓凝时间的关系方程为Δt₂₀＝70x+670x²；

⑸根据确定的缓凝剂掺量进行试验试配，测定施工环境温度下的实际初凝时间，确定凝结时间偏差值以及验证是否满足施工设计要求，超缓凝混凝土的实测凝结时间与设计凝结时间偏差值应小于5％。