CN104891903A

CN104891903A - 一种超高泵送可调凝砂浆

Info

Publication number: CN104891903A
Application number: CN201510262228.2A
Authority: CN
Inventors: 吴德龙; 陈建大; 沈剑峰; 刘秀红; 孙飞鹏
Original assignee: Shanghai Pulian Ready Mixed Concrete Co Ltd; Shanghai Jiangong Construction Material Co Ltd
Current assignee: Shanghai Pulian Premixed Concrete Co ltd; Shanghai Construction Building Materials Technology Group Co Ltd
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2035-05-21
Also published as: CN104891903B

Abstract

本发明涉及到一种超高泵送可调凝砂浆，满足超高层建筑施工中一次性泵送到300m及以上的性能要求。该超高泵送可调凝砂浆成分及配比如下：成分，单方用量配比（kg/m³）:水泥480~520；矿渣微粉80~100；粉煤灰100~120；天然砂980~1000；外加剂6.6~7.4；拌合水235~245；外加剂为聚羧酸系高性能减水剂，超高泵送砂浆在3小时内砂浆流动度保持在240mm±30mm，初凝时间为5h~9h，终凝时间为6~12h，与对应的混凝土凝结时间相协调，易于400m及以上高度的超高泵送。本发明的超高泵送砂浆在高保坍性能、高流动性能、润滑管壁性能等方面都能够满足600m及以上的超高泵送施工的性能要求。

Description

一种超高泵送可调凝砂浆

技术领域

本发明涉及建筑材料，特别涉及到一种超高泵送可调凝砂浆，满足超高层建筑施工中一次性泵送到300m及以上的性能要求。

背景技术

用于专门设计的超高层建筑，混凝土超高泵送施工前需要有较高的性能要求润滑泵管的砂浆，其中的超高泵送可调凝砂浆的泵送性能、润管性能、强度性能都必须达到较高的要求。因此必须针对具体项目设计出相应的可调凝的润管砂浆。

现有技术条件下，一般性砂浆无法一次性泵送到300m及以上的施工性能要求，特别是超高建筑泵送混凝土前因润滑泵管的砂浆性能问题多，多次因砂浆性能问题出现混凝土泵管堵掉，影响到超高建筑的施工组织和工程质量。正是出于对未来超高层建筑可能的建筑发展需要，迫切地需要一种新型的具有强度和凝结时间与混凝土匹配、泵送性能极好的可调凝砂浆，以在诸如强度等级和泵送性能等各方面满足将来超高层建筑特殊工程的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的砂浆不适用于300m及以上的超高泵送性能要求的难题，特别是不能应用于超高层建筑混凝土泵送用润滑管道的技术难题，提供一种新型的具有超高泵送、可调凝、润滑垂直高度300m以上高度的长距离泵管的砂浆。本发明超高泵送可调凝砂浆要求其在强度、凝结时间和泵送性能方面满足将来超高层建筑特殊工程的使用要求。

为了达到上述发明目的，本发明专利提供的技术方案如下：

一种超高泵送可调凝砂浆，其特征在于，该砂浆中包括有水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、砂、外加剂和水，该砂浆成分及配比如下：

成分单方用量配比（kg/m³）

水泥 480~520

矿渣微粉 80~100

粉煤灰 100~120

细度模数为2.0～2.2的天然砂 980~1000

外加剂 6.6~7.4

拌合水 245~255；

所述的外加剂为聚羧酸系高性能减水剂，超高泵送砂浆的泵送高度大于400m，在3小时内砂浆流动度保持在240 mm±30mm，初凝时间为5h~9h，终凝时间为6 h ~12h，超高泵送砂浆的凝结时间可调整到与后续泵送混凝土的凝结时间相一致，其是通过聚羧酸减水剂中的葡萄糖酸钠、白糖等缓凝组分按混凝土的凝结时间进行不同掺量比例的调整，以保持两种有影响的材料凝结时间一致，当葡萄糖酸钠:白糖=0.5%~1.5%:0.1%~0.8%，则对应的砂浆的初凝时间5h~7h，终凝时间在6h~9h；当葡萄糖酸钠:白糖=1.6%~3.0%:0.9%~1.5%，则对应的砂浆的初凝时间7.1h~9h，终凝时间在9.1h~12h；上述比例为葡萄糖酸钠和白糖分别占聚羧酸系高性能减水剂中的质量百分比。

在本发明超高泵送可调凝砂浆中，所述天然细砂的细度模数为2.0~2.2，粒径在5mm以上颗粒含量不超过0.2%，含泥量不超过0.8%，表观密度不小于2560 kg/m³。

在本发明超高泵送可调凝砂浆中，所述的聚羧酸系高性能减水剂，减水率在25%~30%，对砂浆的保坍时间至少为3小时，可根据混凝土的凝结时间进行调整砂浆的凝结时间，该外加剂来自于上海麦斯特建工高科技建筑化工有限公司配制的RHEOPLUS 325（简称RP325）。

在本发明超高泵送可调凝砂浆中，所述的矿渣微粉等级为S95，流动度比不小于105%，28d活性不低于100%。

在本发明超高泵送可调凝砂浆中，所述的水泥为强度等级为P.O42.5的硅酸盐水泥，28d胶砂抗压强度不小于48MPa，水泥的标准稠度用水量不大于27%，水泥中铝酸三钙C₃A矿物组分含量不超过7.0%，水泥的比表面积不大于380m²/kg。

在本发明超高泵送可调凝砂浆中，所述的粉煤灰为II级高钙灰，表观密度不超过2.35×10³kg/m³，烧失量不大于1.5%，需水量比不超过100%。

基于上述技术方案，本发明的超高泵送可调凝砂浆经过实践应用取得了如下技术效果：

1.本发明专利的超高泵送可调凝砂浆在强度65MPa、初凝时间在5h~9h、终凝时间为6 h~12h、砂浆流动度保持在240 mm±30mm和超高层泵送性等四种性能方面都达到了超高层建筑工程的要求，并且超高泵送可调凝砂浆的保坍性达3小时，且砂浆流动度保持在240 mm±30mm，易于400m及以上高度的超高建筑的砂浆泵送性能要求。

2．本发明专利的超高泵送可调凝砂浆中原材料的质量和储量以及实时质量和控制是超高泵送可调凝砂浆具有良好质量的保证之一，其中的水泥、粉煤灰、矿粉等粉料的质量稳定性检测以及骨料和外加剂的质量指标检测能够满足砂浆质量稳定性要求。

具体实施方式

下面我们结合具体的实施例来对本发明的超高泵送可调凝砂浆做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地理解其结构配合和功能特点，但不能以此来限制其保护范围。

本发明是一种超高泵送可调凝砂浆，该砂浆中组分包括有水泥、矿渣微粉、粉煤灰、天然砂、外加剂和拌合水。

其中的一组最重要的成分组成及配比如下：

成分单方用量配比（kg/m³）

水泥 480~520

矿渣微粉 80~100

粉煤灰 100~120

细度模数为2.0～2.2的天然砂 980~1000

外加剂 6.6~7.4

拌合水 245~255；

该超高泵送砂浆的泵送高度大于400m，在3小时内砂浆流动度保持在240 mm±30mm，初凝时间为5h~9h，终凝时间为6 h~12h。

超高泵送砂浆的凝结时间可调整，以使其与后续泵送的混凝土凝结时间相一致，其是通过聚羧酸减水剂中的缓凝组分中葡萄糖酸钠和白糖不同掺量比例来调整凝结时间的。通过按混凝土的凝结时间不同进行不同掺量比例的调整，以保持两种有影响的材料凝结时间一致，具体来说，当葡萄糖酸钠:白糖 =0.5%~1.5%:0.1%~0.8%，则对应的砂浆的初凝时间为5h~7h，终凝时间为6h~9h；

当葡萄糖酸钠:白糖=1.6%~3.0%:0.9%~1.5%，则对应的砂浆的初凝时间7.1h~9h，终凝时间在9.1h~12h；上述比例为葡萄糖酸钠和白糖分别占聚羧酸系减水剂中的质量百分比。

上述的水泥使用硅酸盐水泥P.O42.5，要求水泥的质量符合现行的国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）。

上述的矿渣微粉即粒化高炉矿渣粉，是粒化高炉矿渣经干燥、粉磨（或添加少量石膏一起粉磨）达到相当细度且符合相应活性指数的粉体。其中的粒化高炉矿渣粉为S95级矿粉，其质量符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB／T18046）。磨细矿渣的火山灰效应高，因此能改善砂浆硬化后的孔结构和强度。又由于矿渣细度较高、表面能高，会迅速吸附在水泥颗粒表面，使得本来可能形成的水泥絮凝结构无法形成，起到了类似减水剂的作用，在用水量相同的情况下能显著提高砂浆拌和物的流动速度，改善其流变性能，且对改善砂浆的早期孔结构有一定作用，有利于硬化砂浆的耐久性。

本发明的超高泵送可调凝砂浆中的粉煤灰作为一种工业废料，经过电厂废料的风选所得。粉煤灰是砂浆的活性掺合料，具有“活性效应”、“界面效应”、“微填充效应”和“减水效应”。在砂浆中，预想充分发挥上述效应，一是要求活性掺合料的颗粒与水泥颗粒在微观上应形成级配体系；二是球形玻璃体含量要求高，因为含球形玻璃体高的掺合料的减水效应显著，需水量可大大降低，同时需考虑减水剂和粉煤灰的双重减水偶合作用。根据超高层建筑工程对超高泵送砂的粘度、可施工性等要求，选择性能优异的II级高钙灰，表观密度不超过2.35×10³kg/m³，烧失量不大于1.5%，需水量比不超过100%。

本发明超高泵送可调凝砂浆中的细骨料采用天然细砂，细度模数为2.0~2.2，粒径在5mm以上颗粒含量不超过0.2%，含泥量不超过0.8%，表观密度不小于2560 kg/m³。细骨料砂子存在双重效应：一是圆形颗粒的滚动减水效应；二是比表面积较大的需水效应。这是两种相互矛盾的效应，所以在选择细骨料时宜选用含泥量低、形状和级配良好的细砂，细度模数控制在2.0~2.2。不宜选用中砂，不应选用粗砂。因为中砂和粗砂中的粒径在5mm及以上的颗粒含量较多，不利于砂浆的超高泵送；其次细砂的细度模数不能太细，因为越细的砂需要更多的胶结料来包裹，相对减少了富余浆体量，而且细度模数为2.0~2.2的细砂中5mm以上粒径基本为零，实际控制也是一个强制控制指标。

本发明的超高泵送可调凝砂浆在配制中不可缺少的组分之一就是外加剂，砂浆的高流动性、高保坍性、高稳定性都需要借助外加剂来实现。砂浆中采用聚羧酸系外加剂，其质量符合现行国家标准《混凝土外加剂》（GB8076-2008）的规定。另外，对外加剂的要求：与水泥的相容性好、减水率大、保塑。针对于超高泵送可调凝砂浆，宜采用减水率在25%~30%的聚羧酸系列高性能减水剂，其能够提供强大的减水、保坍作用。通过实验证明，当在上海麦斯特建工高科技建筑化工有限公司生产的型号为RHEOPLUS 325（简称RP325）的聚羧酸系高性能减水剂，具有高减水、高保坍、降粘型的高性能外加剂，只是在砂浆大生产过程中要严格注意砂浆流动扩展度的控制。

为了达到超高层建筑未来某些特殊工程要求，本发明的超高泵送可调凝砂浆强度65MPa、初凝时间在5h~9h、终凝时间为6 h~12h、砂浆流动度保持在240 mm±30mm和超高层泵送性，这四种性能方面都达到了超高层建筑工程的要求，并且超高泵送可调凝砂浆的保坍性达3小时，且砂浆流动度保持在240 mm±30mm，易于400m及以上高度的超高建筑的砂浆泵送。本发明的超高泵送可调凝砂浆在各方面性能都满足当前及其未来的超高层建筑工程的要求。

本发明的超高泵送可调凝砂浆在建造上海中心大厦时在400m到620m等不同高度进行了工程应用，下表作为一个实践应用的具体配比：

上述的超高泵送可调凝砂浆制备完成以后，经过了拌站内取样性能检测、现场入泵口的取样性能检测、出泵口的砂浆性能、实体检测的砂浆性能、施工准备和检查、安装泵管和检查等一系列准备工作，然后进行砂浆泵送、浇筑施工等操作后。测试的砂浆性能为：初凝时间为6.5h，终凝时间为8.5h，砂浆的流动扩展度为265mm，砂浆28d强度为67.2MPa。

本发明的超高泵送可调凝砂浆在强度、初终凝时间、高保坍性和超高层泵送性等性能方面都能够满足当前及其未来的超高层建筑工程的性能要求。

Claims

1.一种超高泵送可调凝砂浆，其特征在于，该砂浆的成分及配比如下：

成分单方用量配比（kg/m³）

水泥 480~520

矿渣微粉 80~100

粉煤灰 100~120

细度模数为2.0～2.2的天然砂 980~1000

外加剂 6.6~7.4

拌合水 245~255；

所述的外加剂为聚羧酸系高性能减水剂，超高泵送砂浆在3小时内砂浆流动度保持在240 mm±30mm，初凝时间为5h~9h，终凝时间为6 h ~12h，泵送高度大于400m；超高泵送砂浆的凝结时间可调整，以使其与后续泵送的混凝土凝结时间相一致，通过聚羧酸减水剂中的缓凝组分中葡萄糖酸钠和白糖不同掺量比例来调整凝结时间：当葡萄糖酸钠:白糖 =0.5%~1.5%:0.1%~0.8%，则对应的砂浆的初凝时间为5h~7h，终凝时间为6h~9h；当葡萄糖酸钠:白糖=1.6%~3.0%:0.9%~1.5%，则对应的砂浆的初凝时间7.1h~9h，终凝时间在9.1h~12h；上述比例为葡萄糖酸钠和白糖分别占聚羧酸系减水剂中的质量百分比。

2.根据权利要求1所述的一种超高泵送可调凝砂浆，其特征在于，所述天然细砂的细度模数为2.0~2.2，粒径在5mm以上颗粒含量不超过0.2%，含泥量不超过0.8%，表观密度不小于2560 kg/m³。

3. 根据权利要求1所述的一种超高泵送可调凝砂浆，其特征在于，所述聚羧酸系高性能减水剂的减水率为25%~30%，对砂浆的保坍时间不小于3小时。

4. 根据权利要求1所述的一种超高泵送可调凝砂浆，其特征在于，所述的矿渣微粉等级为S95，流动度比不小于105%，28d活性不低于100%。

5. 根据权利要求1所述的一种超高泵送可调凝砂浆，其特征在于，所述的水泥为强度等级为P.O42.5的硅酸盐水泥，28d胶砂抗压强度不小于48MPa，水泥的标准稠度用水量不大于27%，水泥中铝酸三钙C₃A矿物组分含量不超过7.0%，水泥的比表面积不大于380m²/kg。

6. 根据权利要求1所述的一种超高泵送可调凝砂浆，其特征在于，所述的粉煤灰为II级高钙灰，表观密度不超过2.35×10³kg/m³，烧失量不大于1.5%，需水量比不超过100%。