CN105084832A

CN105084832A - 一种后浇混凝土及其制备方法

Info

Publication number: CN105084832A
Application number: CN201510445006.4A
Authority: CN
Inventors: 杨翔; 陈敬; 阳长江; 石从黎; 江真; 宋开伟
Original assignee: CHONGQING JIANGONG MUNICIPAL TRANSPORTATION PROJECT Co Ltd
Current assignee: Chongqing Jiangong Municipal Transportation Project Co., Ltd.; Chongqing Construction Engineering Group Co Ltd
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2035-07-27
Also published as: CN105084832B

Abstract

本发明公开了一种后浇混凝土及其制备方法，属于建筑用混凝土领域，用于解决后浇混凝土存在的硬化周期长、强度发展慢、易收缩开裂的问题。它包括普通硅酸盐水泥12%～17%，硫铝酸盐水泥1.7%～2.4%，铝酸盐水泥0.9%～1.2%，磨细矿渣粉1.7%～2.4%，强度激发剂0.06%～0.07%，无水石膏1.0%～1.5%，无水硫酸钠0.2%～0.4%，聚羧酸减水剂0.2%～0.3%，中砂17%～24%，5~20mm碎石48%～51%和水9%～10%。该后浇混凝土具有初凝时间短、强度发展快、收缩小不易开裂的优点。

Description

一种后浇混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑用混凝土技术领域，具体来说，是一种装配式结构安装时构件式连接用的后浇混凝土材料及其制备方法。

背景技术

众所周知，装配式混凝土结构与现浇混凝土结构相比具有诸多优势，比如：可节省大量的人力、物力，节约能耗与材料消耗，可大幅度提高构件、房屋的精度和质量，减少现场湿作业、简化了施工工艺，与传统工艺相比，大大缩短了施工周期等。其是今后住宅产业发展的方向，对转变建筑业生产方式，实现节能减排、推进绿色施工、改善人居环境以及促进产业结构调整，促经建筑工业可持续发展有重要战略意义。

装配式混凝土结构依靠节点及拼缝将预制构件连接成为整体，连接节点合理的连接，保证了构件的连续性和结构的整体稳固性，使整个结构具有必要的承载能力、刚性、延性以及良好的抗风、抗震和抗偶然荷载的能力，避免结构体系因偶然因素出现连续倒塌（1976年唐山大地震时，大量装配式结构因节点连接的可靠性和结构整体性差而遭到严重破坏，几乎全部倒塌）。因此，节点连接的可靠性和整体性是影响装配式结构施工的关键技术。

目前，梁柱节点的连接可分为干式连接和湿式连接。干式连接可以满足承载力及刚度要求，其与现浇结构类似，但是其延性及恢复力性能难以与现浇混凝土结构的节点等同，因此不能应用于等同现浇的预制框架结构中；采用湿式连接，即预制梁、柱或形构件在接合部利用钢筋连接或锚固的同时，节点区采用后浇混凝土将预制构件连为整体，这种连接方式的概念是建立在与全现浇框架的强度和延性相当的基础之上，其连接性能可靠，从总体上能够与现浇混凝土节点相媲美。

虽然，湿式连接是目前装配式结构最主要采用的连接方法，但是，湿式连接这种方式在使装配式建筑达到与全现浇建筑相似的结构性能时，存在明显的不足：1、湿式连接需要后浇混凝土，如果以常用的现浇混凝土来施工，其存在凝结硬化周期较长的问题，根本无法满足装配式结构施工速度快的需求；2、传统后浇混凝土还容易出现体积收缩大、易开裂现象，从而影响装配式结构的连接效果，甚至关系到整个框架结构的安全可靠。可见，节点连接区域后浇混凝土的这些缺陷已影响到装配式结构的发展与推广。

发明内容

有鉴于现有装配式结构后浇混凝土存在的硬化周期长、强度发展慢、易收缩开裂的问题，本发明旨在提供一种具有硬化周期短、强度发展快以及收缩小等优点的后浇混凝土。

为实现上述技术目的，本发明是这样实现的：一种后浇混凝土，包括普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、磨细矿渣粉、强度激发剂、无水石膏、无水硫酸钠、聚羧酸减水剂、河砂、碎石和水，上述组份分别按照如下重量百分比进行配比：

普通硅酸盐水泥12%～17%

硫铝酸盐水泥1.7%～2.4%

铝酸盐水泥0.9%～1.2%

磨细矿渣粉1.7%～2.4%

强度激发剂0.06%～0.07%

无水石膏1.0%～1.5%

无水硫酸钠0.2%～0.4%

聚羧酸减水剂0.2%～0.3%

中砂17%～24%

5~20mm碎石48%～51%

水9%～10%。

进一步限定，所述强度激发剂包括如下重量百分比的组分：三乙醇胺8～10%、三异丙醇胺8～10%、自制XC添加剂3～5%、可再分散性乳胶粉0.05～0.2%、纳米二氧化硅1～2%、黄原胶0.05～0.2%和消泡剂0.05～0.2%，余量为水。

进一步限定，所述XC添加剂由如下方法制得：

（1）以重量份计，将烷基酚聚氧乙烯醚2～3份、十二烷基磺酸钠1份、亚硝酸钠0.5份、聚丙烯酸丁酯1份、丙二醇0.5份复配后加入到溶剂水中至完全溶解，得溶液A；

（2）将2份的过硫酸铵溶于溶剂水中，得溶液B；

（3）将环氧树脂15～18份、八甲基环四硅氧烷10份、甲基丙烯酸8份、丙烯酸8份、甲氧基聚氧乙烯丙烯酸酯15份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5份、聚乙二醇1份、碳酸氢钠0.5份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠0.5份、羟苯甲酯0.5份、聚山梨酯0.5份、邻苯二甲酸二辛酯1份加入到溶剂水中完全混合，得到混合液C；

（4）将1/2的溶液A加入装有回流冷凝管和搅拌器的容器中，室温不断搅拌，然后滴加混合液C，滴加完后，持续搅拌0.4～0.6小时得到溶液D，留待备用；

（5）将剩余的溶液A加入到装有回流冷凝管和搅拌器的容器中，再加入1/10的溶液D和1/2的溶液B进行反应，逐渐升温至75℃后，保温反应0.5小时；

（6）保温反应后在2～3小时内匀速滴加剩余的溶液D，每次/10min的频率滴加溶液B，待各溶液加完后逐渐升温到80℃后，再保温反应1.5h后停止反应；

（7）将上述反应体系降温至30℃以下后氨水调节pH为7～8，用100目筛子过滤，出料，得到XC添加剂。

本发明还提供了一种后浇混凝土的制备方法，包括如下步骤：

（1）称取如下组份（按重量百分比）：普通硅酸盐水泥12%～17%，硫铝酸盐水泥1.7%～2.4%，铝酸盐水泥0.9%～1.2%，磨细矿渣粉1.7%～2.4%，强度激发剂0.06%～0.07%，无水石膏1.0%～1.5%，无水硫酸钠0.2%～0.4%，聚羧酸减水剂0.2%～0.3%，中砂17%～24%，5~20mm碎石48%～51%，水9%～10%；

（2）将强度激发剂和无水硫酸钠加入到聚羧酸减水剂中，混合均匀得到混合溶液；

（3）将硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、磨细矿渣粉、无水石膏、中砂、5~20mm碎石加入混凝土搅拌机中进行搅拌，在搅拌过程中加入步骤（2）所得混合溶液以及水，保持整个搅拌过程60～90秒，即得后浇混凝土。

本发明相对传统的混凝土，所制得的后浇混凝土初凝时间能达到1.5小时左右，7天强度能达到18MPa左右。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明技术方案进一步说明。

强度激发剂主要作用是使水泥在凝固的早期能够提高强度，从而减少水泥熟料的用量，起到节约能源和资源的作用，主要分三类：第一类主要为酸性激发剂，主要有磷酸二氢钠、磷酸二氢钙、磷酸二氢铵、草酸等，第二类为碱性激发剂，主要有碳酸氢钠、六次甲基四铵、氢氧化钙、三乙醇胺等，第三类为可溶性无机盐激发剂，主要有硫酸铝、硫酸钠/氯化钠、氯化铁等。市面上存在的强度激发剂主要都是通过多种原料配比而得，使其适用于不同的使用环境和强度要求。

实施例1：

制备强度激发剂：先按计量称取三乙醇胺1kg、三异丙醇胺1kg、XC添加剂0.5kg、可再分散性乳胶粉200g、纳米二氧化硅0.2kg、黄原胶150g、消泡剂150g、水6.8kg，再将各组分分别溶于水，各自制成溶液，最后将各组分水溶液混合，充分搅拌至均匀后制得成品。

XC添加剂的作用是激发未水化的水泥完全水化，其可按如下方法制得：

（1）以重量份计，将烷基酚聚氧乙烯醚3份、十二烷基磺酸钠1份、亚硝酸钠0.5份、聚丙烯酸丁酯1份、丙二醇0.5份复配后加入到溶剂水中至完全溶解，得溶液A；

（2）将2份的过硫酸铵溶于溶剂水中，得溶液B；

（3）将环氧树脂16份、八甲基环四硅氧烷10份、甲基丙烯酸8份、丙烯酸8份、甲氧基聚氧乙烯丙烯酸酯15份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5份、聚乙二醇1份、碳酸氢钠0.5份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠0.5份、羟苯甲酯0.5份、聚山梨酯0.5份、邻苯二甲酸二辛酯1份加入到溶剂水中完全混合，得到混合液C；

（4）将1/2的溶液A加入装有回流冷凝管和搅拌器的容器中，室温不断搅拌，然后滴加混合液C，滴加完后，持续搅拌0.5小时得到溶液D，留待备用；

（6）保温反应后在3小时内匀速滴加剩余的溶液D，以每次/10min的频率滴加溶液B，待各溶液加完后逐渐升温到80℃后，再保温反应1.5h后停止反应；

（7）将上述反应体系降温至30℃以下后氨水调节pH为8，用100目筛子过滤，出料，得到XC添加剂。

实施例2：

制备1吨后浇混凝土，包括以下步骤：

（1）分别称取普通硅酸盐水泥170kg、硫铝酸盐水泥17kg、铝酸盐水泥9kg、磨细矿渣粉17kg、强度激发剂0.6kg、无水石膏10kg、无水硫酸钠2kg、聚羧酸减水剂2kg、中砂170kg、粒径5~20mm碎石510kg、水100kg。

（2）取实施例1中制得的强度激发剂0.6kg，以及无水硫酸钠2kg加入到2kg的聚羧酸减水剂中，混合均匀得到混合溶液。

（3）将普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、磨细矿渣粉、无水石膏、中砂、5~20mm碎石加入混凝土搅拌机中开始搅拌，在搅拌过程中加入自制强度激发剂、无水硫酸钠及聚羧酸减水剂的混合溶液及水，保持整个搅拌过程在90秒完成，得一种后浇混凝土1#。

实施例3：

以制备1吨后浇混凝土，包括以下步骤：

（1）分别称取普通硅酸盐水泥150kg、硫铝酸盐水泥22kg、铝酸盐水泥10kg、磨细矿渣粉23kg、自制强度激发剂0.7kg、无水石膏14kg、无水硫酸钠4kg、聚羧酸减水剂2kg、中砂180kg、粒径5~20mm碎石500kg、水95kg。

（2）取步骤（1）中制得的强度激发剂0.7kg，以及4kg无水硫酸钠加入到2kg的聚羧酸减水剂中，混合均匀。

（3）将普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、磨细矿渣粉、无水石膏、中砂、5~20mm碎石加入混凝土搅拌机中开始搅拌，在搅拌过程中加入自制强度激发剂、无水硫酸钠及聚羧酸减水剂的混合溶液及水，保持整个搅拌过程在70秒完成，得后浇混凝土2#。

将传统后浇混凝土与1#、2#后浇混凝土进行性能比对：

参照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2002、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002和《混凝土耐久性检验评定标准》JGJ/T193-2009，汇总部分试验数据如下：

从上表可以知道，与传统后浇混凝土相比，改进后的后浇混凝土1#和2#凝固时间更快，因此硬化时间缩短，7d强度和28d强度大大提高，而且开裂面积明显减小。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，方案中公知特性、常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明组分构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims

1.一种后浇混凝土，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：

普通硅酸盐水泥12%～17%

硫铝酸盐水泥1.7%～2.4%

铝酸盐水泥0.9%～1.2%

磨细矿渣粉1.7%～2.4%

强度激发剂0.06%～0.07%

无水石膏1.0%～1.5%

无水硫酸钠0.2%～0.4%

聚羧酸减水剂0.2%～0.3%

中砂17%～24%

5~20mm碎石48%～51%

水9%～10%。

2.根据权利要求1所述的后浇混凝土，其特征在于，所述强度激发剂包括如下重量百分比的组分：三乙醇胺8～10%、三异丙醇胺8～10%、XC添加剂3～5%、可再分散性乳胶粉0.05～0.2%、纳米二氧化硅1～2%、黄原胶0.05～0.2%和消泡剂0.05～0.2%，余量为水。

3.根据权利要求2所述的后浇混凝土，其特征在于，所述XC添加剂由如下步骤制得：

（2）将2份的过硫酸铵溶于溶剂水中，得溶液B；

4.一种后浇混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）称取如下组份（按重量百分比）：普通硅酸盐水泥12%～17%，硫铝酸盐水泥1.7%～2.4%，铝酸盐水泥0.9%～1.2%，磨细矿渣粉1.7%～2.4%，强度激发剂0.06%～0.07%，无水石膏1.0%～1.5%，无水硫酸钠0.2%～0.4%，聚羧酸减水剂0.2%～0.3%，中砂17%～24%，5~20mm碎石48%～51%，水9%～10%；

2）将强度激发剂和无水硫酸钠加入到聚羧酸减水剂中，混合均匀得到混合溶液；

3）将硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、磨细矿渣粉、无水石膏、中砂、5~20mm碎石加入混凝土搅拌机中进行搅拌，在搅拌过程中加入步骤2）所得混合溶液以及水，保持整个搅拌过程60～90秒，即得后浇混凝土。