CN105254242A - 一种c30抗温缩开裂蒸养混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，针对严寒地区装配式建筑用蒸养混凝土冬季生产易温缩开裂等技术问题，提供了一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土及其制备方法。该混凝土由硅酸盐水泥，粉煤灰，河砂，机制砂，碎石，聚羧酸减水剂，三萜皂甙，UEA和水组成。其制备方法为，将混凝土原料搅拌成混凝土，拌合物浇筑成型后，在温度20～25℃、相对湿度≥50％环境中静停≥2小时，再将混凝土模块放入窑内，由室温升温至55℃～60℃，再保持恒温7～10小时，然后降温至室温；模块出窑拆模后立即表面采用聚乙烯或聚氯乙烯塑料薄膜覆盖，再转入0～-20℃负温环境堆放，即得到产品。本发明的混凝土能够在0～-20℃条件下不开裂，解决了冬季生产中的技术难题。

Description

一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土及其制备方法。

背景技术

目前，由于装配式建筑的技术特点，特别适合北方严寒地区。装配式建筑用混凝土预制构件基本上都采用蒸汽养护的方式生产，且由于设计要求，C30混凝土应用广泛。当冬季气温降低至0℃以下，蒸养混凝土预制构件在转入室外堆场后，由于存在较大温差，易造成混凝土温缩开裂，强度和耐久性降低。因此，严寒地区的装配式建筑构件冬季生产迫切需要解决这一技术难题，而研发C30抗温缩蒸养混凝土是一条有效的技术途径。

2011年国防交通工程与技术杂志第03期张先军等发表的题为《严寒地区客运专线CRTSⅠ型无砟轨道板制造蒸养阶段裂纹控制技术》的论文中研究了哈大客专CRTSⅠ型无砟轨道板预制全部采用自动温控系统进行室内蒸汽养护技术。但论文只分析了蒸养各阶段裂纹产生机理，提出采取延长升温阶段和降温阶段的持续时间、降低恒温阶段的恒温温度、缩短恒温阶段时间、尽量降低芯部与表面温度差，改进模具保证蒸养棚内湿度等技术控制裂纹产生，没有涉及从原料配比和出窑覆膜等技术方面，且轨道板混凝土生产与装配式混凝土生产存在较大差异。

2012年铁道标准设计第05期张建伟等发表的题为《严寒地区客运专线CRTSⅠ型无砟轨道板生产裂纹成因分析及工艺控制》一文中针对东北严寒地区气候严寒的环境特征提出了工艺改进措施和设计优化建议，即加强轨道板混凝土施工过程控制，加强轨道板养护控制，规范脱模吊装工艺，改进蒸气养护装置和模具基础设置，优化CRTSⅠ型轨道板纵向锚穴口尺寸及结构等，但论文中涉及轨道板和装配式建筑用蒸养混凝土差异较大。

2015年公路交通科技杂志第06期中曹玉宏发表的题为《浅谈高寒地区预应力箱梁混凝土冬季施工技术》一文中就冬季在高寒地区预应力混凝土箱梁施工过程中，箱梁施工的控制指标、热工计算以及混凝土的拌制、运输、养护中采取的措施进行了研究，但论文中只是涉及了预应力混凝土箱梁冬季制备，和装配式建筑用混凝土制备有较大差别。

中南大学龙广成等的专利号为2010105427575的《一种蒸养高性能混凝土及其制备方法》专利是介绍一种蒸养高性能混凝土及其制备方法。涉及蒸养高性能混凝土制备方法包括蒸养制度、保湿保温裹覆工艺以及蒸养后的养护技术措施等，没有涉及蒸养混凝土冬季生产温缩开裂问题，且其采用配比原料和本发明差别较大。

山东宏艺科技股份有限公司冯恩娟等的专利号为2010101731472的《一种低成本改性三聚氰胺高效减水剂》专利是一种在蒸养混凝土中应用效果显著的低成本改性三聚氰胺高效减水剂及其制备方法。其以尿素、三聚氰胺、甲醛、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠为主要原料，辅以氢氧化钠和硫酸作为pH调节剂，经一定生产工艺，制备淡黄色透明的三聚氰胺高效减水剂。只是单一的减水剂制备，对解决蒸养混凝土冬季生产温缩问题没有涉及。

江苏博特新材料有限公司缪昌文等的专利号为201210381195.X的《一种提高蒸养混凝土耐久性的添加剂以及采用该添加剂处理的混凝土粗集料》专利是提高蒸养混凝土耐久性的添加剂以及采用该活加剂处理的混凝土粗集料的制备与应用方法，是以氢氧化钙结晶抑制剂和钙矾石结晶抑制剂为有效成分，主要是通过骨料处理的方式提高蒸养混凝土的耐久性，对蒸养混凝土冬季生产抗温缩开裂问题没有涉及。

总之，现有的研究成果和论文大多是针对路桥高强度等级蒸养混凝土冬季负温条件下制备，和单一外加剂在蒸养混凝土中应用方面的研究，而对于适宜装配式建筑用抗温缩开裂蒸养混凝土冬季配比及制备技术几乎没有。随着装配式建筑在严寒地区的大量应用，预制蒸汽养护混凝土构件冬季产能的提高，迫切需要研发C30等级抗温缩开裂蒸养混凝土，以解决冬季生产的技术难题。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术的不足，提供了一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土及其制备方法。该混凝土在0～-20℃条件下不开裂，解决了冬季生产中的技术难题；该制备方法简便易实施。

一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土，由硅酸盐水泥、粉煤灰、河砂、机制砂、碎石、聚羧酸减水剂、三萜皂甙、UEA(U型高效混凝土膨胀剂)和水组成；各组分的百分含量分别为：硅酸盐水泥8.5％～10.0％，粉煤灰4.0％～4.5％，河砂16.0％～26.0％，机制砂10.0％～16.0％，碎石41.5％～45.0％，聚羧酸减水剂0.8％～1.0％，三萜皂甙0.01％～0.03％，UEA2.0％～4.5％，水4.8％～5.5％；

上述混凝土中的河砂和机制砂的规格均为中砂；

上述混凝土中的碎石粒径为5～20mm；

上述混凝土中的聚羧酸减水剂为15～25wt％固含量的聚羧酸减水剂，较好的为20wt％固含量的聚羧酸减水剂。

上述C30抗温缩开裂蒸养混凝土的制备方法，包括如下步骤：

(1)混料

按上述混凝土的组分比例：硅酸盐水泥8.5％～10.0％、粉煤灰4.0％～4.5％、河砂16.0％～26.0％、机制砂10.0％～16.0％、5～20mm碎石41.5％～45.0％、20wt％固含量聚羧酸减水剂0.8％～1.0％、三萜皂甙0.01％～0.03％、UEA2.0％～4.5％、水4.8％～5.5％取原料，先将聚羧酸减水剂、三萜皂甙和水以外的固体原料干拌均匀，然后将聚羧酸减水剂、三萜皂甙和水混匀后，加入固体原料中，搅拌至混凝土拌合物完全均匀；

所述河砂和机制砂的规格均为中砂；

所述碎石粒径为5～20mm；

所述聚羧酸减水剂为15～25wt％固含量的聚羧酸减水剂，较好的为20wt％固含量的聚羧酸减水剂；

(2)浇筑静停

将混凝土拌合物浇筑成型后，在温度20～25℃、相对湿度≥50％环境中静停≥2小时；

(3)蒸汽养护

将成型的混凝土模块放入窑内，由室温以≤3℃/10min的升温速度升温至55℃～60℃，再保温7～10小时，然后以≤2℃/10min的降温速度降温至室温后出窑；模块出窑拆模后立即表面采用聚乙烯或聚氯乙烯塑料薄膜覆盖，再转入0～-20℃的负温环境堆放，即得到C30抗温缩开裂蒸养混凝土；

较好的，可根据室外环境温度调整蒸汽养护混凝土配方及制备方法：室外环境气温由0℃起，每降低5℃，硅酸盐水泥用量增加0.3～0.5％，机制砂用量增加1％～2％，碎石用量增加0.5％～1.5％，三萜皂甙用量增加0.001％～0.005％，水用量降低0.1％～0.2％，静停时间增加10～20分钟，升温速度降低0.3～0.5℃/10min，恒温时间增加30～90分钟，降温速度降低0.1～0.3℃/10min。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1、本发明的混凝土能够在0～-20℃条件下不开裂，解决了冬季生产中的技术难题。

2、本发明提供了根据冬季环境温度变化，调整蒸汽养护混凝土原材料重量百分比和蒸养制度的方法，保证最低温度0℃以下抗温缩开裂蒸汽养护混凝土的正常生产。

具体实施方式

实施例中所用的普通硅酸盐水泥、聚羧酸减水剂、三萜皂甙、UEA均为市购，其中，三萜皂甙为油茶籽提取物。

实施例1

一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土，各组分的百分含量分别为：普通硅酸盐水泥8.5％，粉煤灰4.5％，河砂中砂24.5％，机制砂中砂10.0％，5～20mm碎石41.5％、15wt％固含量聚羧酸减水剂1.0％，三萜皂甙0.01％、UEA4.5％，水5.5％。

制备方法为：

按上述比例取原料，先将聚羧酸减水剂、三萜皂甙和水以外的固体原料干拌均匀，然后将聚羧酸减水剂、三萜皂甙和水混匀后，加入固体原料中，搅拌至混凝土拌合物完全均匀；

再将混凝土拌合物浇筑成型后，在温度23～25℃、相对湿度60～65％的环境中静停2小时；

接下来，将混凝土模块放入窑内，由室温以3℃/10min的升温速度升温至55℃～60℃，再保持恒温7小时，然后以2℃/10min的降温速度降温至室温后出窑；模块出窑拆模后立即表面采用聚乙烯或聚氯乙烯塑料薄膜覆盖，再转入0～-20℃负温环境堆放，即得到C30抗温缩开裂蒸养混凝土。

混凝土出窑后在0～-20℃条件下无裂缝。

实施例2

一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土，各组分的百分含量分别为：普通硅酸盐水泥8.8％，粉煤灰4.0％，河砂中砂26.0％，机制砂中砂11％，5～20mm碎石42％、25wt％固含量聚羧酸减水剂0.8％，三萜皂甙0.015％、UEA2.0％，水5.4％。

制备方法为：

按上述比例取原料，先将聚羧酸减水剂、三萜皂甙和水以外的固体原料干拌均匀，然后将聚羧酸减水剂、三萜皂甙和水混匀后，加入固体原料中，搅拌至混凝土拌合物完全均匀；

再将混凝土拌合物浇筑成型后，在温度23～25℃、相对湿度60～65％的环境中静停130min；

接下来，将混凝土模块放入窑内，由室温以2.7℃/10min的升温速度升温至55℃～60℃，再保持恒温7.5小时，然后以1.9℃/10min的降温速度降温至室温后出窑；模块出窑拆模后立即表面采用聚乙烯或聚氯乙烯塑料薄膜覆盖，再转入0～-20℃负温环境堆放，即得到C30抗温缩开裂蒸养混凝土。

混凝土出窑后在0～-20℃条件下无裂缝。

实施例3

一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土，各组分的百分含量分别为：普通硅酸盐水泥9.2％，粉煤灰4.1％，河砂中砂21.5％，机制砂中砂12％，5～20mm碎石43％、20wt％固含量聚羧酸减水剂1.0％，三萜皂甙0.02％、UEA4.0％，水5.2％。

制备方法为：

按上述比例取原料，先将聚羧酸减水剂、三萜皂甙和水以外的固体原料干拌均匀，然后将聚羧酸减水剂、三萜皂甙和水混匀后，加入固体原料中，搅拌至混凝土拌合物完全均匀；

再将混凝土拌合物浇筑成型后，在温度21～23℃、相对湿度55～60％的环境中静停150min；

接下来，将混凝土模块放入窑内，由室温以2.4℃/10min的升温速度升温至55℃～60℃，再保持恒温8小时，然后以1.8℃/10min的降温速度降温至室温后出窑；模块出窑拆模后立即表面采用聚乙烯或聚氯乙烯塑料薄膜覆盖，再转入0～-20℃负温环境堆放，即得到C30抗温缩开裂蒸养混凝土。

混凝土出窑后在0～-20℃条件下无裂缝。

实施例4

一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土，各组分的百分含量分别为：普通硅酸盐水泥9.5％，粉煤灰4.3％，河砂中砂20.3％，机制砂中砂14％，5～20mm碎石43.5％、20wt％固含量聚羧酸减水剂0.9％，三萜皂甙0.025％、UEA2.5％，水5.0％。

制备方法为：

按上述比例取原料，先将聚羧酸减水剂、三萜皂甙和水以外的固体原料干拌均匀，然后将聚羧酸减水剂、三萜皂甙和水混匀后，加入固体原料中，搅拌至混凝土拌合物完全均匀；

再将混凝土拌合物浇筑成型后，在温度20～22℃、相对湿度50～55％的环境中静停170min；

接下来，将混凝土模块放入窑内，由室温以2.1℃/10min的升温速度升温至55℃～60℃，再保持恒温8.5小时，然后以1.7℃/10min的降温速度降温至室温后出窑；模块出窑拆模后立即表面采用聚乙烯或聚氯乙烯塑料薄膜覆盖，再转入0～-20℃负温环境堆放，即得到C30抗温缩开裂蒸养混凝土。

混凝土出窑后在0～-20℃条件下无裂缝。

实施例5

一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土，各组分的百分含量分别为：普通硅酸盐水泥10％，粉煤灰4.4％，河砂中砂16％，机制砂中砂16％，5～20mm碎石45％、20wt％固含量聚羧酸减水剂0.8％，三萜皂甙0.03％、UEA3.0％，水4.8％。

制备方法为：

按上述比例取原料，先将聚羧酸减水剂、三萜皂甙和水以外的固体原料干拌均匀，然后将聚羧酸减水剂、三萜皂甙和水混匀后，加入固体原料中，搅拌至混凝土拌合物完全均匀；

再将混凝土拌合物浇筑成型后，在温度20～22℃、相对湿度50～55％的环境中静停190min；

接下来，将混凝土模块放入窑内，由室温以1.6℃/10min的升温速度升温至55℃～60℃，再保持恒温10小时，然后以1.4℃/10min的降温速度降温至室温后出窑；模块出窑拆模后立即表面采用聚乙烯或聚氯乙烯塑料薄膜覆盖，再转入0～-20℃负温环境堆放，即得到C30抗温缩开裂蒸养混凝土。

混凝土出窑后在0～-20℃条件下无裂缝。

Claims (9)

1.一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土，其特征在于，由硅酸盐水泥、粉煤灰、河砂、机制砂、碎石、聚羧酸减水剂、三萜皂甙、UEA和水组成；

其中，所述混凝土各组分的质量百分含量分别为：硅酸盐水泥8.5％～10.0％，粉煤灰4.0％～4.5％，河砂16.0％～26.0％，机制砂10.0％～16.0％，碎石41.5％～45.0％，聚羧酸减水剂0.8％～1.0％，三萜皂甙0.01％～0.03％，UEA2.0％～4.5％，水4.8％～5.5％。

2.根据权利要求1所述的一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土，其特征在于，所述河砂和机制砂的规格均为中砂。

3.根据权利要求1所述的一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土，其特征在于，所述碎石粒径为5～20mm。

4.根据权利要求1所述的一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土，其特征在于，所述聚羧酸减水剂为15～25wt％固含量的聚羧酸减水剂。

5.权利要求1所述的一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)混料

按照硅酸盐水泥8.5％～10.0％、粉煤灰4.0％～4.5％、河砂16.0％～26.0％、机制砂10.0％～16.0％、碎石41.5％～45.0％、聚羧酸减水剂0.8％～1.0％、三萜皂甙0.01％～0.03％、UEA2.0％～4.5％、水4.8％～5.5％的质量百分含量比例取原料，先将聚羧酸减水剂、三萜皂甙和水以外的固体原料干拌均匀，然后将聚羧酸减水剂、三萜皂甙和水混匀后，加入固体原料中，搅拌至混凝土拌合物完全均匀；

(2)浇筑静停

将成型的混凝土拌合物浇筑成型后，静停≥2小时；

(3)蒸汽养护

将成型的混凝土模块放入窑内，由室温升温至55℃～60℃，再保温7～10小时，然后降温至室温后出窑；模块出窑拆模后立即表面采用聚乙烯或聚氯乙烯塑料薄膜覆盖，再转入0～-20℃的负温环境堆放，即得到C30抗温缩开裂蒸养混凝土。

6.根据权利要求5所述的一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土的制备方法，其特征在于，所述静停环境为温度20～25℃、相对湿度≥50％。

7.根据权利要求5所述的一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土的制备方法，其特征在于，所述升温的升温速度为≤3℃/10min；所述降温的降温速度为≤2℃/10min。

8.根据权利要求5所述的一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土的制备方法，其特征在于，室外环境气温由0℃起，每降低5℃，硅酸盐水泥用量增加0.3～0.5％，机制砂用量增加1％～2％，碎石用量增加0.5％～1.5％，三萜皂甙用量增加0.001％～0.005％，水用量降低0.1％～0.2％；恒温时间增加30～90分钟，静停时间增加10～20分钟。

9.根据权利要求7所述的一种C30抗温缩开裂蒸养混凝土的制备方法，其特征在于，室外环境气温由0℃起，每降低5℃，升温速度降低0.3～0.5℃/10min，降温速度降低0.1～0.3℃/10min。