CN106946530A - 超缓凝混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超缓凝混凝土,其特征在于,以重量份数计,其原料包括:水泥320‑330份、矿粉60‑70份、粉煤灰40‑50份、砂710‑730份、碎石1050‑1100份、水165‑175份、外加剂8.1‑9份。本发明不仅有较长的凝结时间,而且具有足够的后期强度。

Description

超缓凝混凝土
技术领域
本发明涉及建筑材料领域,更具体的说,它涉及一种超缓凝混凝土。
背景技术
混凝土的凝结时间是混凝土工作性的一项重要指标,直接影响混凝土的可操作时间,施工工序的安排和工期,亦影响着其它工作性指标和混凝土硬化性能及硬化后的性能。
超缓凝混凝土一方面要求混凝土早期有较长的凝结时间,另一方面,混凝土又必须有足够的后期强度达到设计要求。这是目前超缓凝混凝土的开发难点所在。在相同外界环境下,混凝土的凝结时间取决于原材料的选择以及掺量。主要涉及水泥品种及强度等级,粉煤灰的掺量,骨料的颗粒级配,外加剂的品种及掺量,以及其他掺合料的性能和掺量。其中外加剂的选用和掺量是配制超缓凝混凝土的关键。但是,缓凝剂虽然显著延长凝结时间,但是对混凝土早期以及28d抗压强度有损害,特别是早期强度未达到要求时,影响后期施工进度。
但是由于许多外加剂的掺量都有一个极限,当外加剂的掺量达到极限时,即使再增大外加剂掺量,外加剂的作用也不会因此而增大,因此,在试配超缓凝混凝土时,缓凝剂的掺量是关键。配制超缓凝混凝土,掺外加剂是一个主要手段,但不是唯一的手段。混凝土凝结时间的长短,其实与水泥品种和水泥强度等级、粉煤灰的掺量、骨料的颗粒级配及吸水率、砂率等因素都有关。水泥品种和强度等级对混凝土凝结时间影响明显,粉煤灰、矿渣微粉等矿物掺和料具有“活性效应”、“界面效应”、“微填效应”和“减水效应”等诸多综合效应。微细掺合料不仅可以改善流变性能,降低水化热,降低坍落度损失,还可以改善混凝土结构的孔结构和力学性能,提高后期强度和耐久性。
因此,发明人研发了一种超缓凝混凝土,不仅具有较长的凝结时间,而且具有足够的后期强度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超缓凝混凝土,其不仅有较长的凝结时间,而且具有足够的后期强度。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:一种超缓凝混凝土,以重量份数计,其原料包括:水泥320-330份、矿粉60-70份、粉煤灰40-50份、砂710-730份、碎石1050-1100份、水165-175份、外加剂8.1-9份。
较优选地,以重量份数计,其原料包括:水泥325份;矿粉65份;粉煤灰45份;砂720份;碎石1075份;水170份;外加剂8.7份。
较优选地,所述外加剂由聚羧酸高性能减水剂、硼砂、糖钙、碳酸氢钠和吡哆醇磷酸盐组成。
较优选地,所述吡哆醇磷酸盐的结构式为
通过采用上述技术方案:在相同外界环境下,混凝土的凝结时间取决于原材料的选择以及掺量,其中外加剂的选用和掺量是配制超缓凝混凝土的关键。配制超缓凝混凝土,掺外加剂是一个主要手段,其中,聚羧酸高性能减水剂、硼砂、糖钙、碳酸氢钠和吡哆醇磷酸之间的相互配合可以在一定程度上延长混凝土的初凝时间和终凝时间,而且不延长初、终凝时间的间隔,这是由于聚羧酸高性能减水剂对水泥中的Ca2+、Al3+等具有很强的螯合作用,通过螯合,减少了水泥浆液相中的Ca2+、Al3+的离子浓度,从而延缓水泥的水化过程。另外,聚羧酸高性能减水剂辅之以吡哆醇磷酸盐、硼砂、碳酸氢钠,还能吸附于水泥颗粒和新相的晶体表面,由于空间位阻作用,抑制水泥颗粒凝聚,从而延缓了水泥的水化过程,起到缓凝作用。此外,糖钙的添加,在一定程度上延长混凝土的初凝时间和终凝时间,而且不延长初、终凝时间的间隔。此外,聚羧酸高性能减水剂辅之以吡哆醇磷酸盐、硼砂、碳酸氢钠,可以增强本发明超缓凝混凝土的抗压强度。此外,糖钙的添加,在一定程度上进一步增强了本发明超缓凝混凝土的抗压强度。
较优选地,所述聚羧酸高性能减水剂、硼砂、糖钙、碳酸氢钠和吡哆醇磷酸盐的重量比为225:25:37.4:0.1:12.5。
通过采用上述技术方案:硼砂、糖钙、碳酸氢钠和吡哆醇磷酸的重量比为25:37.4:0.1:12.5时,可优化延长混凝土的初凝时间、终凝时间且不延长初、终凝时间的间隔。
较优选地,所述砂为2区中砂,细度模数为2.6-2.8,平均粒径为0.3-0.35mm,表观密度为2750-3000Kg/m3,松散堆积密度为1550-1750Kg/m3
通过采用上述技术方案:混凝土凝结时间的长短与砂的细度模数因素都有关。
较优选地,所述碎石为5-25mm粒径连续级配的碎石,表观密度为2800-3000Kg/m3,松散堆积密度为1650-1850Kg/m3
通过采用上述技术方案,混凝土凝结时间的长短与骨料的颗粒级配及吸水率、砂率等因素都有关。
较优选地,所述矿粉为S95级矿粉。
通过采用上述技术方案:矿粉矿物掺和料具有“活性效应”、“界面效应”、“微填效应”和“减水效应”等诸多综合效应。矿粉等矿物掺和料不仅可以改善流变性能,降低水化热,降低坍落度损失,还可以改善混凝土结构的孔结构和力学性能,提高后期强度和耐久性。
较优选地,所述粉煤灰为F类II级粉煤灰。
通过采用上述技术方案:粉煤灰矿物掺和料具有“活性效应”、“界面效应”、“微填效应”和“减水效应”等诸多综合效应。粉煤灰矿物掺和料不仅可以改善流变性能,降低水化热,降低坍落度损失,还可以改善混凝土结构的孔结构和力学性能,提高后期强度和耐久性。
较优选地,水泥为P·O42.5硅酸盐水泥。
通过采用上述技术方案:水泥品种和强度等级对混凝土凝结时间影响明显。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
1、本发明超缓凝混凝土不仅具有较长的凝结时间,凝结时间可达4390min之久,而且具有足够的后期强度,实施例2的28d抗压强度相对于对比例5提高了近45%。
2、本发明超缓凝混凝土中的外加剂是由聚羧酸高性能减水剂、硼砂、糖钙、碳酸氢钠和吡哆醇磷酸组成。聚羧酸高性能减水剂、硼砂、糖钙、碳酸氢钠和吡哆醇磷酸在延长混凝土的初凝时间、终凝时间方面具有复合作用,且不延长初、终凝时间的间隔。这是由于聚羧酸高性能减水剂和吡哆醇磷酸盐对水泥中的Ca2+、Al3+等具有很强的螯合作用,通过螯合,减少了水泥浆液相中的Ca2+、Al3+的离子浓度,从而延缓水泥的水化过程。另外,聚羧酸高性能减水剂辅之以吡哆醇磷酸盐、硼砂、碳酸氢钠,还能吸附于水泥颗粒和新相的晶体表面,由于空间位阻作用,抑制水泥颗粒凝聚,从而进一步延缓了水泥的水化过程,起到缓凝作用。
3、本发明超缓凝混凝土中的外加剂是由聚羧酸高性能减水剂、硼砂、糖钙、碳酸氢钠和吡哆醇磷酸组成。聚羧酸高性能减水剂辅之以吡哆醇磷酸盐、硼砂、碳酸氢钠,可以增强本发明超缓凝混凝土的抗压强度。此外,糖钙的添加,在一定程度上进一步增强了本发明超缓凝混凝土的抗压强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例中涉及的所有物质均为市售。实施例中涉及的具体原材料的生产厂家如表1所示。
表1各原材料的生产厂家
原材料 生产厂家/产地
水泥 天津振兴水泥有限公司
矿粉 天津中冶天管环保资源开发有限公司
粉煤灰 北京兴达广源商贸有限公司
卢龙
碎石 玉田
硼砂 高邑县森亿化工有限公司
糖钙 山东青州东阳化工
碳酸氢钠 天津欧诺化工销售有限公司
吡哆醇磷酸盐 深圳市五和恒达仪器贸易行
聚羧酸高性能减水剂 北京金隅水泥节能科技有限公司
实施例和对比例中所用原料的配比,如表2所示。
表2实施例和对比例中各组分的含量(单位:Kg)
一、实验方法:
缓凝时间的测定试验:参照GB8076-2008《混凝土外加剂》进行。
混凝土性能:混凝土工作性、抗压强度测试分别参照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法》和GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》进行。
以上试验均在标准条件下进行。
二、结果与分析
2.1、超缓凝混凝土的凝结时间试验结果,见表3。
表3超缓凝混凝土的凝结时间试验结果
测试项目 初凝时间/min 终凝时间/min 初、终凝时间间隔/min
实施例1 3700 4350 650
实施例2 3720 4390 670
实施例3 3710 4380 670
实施例4 3630 4330 700
实施例5 3605 4300 695
实施例6 3608 4313 705
实施例7 3599 4336 737
实施例8 3608 4325 717
实施例9 3575 4266 691
实施例10 3679 4299 620
实施例11 3665 4275 610
对比例1 3537 4091 554
对比例2 3537 4008 471
对比例3 3392 3828 436
对比例4 3205 3514 309
对比例5 3543 3755 212
通过对比表3中实施例2和对比例5的数据可知,聚羧酸高性能减水剂和硼砂、糖钙、碳酸氢钠、吡哆醇磷酸之间的相互配合可以在一定程度上延长混凝土的初凝时间和终凝时间,而且不延长了初、终凝时间的间隔。
通过对比实施例2和实施例4-11可知,聚羧酸高性能减水剂、硼砂、糖钙、碳酸氢钠和吡哆醇磷酸的重量比为225:25:37.4:0.1:12.5时,可优化延长混凝土的初凝时间、终凝时间以及初、终凝时间的间隔。
通过对比实施例2和对比例1-5可知,硼砂、糖钙、碳酸氢钠和吡哆醇磷酸在延长混凝土的初凝时间、终凝时间和初、终凝时间的间隔方面具有复合作用。聚羧酸高性能减水剂、硼砂、糖钙、碳酸氢钠和吡哆醇磷酸之间的相互配合可以在一定程度上延长混凝土的初凝时间和终凝时间,而且不延长初、终凝时间的间隔,这是由于聚羧酸高性能减水剂和吡哆醇磷酸盐对水泥中的Ca2+、Al3+等具有很强的螯合作用,通过螯合,减少了水泥浆液相中的Ca2+、Al3+的离子浓度,从而延缓水泥的水化过程。另外,聚羧酸高性能减水剂辅之以吡哆醇磷酸盐、硼砂、碳酸氢钠,还能吸附于水泥颗粒和新相的晶体表面,由于空间位阻作用,抑制水泥颗粒凝聚,从而延缓了水泥的水化过程,起到缓凝作用。此外,糖钙的添加,在一定程度上延长混凝土的初凝时间和终凝时间,而且不延长初、终凝时间的间隔。
2.2、超缓凝混凝土的抗压强度试验结果,见表4。
表4超缓凝混凝土的抗压强度试验结果
从表4的试验结果表明,实施例2的28d抗压强度相对于对比例5提高了近45%。通过对比实施例2和对比例1-5可知,聚羧酸高性能减水剂、吡哆醇磷酸盐和硼砂、碳酸氢钠复合时,可以增强本发明超缓凝混凝土的抗压强度。此外,糖钙的添加,在一定程度上进一步增强了本发明超缓凝混凝土的抗压强度。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种超缓凝混凝土,其特征在于,以重量份数计,其原料包括:水泥320-330份、矿粉60-70份、粉煤灰40-50份、砂710-730份、碎石1050-1100份、水165-175份、外加剂8.1-9份。
2.根据权利要求1所述的超缓凝混凝土,其特征在于,以重量份数计,其原料包括:水泥325份;矿粉65份;粉煤灰45份;砂720份;碎石1075份;水170份;外加剂8.7份。
3.根据权利要求1或2所述的超缓凝混凝土,其特征在于,所述外加剂由聚羧酸高性能减水剂、硼砂、糖钙、碳酸氢钠和吡哆醇磷酸盐组成。
4.根据权利要求3所述的超缓凝混凝土,其特征在于,所述吡哆醇磷酸盐的结构式为
5.根据权利要求3所述的超缓凝混凝土,其特征在于,所述聚羧酸高性能减水剂、硼砂、糖钙、碳酸氢钠和吡哆醇磷酸盐的重量比为225:25:37.4:0.1:12.5。
6.根据权利要求1或2所述的超缓凝混凝土,其特征在于,所述砂为2区中砂,细度模数为2.6-2.8,表观密度为2750-3000Kg/m3,松散堆积密度为1550-1750Kg/m3
7.根据权利要求1或2所述的超缓凝混凝土,其特征在于,所述碎石为5-25mm粒径连续级配的碎石,表观密度为2800-3000Kg/m3,松散堆积密度为1650-1850Kg/m3
8.根据权利要求1或2所述的超缓凝混凝土,其特征在于,所述矿粉为S95级矿粉。
9.根据权利要求1或2所述的超缓凝混凝土,其特征在于,所述粉煤灰为F类II级粉煤灰。
10.根据权利要求1或2所述的超缓凝混凝土,其特征在于,水泥为P·O42.5硅酸盐水泥。
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