CN106977159B - 超缓凝混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超缓凝混凝土，包括由以下重量份数表示的组分：水泥300‑400份；粉煤灰650‑750份；细骨料650‑750份；粗骨料950‑1100份；复合外加剂10.5‑15.8份；膨胀剂30‑40；水165‑185份，所述复合外加剂包括聚羧酸类减水剂、三异丙醇胺富马酸单酯、糖蜜。在混凝土中加入复合外加剂，在保证混凝土后期抗压强度的基础上，延缓混凝土的凝固时间。

Description

超缓凝混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体的说，它涉及一种超缓凝混凝土及其制备方法。

背景技术

在一些大型工程中，所需灌注的混凝土方量较大，灌注时间较长，尤其是在炎热的夏季，必须把混凝土的初凝时间大大延长，才能保证一次灌注成功。而目前应用较为广泛的普通商品混凝土缓凝剂如木质素磺酸盐类，由于具有引入空气的性质，对混凝土抗压强度提高幅度小,早期强度偏低硬化不良，且缓凝时间较短，一般不能用于需长时间延续混凝土凝结的地方。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超缓凝混凝土，在混凝土中加入复合外加剂，在保证混凝土抗压强度的基础上，延缓混凝土的凝固时间。

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，包括由以下重量份数表示的组分：

所述复合外加剂包括聚羧酸类减水剂、三异丙醇胺富马酸单酯、糖蜜，所述三异丙醇胺富马酸单酯的制备方法如下：

S1：将75.11份异丙醇胺加入到反应釜中，搅拌，加入60份乙酸；

S2:加入127.1份富马酸和2份浓硫酸；

S3：升温至121±1℃反应至酸值不再降低时终止反应。

进一步，所述聚羧酸类减水剂、三异丙醇胺富马酸单酯和糖蜜的重量比为6-8:2.5-3.8:2-4。

采用以上技术方案，水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在粗骨料和细骨料的表面并填充其空隙，水泥浆体容易在空气中硬化，并且能够把砂、碎石等材料黏结在一起。粉煤灰用于增强混凝土的和易性，主要在于增加混凝土流动性、保水性和粘聚性。膨胀剂通过与混凝土中的水泥、水发生水化反应来产生体积变大的结晶，从而引起混凝土体积膨胀，产生一定预应力，有助于控制混凝土收缩开裂。复合外加剂一方面用于改善混凝土的流变性能进一步提升混凝土的和易性；另一方面，具有缓凝功能的外加剂，能推迟水泥水化反应，延长混凝土的凝结时间，使新拌混凝土较长时间保持塑性,方便浇注，提高施工效牢，同时对混凝土后期各项性能不会造成不良影响。

上述三异丙醇胺与富马酸反应主要生成单酯，其中所生成的酯中所携带的羟基在水泥水化产物的碱性介质中与游离的Ca²⁺生成不稳定的络合物，在水化初期控制了液相中的Ca²⁺的浓度，产生缓凝作用。随着水化过程的进行，这种不稳定的络合物将自行分解，水化将继续正常进行，并不影响水泥后期水化。此外,羟基吸附在水泥颗粒表面与水化产物表面上的O^2-形成氢键，同时，其他羟基又与水分子通过氢键缔合，同样使水泥颗粒表面形成了一层稳定的溶剂化水膜，从而抑制水泥的水化进程。其次羧基也易与水分子通过氢键缔合，再加上水分子之间的氢键缔合，使水泥颗粒表面形成了一层稳定的溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒键的直接接触，阻碍水化的进行。此外，脂化产物中新引入的酯基和碳碳双键进一步提高了混凝土的强度。

优选的，所述水泥为P·O42.5级水泥。

选用强度等级较高的水泥，加水搅拌在空气中硬化之后的抗压强度较高。

优选的，所述细骨料为细度模数为2.2-1.6水洗河砂。

采用上述技术方案，水洗河砂较低的含泥量不但对混凝土拌和物的性能保持有利，而且可以有效地降低混凝土的收缩。

优选的，所述粗骨料为粒径为5-20mm的连续粒级的碎石。

采用上述技术方案，可以充分满足混凝土拌和物流动性和强度的要求。

优选的，一种超缓凝混凝土，包括由以下重量份数表示的组分：

采用以上技术方案，由以上配比构筑的超缓凝混凝土，具有很好的抗压强度、和易性和缓凝性，该配比作为超缓凝混凝土的优选。

本发明的另一目的在于提供上述所述超缓凝混凝土的制备方法。

步骤1：将水泥、粉煤灰、粗骨料、细骨料导入各自原材料仓进行预均化；

步骤2：将粉煤灰、粗骨料、细骨料按照重量比例连续配料，搅拌后，依次加入所需配比的水泥和水搅拌0.5-1分钟；

步骤3：在步骤2搅拌过程中逐渐加入复合外加剂和膨胀剂继续搅拌1-1.5min，得到所需工作性的混凝土。

选用以上步骤，可以使减水剂对水泥适应性得到改善。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、显著增加强度和内聚性，增加抵抗分层离析和防止泌水的能力，使混凝土在泵送过程中不容易发生水和骨料的分离，减少因离析、泌水造成混凝土不均匀而引起堵管的情况；

2、混凝土的缓凝性得到极大的提升。

3、超缓凝混凝土的制备方法操作简单，物料混合均匀，使用方便。

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。

实施例中涉及的具体原材料如表1所示。

表1 各原材料的规格以及生产厂家

超缓凝混凝土的配比为实施例一至八所列。实施例一至实施例八中各组分的质量配比如表2所示。

表2实施例一至实施例八中各组分的质量

以下结合具体制备方法对上述配比超缓凝混凝土进行描述。

步骤1：将水泥、粉煤灰、碎石、水洗河砂导入各自原材料仓进行预均化；

步骤2：将粉煤灰、碎石、水洗河沙按照实施例一至八的重量连续配料，搅拌后，依次加入所需配比的水泥和水搅拌1分钟；

步骤3：在步骤2在搅拌过程中按实施例一至八的配比逐渐加入聚羧酸类减水剂、三异丙醇胺富马酸单酯和糖蜜组成的复合外加剂和膨胀剂继续搅拌1min，得到所需工作性的混凝土。

按照GBT50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》检测配制好的混凝土的性能。

实施例一至实施例八的超缓凝混凝土的各项性能指标测试结果如表3所示。

表3 实施例一至实施例八制得的超缓凝混凝土的各项性能比较

综合以上测试结果，由实施例一至实施例八的配比制得的超缓凝混凝土28天之后的抗压强度均比较高，依实施例一至实施例八的配比制得的超缓凝混凝土出机塌落度在220mm以上，16h后塌落度在210mm左右，塌落拓展度在490-510mm之间，说明其具有良好的和易性；初凝时间在60h以上，终凝时间在77.5h以上，说明其具有良好的缓凝效果。其中实施例一的配比制得的混凝土抗压强度、和易性、初凝时间和终凝时间等效果均最佳，因此，实施例一为优选方案。

对比例：

对比例一：与实施例一相比未添加糖蜜。

对比例二：与实施例一相比未添加未添加三异丙醇胺富马酸单酯。

对比例三：与实施例一相比未添加未添加三异丙醇胺富马酸单酯和糖蜜。

对比例四：与实施例一相比用目前常用的缓凝效果较佳但价格较高的葡萄糖酸铵代替三异丙醇胺富马酸单酯和糖蜜。

对比例五：与实施例一相比用目前使用较为广泛的木质素磺酸钠代替三异丙醇胺富马酸单酯和糖蜜。

对比例六：与实施例一相比用三异丙醇胺富马酸双酯代替三异丙醇胺富马酸单酯。

对比例七：与实施例一相比用三异丙醇胺马来酸单酯代替三异丙醇胺富马酸单酯(马来酸和富马酸为顺反异构体)。

对比例八：与实施例一相比用三异丙醇胺丁烯二酸单酯(包括等量的三异丙醇胺马来酸单酯和三异丙醇胺富马酸单酯)代替三异丙醇胺富马酸单酯。

对比例一至对比例八的超缓凝混凝土的各项性能指标测试结果如表4所示。

表4 对比例一至对比例八制得的超缓凝混凝土的各项性能比较

经过测试结果比较，对比例一至对比例五中单纯用三异丙醇胺富马酸单酯做为缓凝剂缓凝效果和抗压强度最佳，单纯用糖蜜作为缓凝剂缓凝效果、单纯用葡萄糖酸钠作为缓凝剂缓凝效果以及单纯用木质素磺酸钠作为缓凝剂缓凝效果均差于用三异丙醇胺富马酸单酯做为缓凝剂；结合实施例1比较，单纯用这四种物质做为缓凝剂效果相比较用三异丙醇胺富马酸单酯和糖蜜复配的带来的缓凝效果要差，而不添加缓凝剂的缓凝效果最差。测试结果证明三异丙醇胺富马酸单酯和糖蜜复配作为缓凝剂其缓凝效果要优于常用的葡糖糖酸钠和木质素磺酸钠。

对比例六至对比例八中，结合实施例1比较，结果表明三异丙醇胺富马酸单酯的缓凝效果要优于三异丙醇胺富马酸双酯，因为单酯中存在羧基易与水分子通过氢键缔合，使水泥颗粒表面形成了一层稳定的溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒键的直接接触，阻碍水化的进行；三异丙醇胺富马酸单酯的缓凝效果要优于三异丙醇胺马来酸单酯和三异丙醇胺马来酸单酯与三异丙醇胺富马酸单酯复合物的缓凝效果。

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 (7)

1.一种超缓凝混凝土，其特征在于，包括由以下重量份数表示的组分：

水泥300-400份；

粉煤灰55-75份；

细骨料650-750份；

粗骨料950-1100份；

复合外加剂10.5-15.8份；

膨胀剂32-38份；

水165-185份，

所述复合外加剂包括聚羧酸类减水剂、三异丙醇胺富马酸单酯、糖蜜，所述三异丙醇胺富马酸单酯的制备方法如下:

S1:将75.11份三异丙醇胺加入到反应釜中，搅拌，加入60份乙酸；

S2:加入127.1份富马酸和2份浓硫酸；

S3:升温至121±1℃反应至酸值不再降低时终止反应。

2.根据权利要求1所述的超缓凝混凝土，其特征在于，所述聚羧酸类减水剂、三异丙醇胺富马酸单酯和糖蜜的重量比为6-8:2.5-3.8:2-4。

3.根据权利要求1所述的超缓凝混凝土，其特征在于，所述水泥为P·O42.5级水泥。

4.根据权利要求1所述的超缓凝混凝土，其特征在于，所述细骨料为细度模数为2.2-1.6水洗河砂。

5.根据权利要求4所述的超缓凝混凝土，其特征在于，所述粗骨料为粒径为5-20mm的连续粒级的碎石。

6.根据权利要求1所述的超缓凝混凝土，其特征在于，包括由以下重量份数表示的组分：

水泥340份；

粉煤灰65份；

细骨料715份；

粗骨料1075份；

复合外加剂13.2份；

膨胀剂35份；

水175份。

7.一种制备如权利要求1-6任一项所述的超缓凝混凝土的方法，其特征在于，包括如下步骤:步骤1：将水泥、粉煤灰、粗骨料、细骨料导入各自原材料仓进行预均化；

步骤2：将粉煤灰、粗骨料、细骨料按照重量比例连续配料，搅拌后，依次加入所需配比的水泥和水搅拌0.5-1分钟；

步骤3：在步骤2搅拌过程中逐渐加入复合外加剂和膨胀剂继续搅拌1-1.5min，得到所需工作性的混凝土。