CN107382210A - 一种大流动度混凝土及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大流动度混凝土及其制备方法和使用方法。本发明提供的大流动度混凝土包括如下重量份组分：普通硅酸盐水泥、Ⅱ级F类粉煤灰、S75级矿粉、磨细粉，多晶硅粉、石灰岩碎石机砂、卵碎石机砂，卵碎石，引气改善聚羧酸减水剂和水。本发明提供的混凝土浆体饱满、拌合物粘度小、混凝土流动速度快，最重要的是其稳泡效果好，即混凝土出机后静置，浆体没有随时间而下沉、骨料未裸露；混凝土含气量数值基本上无经时损失，是因为两种引气剂复配，使得气泡形成级配，保证更多的有益的小气泡存在，降低了表面势能，提高了气泡稳定性，也正是由于微小气泡的存在，在混凝土中起到了滚珠效应，均匀小气泡的存在同时降低了浆体粘度改善了流动性。

Description

一种大流动度混凝土及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及一种建筑材料，具体涉及一种大流动度混凝土及其制备方法和使用方法。

背景技术

大流动度混凝土，是与传统混凝土相较而言，根据目前国内使用混凝土的流动性的状况，一般根据混凝土的流动性按如下定义分类：

1.低流动性混凝土：混凝土坍落度7-9cm，一般为混凝土搅拌运输车送料，不采用泵送的混凝土；

2.中等流动度混凝土：混凝土坍落度12-14cm，一般为混凝土搅拌运输车送料,采用混凝土输送泵泵送的混凝土，泵送高度在80米以下；

3.大流动度混凝土：混凝土坍落度16-18cm,扩散直径50-60cm，一般为C50以上等级的高强混凝土采用，中低强度等级混凝土也可为大流动度。

提高混凝土的流动度通常会以聚羧酸减水剂为辅料，通过引入减水剂，释放出胶凝材料絮团中的水，将其变为有助于混凝土流动性的自由水，从而提高其流动性能。聚羧酸减水剂作为第三代减水剂已成功应用数年，其优势特点如减水率高、合成成本低、多种工艺应用针对性强等特点有目共睹，但羧酸母液自带的引气效果，使得其含气量、气泡粒度分布不可控。虽针对上述问题，已形成先消泡后引气的生产工艺，但在引气这一环节仍存在诸多问题。其中，较为明显的是含气量数值波动及稳泡效果差。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有良好的裹浆、均质性优、尤其对表观较光滑的卵石体系有显著性能改善的大流动度混凝土及其制备方法和使用方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种大流动度混凝土包括如下重量份组分：普通硅酸盐水泥280-320份、Ⅱ级F类粉煤灰30-50份、S75级矿粉30-50份、磨细粉10-20份，多晶硅粉10-20份、石灰岩碎石机砂500-700份、卵碎石机砂300-400份，卵碎石800-1000份，引气改善聚羧酸减水剂4-6份，水165-185份。碎石机砂即经除土处理，由机械破碎石头，筛分制成的粒径小于4.75mm的岩石颗粒，如卵石破碎加工成的机制砂即卵碎石机砂、石灰岩石破碎加工成的机制砂即石灰岩碎石机砂。

进一步优选的，上述大流动度混凝土包括如下重量份组分：普通硅酸盐水泥290-310份、Ⅱ级F类粉煤灰35-45份、S75级矿粉35-45份、磨细粉12-18份，多晶硅粉12-18份、石灰岩碎石机砂550-650份、卵碎石机砂320-360份，卵碎石850-950份，引气改善聚羧酸减水剂5份，水170份。磨细粉优选为石灰石粉，当然也可以为其它矿粉。

更进一步优选的，上述大流动度混凝土包括如下重量份组分：普通硅酸盐水泥300份、Ⅱ级F类粉煤灰40份、S75级矿粉40份、磨细粉15份，多晶硅粉15份、石灰岩碎石机砂600份、卵碎石机砂350份，卵碎石900份，引气改善聚羧酸减水剂5份，水170份。

进一步的，上述大流动度混凝土中所述引气改善聚羧酸减水剂包括如下重量份组分：30-45份单体A、5-15份单体B、0.1-0.3份链转移剂、0.4-1份引发剂、40-65份水；其中：单体A为聚合度为30-60的异戊烯基聚乙二醇；单体B为丙烯酸或丙烯酸盐；引发剂为双氧水、过硫酸铵和Vc按质量比3：1：1的混合物；链转移剂为巯基丙酸或巯基乙醇。

进一步的，上述大流动度混凝土中所述引气改善聚羧酸减水剂按如下方法制备：

步骤1：将三分之二质量的单体B溶于10份去离子水中，搅拌均匀，得小单体溶液待用；

步骤2：将链转移剂和引发剂中的Vc溶于20份去离子水中，搅拌均匀，得链转移剂溶液待用；

步骤3：将40份单体A和40份去离子水投入反应容器中加热溶解，待单体A完全溶解并温度达到35℃后，加入剩余三分之一质量的单体B，然后加入引发剂中的过氧化氢和过硫酸铵，并保温搅拌0.5-1.0h；

步骤4：搅拌完成后，在3-3.5h内匀速滴加步骤1与步骤2所得的小单体溶液与链转移剂溶液，并按照10℃/1h的升温速度控制反应温度，滴加完成后继续保温反应2h，反应结束后加入液碱溶液调节体系pH值至6-8之间，并加水稀释到含固量40％。

进一步的，上述大流动度混凝土中，所述普通硅酸盐水泥为P·O42.5，所述多晶硅粉的SiO₂含量≥85％；所述石灰岩碎石机砂细度模数2.6-3.0，级配位于Ⅱ区，含粉量6-8％；所述卵碎石机砂细度模数2.4-2.8，级配位于Ⅱ-Ⅲ区之间，含粉量10-14％。

上述大流动度混凝土的制备方法：在引气改善聚羧酸减水剂制备母液合成并老化结束后，也即加水稀释到含固量40％后，在搅拌状态下加入相当于引气改善聚羧酸减水剂母液质量0.2-0.3％的有机硅消泡剂，并持续搅拌20-30分钟。

上述大流动度混凝土的使用方法：在大流动度混凝土的复配阶段，常温条件下添加有机硅化合物类引气剂，掺量5-15‰，具体视原材料特性及混凝土含气量、气泡大小而定。如此能够使得大流动度混凝土气泡稳定、均匀。

进一步的，上述大流动度混凝土的使用方法中，所述有机硅化合物类引气剂为X、Y两种引气剂混合，所述X引气剂为AE 2型引气剂，Y引气剂为AE80引气剂。

本发明具有如下有益效果：按照本发明提供的制备方法工艺和材料配比制备的混凝土浆体饱满、拌合物粘度小、混凝土流动速度快，最重要的是其稳泡效果好，即混凝土出机后静置，浆体没有随时间而下沉、骨料未裸露。混凝土含气量数值基本上无经时损失，是因为两种引气剂复配，使得气泡形成级配，保证更多的有益的小气泡存在，降低了表面势能。提高了气泡稳定性。也正是由于微小气泡的存在，在混凝土中起到了滚珠效应，均匀小气泡的存在同时降低了浆体粘度改善了流动性。对比实验中，可以看出传统型外加剂的大气泡较大，且在出机后破裂速度较快，稳泡性能差、浆体不饱满；本发明提供的混凝土气泡粒径微小，拌合物稠度低，2h稳泡、可泵性能良好。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。所述实施例仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。各实施例中无特殊说明情况下所指组分份数均指重量份。

实施例1至3中所使用的引气改善聚羧酸减水剂按照如下方法制备：

将三分之二质量的单体B溶于10份去离子水中，搅拌均匀，得小单体溶液待用；

步骤2：将链转移剂和引发剂中的Vc溶于20份去离子水中，搅拌均匀，得链转移剂溶液待用；

步骤3：将40份单体A和40份去离子水投入反应容器中加热溶解，待单体A完全溶解并温度达到35℃后，加入剩余三分之一质量的单体B，然后加入引发剂中的过氧化氢和过硫酸铵，并保温搅拌1.0h；

步骤4：搅拌完成后，在3h内匀速滴加步骤1与步骤2所得的小单体溶液与链转移剂溶液，并按照10℃/1h的升温速度控制反应温度，滴加完成后继续保温反应2h，反应结束后加入液碱溶液调节体系pH值至6-8之间，并加水稀释到含固量40％。

其中：45份单体A、10份单体B、0.2份链转移剂、0.6份引发剂、50份水；单体A为聚合度为30-60的异戊烯基聚乙二醇；单体B为丙烯酸或丙烯酸盐；引发剂为双氧水、过硫酸铵和Vc按质量比3：1：1的混合物；链转移剂为巯基丙酸或巯基乙醇。

实施例1

称量P·O42.5普通硅酸盐水泥300kg、Ⅱ级F类粉煤灰40kg、S75级矿粉40kg、磨细粉15kg，SiO₂含量≥85％的多晶硅粉15kg、石灰岩碎石机砂600kg(细度模数2.6-3.0，级配位于Ⅱ区，含粉量6-8％)、卵碎石机砂350kg(细度模数2.4-2.8，级配位于Ⅱ-Ⅲ区之间，含粉量10-14％)，卵碎石900kg，引气改善聚羧酸减水剂5kg，水170kg。

将上述计量好的组分在常温下投放至拌合主机搅拌均匀即得产品大流动度混凝土。

大流动度混凝土复配阶段，常温条件下添加有机硅化合物类引气剂，掺量10‰。所述有机硅化合物类引气剂为X、Y两种引气剂按质量比1：1混合，所述X引气剂为AE 2型引气剂，Y引气剂为AE80引气剂。

实施例2

称量P·O42.5普通硅酸盐水泥280kg、Ⅱ级F类粉煤灰50kg、S75级矿粉45kg、磨细粉20kg，SiO₂含量≥85％的多晶硅粉10kg、石灰岩碎石机砂650kg(细度模数2.6-3.0，级配位于Ⅱ区，含粉量6-8％)、卵碎石机砂300kg(细度模数2.4-2.8，级配位于Ⅱ-Ⅲ区之间，含粉量10-14％)，卵碎石850kg，引气改善聚羧酸减水剂4kg，水185kg。

将上述计量好的组分在常温下投放至拌合主机搅拌均匀即得产品大流动度混凝土。

大流动度混凝土复配阶段，常温条件下添加有机硅化合物类引气剂，掺量5‰。所述有机硅化合物类引气剂为X、Y两种引气剂按质量比2：1混合，所述X引气剂为AE 2型引气剂，Y引气剂为AE80引气剂。

实施例3

称量P·O42.5普通硅酸盐水泥320kg、Ⅱ级F类粉煤灰35kg、S75级矿粉35kg、磨细粉10g，SiO₂含量≥85％的多晶硅粉20kg、石灰岩碎石机砂650kg(细度模数2.6-3.0，级配位于Ⅱ区，含粉量6-8％)、卵碎石机砂400kg(细度模数2.4-2.8，级配位于Ⅱ-Ⅲ区之间，含粉量10-14％)，卵碎石1000kg，引气改善聚羧酸减水剂6kg，水165kg。

将上述计量好的组分在常温下投放至拌合主机搅拌均匀即得产品大流动度混凝土。

大流动度混凝土复配阶段，常温条件下添加有机硅化合物类引气剂，掺量15‰。所述有机硅化合物类引气剂为X、Y两种引气剂按质量比1：1混合，所述X引气剂为AE 2型引气剂，Y引气剂为AE80引气剂。

将实施例1中引气改善聚羧酸减水剂更换为传统型减水剂作为对照组进行对比实验，实验结果如表1所示：

表1 对比实验性能测试结果

表1中传统型减水剂产品型号为三圣公司的PCA-R型磺酸盐类引气剂。从测试结果可以看出本发明提供的大流动度混凝土的含气量损失小，气泡稳定性更优。

Claims (9)

1.一种大流动度混凝土，其特征在于，包括如下重量份组分：

普通硅酸盐水泥280-320份、Ⅱ级F类粉煤灰30-50份、S75级矿粉30-50份、磨细粉10-20份，多晶硅粉10-20份、石灰岩碎石机砂500-700份、卵碎石机砂300-400份，卵碎石800-1000份，引气改善聚羧酸减水剂4-6份，水165-185份。

2.根据权利要求1所述的大流动度混凝土，其特征在于，包括如下重量份组分：

普通硅酸盐水泥290-310份、Ⅱ级F类粉煤灰35-45份、S75级矿粉35-45份、磨细粉12-18份，多晶硅粉12-18份、石灰岩碎石机砂550-650份、卵碎石机砂320-360份，卵碎石850-950份，引气改善聚羧酸减水剂5份，水170份。

3.根据权利要求1所述的大流动度混凝土，其特征在于，包括如下重量份组分：

普通硅酸盐水泥300份、Ⅱ级F类粉煤灰40份、S75级矿粉40份、磨细粉15份，多晶硅粉15份、石灰岩碎石机砂600份、卵碎石机砂350份，卵碎石900份，引气改善聚羧酸减水剂5份，水170份。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的大流动度混凝土，其特征在于，

所述引气改善聚羧酸减水剂包括如下重量份组分：

30-45份单体A、5-15份单体B、0.1-0.3份链转移剂、0.4-1份引发剂、40-65份水；

其中：单体A为聚合度为30-60的异戊烯基聚乙二醇；单体B为丙烯酸或丙烯酸盐；引发剂为双氧水、过硫酸铵和Vc按质量比3：1：1的混合物；链转移剂为巯基丙酸或巯基乙醇。

5.如权利要求4所述的大流动度混凝土，其特征在于，

所述引气改善聚羧酸减水剂按如下方法制备：

步骤1：将三分之二质量的单体B溶于10份去离子水中，搅拌均匀，得小单体溶液待用；

步骤2：将链转移剂和引发剂中的Vc溶于20份去离子水中，搅拌均匀，得链转移剂溶液待用；

步骤3：将40份单体A和40份去离子水投入反应容器中加热溶解，待单体A完全溶解并温度达到35℃后，加入剩余三分之一质量的单体B，然后加入引发剂中的过氧化氢和过硫酸铵，并保温搅拌0.5-1.0h；

步骤4：搅拌完成后，在3-3.5h内匀速滴加步骤1与步骤2所得的小单体溶液与链转移剂溶液，并按照10℃/1h的升温速度控制反应温度，滴加完成后继续保温反应2h，反应结束后加入液碱溶液调节体系pH值至6-8之间，并加水稀释到含固量40％。

6.根据权利要求5所述的大流动度混凝土，其特征在于，

所述普通硅酸盐水泥为P·O42.5，所述多晶硅粉的SiO₂含量≥85％；

所述石灰岩碎石机砂细度模数2.6-3.0，级配位于Ⅱ区，含粉量6-8％；

所述卵碎石机砂细度模数2.4-2.8，级配位于Ⅱ-Ⅲ区之间，含粉量10-14％。

7.如权利要求5或6所述的大流动度混凝土的制备方法，其特征在于，包括步骤：

引气改善聚羧酸减水剂制备母液合成并老化结束后，在搅拌状态下加入相当于引气改善聚羧酸减水剂母液质量0.2-0.3％的有机硅消泡剂，并持续搅拌20-30分钟。

8.一种如权利要求1至7中任意一项所述的大流动度混凝土的使用方法，其特征在于，

在复配阶段，常温条件下添加有机硅化合物类引气剂，掺量5-15‰。

9.根据权利要求8所述的大流动度混凝土的使用方法，其特征在于，

所述有机硅化合物类引气剂为X、Y两种引气剂混合，所述X引气剂为AE 2型引气剂，Y引气剂为AE80引气剂。