CN108081466A

CN108081466A - 一种预拌泵送重混凝土的生产方法

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Publication number: CN108081466A
Application number: CN201711223430.XA
Authority: CN
Inventors: 叶青; 施韬; 马成畅; 张泽南
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2018-05-29

Abstract

一种预拌泵送重混凝土的生产方法，所述的生产方法为：准备重混凝土用原材料：胶凝材料、粗细骨料、外加剂、水；在搅拌楼的搅拌机连续搅拌的条件下，将胶凝材料、粗细骨料、水加入搅拌机中，进行一次搅拌3～60s，之后加入外加剂，继续进行二次搅拌，所述二次搅拌的时间不少于30s，即得所述的预拌泵送重混凝土；本发明使用“搅拌楼减水剂后滞掺入法”、掺加“聚羧酸系高性能减水剂”和采用“重晶石骨料”在搅拌楼生产预拌泵送重混凝土，采用本发明所述的生产方法，可节约8％～25％的减水剂用量，产生明显的经济效益。

Description

一种预拌泵送重混凝土的生产方法

(一)技术领域

本发明涉及预拌泵送重混凝土的生产方法，具体涉及采用搅拌楼减水剂(或以减水剂为主的泵送剂)后滞掺入法、选用聚羧酸系高性能减水剂和使用重晶石粗细骨料在搅拌楼生产预拌泵送重混凝土的方法，涉及重混凝土的强度等级自C30到C60。

(二)背景技术

重混凝土(或防辐射混凝土)是一种采用重骨料和水泥等配制的混凝土，具有防护γ射线和中子辐射等作用，既经济又有效。目前新建的医疗单位多数会设置放射科，因此其建筑物的墙体和楼板等就需要采用重混凝土浇筑，并且，未来核工业用于民用的工程将越来越多。

重混凝土用原材料主要为胶凝材料、水和粗细重骨料，为了增加其和易性和可泵性还需要掺加减水剂和其他外加剂等。所用的胶凝材料以具有胶凝性能好、水化热低和水化结合水量高的水泥为宜，一般采用硅酸盐系列水泥，主要采用通用硅酸盐水泥，还常掺加矿渣和粉煤灰等矿物掺和料。所用的重骨料一般选用重晶石(表观密度为4000～4500kg/m³)、赤铁矿或磁铁矿(表观密度为4500kg/m³或更大)和金属碎块或铸铁块等。这类重骨料具有抵抗射线辐射的能力。为了提高防御中子射线的性能，可以在重混凝土中掺入包含原子量较轻元素的成分，例如含结晶水物质、硼酸、硼盐及锂盐等，事实上水泥的水化产物中已含有较高的水化结合水。

所用的减水剂主要有普通减水剂和高效减水剂(如萘系减水剂、脂肪族类减水剂和氨基磺酸盐减水剂)，近年来已开始使用聚羧酸系高性能减水剂。为了达到泵送的要求，当今常以减水剂为主再加入保坍剂、引气剂、缓凝剂或早强剂等复配成泵送剂。

预拌混凝土是指由胶凝材料(水泥+矿物掺和料)、粗细骨料、水以及根据需要掺入的外加剂等组分按一定比例，在搅拌站(楼)经计量、拌制后出售，并采用运输车在规定时间内运至使用地点的混凝土拌合物。预拌混凝土分为常规品和特制品两种，预拌重混凝土属于预拌混凝土特制品中的一种。

预拌混凝土一般采用泵送法进行施工。配制泵送混凝土时，除必须满足混凝土设计强度和耐久性的要求外，尚应使混凝土拌合物满足可泵性要求，这是与普通混凝土的主要不同之处。所谓混凝土的可泵性，是指混凝土拌合物在泵压作用下，能在输送管道中连续稳定的通过而不产生离析的性能。

混凝土外加剂的掺入方法主要有：先掺法、同掺法和后掺法。所谓先掺法就是外加剂(干粉)先与胶凝材料等混合，然后加入骨料与水一起拌合均匀，先掺法适用于普通减水剂、高效减水剂、缓凝高效减水剂、早强减水剂和引气减水剂等，尤其是膨胀剂。同掺法：事先将可溶性外加剂配制成一定浓度的溶液，称量再加入拌合水中，然后在混凝土搅拌过程中随拌合水一起掺入，同掺法适合于可溶性的泵送剂和减水剂，混凝土搅拌楼普遍均采用此方法。后掺法：在混凝土拌合物搅拌完成后，经过一定时间后或到了工地后或泵送前，再一次或多次掺入(全部或其余)外加剂(主要是减水剂或泵送剂)到混凝土拌合物中再进行搅拌的方法。采用后掺法，一般可节约10％～25％的减水剂用量，产生的效益明显。但由于后掺法要在工地进行，而且必须要有技术人员在场指导，这就增加了采用此法的人工成本和使用难度，因此一般的混凝土搅拌站都不接受此方法，但一些集中的大方量的混凝土工程还是乐意采用这种工地减水剂或泵送剂后掺法的。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种预拌泵送重混凝土的生产方法。

本发明的技术方案如下：

一种预拌泵送重混凝土的生产方法，所述的生产方法为：

(1)准备重混凝土用原材料：胶凝材料、粗细(重)骨料、外加剂、水；

(2)在搅拌楼的搅拌机连续搅拌的条件下，将胶凝材料、粗细骨料、水加入搅拌机中，进行一次搅拌3～60s(即后滞时间，优选6～15s，更优选10s)，之后加入外加剂，继续进行二次搅拌，所述二次搅拌的时间不少于30s(优选30～35s)，即得所述的预拌泵送重混凝土。

所述的胶凝材料中包含：硅酸盐系列水泥、矿物掺和料、膨胀剂；所述硅酸盐系列水泥例如：通用硅酸盐水泥，所述矿物掺和料例如：矿渣、粉煤灰。

所述粗细骨料例如：重晶石碎石、重晶石砂、花岗岩碎石，主要为重晶石，其表观密度要求≥4000kg/m³，在骨料中重晶石的比例要求达到≥80％。

所述外加剂为减水剂或以减水剂为主的泵送剂；所述减水剂优选为聚羧酸系高性能减水剂，其混凝土减水率≥27％；所述以减水剂为主的泵送剂是指：以减水剂为主再加入保坍剂、引气剂、缓凝剂或早强剂等复配成泵送剂。

具体的，例如：所述重混凝土用原材料由胶凝材料、粗细骨料、外加剂、水组成；其中，所述胶凝材料由硅酸盐系列水泥、矿渣、粉煤灰、膨胀剂组成，所述粗细骨料由重晶石碎石、重晶石砂、花岗岩碎石组成，所述外加剂为聚羧酸系高性能减水剂；并且，各物料重量配比如下：

硅酸盐系列水泥250～500份、矿渣30～150份、粉煤灰30～100份、膨胀剂30～90份、重晶石碎石1000～1300份、重晶石砂850～1000份、花岗岩碎石0～600份、聚羧酸系高性能减水剂5.0～12.0份，水150～180份。

按照本发明所述的生产方法，可制备强度等级自C30到C60的重混凝土，水泥强度等级可用42.5、52.5、62.5等等。生产过程中原材料的配合比可按照具体工程对重混凝土的需求计算得出，例如对于C35重混凝土，原材料的重量配比如下：

42.5级普通水泥280份、S95矿渣32～40份、粉煤灰30～40份、膨胀剂38～40份、水170～180份、聚羧酸系高性能减水剂7.0～8.0份、重晶石碎石1100～1120份、重晶石砂920～930份、花岗岩碎石400份、聚丙烯纤维1.2份。

根据本发明方法得到的预拌重混凝土为搅拌楼生产的可泵送重混凝土，其表观密度≥2900kg/m³，初始坍落度≥180mm，并且坍落度的60min经时损失＜30mm，同时具有良好的和易性、可泵性和抗压强度的要求。

在现有混凝土减水剂后掺法的基础上，本发明提出了搅拌楼减水剂后滞掺入法，即：在搅拌楼的搅拌机中按原加料程序加入骨料、胶凝材料和水，搅拌一定时间(例如10s)后再掺入减水剂，继续搅拌至结束。如果原先总搅拌时间为30s，最好增加到40s。本发明所述的搅拌楼减水剂后滞掺入法，有别于减水剂后掺法：前者是在搅拌楼搅拌机中在混凝土拌合物还未拌合完成时，而后者是在泵送前在完成搅拌机搅拌后在混凝土搅拌车中进行的。

采用本发明搅拌楼减水剂后滞掺入法的原理及作用是：在搅拌楼搅拌机连续搅拌的条件下，将在搅拌机中的胶凝材料、粗细骨料和水等率先搅拌一定时间(即后滞时间)，让水吸入胶凝材料和骨料中，在后滞一定时间后再掺入减水剂和其他外加剂，继续搅拌至结束。这种后滞掺入的减水剂分子不易被吸入胶凝材料颗粒和骨料颗粒中，而是留在上述胶凝材料和骨料颗粒之间的液相中，并使这种液相中的减水剂浓度提高，可明显地提高混凝土拌合物的流动性，或在其流动性不变的条件下可减少减水剂的掺入量。采用后滞掺入法，一般可节约8％～25％的减水剂用量，产生的效益明显，特别是在使用聚羧酸系高性能减水剂的条件下效果更加明显。

本发明的有益效果在于：本发明使用“搅拌楼减水剂后滞掺入法”、掺加“聚羧酸系高性能减水剂”和采用“重晶石骨料”在搅拌楼生产预拌泵送重混凝土，经过三个月的混凝土配合比设计及试验室试拌和搅拌楼试生产及实际生产，又经过了三个月的实际生产和工程使用，终于得到了“一种预拌泵送重混凝土的生产方法”，即一种采用搅拌楼聚羧酸系高性能减水剂后滞掺入法和采用重晶石骨料生产预拌泵送重混凝土的方法。采用本发明所述的生产方法，可节约8％～25％的减水剂用量，产生明显的经济效益。

(四)具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例

生产用原材料为浙江某集团生产的42.5级普通硅酸盐水泥，浙江某矿渣微粉厂生产的S95矿渣，浙江某电厂粉煤灰(达到FII级)，自制花岗岩粗骨料(级配为5～25mm，矿源杭州市当地)，自制重晶石粗骨料(级配为5～25mm，矿源福建省)，自制重晶石细骨料(矿源福建省)，HEA膨胀剂(市售)，聚丙烯纤维(市售)，选用浙江某集团生产的泵送剂(以聚羧酸系高性能减水剂为主，混凝土减水率为27％)，拌合水为当地自来水。

表1采用泵送剂搅拌楼同掺法和后滞掺入法生产重混凝土的实际生产试验结果

按表1的混凝土配合比生产预拌C35重混凝土。

采用代号A0的混凝土配合比生产重混凝土，其中的泵送剂掺入方法为同掺法，是基准样。

采用代号A1的混凝土配合比生产重混凝土，其中的泵送剂掺入方法为后滞掺入法。其混凝土配合比与基准样A0相同。采用后滞法，即在搅拌楼的搅拌机中按原加料程序加入骨料、胶凝材料和水，搅拌10s时间后再加入泵送剂，继续搅拌30～35s结束。其结果为坍落度由基准样的180mm提高到235mm，而且28d抗压强度与基准样相当。

采用代号A2的混凝土配合比生产重混凝土，其中的泵送剂掺入方法为后滞掺入法。其混凝土配合比与基准样A0基本相同，只是其泵送剂由基准样的8.0kg/m3降为7.0kg/m3，即降了约12.5％的泵送剂用量。采用后滞法，即在搅拌楼的搅拌机中按原加料程序加入骨料、胶凝材料和水，搅拌10s时间后再加入泵送剂，继续搅拌30～35s结束。其结果为坍落度由基准样的180mm提高到195mm，即其坍落度与基准样相当，而且其抗压强度则有提高现象，提高了1.2MPa。

采用代号A3的混凝土配合比生产重混凝土，其中的泵送剂掺入方法为后滞掺入法。其混凝土配合比与基准样A0有差异。对比基准配合比，在用水量减少10kg/m³、胶凝材料减少20kg/m³、泵送剂减少0.8kg/m³以及适当增加骨料的条件下，采用泵送剂后滞掺入法，即在搅拌楼的搅拌机中按原加料程序加入骨料、胶凝材料和水，搅拌10s时间后再加入泵送剂，继续搅拌30～35s结束。其结果为试样A3的坍落度与上述同掺法(基准试样A0)保持相当，而且其抗压强度则有提高现象，提高了1.9MPa。

在实际生产中在约60天内结合实际工程的需要，按重混凝土配合比代号A3，采用泵送剂后滞掺入法生产重混凝土，所有混凝土的和易性和强度发展规律均正常。只有个别混凝土的凝结时间出现延长现象，后经调整，达到正常。其中C35重混凝土的实际生产试验结果详见表1。即在用水量减少10kg/m³、胶凝材料减少20kg/m³、泵送剂减少0.8kg/m³以及适当增加骨料的条件下，在约60天内，其坍落度的平均值为185mm，其抗压强度平均值为43.0MPa。

Claims

1.一种预拌泵送重混凝土的生产方法，其特征在于，所述的生产方法为：

(1)准备重混凝土用原材料：胶凝材料、粗细骨料、外加剂、水；所述外加剂为减水剂或以减水剂为主的泵送剂；

(2)在搅拌楼的搅拌机连续搅拌的条件下，将胶凝材料、粗细骨料、水加入搅拌机中，进行一次搅拌3～60s，之后加入外加剂，继续进行二次搅拌，所述二次搅拌的时间不少于30s，即得所述的预拌泵送重混凝土。

2.如权利要求1所述的预拌泵送重混凝土的生产方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的胶凝材料由如下物料组成：硅酸盐系列水泥、矿物掺和料、膨胀剂。

3.如权利要求2所述的预拌泵送重混凝土的生产方法，其特征在于，所述矿物掺和料为矿渣、粉煤灰。

4.如权利要求1所述的预拌泵送重混凝土的生产方法，其特征在于，步骤(1)中，所述粗细骨料为重晶石碎石、重晶石砂、花岗岩碎石。

5.如权利要求1所述的预拌泵送重混凝土的生产方法，其特征在于，步骤(1)中，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。

6.如权利要求1所述的预拌泵送重混凝土的生产方法，其特征在于，步骤(1)中，所述以减水剂为主的泵送剂是指：以减水剂为主再加入保坍剂、引气剂、缓凝剂或早强剂复配成泵送剂。

7.如权利要求1所述的预拌泵送重混凝土的生产方法，其特征在于，步骤(1)中，所述重混凝土用原材料由胶凝材料、粗细骨料、外加剂、水组成；其中，所述胶凝材料由硅酸盐系列水泥、矿渣、粉煤灰、膨胀剂组成，所述粗细骨料由重晶石碎石、重晶石砂、花岗岩碎石组成，所述外加剂为聚羧酸系高性能减水剂；并且，各物料重量配比如下：

硅酸盐系列水泥250～500份、矿渣30～150份、粉煤灰30～100份、膨胀剂30～90份、重晶石碎石1000～1200份、重晶石砂850～1000份、花岗岩碎石0～600份、聚羧酸系高性能减水剂5.0～12.0份，水150～180份。

8.如权利要求7所述的预拌泵送重混凝土的生产方法，其特征在于，所述重混凝土用原材料的重量配比如下：

42.5级普通水泥280份、S95矿渣32～40份、粉煤灰30～40份、膨胀剂38～40份、重晶石碎石1100～1120份、重晶石砂920～930份、花岗岩碎石400份、聚羧酸系高性能减水剂7.0～8.0份、水170～180份。

9.如权利要求1所述的预拌泵送重混凝土的生产方法，其特征在于，步骤(2)中，所述一次搅拌的时间为6～15s。

10.如权利要求1所述的预拌泵送重混凝土的生产方法，其特征在于，步骤(2)中，所述二次搅拌的时间为30～35s。