CN1083452A - 水下混凝土不分散剂及其混凝土的拌合方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种水下混凝土的不分散剂及其与 混凝土的拌合方法。本不分散剂主要由聚丙烯酰胺 和磺化三聚氰胺甲醛配制而成，并在混凝土中加入了 适量的硅粉和/或引气剂，其拌合工艺可采用人工或 机械两种方法。使用本发明的不分散剂可以使水下 混凝土在浇筑时不分散，不离析，还能自流平、自密 实、不需振捣，并且强度高，抗渗性能好，粘结力强，对 施工水域污染极微。

Description

本发明属于一种水下混凝土抗分散的外加剂及其与混凝土的配制方法。

在水下浇筑混凝土时，混凝土拌合物在水中下落时水泥易被水冲刷而流失，使拌合物离析，硬化后各项性能和技术指标明显降低，同时也污染了周围水域。近年来开发的水下不分散混凝土外加剂，对水下混凝土的分离作出了一定的改善，已公开的专利文献有EP-162114，昭57-036218，昭60-260453，昭61-91053，昭61-191549，昭62-132750，昭63-206344，昭63-297254，CN86106211A，CN1073669A等。在用有机高分子材料改进水下混凝土性能方面有了一些进步，但并未取得完满的效果。例如在使用纤维素醚类时，混凝土中气泡含量较多，抗分散性能不佳，水下混凝土的强度也不高，即使加入消泡剂其效果也并不理想。又如在使用高分子聚丙烯酰胺类聚合物时，由于分子量及聚合物类型选择不佳，部分水下混凝土虽有较好的抗分散性，但其粘度过高，反映流动性的扩展度只有40-44cm，水下浇筑混凝土不易保证质量，尤其是水下钢筋混凝土的浇筑难以满足要求。另有使用乙烯基和丙烯酸化合物共聚或与无机矿物材料共混作为不分散剂，存在着原料不易获得，制造工艺繁琐，混凝土强度不够高等各种缺陷。此外，在混凝土中加入高分子型的混凝土不分散剂，增加了混凝土的粘稠性，使得混凝土使用常规方法不易拌合均匀，质量难以保证。

本发明的目的在于针对现有水下混凝土外加剂中存在的问题，在对多种类型的纤维素醚及聚丙烯酰胺的合成和使用进行了优化试验之后，提出一种流动性及强度俱佳的聚丙烯酰胺类型的水下混凝土的不分散剂，其聚合形式有利于控制聚合物的水解度，可使水解度控制在10%以下。另外，目前使用的聚丙烯酰胺类外加剂混凝土的流动性差，填充、密实性能不佳。为了实现本发明的目的，在聚丙烯酰胺分子量选择和控制上做了大量工作，通过加入硫酸铜型反应链转移剂对聚合反应产物分子量进行控制，使分子量在50-500万，最佳为100-200万之间的范围内，这种分子量的聚丙烯酰胺拌合混凝土具有较好和易性。为了进一步增大混凝土的流动性，在混凝土中加入了磺化三聚氰胺甲醛超塑化剂，根据试验结果，这种超塑化剂与聚丙烯酰胺复合使用，使水下混凝土具有自流平性，且不会产生任何不利影响，这与萘系塑化剂不同。

为了提高拌料效率，改善拌合效果，本发明对拌料工艺作了改进，使拌合时间缩短，混凝土质量均匀，设备简单。

采用本发明的水下混凝土的不分散剂及其拌合工艺，可以使水下混凝土在水中浇筑时不离析、不分散，确保混凝土拌合物的均匀性。同时，混凝土能够自流平、自密实，不需要振捣，混凝土也不泌水。并且，混凝土的粘结力好，对施工水域污染极微。本发明的不分散剂对钢筋无锈蚀作用，混凝土钢筋握裹力强，适用于水下钢筋混凝土。

本发明的水下混凝土不分散剂主要由聚丙烯酰胺和磺化三聚氰胺甲醛组成，其具体组成和份量分别为：聚丙烯酰胺（或称NDC-IA）为水泥重量的1-3%，其最佳量为1.75%，磺化三聚氰胺甲醛（或称NDC-IB）为水泥重量的0.5-1.5%，最佳为0.8%。其中的聚丙烯酰胺为3-10%的液态状，分子量为50-500万，水解度小于10%，其掺合量小于1%时水泥浆增稠效果不明显，大于3%时则拌合物过于粘稠，影响施工操作条件及硬化后性能，且增加成本。其中的磺化三聚氰胺甲醛为10-34%的溶液状态，这种超塑化剂能明显地改善混凝土的流动性，并可获得较高的强度。

在混凝土中还可掺入适量的硅粉和/或引气剂，这些有利于提高水下混凝土的强度，其掺入量可控制在水泥重量的2-15%。

采用本发明的不分散剂在与混凝拌合中，由于普通拌合方法不易拌匀，为此，本发明特提出以下两种拌合方法：

1、手工拌合：其步骤为：

1）不分散剂制备：将NDC-IA先稀释成3-10%的溶液与10-34%的NDC-IB溶液配合使用;

2）按比例混合水泥、砂、石子，加入计算量的NDC-IA、NDC-IB及水，略加翻拌;

3）再用混凝土振捣棒配合拌合，边振边拌，直至拌合均匀。

2、机械拌合：其步骤为：

1）先将按比例稀释好的不分散剂加入拌合釜中，开动搅拌机，使液体料均匀地挂在釜壁上。

2）再加入水泥、砂、石子和/或硅粉、引气剂，搅拌2分钟，停30秒，再拌2分钟，再停30秒，反复几次，直至得到均匀的混凝土。

使用强制混凝土拌合釜时，可以按普通混凝土拌合工艺适当延长搅拌时间即可。

为了进一步说明本发明的不分散剂及其拌合方法，特举出以下实施例：

实施例1、2：其材料配合比见表1。

按表所示重量配料，用手工将材料拌合成水泥砂浆，将试模置于水下400mm深的水箱中，拌合好的水泥砂浆通过水浇灌于水下的试模中，抹平。水中养护三天后拆摸，测定不同龄期的强度，其结果列于表2中：

实施例3-6，其配合比如表3所示。

按表3所列出的配合比用机械方法配制水下混凝土，并同时制作试样，水下养护三天后拆模，上述混凝土的流动性为坍落度20-25cm，坍落扩展度为48-60cm，泌水率全部小于0.01%。其28天的力学性能列于表4中。

表中：a-水上浇筑成型，20℃雾室养护;

b-直接浇筑于400mm深水中，20℃水中养护;

c-b/aX100%

d-光面：粘接试件老混凝土表面不打毛处理

毛面：粘接试件老混凝土表面打毛处理

实施例3中28天的膨胀率为44X10^-6，抗渗性能如表5所示，抗冲磨性能如表6所示。

比较例：按表3中所示配合比拌合而成的混凝土，与水下不分散混凝土同样试验方法和条件下进行各项性能试验，其结果分别见上列各表。

掺入本发明的不分散剂的水下混凝土的初凝时间一般为8-35小时，终凝时间14-46小时，抗压强度随龄期增长的关系按7天、28天、90天、180天和360天分别为18-22MPa、26-34MPa、33-47MPa、41-47MPa和41-47MPa，钢筋握裹力大致为6.0-7.0MPa，28天干缩率大致在ε_τ＝656×10^-6，水中膨胀率大致为Gw＝44×10^-6，抗渗标号在S₃₅-S₇₇之间，渗透系数一般为0.038-0.160×10^-11，抗冲磨强度一般为0.52-0.82h.m²/kg，磨损率大致在1.22-1.94kg/h.m²之间。

混凝土的施工工艺，同一般水下混凝土施工，可采用混凝土罐车、手推车、溜槽等运输工具送到施工现场，通过下接尼龙软管的混凝土泵或溜筒定点浇筑于水中混凝土仓面，浇筑导管出料口距要浇灌的混凝土面应控制在50cm以内，如水深不大时，也可以用导管直接浇筑到水中，浇筑后混凝土不需要振捣，混凝土材料不分散、自流平、自密实。

Claims (7)

1、一种水下混凝土的不分散剂，其特征在于它主要由聚丙烯酰胺和磺化三聚氰胺甲醛配制而成，两者加入混凝土中的重量，分别为水泥重量的1-3%和0.5-1.5%。

2、如权利要求1所述的不分散剂，其特征在于所述聚丙烯酰胺为3-10%的液体，其分子量范围为50-500万，控制聚合反应使其水解度小于10%，其最佳掺入量为水泥重量的1.75%。

3、如权利要求1所述的不分散剂，其特征在于所述磺化三聚氰胺甲醛为10-34%的溶液，其最佳掺入量为水泥重量的0.8%。

4、一种水下不分散混凝土，它包括水泥、砂、石子，不分散剂，硅粉和/或引气剂，其特征在于所述不分散剂主要由聚丙烯酰胺和磺化三聚氰胺甲醛配制而成，所述不分散剂中两种组分的掺入量分别为水泥重量的1-3%和0.5-1.5%，还可以加入水泥重量2-15%的硅粉和/或适量的引气剂。

5、如权利要求4所述的混凝土，其特征在于所述硅粉和引气剂可以少加或不加。

6、一种水下不分散混凝土的拌合方法，其步骤为：

1）、不分散剂制备，将聚丙烯酰胺稀释成3-10%的溶液，与10-34%的磺化三聚氰胺甲醛溶液配合使用;

2）、按比例混合水泥，砂，石子和/或硅粉，再加入计算量的聚丙烯酰胺，磺化三聚氰胺甲醛和水，略加翻拌;

3）、再用混凝土振捣棒配合拌合，边振边拌，直到拌合均匀。

7、一种水下不分散混凝土的拌合方法，其步骤为：

1）、先将按比例稀释好的不分散剂加入拌合釜中，开动搅拌机，使溶液均匀地挂在釜壁上;

2）、再加入计算量的水泥、砂、石、水和/或硅粉、引气剂，搅拌2分钟，停30秒，再拌2分钟，复停30秒，反复多次，直至得到均匀的混凝土。