CN109574571B - 一种预陈化促进强度快速发展的混凝土制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种预陈化促进强度快速发展的混凝土制备方法，根据施工配合比的水灰比预先配制出水泥净浆，并陈化至临近初凝，再加入减水剂使浆体达到施工需要的工作性，进行混凝土制备。本发明在水泥净浆接近初凝时进行混凝土的制备，通过省去了水泥净浆初凝时间，间接的延长了混凝土的早期养护时间，提高了早期强度，能够在8‑16h内使预制构件强度达到15‑25Mpa，从而满足预制构件快速拆模、吊装、堆放和运输的要求，加快企业的模具周转，提高生产效率。省去了传统预制构件制作过程中的蒸养工序，减少能耗，降低成本。同时还可避免在蒸汽养护过程中因养护条件控制不当造成的混凝土质量缺陷和性能劣化，提高混凝土的强度和耐久性。
Description
技术领域
本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种预陈化促进强度快速发展的混凝土制备方法
背景技术
装配式建筑是建造方式的重大变革。二战后，发达国家为适应大规模快速建设住房的需求和全面提高建筑质量、品质的需要，广泛采用装配式建造方式。我国目前建筑施工仍以现场浇筑作业为主，新建建筑中装配式建筑比例不足5％，与国际先进水平相比差距甚大。发展装配式建筑是牢固树立和贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念，按照适用、经济、安全、绿色、美观要求推动建造方式创新的重要体现，是稳增长、促改革、调结构的重要手段。
装配式建筑发展首要、最重要的一环是构件生产的工厂化，即在工厂对混凝土构件进行预制。为了提高生产效率，加速模具周转，尽量减小施工周期，实现效益的最大化，需要采取快速养护的方法使混凝土在较短的时间内获得较高的早期强度后即可进行拆模、吊装、堆放和运输。
现阶段，为提高预制构件早期强度，缩短预制构件的拆模时间，加快模具周转效率，最常采用蒸汽养护的方法。在目前的形式下，大多数生产企业在预制混凝土构件生产方面刚刚起步，尚未建立较为有效的养护坑或养护窑工艺，仅采用养护棚等较为简易的养护手段，致使快速养护成本极高。即使企业加大投资建立较为完善的养护窑工艺和完备的蒸汽养护制度，但由于低碳经济和环保的政策要求，国家已经限制煤炭的使用，煤改气极大地提高了混凝土的蒸汽成本，蒸汽养护已不符合社会发展的方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预陈化促进强度快速发展的混凝土制备方法。该方法能够使预制构件在浇筑成型后8-16h内强度达到15-25Mpa，充分提高其早期强度，缩短预制构件的拆模时间，避免蒸养工序，减少能耗，节约能源，降低生产成本。
本发明是通过如下方案实现的，一种预陈化促进强度快速发展的混凝土制备方法，在制备过程中，首先进行施工混泥土配比设计，确定水灰比进行水泥净浆的制备与陈化，在水泥净浆制备过程中按照水灰比混合均匀后进行陈化，陈化后的水泥净浆与混泥土配比设计中其它组分进行混凝土制备。
作为本发明所述的混凝土制备方法的一种优化方案：所述施工混泥土配比设计，是指根据强度等级和装配式建筑构件制作工作性要求设计混凝土施工配合比。
作为本发明所述的混凝土制备方法的一种优化方案：所述水泥净浆的制备与陈化，具体包括：
(1)水泥净浆初凝时间的测定：按照上述混凝土施工配合比中的水灰比要求制备水泥净浆，并在实际混凝土生产的环境条件下，测定水泥净浆初凝时间，记为T1；
(2)水泥净浆配制次数的计算：水泥净浆应陈化至初凝前2小时开始使用，至临近初凝前用完，即每次配制净浆的使用时间为2小时；每天混凝土的生产时间记为T2，则每天水泥净浆配制次数n＝T2/T1，其中n取整数；
(3)陈化罐的设置：根据净浆配制次数，在混凝土制备系统中设制n个陈化罐，陈化罐上部连接水泥待料仓和水罐，下部连接高速灰浆搅拌机，高速灰浆搅拌机上连接减水剂罐和矿物掺合料待料仓，其中每个陈化罐上均设有搅拌装置；
(4)水泥净浆的配制：计算实际混凝土生产2小时所需的水泥用量和用水量，将水泥和水加入1号陈化罐中，启动陈化罐上的搅拌装置充分搅拌0.2-0.5min，制得第1批水泥净浆；按照上述方法每间隔2h依次于2号、3号、……、n号陈化罐中制备第2批、第3批、……、第n批水泥净浆；
(5)水泥净浆的陈化：水泥净浆制备完成后，静置各个陈化罐陈化，至初凝前2小时开始使用，至临近初凝前用完。
作为本发明所述的混凝土制备方法的一种优化方案：所述混凝土制备系统，包括混凝土搅拌机(1)；所述混凝土搅拌机上部安装有提供粗细骨料的骨料仓(3)以及高速灰浆搅拌机(2)；所述高速灰浆搅拌机(2)上部安装有若干个矿物掺合料待料仓(4)，n个陈化罐(5)，若干个减水剂罐(6)以及若干个水罐(7)；每个所述陈化罐上部均安装有水泥待料仓(8)。
作为本发明所述的混凝土制备方法的一种优化方案：所述混凝土制备，具体包括：
(1)水泥净浆的均化：根据陈化顺序从最先配制的1号陈化罐开始使用；由于经过一段时间的陈化后，水泥净浆会发生“泌水”、“稠化”现象，需要将其分散均匀；1号陈化罐水泥净浆陈化至初凝前2小时时，启动陈化罐上的搅拌装置，使水泥净浆均化并恢复一定的流动性，以利于水泥净浆进入下部与之相连的高速灰浆搅拌机；
(2)净浆流动性的提升：计量称取混凝土搅拌机一锅所需的水泥净浆加入高速灰浆搅拌机，同时加入配合比所需的减水剂和矿物掺和料，启动高速灰浆搅拌机搅拌0.5min，制得满足混凝土工作性要求的大流动性水泥浆体；
(3)混凝土的制备：将搅拌好的大流动性水泥浆体加入混凝土搅拌机中，同时根据配合比加入所需骨料仓中的粗细骨料，搅拌0.5min即可制得强度快速发展的混凝土；
重复上述步骤，直至1号陈化罐水泥净浆用完为止，制得第1批强度快速发展的混凝土；按上述方法依次用完2号、3号、……、n号陈化罐的水泥净浆，制得第2批、第3批、……、第n批强度快速发展的混凝土。
本发明的有益效果是：
(1)早期强度快速发展
本发明制备的预陈化促进强度快速发展的免蒸养混凝土能够在8-16h内使预制构件强度达到15-25Mpa，提高了早期强度，缩短了预制构件的拆模时间，加快模板周转，从而提高生产效率，降低生产成本。
(2)成型质量高
本发明制备的预陈化促进强度快速发展的混凝土，由于在生产过程中无须蒸汽养护，避免在蒸汽养护过程中因养护条件控制不当造成的混凝土质量缺陷和性能劣化，提高了混凝土的强度和耐久性。
(3)降低能耗，保护环境
本发明制备的预陈化促进强度快速发展的混凝土早期强度发展较快，避免了传统预制构件制作过程中的蒸养工序，降低能耗，减少环境污染，对企业和社会都有很重要的意义，能够大大推进我国环境友好型、资源节约型社会的建设和建筑工业化发展。
附图说明
图1是混凝土制备系统示意图。
图中：1-混凝土搅拌机；2-高速灰浆搅拌机；3-骨料仓；4-矿物掺合料待料仓；5-陈化罐；6-减水剂罐；7-水罐；8-水泥待料仓。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。
实施例1
一种预陈化促进强度快速发展的混凝土制备方法，其制备过程包括施工配合比设计、水泥净浆的制备与陈化以及混凝土制备；具体方法过程如下：
第一部分：施工配合比设计
根据强度等级和装配式建筑构件制作工作性要求设计混凝土施工配合比；具体的混凝土施工配合比包括：水185份、水泥325份(P.O.42.5水泥)、砂662份(砂为中砂，细度模数为2.3～3.0)、石子1228份(石为碎石，粒径为5～40mm。)和聚竣酸系高性能减水剂5份，按重量计份；
(1)水泥净浆初凝时间的测定：按照上述混凝土施工配合比中的水灰比要求制备水泥净浆，并在实际混凝土生产的环境条件下，测定水泥净浆初凝时间，记为T1＝10h；
(2)水泥净浆配制次数的计算：水泥净浆应陈化至初凝前2小时开始使用，至临近初凝前用完，即每次配制净浆的使用时间为2小时；每天混凝土的生产时间记为T2＝12h，则每天水泥净浆配制次数n＝T2/T1，其中n取整数，n＝2；
(3)陈化罐的设置：根据净浆配制次数，在混凝土制备系统中设制n个陈化罐，陈化罐上部连接水泥待料仓和水罐，下部连接高速灰浆搅拌机，高速灰浆搅拌机上连接减水剂罐和矿物掺合料待料仓，其中每个陈化罐上均设有搅拌装置；
(4)水泥净浆的配制：计算实际混凝土生产2小时所需的水泥用量和用水量，将水泥和水加入1号陈化罐中，启动陈化罐上的搅拌装置充分搅拌0.2-0.5min，制得第1批水泥净浆；按照上述方法每间隔2h依次于2号、3号、……、n号陈化罐中制备第2批、第3批、……、第n批水泥净浆；
(5)水泥净浆的陈化：水泥净浆制备完成后，静置各个陈化罐陈化，至初凝前2小时开始使用，至临近初凝前用完。
混凝土制备，具体包括：
(1)水泥净浆的均化：根据陈化顺序从最先配制的1号陈化罐开始使用；由于经过一段时间的陈化后，水泥净浆会发生“泌水”、“稠化”现象，需要将其分散均匀；1号陈化罐水泥净浆陈化至初凝前2小时时，启动陈化罐上的搅拌装置，使水泥净浆均化并恢复一定的流动性，以利于水泥净浆进入下部与之相连的高速灰浆搅拌机；
(2)净浆流动性的提升：计量称取混凝土搅拌机一锅所需的水泥净浆加入高速灰浆搅拌机，同时加入配合比所需的减水剂和矿物掺和料，启动高速灰浆搅拌机搅拌0.5min，制得满足混凝土工作性要求的大流动性水泥浆体；
(3)混凝土的制备：将搅拌好的大流动性水泥浆体加入混凝土搅拌机中，同时根据配合比加入所需骨料仓中的粗细骨料，搅拌0.5min即可制得强度快速发展的混凝土；
重复上述步骤，直至1号陈化罐水泥净浆用完为止，制得第1批强度快速发展的混凝土；按上述方法依次用完2号、3号、……、n号陈化罐的水泥净浆，制得第2批、第3批、……、第n批强度快速发展的混凝土。
实施例2
按照实施例1中的方法进行混泥土，区别在于，混凝土施工配合比为：按重量计份数为：水185份、水泥370份(P.O.42.5水泥)、砂609份(砂为中砂，细度模数为2.3～3.0)、石子1236份(石为碎石，粒径为5～40mm。)和聚竣酸系高性能减水剂6份。
测定水泥净浆初凝时间，记为T1＝9h；
每天混凝土的生产时间记为T2＝12h，则每天水泥净浆配制次数n＝T2/T1，其中n取整数，n＝2。
实施例3
按照实施例1中的方法进行混泥土，区别在于，混凝土施工配合比为：按重量计份数为：水185份、水泥420份(水泥为P.O.42.5水泥)、砂572份(砂为中砂，细度模数为2.3～3.0)、石子1273份(石为碎石，粒径为5～40mm。)和聚竣酸系高性能减水剂7份。
测定水泥净浆初凝时间，记为T1＝7h；
每天混凝土的生产时间记为T2＝12h，则每天水泥净浆配制次数n＝T2/T1，其中n取整数，n＝2。
对实施例1、实施例2和实施例3的配比，按照实施例的方法制备的强度快速发展混凝土进行抗压强度检测，检测结果如表所示。
表1强度快速发展混凝土抗压强度试验结果
从表中可以看出，本发明在水泥净浆接近初凝时进行混凝土的制备，通过省去了水泥净浆初凝时间，间接的延长了混凝土的早期养护时间，提高了早期强度，能够在8-16h内使预制构件强度达到15-25Mpa，从而满足预制构件快速拆模、吊装、堆放和运输的要求，加快企业的模具周转，提高生产效率。
从实施例中可以看到，本发明的强度快速发展混凝土的制备工艺简单，采用常规工艺，且仅需标准养护即可，不需要采用热养护制度，达到免蒸养的目的，减少能耗，降低成本。同时还可避免在蒸汽养护过程中因养护条件控制不当造成的混凝土质量缺陷和性能劣化，提高混凝土的强度和耐久性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种预陈化促进强度快速发展的混凝土制备方法，其特征在于：在制备过程中，首先进行施工混凝 土配比设计，确定水灰比进行水泥净浆的制备与陈化，在水泥净浆制备过程中按照水灰比混合均匀后进行陈化，陈化后的水泥净浆与混凝 土配比设计中其它组分进行混凝土制备；
所述施工混凝 土配比设计，是指根据强度等级和装配式建筑构件制作工作性要求设计混凝土施工配合比；
所述水泥净浆的制备与陈化，具体包括：
（1）水泥净浆初凝时间的测定：按照上述混凝土施工配合比中的水灰比要求制备水泥净浆，并在实际混凝土生产的环境条件下，测定水泥净浆初凝时间，记为T1；
（2）水泥净浆配制次数的计算：水泥净浆应陈化至初凝前2小时开始使用，至临近初凝前用完，即每次配制净浆的使用时间为2小时；每天混凝土的生产时间记为T2，则每天水泥净浆配制次数n=T2/T1，其中n取整数；
（3）陈化罐的设置：根据净浆配制次数，在混凝土制备系统中设置n个陈化罐，陈化罐上部连接水泥待料仓和水罐，下部连接高速灰浆搅拌机，高速灰浆搅拌机上连接减水剂罐和矿物掺合料待料仓，其中每个陈化罐上均设有搅拌装置；
（4）水泥净浆的配制：计算实际混凝土生产2小时所需的水泥用量和用水量，将水泥和水加入1号陈化罐中，启动陈化罐上的搅拌装置充分搅拌0.2-0.5min，制得第1批水泥净浆；按照上述方法每间隔2h依次于2号、3号、……、n号陈化罐中制备第2批、第3批、……、第n批水泥净浆；
（5）水泥净浆的陈化：水泥净浆制备完成后，静置各个陈化罐陈化，至初凝前2小时开始使用，至临近初凝前用完。
2.根据权利要求1所述的一种预陈化促进强度快速发展的混凝土制备方法，其特征在于：所述混凝土制备系统，包括混凝土搅拌机（1）；所述混凝土搅拌机上部安装有提供粗细骨料的骨料仓（3）以及高速灰浆搅拌机（2）；所述高速灰浆搅拌机（2）上部安装有若干个矿物掺合料待料仓（4），n个陈化罐（5），若干个减水剂罐（6）以及若干个水罐（7）；每个所述陈化罐上部均安装有水泥待料仓（8）。
3.根据权利要求1所述的一种预陈化促进强度快速发展的混凝土制备方法，其特征在于：所述混凝土制备，具体包括：
（1）水泥净浆的均化：根据陈化顺序从最先配制的1号陈化罐开始使用；由于经过一段时间的陈化后，水泥净浆会发生“泌水”、“稠化”现象，需要将其分散均匀；1号陈化罐水泥净浆陈化至初凝前2小时时，启动陈化罐上的搅拌装置，使水泥净浆均化并恢复一定的流动性，以利于水泥净浆进入下部与之相连的高速灰浆搅拌机；
（2）净浆流动性的提升：计量称取混凝土搅拌机一锅所需的水泥净浆加入高速灰浆搅拌机，同时加入配合比所需的减水剂和矿物掺和料，启动高速灰浆搅拌机搅拌0.5min，制得满足混凝土工作性要求的大流动性水泥浆体；
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