CN110981278A - 一种混凝土外加剂及混凝土外加剂的使用方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种混凝土外加剂，该外加剂包括有如下质量百分比的成分：12％‑20％减水型聚羧酸减水剂，0‑5％的减水保坍型聚羧酸减水剂，10％‑20％缓释型保坍剂，10％‑16％降黏剂，0.5％‑1.0％阻泥剂，0.5％‑3％缓凝剂，0‑1.5％防冻剂，0‑3％早强剂，40％‑60％水。本公开减水型聚羧酸减水剂、缓释型保坍剂、降黏剂、阻泥剂的配比的使用方法，不仅能够达到提高混凝土的和易性、降低混凝土易离析泌水、降低扩展度经时损失的效果，同样能够保障经济性及通用性。

Description

一种混凝土外加剂及混凝土外加剂的使用方法

技术领域

本公开涉及一种建筑用添加剂，尤其涉及一种混凝土外加剂及混凝土外加剂的使用方法。

背景技术

叠合空腔结构体系是一种两侧为预制混凝土板，中间浇筑混凝土，通过保温连接件、焊接网片钢筋笼(或格构钢筋)连接形成的剪力墙结构体系，是钢筋混凝土剪力墙结构体系由现浇到完全装配的过渡：预制混凝土板在施工阶段为模板，在使用阶段是墙体的组成部分，参与结构受力。叠合空腔结构体系可降低工程造价、减小资源消耗，特别是在施工时可允许一定的安装误差，减小构件的装配难度，显著提高施工效率。已有研究表明：预制混凝土板与后浇混凝土能够共同工作，叠合空腔结构墙体的破坏形式与现浇钢筋混凝土剪力墙相似，具有良好的抗震性能，因而成为目前被广泛推广的一种结构形式。

目前关于叠合空腔结构体系的空腔浇筑材料有两种：一种是粒径小于25mm的普通混凝土，一种是粒径小于25mm的高流态混凝土。前者材料成本低，但对现场振捣和工人责任心提出了较高要求，与此同时不规范振捣导致预制墙板出现裂纹、与钢筋笼局部分离、墙体偏位、涨模跑浆、蜂窝麻面等问题，为建筑带来安全隐患。后者材料成本略高(每立方材料成本增加在10～30元左右，各地区差异较大)，高流态混凝土具有较高的流动性、粘聚性和抗离析性，在自重作用下能够无须振捣或稍经振捣而自动充满空腔，保证混凝土的密实性，同时降低后期修补和设备费用(如泵送、振动器和泵车的维护)。随着人工成本的日益增高，高流态混凝土的材料成本占工程造价的比重降低，因此采用高流态混凝土具有广阔的应用前景。配制高流态混凝土，一般是采用外加剂和矿物掺合料将新拌混凝土的屈服值和塑性粘度控制在适宜的区间，而混凝土外加剂起主导作用。近年来，大规模的基础建设导致各种混凝土原材料品质不断劣化，天然砂日益枯竭，优质粉煤灰资源短缺，各地纷纷使用人工砂代替天然砂、石灰石粉代替粉煤灰，含泥量超标(≥6％)。此外，许多地方的粗骨料的级配较差，石粉含量超标，针片状过多。当用上述原材料和普通外加剂配制混凝土时，往往导致混凝土的工作性差，质量波动大。因含泥量造成聚羧酸减水剂失效，屡屡造成混凝土质量事故。目前外加剂应对含泥问题的主要措施不外两种：一是对砂进行水洗，二是外加剂超掺。水洗砂虽然可以从源头控制砂含泥量，但是增加了一道工序，成本为大多数混凝土企业难以承受；使用超掺的方式则有可能会带来系列更加严重的质量事故，因掺量无法精确控制，一旦超掺过量，会造成混凝土凝结时间过长甚至不凝。可见，这两种方法都不能高效的解决含泥量对外加剂的不良影响。

发明内容

为了解决传统自密实混凝土成本高、稳定性差、易离析泌水、气孔多、工作性保持差等技术问题中的至少一个，本公开提供了一种混凝土外加剂。本公开的一种混凝土外加剂采用了如下方案实现：

一种混凝土外加剂，其特征在于：该外加剂包括有如下成分：

进一步地，所述减水保坍型聚羧酸减水剂是指浓度为30％-45％，减水率大于10％的聚羧酸系减水剂。

进一步地，所述阻泥剂为季铵盐型高分子化合物。

进一步地，还包括质量百分比为0.02％-0.05％的消泡剂。

进一步地，所述减水型聚羧酸减水剂是指浓度为30％-40％，减水率大于30％的聚羧酸系减水剂。

进一步地，所述缓释型保坍剂是由甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG-210)、马来酸酐(MAH)、富马酸(FA)及水在常温下合成的混合物。

进一步地，所述降黏剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐。

进一步地，所述缓凝剂为硼酸、葡糖酸钠、三聚磷酸钠、酒石酸、柠檬酸的一种或多种。

进一步地，所述消泡剂二甲基硅油、苯甲基硅油和聚醚改性硅油的一种或多种。

进一步地，所述防冻剂为二乙醇胺、三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、丙三醇的一种或多种。

进一步地，所述早强剂为甲酸钙、硫氰酸钠、硫酸钠、硫酸钙的一种或多种。

本公开还提供了一种使用上述混凝土外加剂的方案，方案如下：

配置混凝土，其中所述混凝土成分如下：

配置如权利要求1-8任一项所述的混凝土外加剂；

将质量百分比为0.2％-2.5％的所述混凝土外加剂与所述混凝土混合。

本公开还提供了一种使用上述混凝土外加剂的方案，将上述混凝土外加剂应用于叠合空腔结构浇筑。

外加剂应对含泥问题的主要措施不外两种：一是对砂进行水洗，二是聚羧酸减水剂超掺。水洗砂虽然可以从源头控制砂含泥量，但是增加了一道工序，成本为大多数混凝士企业难以承受。使用超掺的方式则有可能会带来一系列更加严重的质量事故，因超掺量无法精确控制，一旦超掺过量，会造成混凝土凝结时间过长甚至不凝。混凝土阻泥剂可以在含泥量和石粉含量较大的情况下可以有效降低泥和石粉对减水剂的吸附，改善混凝土的和易性。混凝土阻泥剂是一种新型的表面活性剂，它带有大量电荷，可以优先吸附在泥土和石粉颗粒表面，中和掉泥土表面的电荷，从而降低了泥土和石粉对减水剂的吸附，从而增加了减水剂和砂石材料的适应性，提高了混凝土的和易性。但是，在使用阻泥剂时，必须要做水泥兼容性检验，同样不能过量添加，阻泥剂的兼容性普遍较差。本公开使用的减水型聚羧酸减水剂、缓释型保坍剂、降黏剂、阻泥剂的配比方案，降低了阻泥剂的使用量，并与聚羧酸减水剂、缓释型保坍剂、降黏剂综合应用，进而可用于制备高流态混凝土，不仅能够达到提高混凝土的和易性、降低混凝土易离析泌水、降低扩展度经时损失的效果，同样兼顾经济性及通用性。

具体实施方式

下面根据实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将结合实施方式来详细说明本公开。

目前外加剂应对含泥问题的主要措施不外两种：一是对砂进行水洗，二是外加剂超掺。水洗砂虽然可以从源头控制砂含泥量，但是增加了一道工序，成本为大多数混凝土企业难以承受；使用超掺的方式则有可能会带来系列更加严重的质量事故，因掺量无法精确控制，一旦超掺过量，会造成混凝土凝结时间过长甚至不凝。混凝土阻泥剂是一种新型的表面活性剂，它带有大量电荷，可以优先吸附在泥土和石粉颗粒表面，中和掉泥土表面的电荷，从而降低了泥土和石粉对减水剂的吸附，从而增加了减水剂和砂石材料的适应性，提高了混凝土的和易性。但是，在使用阻泥剂时，必须要做水泥兼容性检验，同样不能过量添加，阻泥剂的兼容性普遍较差，致使添加了阻泥剂效果不好，甚至是出现了相反的作用。因此，本公开提供了一种混凝土外加剂，以解决目前传统方法中混凝土的和易性差且易离析泌水性的问题，并提供一种通用性较好的混凝土外加剂，该外加剂主要采用如下成分：

通过减水型聚羧酸减水剂、缓释型保坍剂、降黏剂、阻泥剂的配比，一方面充分发挥了减水型聚羧酸减水剂、缓释型保坍剂、降黏剂的作用，并采用了阻泥剂作为了补充，并且相对于现有技术中降低了阻泥剂的使用含量，提高了外加剂的通用性，并达到了和易性好且不易离析泌水的效果。优选地，所述阻泥剂为季铵盐型高分子化合物，其能够提高减水剂的适应性，增加混凝土流动性，抑制坍落度损失。具体而言，所述缓释型保坍剂是一种由甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG-210)、马来酸酐(MAH)、富马酸(FA)及水在常温下合成的混合物。所述降黏剂为一种脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐。所述缓凝剂包括但不限于硼酸、葡糖酸钠、三聚磷酸钠、酒石酸、柠檬酸的一种或多种。为了提高减水效果，改善混凝土流动性，并增强混凝土各龄期的强度，所述减水型聚羧酸减水剂是指浓度为30％-40％减水率大于30％的聚羧酸系减水剂。在优选的实施方案中，采用浓度为35％的减水型聚羧酸减水剂与本公开的公开比例的缓释型保坍剂、降黏剂、阻泥剂混合，可达到较为理想的减水效果。

在进一步的解决方案中，为了保障混凝土的坍落度指标较好，上述的方案中还应增加适量的减水保坍型聚羧酸减水剂，即采用保坍型聚羧酸减水剂添加大于0(质量分数)的方案，保坍型聚羧酸减水剂可在一定时间内降低混凝土的坍落度损失，持续、缓慢的发挥对水泥颗粒的分散作用。保坍型聚羧酸减水剂可与普通聚羧酸减水剂复配使用，混凝土初期的流动性由普通聚羧酸减水剂保障，后期流动性由保坍型聚羧酸减水剂提供，两种减水剂复配使用对混凝土的和易性在一定程度上得到提升。在本实施例中，结合已经使用了的减水型聚羧酸减水剂、缓释型保坍剂及阻泥剂，减水保坍型聚羧酸减水剂质量百分比为0-5％，浓度为30％-45％，减水率大于10％。以上配比能够平衡各个添加剂中的功能，达到保坍的技术效果，并使得混凝土的和易性在一定程度上提升。在优选的实施方案中，选用浓度为40％的减水保坍型聚羧酸减水剂，能够使得和易性、经济性等匹配，并达到较好的保坍效果。

在冬季使用外加剂时，根据混凝土的冻害机理，并结合抗冻临界强度及最优成冰率等，在5摄氏度以下使用的外添加剂中增加质量百分比为0-1.5％的防冻剂及质量百分比为0-3％的早强剂。加速水泥负温条件下的凝结和硬化,使得强度增长明显并且不影响后期强度的发展,提高水泥的耐久性。本公开的防冻剂包括但不限于二乙醇胺、三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、丙三醇的一种或多种；所述早强剂包括但不限于甲酸钙、硫氰酸钠、硫酸钠、硫酸钙的一种或多种。

在混凝土添加聚羧酸减水剂时，集料间堆积间隙时均可能才生气泡，并在运挠混凝土时，混凝土内部的气泡经振捣或挤压而转移到结构物表面。本公开的外加剂中还包括了质量百分比为0.02％-0.05％的消泡剂。可以有效控制水泥砂浆体系内泡沫产生，使混凝土构件更加致密光亮。具体而言，本公开的所述消泡剂包括但不限于二甲基硅油、苯甲基硅油和聚醚改性硅油的一种或多种。

本公开的外加剂在混凝土的推荐参量为：0.2％-2.5％。其具体使用方式为：使用质量百分比为9％-13％的P.O42.5水泥、5％-7％的I I级粉煤灰、30％-35％的中砂、40％-45％的5-20mm碎石、5％-10％的水，将质量百分比为0.2％-2.5％的所述混凝土外加剂与所述混凝土混合，可获得保坍、缓凝、降黏、保水、温敏性好的混凝土。以下采用三组具体实施例及两组对比例，详述本公开的混凝土外加剂的作用及效果。

实施例1：

一种适用于夏季的混凝土专用外加剂，包括的组分有：减水型聚羧酸减水剂、缓释型保坍剂、降黏剂、阻泥剂、缓凝剂、消泡剂、水，以质量百分比计，各组分含量为：减水型聚羧酸减水剂12％、缓释型保坍剂13％、降黏剂12％、阻泥剂0.5％、缓凝剂1.5％、消泡剂0.5％、水59.5％。

且与其适用的混凝土配合比如下：P.O42.5水泥260kg/m³，II级粉煤灰160kg/m³，中砂780kg/m³，5-20mm碎石1015kg/m³，外加剂8.5kg/m³，水172kg/m³。

经检验，该混凝土的初始扩展度690mm，4h扩展度630mm，7d抗压强度22.5MPa，28d抗压强度39.9MPa。外加剂适用于含泥量较高的砂子配制的高流态混凝土，具有保坍性好、流动性好、强度高等特点，尤其适用于夏季混凝土浇筑作业。

实施例2：

一种适用于冬季的混凝土专用外加剂，包括的组分有：减水型聚羧酸减水剂、减水保坍型聚羧酸减水剂、缓释型保坍剂、降黏剂、阻泥剂、缓凝剂、消泡剂、防冻剂、早强剂、水，以质量百分比计，各组分含量为：减水型聚羧酸减水剂14％、减水保坍型聚羧酸减水剂3％、缓释型保坍剂10％、降黏剂10％、阻泥剂0.5％、缓凝剂1.5％、消泡剂0.5％、防冻剂1.0％、早强剂2.0％、水56.5％。

混凝土配合比如下：P.O42.5水泥270kg/m3，II级粉煤灰150kg/m3，中砂770kg/m3，5-20mm碎石1020kg/m3，外加剂7.8kg/m3，水172kg/m3。

经检验，混凝土初始扩展度680mm，4h扩展度600mm，7d抗压强度27.5MPa，28d抗压强度38.2MPa。该外加剂适用于含泥量较高的砂子配制的高流态混凝土，具有保坍性好、流动性好、强度高等特点，尤其适用于冬季混凝土浇筑作业。

实施例3：

一种适用于冬季的混凝土专用外加剂，包括的组分有：减水型聚羧酸减水剂、缓释型保坍剂、降黏剂、阻泥剂、缓凝剂、消泡剂、防冻剂、早强剂、水，以质量百分比计，各组分含量为：减水型聚羧酸减水剂15％、缓释型保坍剂12％、降黏剂12％、阻泥剂0.8％、缓凝剂1.2％、消泡剂0.5％、防冻剂1.0％、早强剂2.0％、水45.5％。

混凝土配合比如下：P.O42.5水泥260kg/m3，II级粉煤灰160kg/m3，中砂780kg/m3，5-20mm碎石1010kg/m3，外加剂8.3kg/m3，水172kg/m3。

经检验，混凝土初始扩展度710mm，4h扩展度630mm，7d抗压强度22.8MPa，28d抗压强度38.5MPa。该实施例相对于实施例2减少了减水保坍型聚羧酸减水剂，为了保障混凝土的性能，必须增加水泥的用量同时降低II级粉煤灰的用量。根据以上配比，也能够满足混凝土的使用性能。

对比例1:

外加剂组分质量百分比聚羧酸减水剂5％-10％，聚羧酸保坍剂30％-50％，粘度调节剂10％-20％，泌水抑制剂1％-3％，消泡剂0.1％-0.3％，缓凝剂1％-3％，水17％-47％。

混凝土配合比如下：P.O42.5水泥260kg/m3，II级粉煤灰160kg/m3，中砂780kg/m3，5-20mm碎石1010kg/m3，外加剂8.3kg/m3，水172kg/m3。

经检验，冬季混凝土初始扩展度700mm，4h扩展度550mm，7d抗压强度16.5MPa，28d抗压强度27.8MPa。

经检验，夏季混凝土初始扩展度720mm，4h扩展度480mm，7d抗压强度20.9MPa，28d抗压强度31.5MPa。

以上实施例的实施效果对比如下：

表1

如表1所示，实施例1(夏季)与对比例1(夏季)相比28d抗压强度提高了25％，实施例1(夏季)4h扩展度损失仅60mm，而对比例1(夏季)4h扩展度损失达240mm。实施例2与实施例3的冬季与对比例1(冬季)相比28d抗压强度提高了30％，而对比例1(冬季)4h扩展度损失达150mm，实施例2和实施例3扩展度损失80mm。可见使用了本公开的外加剂的混凝土相对于对比例1有着更好的抗压强度，扩展度损失更小。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种混凝土外加剂，其特征在于：该外加剂包括有如下成分：

2.根据权利要求1所述的一种混凝土外加剂，其特征在于：所述减水保坍型聚羧酸减水剂是指浓度为30％-45％，减水率大于10％的聚羧酸系减水剂。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土外加剂，其特征在于：所述阻泥剂为季铵盐型高分子化合物。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种混凝土外加剂，其特征在于：还包括质量百分比为0.02％-0.05％的消泡剂。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种混凝土外加剂，其特征在于：所述减水型聚羧酸减水剂是指浓度为30％-40％减水率大于30％的聚羧酸系减水剂。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种混凝土外加剂，其特征在于：所述缓释型保坍剂是由甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG-210)、马来酸酐(MAH)、富马酸(FA)及水在常温下合成的混合物。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种混凝土外加剂，其特征在于：所述降黏剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的一种混凝土外加剂，其特征在于：所述防冻剂为二乙醇胺、三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、丙三醇的一种或多种。

9.根据权利要求1-8的任一项所述的一种混凝土外加剂，其特征在于：所述混凝土外加剂应用于叠合空腔结构浇筑。

10.一种混凝土外加剂的使用方法，其特征在于：

配置混凝土，其中所述混凝土成分如下：

配置如权利要求1-8任一项所述的混凝土外加剂；

将质量百分比为0.2％-2.5％的所述混凝土外加剂与所述混凝土混合。