CN111393084B - 一种缓凝早强混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种缓凝早强混凝土,涉及绿色建筑材料技术领域,该缓凝早强混凝土按重量份数计,包括以下组分:粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰、硅微粉、减水剂、缓凝剂、增强填料、有机改性料、水。该缓凝混凝土的制备方法包括以下步骤:S1.骨料预处理:将粗骨料与细骨料进行混合并拌合均匀,加入有机改性料,搅拌得预处理骨料;S2.灰料预处理:先将粉煤灰、硅微粉混合并分散均匀,再加入增强填料,搅拌分散得预处理灰料;S3.混凝土制备:将减水剂、缓凝剂和S2步骤得到的预处理灰料加入至S1步骤得到的预处理骨料中,拌合均匀得拌合混凝土。本发明具有缓凝能力强且早期强度更高的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及绿色建筑材料的技术领域,尤其是涉及一种缓凝早强混凝土及其制备方法。
背景技术
随着建筑技术的不断发展,各种特殊要求的混凝土应运而生。同时,建筑设备水平的提升,新型施工工艺的不断涌现和推广,使混凝土技术适应了不同的设计、施工和使用要求,快速发展。在一些大型的混凝土工程中,为了保证后续施工的钻孔桩与前期施工完毕的钻孔桩相互咬合连成一个整体,常要求混凝土的凝结时间延长至60-80小时,但却不能影响混凝土的最终强度。
针对上述问题,目前应用较为广泛的普通商品混凝土中多添加缓凝剂来延长混凝土的初凝时间,也取得比较好的缓凝效果。但是,现阶段中的缓凝混凝土也容易存在早期强度偏低的问题,给处于冬季或紧急抢修时期的土木工程造成不利影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有良好缓凝能力且早期强度更好的缓凝早强混凝土。
本发明是通过以下技术方案得以实现的:
一种缓凝早强混凝土,按重量份数计,包括以下组分:粗骨料1100-1200份、细骨料550-600份、水泥350-450份、粉煤灰300-400份、硅微粉200-300份、减水剂15-25份、缓凝剂10-15份、增强填料100-150份、有机改性料50-80份、水180-240份。
进一步设置为:按重量份数计,包括以下组分:粗骨料1050-1150份、细骨料570-600份、水泥385-425份、粉煤灰325-375份、硅微粉240-280份、减水剂18-22份、缓凝剂12-15份、增强填料110-140份、水200-240份。
进一步设置为:所述增强填料包括纳米碳纤维23-28%、甲酸钙15-25%、石膏30-40%,余量为膨润土。
进一步设置为:按重量百分比计,所述有机改性料包括甘油醇25-35%、脂肪醇聚氧乙烯醚15-20%、多胺20-25%、余量为酸酐。
进一步设置为:所述甘油醇为不饱和甘油醇。
进一步设置为:所述粗骨料采用粒径为5-25mm的碎石,所述细骨料采用细度模数为2.5-3.5的机制砂。
进一步设置为:所述减水剂选用聚羧酸减水剂。
本发明的目的二是提供一种缓凝早强混凝土的制备方法,包括以下步骤:
S1.骨料预处理:按配比称取各原材料,将粗骨料与细骨料进行混合并拌合均匀,加入有机改性料,搅拌30-40min,得预处理骨料;
S2.灰料预处理:按配比称取粉料,先将粉煤灰、硅微粉混合并分散均匀,再加入增强填料,以200r/min的速度搅拌分散5-10min,得预处理灰料;
S3.混凝土制备:将减水剂、缓凝剂和S2步骤得到的预处理灰料以一边搅拌一边匀速添加的方式加入至S1步骤得到的预处理骨料中,拌合均匀得拌合混凝土。
综上所述,本发明的有益技术效果为:
(1)本发明通过粗、细骨料进行级配,并添加粉煤灰、硅微粉等矿物粉末,可有效填充混凝土内部结构缺陷,改善混凝土内部结构,且通过添加减水剂、缓凝剂等助剂进一步降低水灰比,使混凝土具备良好的缓凝能力,满足特殊施工要求;
(2)在混凝土配方中添加由纳米碳纤维、甲酸钙、石膏和膨润土构成的增强填料,增强填料中的纳米碳纤维具有高强度、高弹性和高刚度等良好的力学性能,其与混凝土中的有机助剂及有机改性料可进行有机结合,并与甲酸钙、石膏和膨润土配合,在混凝土中起到早期增强的效果,
(3)有机改性料中的甘油醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、多胺和酸酐之间可进行扩链反应,生成含有多个氨基、羟基等亲水基的长分子链化合物,该长分子链化合物可对水泥进行包覆,阻碍水化反应进行,且长分子链结构中的羟基、氨基等亲水基能够吸附混凝土中的水分子,在混凝土的凝结过程中缓慢释放水分子,进一步提高缓凝效果。
具体实施方式
实施例1:
一种缓凝早强混凝土,其组分含量如表1所示。
表1实施例1-6的含量组分表
其中,粗骨料为粒径在5-25mm的碎石,细骨料为细度模数在2.5-3.5的机制砂。
减水剂为聚羧酸减水剂(广州华克利建材有限公司)。
缓凝剂为FD-9型膏状缓凝剂(福大清水混凝土科技有限公司)。
增强填料由以下质量百分比的物质构成:纳米炭纤维23%、甲酸钙15%、石膏30%、膨润土32%。
有机改性料由以下质量比的物质构成:甘油醇25%、脂肪醇聚氧乙烯醚15%、多胺20%、酸酐40%,其中甘油醇选用甲基丙烯酸缩水甘油酯,多胺选用乙二胺,酸酐选用马来酸酐。
上述缓凝早强混凝土的制备方法包括以下步骤:
S1.骨料预处理:按配比称取各原材料,将粗骨料与细骨料进行混合并拌合均匀,加入有机改性料,搅拌30min,得预处理骨料;
S2.灰料预处理:按配比称取粉料,先将粉煤灰、硅微粉混合并分散均匀,再加入增强填料,以200r/min的速度搅拌分散5min,得预处理灰料;
S3.混凝土制备:将减水剂、缓凝剂和S2步骤得到的预处理灰料以一边搅拌一边匀速添加的方式加入至S1步骤得到的预处理骨料中,拌合均匀得拌合混凝土。
实施例2:
一种缓凝早强混凝土,其组分含量如表1所示。
其中,粗骨料为粒径在5-25mm的碎石,细骨料为细度模数在2.5-3.5的机制砂。
减水剂为聚羧酸减水剂(广州华克利建材有限公司)。
缓凝剂为FD-9型膏状缓凝剂(福大清水混凝土科技有限公司)。
增强填料由以下质量百分比的物质构成:纳米炭纤维24%、甲酸钙17%、石膏32%、膨润土27%。
有机改性料由以下质量比的物质构成:甘油醇27%、脂肪醇聚氧乙烯醚16%、多胺21%、酸酐36%,其中甘油醇选用甲基丙烯酸缩水甘油酯,多胺选用乙二胺,酸酐选用马来酸酐。
上述缓凝早强混凝土的制备方法包括以下步骤:
S1.骨料预处理:按配比称取各原材料,将粗骨料与细骨料进行混合并拌合均匀,加入有机改性料,搅拌32min,得预处理骨料;
S2.灰料预处理:按配比称取粉料,先将粉煤灰、硅微粉混合并分散均匀,再加入增强填料,以200r/min的速度搅拌分散6min,得预处理灰料;
S3.混凝土制备:将减水剂、缓凝剂和S2步骤得到的预处理灰料以一边搅拌一边匀速添加的方式加入至S1步骤得到的预处理骨料中,拌合均匀得拌合混凝土。
实施例3:
一种缓凝早强混凝土,其组分含量如表1所示。
其中,粗骨料为粒径在5-25mm的碎石,细骨料为细度模数在2.5-3.5的机制砂。
减水剂为聚羧酸减水剂(广州华克利建材有限公司)。
缓凝剂为FD-9型膏状缓凝剂(福大清水混凝土科技有限公司)。
增强填料由以下质量百分比的物质构成:纳米炭纤维25%、甲酸钙19%、石膏34%、膨润土22%。
有机改性料由以下质量比的物质构成:甘油醇29%、脂肪醇聚氧乙烯醚17%、多胺22%、酸酐32%,其中甘油醇选用甲基丙烯酸缩水甘油酯,多胺选用乙二胺,酸酐选用马来酸酐。
上述缓凝早强混凝土的制备方法包括以下步骤:
S1.骨料预处理:按配比称取各原材料,将粗骨料与细骨料进行混合并拌合均匀,加入有机改性料,搅拌34min,得预处理骨料;
S2.灰料预处理:按配比称取粉料,先将粉煤灰、硅微粉混合并分散均匀,再加入增强填料,以200r/min的速度搅拌分散7min,得预处理灰料;
S3.混凝土制备:将减水剂、缓凝剂和S2步骤得到的预处理灰料以一边搅拌一边匀速添加的方式加入至S1步骤得到的预处理骨料中,拌合均匀得拌合混凝土。
实施例4:
一种缓凝早强混凝土,其组分含量如表1所示。
其中,粗骨料为粒径在5-25mm的碎石,细骨料为细度模数在2.5-3.5的机制砂。
减水剂为聚羧酸减水剂(广州华克利建材有限公司)。
缓凝剂为FD-9型膏状缓凝剂(福大清水混凝土科技有限公司)。
增强填料由以下质量百分比的物质构成:纳米炭纤维26%、甲酸钙21%、石膏36%、膨润土17%。
有机改性料由以下质量比的物质构成:甘油醇31%、脂肪醇聚氧乙烯醚18%、多胺23%、酸酐28%,其中甘油醇选用甲基丙烯酸缩水甘油酯,多胺选用乙二胺,酸酐选用马来酸酐。
上述缓凝早强混凝土的制备方法包括以下步骤:
S1.骨料预处理:按配比称取各原材料,将粗骨料与细骨料进行混合并拌合均匀,加入有机改性料,搅拌36min,得预处理骨料;
S2.灰料预处理:按配比称取粉料,先将粉煤灰、硅微粉混合并分散均匀,再加入增强填料,以200r/min的速度搅拌分散8min,得预处理灰料;
S3.混凝土制备:将减水剂、缓凝剂和S2步骤得到的预处理灰料以一边搅拌一边匀速添加的方式加入至S1步骤得到的预处理骨料中,拌合均匀得拌合混凝土。
实施例5:
一种缓凝早强混凝土,其组分含量如表1所示。
其中,粗骨料为粒径在5-25mm的碎石,细骨料为细度模数在2.5-3.5的机制砂。
减水剂为聚羧酸减水剂(广州华克利建材有限公司)。
缓凝剂为FD-9型膏状缓凝剂(福大清水混凝土科技有限公司)。
增强填料由以下质量百分比的物质构成:纳米炭纤维27%、甲酸钙23%、石膏38%、膨润土12%。
有机改性料由以下质量比的物质构成:甘油醇33%、脂肪醇聚氧乙烯醚19%、多胺24%、酸酐24%,其中甘油醇选用甲基丙烯酸缩水甘油酯,多胺选用乙二胺,酸酐选用马来酸酐。
上述缓凝早强混凝土的制备方法包括以下步骤:
S1.骨料预处理:按配比称取各原材料,将粗骨料与细骨料进行混合并拌合均匀,加入有机改性料,搅拌38min,得预处理骨料;
S2.灰料预处理:按配比称取粉料,先将粉煤灰、硅微粉混合并分散均匀,再加入增强填料,以200r/min的速度搅拌分散9min,得预处理灰料;
S3.混凝土制备:将减水剂、缓凝剂和S2步骤得到的预处理灰料以一边搅拌一边匀速添加的方式加入至S1步骤得到的预处理骨料中,拌合均匀得拌合混凝土。
实施例6:
一种缓凝早强混凝土,其组分含量如表1所示。
其中,粗骨料为粒径在5-25mm的碎石,细骨料为细度模数在2.5-3.5的机制砂。
减水剂为聚羧酸减水剂(广州华克利建材有限公司)。
缓凝剂为FD-9型膏状缓凝剂(福大清水混凝土科技有限公司)。
增强填料由以下质量百分比的物质构成:纳米炭纤维28%、甲酸钙25%、石膏40%、膨润土7%。
有机改性料由以下质量比的物质构成:甘油醇35%、脂肪醇聚氧乙烯醚20%、多胺25%、酸酐20%,其中甘油醇选用甲基丙烯酸缩水甘油酯,多胺选用乙二胺,酸酐选用马来酸酐。
上述缓凝早强混凝土的制备方法包括以下步骤:
S1.骨料预处理:按配比称取各原材料,将粗骨料与细骨料进行混合并拌合均匀,加入有机改性料,搅拌40min,得预处理骨料;
S2.灰料预处理:按配比称取粉料,先将粉煤灰、硅微粉混合并分散均匀,再加入增强填料,以200r/min的速度搅拌分散10min,得预处理灰料;
S3.混凝土制备:将减水剂、缓凝剂和S2步骤得到的预处理灰料以一边搅拌一边匀速添加的方式加入至S1步骤得到的预处理骨料中,拌合均匀得拌合混凝土。
实施例7:
一种缓凝早强混凝土,本实施例与实施例1的区别在于,甘油醇选用丙三醇。
对比例1:本对比例与实施例1的区别在于,不含有增强填料。
对比例2:本对比例与实施例1的区别在于,不含有有机改性料。
对比例3:本对比例与实施例1的区别在于,不含有增强填料和有机改性料。
性能测试:
凝结时间测试
参照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080-2002,采用贯入阻力法测定实施例1-7与对比例1-3中拌合混凝土用5mm标准筛筛出砂浆的凝结时间,贯入阻力达到3.5Mpa时为初凝时间,达到28Mpa时为终凝时间。测试结果如表2所示。
抗压强度测试:
参照《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002测定实施例1-7、对比例1-3中拌合混凝土的抗压强度。混凝土立方体抗压强度试件成型后立即用不透水的薄膜覆盖表面,且在温度为20±5℃的环境中带模养护至终凝后24h内拆模。拆模后立即放入温度为20±2℃、相对湿度为95%以上的标准养护室中养护,达到7d、28d进行抗压强度测试。测试结果如表2所示。
表2性能测试数据表
本实施例的实施原理及有益效果为:通过粗、系骨料进行级配,搭配粉煤灰、硅微粉,有效填充混凝土内部结构缺陷,改善混凝土内部结构,并通过减水剂、缓凝剂等助剂进一步降低水灰比,使混凝土具备良好的缓凝能力。此外,混凝土中添加增强填料和有机改性料,增强填料和有机改性料进行有机结合,既进一步提高混凝土的缓凝能力,也提高混凝土的早期强度,使混凝土同时具备良好的使用性能与施工性能。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种缓凝早强混凝土,其特征在于,按重量份数计,包括以下组分:粗骨料1100-1200份、细骨料550-600份、水泥350-450份、粉煤灰300-400份、硅微粉200-300份、减水剂15-25份 、缓凝剂10-15 份、增强填料100-150份、有机改性料50-80份、水180-240份;
按重量百分比计,所述增强填料包括纳米碳纤维23-28%、甲酸钙15-25%、石膏30-40%,余量为膨润土;
按重量百分比计,所述有机改性料包括甘油醇25-35%、脂肪醇聚氧乙烯醚15-20%、多胺20-25%、余量为酸酐。
2.根据权利要求1所述的一种缓凝早强混凝土,其特征在于,按重量份数计,包括以下组分:粗骨料1050-1150份、细骨料570-600份、水泥385-425份、粉煤灰325-375份、硅微粉240-280份、减水剂18-22份 、缓凝剂12-15份、增强填料110-140份、有机改性料60-70份、水200-240。
3.根据权利要求2所述的一种缓凝早强混凝土,其特征在于:所述甘油醇为不饱和甘油醇。
4.根据权利要求2所述的一种缓凝早强混凝土,其特征在于:所述粗骨料采用粒径为5-25mm的碎石,所述细骨料采用细度模数为2.5-3.5的机制砂。
5.根据权利要求2所述的一种缓凝早强混凝土,其特征在于:所述减水剂选用聚羧酸减水剂。
6.一种如权利要求1-5任意一项所述的缓凝早强混凝土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.骨料预处理:按配比称取各原材料,将粗骨料与细骨料进行混合并拌合均匀,加入有机改性料,搅拌30-40min,得预处理骨料;
S2.灰料预处理:按配比称取粉料,先将粉煤灰、硅微粉混合并分散均匀,再加入增强填料,以200r/min的速度搅拌分散5-10min,得预处理灰料;
S3.混凝土制备:将减水剂、缓凝剂和S2步骤得到的预处理灰料以一边搅拌一边匀速添加的方式加入至S1步骤得到的预处理骨料中,拌合均匀得拌合混凝土。
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