CN112358247A - 一种高强混凝土裹浆工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种高强混凝土裹浆工艺。裹浆工艺包括：步骤1，将水、添加剂混合，获得预备液；步骤2，将砂进行预拌10~15秒，转速20~30转/分钟，获得均质砂料；步骤3，将水泥、矿粉混合料、硅粉加入均质砂料，水胶比0.26~0.28，搅拌20~35秒，获得干砂浆混合物；步骤4，预备液投入干砂浆混合物，搅拌50~60秒，获得湿砂浆混合物；步骤5，将石940~960份与湿砂浆混合物搅拌120秒，获得高强混凝土；所述添加剂包括：聚羧酸高性能减水剂11~16份；聚乙烯咔唑1.5~2份；D‑葡萄糖酸钠0.6~1.1份。本申请的工艺制备的混凝土具有强度高且耐磨性好的优点。

Description

一种高强混凝土裹浆工艺

技术领域

本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种高强混凝土裹浆工艺。

背景技术

新拌混凝土的性能主要包括和易性、坍塌度损失、含气量、泌水率等，在混凝土的各组分的配比中和易性、坍塌度损失、含气量可以通过物料的配比、粒径等进行调整，但泌水率一直没有有效的调整方法，泌水是混凝土在浇灌捣实以后但凝结以前，从外观看来在表面出现水分的一种现象，水是混凝土拌合物最轻的一个组分，泌水是在较重的固体组分沉降时，组成材料保水能力不足以使拌和水处于分散状态所引起的，一般来说，在表面混凝土和粗骨料或钢筋下面混凝土由泌水所造成的水囊数量较多。

泌水量大使有混凝土有流砂水纹缺陷，强度较差，同时，泌水使混凝土表面的水灰比增大，并出现浮浆，即上浮的水中带有大量的水泥颗粒，在混凝土表面形成返浆层，硬化后强度很低，同时混凝土的耐磨性下降，这对路面等有耐磨要求的混凝土是十分不利的。

目前混凝土相关研究通过减小水灰比来降低泌水量，这样导致的最直接的问题是影响混凝土的水化作用，使得混凝土的强度受到影响，因此，如何提高有效减小混凝土的泌水率使得混凝土的强度高且耐磨性较好是急需解决的问题，还有改善的空间。

发明内容

为了高强度混凝土裹浆工艺，本申请提供一种高强度混凝土裹浆工艺。

本申请提供的一种高强度混凝土裹浆工艺采用如下的技术方案：

一种高强度混凝土裹浆工艺，包括以下步骤：

步骤1)，将水150～170份、添加剂13.1～19.1份混合均匀，获得预备液；

步骤2)，将砂730～750份进行预拌10～15秒，转速20～30转/分钟，获得均质砂料；

步骤3)，将水泥400～420份、矿粉混合料175～195份、硅粉15～20份加入均质砂料中，水胶比0.26～0.28，搅拌20～35秒，获得干砂浆混合物；

步骤4)，将预备液投入干砂浆混合物中，搅拌50～60秒，获得湿砂浆混合物；

步骤5)，将石940～960份与湿砂浆混合物一起搅拌120秒，获得高强混凝土；

所述添加剂包括以下质量份数的组份：

聚羧酸高性能减水剂11～16份；

聚乙烯咔唑1.5～2份；

D-葡萄糖酸钠0.6～1.1份。

优选的，所述添加剂的质量份数进一步为：

聚羧酸高性能减水剂13～14份；

聚乙烯咔唑1.7～1.8份；

D-葡萄糖酸钠0.8～0.9份。

通过采用上述技术方案，由于采用聚乙烯咔唑和D-葡萄糖酸钠，聚乙烯咔唑和D-葡萄糖酸钠以特定比例配合形成的添加剂，经过步骤1)至步骤5)的加工，将砂颗粒周围包裹着一定强度的水泥浆壳，使得水泥与拌合物变得分散均匀，使得混凝土在凝固之前都具有保水能力，使得水泥水化过程持续充分，使得凝胶材料形成的凝胶连接在混凝土形成的毛细管通道网，使得水分上浮的泌水通道被封堵，使得制备的混凝土的泌水量大幅度减小，从而使得混凝土具有较高的力学强度和耐磨性。

由于采用上述制备工艺，使得带壳的砂粒相互紧密地连结在一起，形成骨架，把水灰比较大的稀水泥浆约束在砂粒之间的空隙里，因而改善了混凝土拌合物的组织结构，使得泌水量大大减少，不易分层离析，硬化后使混凝土强度有显著提高。

优选的，当聚羧酸高性能减水剂13～14份、聚乙烯咔唑1.7～1.8份、D-葡萄糖酸钠0.8～0.9份时，所述添加剂还包括烯丙基磺酸钠0.5～1份。

通过采用上述技术方案，由于采用烯丙基磺酸钠，烯丙基磺酸钠与聚乙烯咔唑与D-葡萄糖酸钠三者以特定比例配合，阻止了部分游离水向石子与水泥浆界面的集中，在混凝土形成过程中以及成型后静止过程中，减少水泥团粒的形成，进一步提高了混凝土的水化程度，使得混凝土孔隙通道被填充得更充足，使得制备的混凝土的泌水量进一步减小，从而使得混凝土力学强度和耐磨性进一步提高。

优选的，所述添加剂的制备方法为：

将聚羧酸高性能减水剂、聚乙烯咔唑与D-葡萄糖酸钠一起搅拌，搅拌速度150～300转/分钟，搅拌10～15分钟，获得添加剂。

优选的，将0.5～1份的烯丙基磺酸钠与聚羧酸高性能减水剂、聚乙烯咔唑、D-葡萄糖酸钠一起搅拌。

通过采用上述技术方案，由于将添加剂中的各成分充分混合均匀，使得形成的添加剂在制备混凝土过程中分散均匀，使得混凝土不易局部形成团粒，提高了混凝土的水化程度，使得混凝土孔隙通道被填充，使得制备的混凝土的泌水量进一步减小，从而使得混凝土的力学强度和耐磨性得以提高。

优选的，所述矿粉混合料包括以下质量份数的组份：

粉煤灰II级50～60份；

矿粉S95125～135份。

通过采用上述技术方案，由于采用粉煤灰II级和矿粉S95形成矿物混合料，不仅可以解决这些工业废渣的再利用问题，利于环境保护，能够节约资源、降低能源消耗,，还能够改善混凝土的工作性、提高抗压强度和耐久性能。

优选的，所述石为花岗岩，所述花岗岩的规格为10～20mm。

通过采用上述技术方案，由于采用规格为10～20mm的花岗岩，使得花岗岩表面的固-液界面的表面积降低，使得砂子、水泥充分与花岗岩接触得更充分，从而使得混凝土的力学强度更高。

优选的，所述聚乙烯咔唑的分子量为58000～78000。

通过采用上述技术方案，由于采用分子量为58000～78000的聚乙烯咔唑与D-葡萄糖酸钠以特定比例配合，使得水泥与掺和物之间的均匀性更好，使得混凝土在水化过程中都具有保水能力，进而将水继续发生水化反应，填充混凝土之间的孔隙，使得混凝土的泌水量降低，从而改善了混凝土的强度和耐磨性。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请由于采用步骤1)至步骤5)的裹浆工艺，配合聚乙烯咔唑和D-葡萄糖酸钠，聚乙烯咔唑和D-葡萄糖酸钠以特定比例配合形成的添加剂，经过使得水泥与拌合物变得分散均匀，使得混凝土在凝固之前都具有保水能力，使得水泥水化过程持续充分，使得制备的混凝土的泌水量大幅度减小，从而使得混凝土具有较高的力学强度和耐磨性。

2、本申请由于步骤1)至步骤5)的裹浆工艺中还加入有烯丙基磺酸钠，烯丙基磺酸钠与聚乙烯咔唑、D-葡萄糖酸钠三者以特定比例配合，阻止了部分游离水向石子与水泥浆界面的集中，在混凝土形成过程中以及成型后静止过程中，减少水泥团粒的形成，从而使得混凝土力学强度和耐磨性进一步提高。

3、本申请由于采用上述制备工艺，使得带壳的砂粒相互紧密地连结在一起，形成骨架，把水灰比较大的稀水泥浆约束在砂粒之间的空隙里，因而改善了混凝土拌合物的组织结构，使得泌水量大大减少，不易分层离析，硬化后使混凝土强度有显著提高。

具体实施方式

表1是实施例和比较例中所用的原料来源信息。

表1

以下结合表格和制备例、对比例和实施例对本申请作进一步详细说明。

制备例1-5

本制备例公开了一种添加剂，包括表2质量份数的组分制备，单位：Kg。

表2

添加剂制备方法为：将聚羧酸高性能减水剂、分子量为72500聚乙烯咔唑与D-葡萄糖酸钠加入搅拌釜中，搅拌速度200分钟，搅拌12分钟，获得添加剂。

制备例6-9

与制备例3区别仅在于：

添加剂还包括烯丙基磺酸钠0.5Kg、0.75Kg、1.0Kg。

添加剂的制备方法为：

在添加剂的制备步骤中将烯丙基磺酸钠与聚羧酸高性能减水剂一起加入搅拌釜中。

制备例10

与制备例3区别仅在于：

分子量为58000聚乙烯咔唑。

在添加剂的制备步骤中搅拌速度150转/分钟，搅拌12分钟。

制备例11

与制备例3区别仅在于：

分子量为78000聚乙烯咔唑。

在添加剂的制备步骤中搅拌速度300转/分钟，搅拌15分钟。

对比例1

与制备例3区别仅在于：

添加剂的制备步骤中不加入聚乙烯咔唑、D-葡萄糖酸钠。

对比例2

与制备例3区别仅在于：

添加剂的制备步骤中不加入D-葡萄糖酸钠。

对比例3

与制备例3区别仅在于：

添加剂的制备步骤中不加入聚乙烯咔唑。

实施例1-15

本实施例公开一种高强混凝土裹浆工艺，包括以下步骤：

步骤1)，将水160份、添加剂在备液池中混合，获得预备液，实施例1-15之间的区别在于：实施例1-15中的添加剂分别依次采用制备例1-11和对比例1-4所制得组份的添加剂；

步骤2)，将砂740份加入搅拌机中进行预拌12秒，转速25转/分钟，获得均质砂料；

步骤3)，将水泥410份、矿粉混合料180份、硅粉17份加入装有均质砂料的搅拌机中，水胶比0.27，搅拌28秒，获得干砂浆混合物；

步骤4)，将预备液投入装有干砂浆混合物的搅拌机中，搅拌55秒，获得湿砂浆混合物；

步骤5)，将石950份与装有湿砂浆混合物的搅拌机搅拌110秒，获得高强混凝土；

矿粉混合料为粉煤灰II级55份和矿粉S95130份。

石为规格10～20mm的花岗岩。

实施例16

与实施例3区别在于：

步骤1)中水150份。

步骤2)中砂730份，预拌10秒，转速20转/分钟。

步骤3)中水泥400份、粉煤灰II级50份、粉S95125份，水胶比0.26，搅拌20秒。

步骤4)中搅拌50秒。

步骤5)中花岗岩940份，搅拌100秒。

实施例17

与实施例3区别在于：

步骤1)中水170份。

步骤2)中砂750份，预拌15秒，转速30转/分钟。

步骤3)中水泥420份、粉煤灰II级60份、粉S95135份，水胶比0.28，搅拌35秒。

步骤4)中搅拌60秒。

步骤5)中花岗岩960份，搅拌120秒。

试验1

耐磨性测试

取实施例1～17制备的高强混凝土根据JTG E30-2005《水泥混凝土耐磨性试验方法》进行测试，详细检测数据见表3。

试验2

力学强度

取实施例1～17制备的高强混凝土根据JGJ55-2011 GB50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》进行测试，详细检测数据见表3。

表3

通过表3中实施例15、实施例16与实施例14相比，单位面积损耗量、抗折强度、抗压强度、抗裂强度基本不变，说明分别加入聚乙烯咔唑、D-葡萄糖酸钠均对混凝土的耐磨性能和力学强度无负面影响。

通过表3中实施例9与实施例15、实施例16相比，同时加入聚乙烯咔唑、D-葡萄糖酸钠，单位面积损耗量、抗折强度、抗压强度、抗裂强度大幅度增加，说明聚乙烯咔唑和D-葡萄糖酸钠以特定比例配合，使得混凝土在凝固之前都具有保水能力，使得水泥水化过程持续充分，使得凝胶材料形成的凝胶连接在混凝土形成的毛细管通道网，使得水分上浮的泌水通道被封堵，使得制备的混凝土的泌水量大幅度减小，从而使得混凝土具有较高的力学强度和耐磨性。

通过表3中实施例3与实施例9的数据对比，加入烯丙基磺酸钠，单位面积损耗量、抗折强度、抗压强度、抗裂强度进一步增加，说明烯丙基磺酸钠与聚乙烯咔唑、D-葡萄糖酸钠三者以特定比例配合，起到了协同作用，使得混凝土不易局部形成团粒，提高了混凝土的水化程度，使得混凝土孔隙通道被填充，使得制备的混凝土的泌水量进一步减小，从而使得混凝土的力学强度和耐磨性得以提高。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种高强混凝土裹浆工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1），将水150~170份、添加剂13.1~19.1份混合均匀，获得预备液；

步骤2），将砂730~750份进行预拌10~15秒，转速20~30转/分钟，获得均质砂料；

步骤3），将水泥400~420份、矿粉混合料175~195份、硅粉15~20份加入均质砂料中，水胶比0.26~0.28，搅拌20~35秒，获得干砂浆混合物；

步骤4），将预备液投入干砂浆混合物中，搅拌50~60秒，获得湿砂浆混合物；

步骤5），将石940~960份与湿砂浆混合物一起搅拌120秒，获得高强混凝土；

所述添加剂包括以下质量份数的组份：

聚羧酸高性能减水剂11~16份；

聚乙烯咔唑1.5~2份；

D-葡萄糖酸钠0.6~1.1份。

2.根据权利要求1所述的高强度混凝土裹浆工艺，其特征在于：所述添加剂的质量份数进一步为：

聚羧酸高性能减水剂13~14份；

聚乙烯咔唑1.7~1.8份；

D-葡萄糖酸钠0.8~0.9份。

3.根据权利要求2所述的高强度混凝土裹浆工艺，其特征在于：当聚羧酸高性能减水剂13~14份、聚乙烯咔唑1.7~1.8份、D-葡萄糖酸钠0.8~0.9份时，所述添加剂还包括烯丙基磺酸钠0.5~1份。

4.根据权利要求1所述的高强度混凝土裹浆工艺，其特征在于：所述添加剂的制备方法为：

将聚羧酸高性能减水剂、聚乙烯咔唑与D-葡萄糖酸钠一起搅拌，搅拌速度150~300转/分钟，搅拌10~15分钟，获得添加剂。

5.根据权利要求4所述的高强度混凝土裹浆工艺，其特征在于：将0.5~1份烯丙基磺酸钠与聚羧酸高性能减水剂、聚乙烯咔唑、D-葡萄糖酸钠一起搅拌。

6.根据权利要求1所述的高强度混凝土裹浆工艺，其特征在于：所述矿粉混合料包括以下质量份数的组份：

粉煤灰II级 50~60份；

矿粉S95 125~135份。

7.根据权利要求1所述的高强度混凝土裹浆工艺，其特征在于：所述石为花岗岩，所述花岗岩的规格为10~20mm。

8.根据权利要求1所述的高强度混凝土裹浆工艺，其特征在于：所述聚乙烯咔唑的分子量为58000~78000。