CN116003068B - 一种超缓凝混凝土及其制备方法 - Google Patents
一种超缓凝混凝土及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116003068B CN116003068B CN202310036308.0A CN202310036308A CN116003068B CN 116003068 B CN116003068 B CN 116003068B CN 202310036308 A CN202310036308 A CN 202310036308A CN 116003068 B CN116003068 B CN 116003068B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- super
- retarding
- parts
- concrete
- sand
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 175
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 94
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 74
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 64
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 55
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims abstract description 54
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 claims abstract description 54
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 claims abstract description 52
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 49
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims abstract description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 13
- AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 2,3,9,10-tetramethoxy-6,8,13,13a-tetrahydro-5H-isoquinolino[2,1-b]isoquinoline Chemical compound C1CN2CC(C(=C(OC)C=C3)OC)=C3CC2C2=C1C=C(OC)C(OC)=C2 AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000000176 sodium gluconate Substances 0.000 claims description 29
- 235000012207 sodium gluconate Nutrition 0.000 claims description 29
- 229940005574 sodium gluconate Drugs 0.000 claims description 29
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 claims description 28
- 239000006188 syrup Substances 0.000 claims description 28
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 claims description 28
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 claims description 22
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 20
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 claims description 19
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 19
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 claims description 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 15
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 125000003071 maltose group Chemical group 0.000 claims description 5
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 28
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 42
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 29
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 5
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 206010003591 Ataxia Diseases 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- 238000009435 building construction Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical group OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 235000020429 malt syrup Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical group [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本申请涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种超缓凝混凝土及其制备方法。本申请提供的超缓凝混凝土包括以下重量份的组分：凝胶材料39‑45份、砂石176‑183份、超缓凝高效减水剂0.75‑0.86份和水15‑17份；以超缓凝高效减水剂的重量份为基准；超缓凝高效减水剂包括大分子聚羧酸减水剂10‑14份、缓凝型聚羧酸减水剂6‑8份、水化抑制剂1.8‑3.6份、复合缓凝剂3‑6份、增稠剂1.5‑2.5份、保水剂0.2‑0.4份和水70‑84份。本申请提供的超缓凝混凝土具备超长的初凝时间与坍落度保留时间，并且能够在终凝后快速恢复强度增长，获得优异的抗压强度，从而可以满足特定的施工要求。
Description
技术领域
本申请涉及建筑材料的技术领域，具体涉及一种超缓凝混凝土及其制备方法。
背景技术
随着建筑施工技术的不断改进与创新发展，对混凝土材料性能的要求越来越高。超缓凝混凝土作为一种特殊的新型混凝土，通过添加缓凝剂来调整混凝土的初凝时间，但不会破坏混凝土的使用性能及安全性要求，因此具有优异的使用性能及发展前景。最早的超缓凝混凝土多用于解决深基坑维护结构钻孔咬合桩施工困难的问题，之后还被当做应急混凝土来防止因不可抗力导致施工中断后发生冷缝浇筑的问题。
近几年来，为解决施工作业面小且基坑较深的大型工程施工问题，逆作法施工技术在建筑地下工程施工中得到了广泛的应用，“逆作法”施工的工序为：首先沿着建筑物地下部分的边轴线来进行支护结构施工，再依靠对于建筑物的相应位置的上部结构所荷载的中间支撑桩以及柱的浇筑施工进行支撑，最后逐步地对地上结构及土方进行由上至下的施工与开挖。在支撑桩的施工时，需要把承重结构的钢管柱直接定位在桩上，立柱桩的长度和截面都较大，单桩灌注的混凝土量要大于130m3，甚至高达300m3。因此，在上述混凝土浇注完成后，需要有足够时间来进行平整现场、并利用直插机将大型钢管柱垂直插入桩头。
因此，为保证有充足的时间完成上述施工工艺，需要制备出一种超缓凝混凝土，使其具备超长的初凝时间及坍落度保留时间，并且在终凝后能快速恢复其强度增长，并获得优异的抗压强度。
发明内容
为了延长混凝土的凝结时间及坍落度保留时间，本申请提供一种超缓凝混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种超缓凝混凝土，采用如下的技术方案：
一种超缓凝混凝土，包括以下重量份的组分：凝胶材料39-45份、砂石176-183份、超缓凝高效减水剂0.75-0.86份和水15-17份。
本申请利用凝胶材料、砂石、超缓凝高效减水剂和水混合制备出一种超缓凝混凝土，通过调整超缓凝混凝土中超缓凝高效减水剂的添加量，能够使超缓凝混凝土的初凝时间达到72h以上，坍落度保留时间达到24h及以上，并且该超缓凝混凝土在终凝后能快速恢复强度增长，其60d抗压强度可达到与普通混凝土相近的抗压强度。除此之外，该超缓凝混凝土能够适应温度的变化，即在不同温度下均具备较长的凝结时间与坍落度保留时间，以及优异的抗压强度，因此可以满足不同气候条件下的施工要求。
在“逆作法”施工中，若混凝土出现离析或泌水，一是可能会堵导管，导致断桩；二是即使罐桩成功，在插入钢骨柱时，若骨料集中接近桩顶位置，也会导致钢管柱插入失败。因此，为了避免出现上述问题，混凝土应避免出现离析泌水现象。除此之外，为了保证混凝土浇注完成后，有足够时间来进行平整现场、并利用直插机将大型钢管柱垂直插入桩头，混凝土的初凝时间应大于60h，同时考虑施工过程复杂性或不确定性因素，必须保证混凝土坍落度≥150mm的保留时间≥24h；并且在逆作法施工完成后，该混凝土还需要能尽快恢复其强度增长，按要求的时间达到可以移除固定钢管柱的直插机条件，进而满足流水作业要求。
在一些实施方案中，所述超缓凝高效减水剂可以为0.75-0.8份或0.8-0.86份。
在一个具体的实施方案中，所述超缓凝高效减水剂还可以为0.75份、0.8份或0.86份。
优选地，以超缓凝高效减水剂的重量份为基准；所述超缓凝高效减水剂包括大分子聚羧酸减水剂10-14份、缓凝型聚羧酸减水剂6-8份、水化抑制剂1.8-3.6份、复合缓凝剂3-6份、增稠剂1.5-2.5份、保水剂0.2-0.4份和水70-84份。
本申请中，超缓凝高效减水剂由大分子聚羧酸减水剂、缓凝型聚羧酸减水剂、水化抑制剂、复合缓凝剂、增稠剂、保水剂和水制备而成，通过将各组分的添加量控制在上述范围内，能够获得一种性能优异的超缓凝高效减水剂，利用该超缓凝高效减水剂制备超缓凝混凝土，能够有效延长超缓凝混凝土的凝结时间与坍落度保留时间，降低超缓凝混凝土的泌水率，进而提高超缓凝混凝土在“逆作法”施工中的使用性能。
本申请中，保水剂的加入能够解决砂石与超缓凝高效减水剂使用后，超缓凝混凝土存在的离析、泌水现象；增稠剂能增大混凝土砂浆的粘滞系数及粘滞阻力，防止砂石的下沉，使混凝土长期保持均一稳定状态，保证了混凝土的长时间施工性能，使混凝土有较好的悬浮能力，再配合使用保水剂，解决因掺入大量缓凝剂的混凝土产生的离析及泌水问题，进而提高新拌混凝土的使用过程的稳定性。
在一个具体的实施方案中，所述水化抑制剂可以为1.8份、2份或3.6份。
在一些具体的实施方案中，所述水化抑制剂还可以为1.8-2份或2-3.6份。
在一个具体的实施方案中，所述复合缓凝剂可以为3份、4份或6份。
在一些具体的实施方案中，所述复合缓凝剂还可以为3-4份或4-6份。
进一步地，所述大分子聚羧酸减水剂可以为HS-209型聚羧酸减水剂或HJ-672435型聚羧酸减水剂。
优选地，所述大分子聚羧酸减水剂为HS-209型聚羧酸减水剂。
本申请中，由于HS-209型聚羧酸减水剂具有超长的支链，故能够保证超缓凝混凝土在长时间缓凝状态下不泌水、水分不散失，从而提高了超缓凝混凝土的保水能力，改善其使用性能、延长其凝结时间。
优选地，所述水化抑制剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠；所述复合缓凝剂选自麦芽糖浆和葡萄糖酸钠。
三聚磷酸钠和六偏磷酸钠属于可溶性的磷酸盐，将其溶于水后，溶液中存在大量的磷酸根离子，当水泥发生水化反应时，溶液中的磷酸根离子会被水泥表面吸附，与水泥颗粒表面的Ca2+形成难溶的羟基磷灰石，进而对水泥的水化产生延缓作用。麦芽糖浆是一种新型的缓凝剂，能够吸附在水泥颗粒表面，形成同种电荷的亲水膜，使水泥颗粒相互排斥，并阻碍水泥水化，延缓水泥的水化速度，进而起到缓凝的作用。葡萄糖酸钠既具有减水作用，又具有缓凝作用，与三聚磷酸钠和麦芽糖浆配合使用时，所得混凝土的凝结时间能够被大幅延长。
优选地，所述水化抑制剂中，所述三聚磷酸钠和所述六偏磷酸钠的重量比为1：1。
优选地，所述复合缓凝剂为麦芽糖浆和葡萄糖酸钠；所述水化抑制剂、所述麦芽糖浆和所述葡萄糖酸钠的重量比为2：(1.2-1.4)：(1.8-2.2)。
本申请选用三聚磷酸钠和六偏磷酸钠作为水化抑制剂，麦芽糖浆与葡萄糖酸钠作为复合缓凝剂，并将三聚磷酸钠和六偏磷酸钠、麦芽糖浆和葡萄糖酸钠的重量比控制在上述范围内，能够充分发挥水化抑制剂与复合缓凝剂之间的配合作用，从而有效推迟凝胶材料的水化时间，延长超缓凝混凝土的初凝时间与坍落度保留时间，改善超缓凝混凝土的泌水性能，使超缓凝混凝土在拌合较长时间后仍然保持塑性。
在一些实施方案中，所述水化抑制剂、所述麦芽糖浆和所述葡萄糖酸钠的重量比还可以为2：(1.2-1.3)：2.0、2：(1.3-1.4)：2.0、2：1.4：(1.8-2.0)或2：1.3：(2.0-2.2)。
在一个具体的实施方案中，所述水化抑制剂、所述麦芽糖浆和所述葡萄糖酸钠的重量比可以为2：1.3：2.0、2：1.2：2.0、2：1.4：2.0、2：1.3：1.8或2：1.3：2.2。
优选地，所述砂石包括中砂、细砂和石子；所述中砂、所述细砂与所述石子的重量比为(3-4)：(1-2)：6。
在一个具体的实施方案中，所述中砂、所述细砂与所述石子的重量比为3.5：1.5：6。
本申请将砂石中，中砂、细砂和石子的重量比控制在上述范围内，获得的超缓凝混凝土呈现悬浮体结构，悬浮体结构具体为：胶凝材料悬浮在水中，细砂和中砂悬浮在胶凝材料浆体中，石子悬浮在砂浆中。上述悬浮体结构的砂石具备充足的运动空间，可以提高超缓凝混凝土的粘度与稳定性，进而改善超缓凝混凝土的离析泌水性能。
优选地，所述中砂为Ⅱ区机制中砂，细度模数为2.3-3.0；所述细砂为Ⅲ区细砂，细度模数为1.3-1.6。
在一个具体的实施方案中，所述中砂的细度模数为2.5，所述细砂的细度模数为1.5。
优选地，所述凝胶材料包括水泥、粉煤灰和矿渣粉。
所述水泥为P.O42.5水泥，比表面积≤350m2/Kg，碱含量≤0.06％。
优选地，所述超缓凝混凝土的初凝时间＞72h，坍落度≥150mm的保留时间≥24h，工作温度为0-35℃。
本申请获得的超缓凝混凝土的凝结时间长、坍落度保留时间久、工作温度范围广，因此能够在不同的温度下满足特定的施工要求。
进一步地，所述超缓凝混凝土的工作温度为10-30℃。
本申请提供的超缓凝混凝土在10-30℃下能够保持更加优异的工作性能，可以完全满足“逆作法”施工的基本要求。
例如：在一些实施方案中，当工作温度为10-30℃时，所述超缓凝混凝土的初凝时间≥85h，坍落度≥150mm的保留时间＞30h。
在一些实施方案中，所述超缓凝混凝土的工作温度可以为0-10℃、10-20℃、20-30℃或30-35℃。
在一个具体的实施方案中，所述超缓凝混凝土的工作温度还可以为0℃、10℃、20℃、30℃或35℃。
第二方面，本申请提供一种超缓凝混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种超缓凝混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将所述大分子聚羧酸减水剂、所述缓凝型聚羧酸减水剂、所述水化抑制剂、所述复合缓凝剂、所述增稠剂、所述保水剂与所述水混合，搅拌均匀，获得所述超缓凝高效减水剂；
(2)将所述砂石与所述凝胶材料混合，搅拌均匀，获得初混物料；
(3)将所述超缓凝高效减水剂与所述水混合后，再与所述初混物料混合并持续搅拌120-150s，即可获得所述超缓凝混凝土。
本申请提供的超缓凝混凝土的制备方法中，将超缓凝高效减水剂与凝胶材料混合，能够使超缓凝高效减水剂完全包覆在凝胶材料的外表面，进而使新拌混凝土的流动性增强、保水性增加、稳定性更好，有效延长了超缓凝混凝土的初凝时间，同时保证了超缓凝混凝土的抗压强度。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.本申请提供的超缓凝混凝土的初凝时间＞72h，坍落度不低于150mm的保留时间≥24h，泌水率＜4％，因此可以完全满足“逆作法”施工要求。
2.本申请提供的超缓凝混凝土由凝胶材料、砂、石、水和超缓凝高效减水剂等制备而成，通过调整超缓凝高效减水剂的组分及添加量，能够使超缓凝混凝土具备超长的凝结时间与坍落度保留时间，并且该超缓凝混凝土在终凝后能够快速恢复其强度增长，其60d抗压强度能够恢复至与普通混凝土基本相同的60d抗压强度。
3.本申请中，超缓凝高效减水剂包括大分子聚羧酸减水剂、缓凝型聚羧酸减水剂、水化抑制剂和复合缓凝剂、水，通过调整各组分的添加量，并将各组分的重量份控制在以下范围内：大分子聚羧酸减水剂10-14份、缓凝型聚羧酸减水剂6-8份、水化抑制剂1.8-3.6份、复合缓凝剂3-6份、增稠剂1.5-2.5份、保水剂0.2-0.4份和水70-84份，能够获得性能优异的超缓凝混凝土，该超缓凝混凝土的初凝时间＞80h，终凝时间＞90h，泌水率＜3％，坍落度保留时间≥25h。
4.本申请选用三聚磷酸钠和六偏磷酸钠作为水化抑制剂，选用麦芽糖浆和葡萄糖酸钠作为复合缓凝剂，并将水化抑制剂、麦芽糖浆和葡萄糖酸钠的重量比控制在以下范围内：水化抑制剂、麦芽糖浆和葡萄糖酸钠的重量比为2：(1.2-1.4)：(1.8-2.2)，所得超缓凝混凝土的缓凝效果更优异、泌水率更小，其初凝时间可以达到90h以上，终凝时间达到105h以上，泌水率可低至0.6％以下。
5.本申请采用中砂、细砂与石子的混合物作为超缓凝混凝土的砂石，能够改善混凝土凝结时间、坍落度保留时间及泌水性能；且将中砂、细砂与石子的重量比控制在(3-4)：(1-2)：6之间，所得超缓凝混凝土的初凝时间≥90h，终凝时间≥100h，泌水率≤2.8％，坍落度保留时间＞30h。
具体实施方式
本申请提供一种超缓凝混凝土，包括以下重量份的组分：凝胶材料39-45份、砂石176-183份、超缓凝高效减水剂0.75-0.86份和水15-17份；进一步地，以超缓凝高效减水剂的重量份为基准；所述超缓凝高效减水剂包括大分子聚羧酸减水剂10-14份、缓凝型聚羧酸减水剂6-8份、水化抑制剂1.8-3.6份、复合缓凝剂3-6份、增稠剂1.5-2.5份、保水剂0.2-0.4份和水70-84份。
其中，所述水化抑制剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物；三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的重量比为1：1；所述复合缓凝剂选自麦芽糖浆和葡萄糖酸钠；进一步地，所述复合缓凝剂为麦芽糖浆和葡萄糖酸钠；再进一步地，水化抑制剂、麦芽糖浆和葡萄糖酸钠的重量比为2：(1.2-1.4)：(1.8-2.2)；所述砂石包括中砂、细砂和石子，中砂、细砂与石子的重量比为(3-4)：(1-2)：6。
上述超缓凝混凝土的制备方法如下：
(1)将大分子聚羧酸减水剂、缓凝型聚羧酸减水剂、水化抑制剂、复合缓凝剂、增稠剂、保水剂与水混合，搅拌均匀，获得超缓凝高效减水剂；
(2)将砂石与凝胶材料混合，搅拌均匀，获得初混物料；
(3)将超缓凝高效减水剂与水混合后，再与初混物料混合并持续搅拌120-150s，即可获得超缓凝混凝土。
本申请实施例中，大分子聚羧酸减水剂为HS-209型聚羧酸减水剂或HJ-672435型聚羧酸减水剂，HS-209型聚羧酸减水剂购自北京炬盈建材有限公司；HJ-672435型聚羧酸减水剂购自山东禾炬电子科技有限公司；缓凝型聚羧酸减水剂型号为HS-HN，购自北京炬盈建材有限公司；三聚磷酸钠、六偏磷酸钠购自丰泰化工有限公司；麦芽糖浆购自济南鑫诺化工有限公司；葡萄糖酸钠购自山东创赢化工有限公司；保水剂为羟丙基甲基纤维素，购自济南性健生物科技有限公司；增稠剂为聚丙烯酸钠，购自山东正虹生物科技有限公司；其余原料、溶剂等均可通过商购获得。
以下结合实施例、对比例及性能检测试验对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1-3
实施例1-3分别提供一种超缓凝混凝土。
上述实施例的不同之处在于：超缓凝混凝土的组分及添加量，具体如表1所示。
实施例2提供的超缓凝混凝土的制备方法如下：
(1)将大分子聚羧酸减水剂1200g、缓凝型聚羧酸减水剂700g、水化抑制剂250g、复合缓凝剂400g、增稠剂200g、保水剂30g与7220g水混合，搅拌均匀，获得所述超缓凝高效减水剂；其中，大分子聚羧酸减水剂为HS-209型聚羧酸减水剂；水化抑制剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物，三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的重量比为1：1；复合缓凝剂为葡萄糖酸钠。
(2)将砂石180kg、与凝胶材料43kg混合，搅拌均匀，获得223kg初混物料。其中，凝胶材料为重量比为3：1：0.5的水泥、粉煤灰和矿渣粉的混合物；砂石为重量比为3.5：1.5：6的中砂、细砂与石子的混合物；中砂的细度模数为2.5，细砂的细度模数为1.5。
(3)将超缓凝高效减水剂0.8kg与水15kg混合后，再与初混物料223kg混合并持续搅拌130s，即可获得所述超缓凝混凝土。
表1实施例1-3提供的超缓凝混凝土的组分及添加量
实施例4-7
实施例4-7分别提供一种超缓凝混凝土。
上述实施例与实施例2的不同之处在于：超缓凝高效减水剂中部分组分的添加量。
实施例4-7提供的超缓凝混凝土中的超缓凝高效减水剂的各组分的添加量如表2所示。
实施例4-7中，超缓凝高效减水剂的用量均为0.8kg。
表2实施例4-7中超缓凝高效减水剂的组分及添加量
实施例8
实施例8提供一种超缓凝混凝土。
上述实施例与实施例2的不同之处在于：实施例8提供的超缓凝混凝土中，复合缓凝剂为麦芽糖浆。
实施例9
实施例9提供一种超缓凝混凝土。
上述实施例与实施例2的不同之处在于：实施例9提供的超缓凝混凝土中的复合缓凝剂的组分及用量；实施例9中，复合缓凝剂为麦芽糖浆和葡萄糖酸钠；水化抑制剂、麦芽糖浆和葡萄糖酸钠的重量比为2：1.3：2。
实施例9中超缓凝高效减水剂的组分及用量为：大分子聚羧酸减水剂1200g、缓凝型聚羧酸减水剂700g、水化抑制剂250g、复合缓凝剂412.5g、保水剂30g、增稠剂200g；
其中，大分子聚羧酸减水剂为HS-209型聚羧酸减水剂；
水化抑制剂中：六偏磷酸钠125g、三聚磷酸钠125g；
复合缓凝剂中：麦芽糖浆162.5g、葡萄糖酸钠250g。
实施例10-13
实施例10-13分别提供一种超缓凝混凝土。
上述实施例与实施例9的不同之处在于：水化抑制剂、麦芽糖浆和葡萄糖酸钠的重量比，具体如表3所示。
实施例10-13中，水化抑制剂的用量均为250g；麦芽糖浆与葡萄糖酸钠的添加量均是以水化抑制剂的添加量为基准，结合表3中的重量比计算获得。
表3实施例9、实施例10-13中水化抑制剂、麦芽糖浆和葡萄糖酸钠的重量比
实施例14
实施例14提供一种超缓凝混凝土。
上述实施例与实施例9的不同之处在于：实施例14采用的砂石中，中砂、细砂与石子的重量比为4：1：6。
实施例15
实施例15提供一种超缓凝混凝土。
上述实施例与实施例9的不同之处在于：实施例15采用的砂石中，中砂、细砂与石子的重量比为3：2：6。
实施例16
实施例16提供一种超缓凝混凝土。
上述实施例与实施例9的不同之处在于：实施例16采用的大分子聚羧酸减水剂为HJ-672435型聚羧酸减水剂。
对比例
对比例1-2
对比例1-2分别提供一种超缓凝混凝土。
上述对比例与实施例2的不同之处在于：超缓凝混凝土的组分及添加量，具体如表4所示。
表4实施例2、对比例1-2提供的超缓凝混凝土的组分及添加量
对比例3
对比例3提供一种超缓凝混凝土。
上述对比例与实施例2的不同之处在于：对比例3中的水化抑制剂为125g三聚磷酸钠和125g HHC-S型水化热抑制剂的混合物。
对比例4
对比例4提供一种混凝土。
上述对比例与实施例2的不同之处在于：对比例4中混凝土的组分及添加量为：凝胶材料43kg、砂石180kg、HS-209型聚羧酸减水剂0.8kg和水15kg。
上述混凝土的制备方法为：
(1)将砂石180kg、凝胶材料43kg混合，搅拌均匀，获得初混物料223kg；其中，凝胶材料为重量比为3：1：0.5的水泥、粉煤灰和矿渣粉的混合物；砂石为重量比为3.5：1.5：6的中砂、细砂与石子的混合物；中砂的细度模数为2.5，细砂的细度模数为1.5；
(2)将HS-209型聚羧酸减水剂0.8kg与水15kg混合后，再与初混物料223kg混合并持续搅拌130s，即可获得所述超缓凝混凝土。
对比例5
对比例5提供一种超缓凝混凝土。
上述对比例与实施例2的不同之处在于：超缓凝混凝土的制备方法。
对比例5提供的超缓凝混凝土的制备方法为：将超缓凝混凝土的各组分混合均匀，然后加入水，搅拌130s，即可获得超缓凝混凝土。
性能检测试验(一)对实施例1-16、对比例1-5提供的超缓凝混凝土的性能进行检测，检测结果如表5所示，检测方法标准如下：
按GB/T 50080《普通混凝土拌合物性能试验方法》规定方法测试超缓凝混凝土的初凝时间、终凝时间、泌水率及坍落度保留时间；按GB/T 50081《普通混凝土力学性能试验方法》测试超缓凝混凝土的抗压强度。本申请中，坍落度保留时间是指超缓凝混凝土坍落度≥150mm的保留时间。
表5实施例1-16、对比例1-5提供的超缓凝混凝土的性能检测结果
根据实施例1-16及对比例4的检测结果可知，实施例1-16获得的超缓凝混凝土的初凝时间均＞72h，泌水率＜4％，坍落度保留时间≥24h，60d抗压强度为62.4-63.8Mpa；而对比例4采用凝胶材料、砂石和HS-209型聚羧酸减水剂制得的普通混凝土的初凝时间仅为19h，终凝时间仅为37h，60d抗压强度为63.7Mpa。因此，说明本申请提供的超缓凝混凝土与相关技术中的超缓凝混凝土相比，具备较长的凝结时间与坍落度保留时间，并且在终凝后能够快速恢复其强度强度增长，60d抗压强度可以达到与普通混凝土相同的抗压强度。
根据实施例1-3及对比例1-2检测结果可知，随着超缓凝高效减水剂添加量的增加，获得的超缓凝混凝土的初凝时间与终凝时间均呈现先增大后减小的趋势、泌水率与坍落度保留时间呈现先减小后增大的趋势；实施例1-3提供的超缓凝混凝土的初凝时间为75-85h，泌水率为0.8-3.6％，坍落度保留时间为24-27h，7d抗压强度为21.1-27.5Mpa、14d抗压强度为47.7-51.2Mpa、28d抗压强度为56.8-58.8Mpa、60d抗压强度为62.9-63.3Mpa；对比例1提供的超缓凝混凝土的初凝时间仅为62h，泌水率为4.8％，28d抗压强度仅为52.3Mpa、60d抗压强度为62.4Mpa；对比例2提供的超缓凝混凝土的初凝时间为68h，28d抗压强度为50.9Mpa、60d抗压强度为61.6Mpa；因此说明本申请向超缓凝混凝土中加入超缓凝高效减水剂，并将超缓凝高效减水剂的重量份控制在0.75-0.86份范围内，能够获得凝结时间长、泌水率低、坍落度保留时间久的超缓凝混凝土，并且该超缓凝混凝土在终凝后能够快速恢复其强度增长，进而具备优异的抗压强度。
根据实施例2、对比例3的检测结果可知，对比例3采用三聚磷酸钠与HHC-S型水化热抑制剂作为水化抑制剂获得的超混凝混凝土的初凝时间虽然为75h，但是其坍落度保留时间为23h，60d抗压强度仅为53.7Mpa；而实施例2采用三聚磷酸钠与六偏磷酸钠作为水化抑制剂获得的超混凝混凝土的初凝时间为85h，但是其坍落度保留时间为26h，60d抗压强度仅为63.3Mpa。因此，说明本申请采用三聚磷酸钠与六偏磷酸钠作为水化抑制，能够延长超缓凝混凝土的凝结时间与坍落度保留时间，并且该超缓凝混凝土能够在终凝后快速恢复其抗压强度，60d抗压强度为63.3Mpa。
根据实施例2、对比例5的检测结果可知，实施例2获得的超缓凝混凝土的泌水率为0.8％；对比例5获得的超缓凝混凝土的泌水率为4.1％，说明本申请提供的超缓凝混凝土的制备方法能够改善超缓凝混凝土的泌水性能，进而能够获得泌水率较小的超缓凝混凝土。
根据实施例2、实施例4-5的检测结果发现，随着水化抑制剂含量的增加，超缓凝混凝土的泌水率呈现先减小后增大的趋势。因此，说明水化抑制剂能够显著改善超缓凝混凝土的泌水性能，并将水化抑制剂的添加量控制在1.8-3.6份之间，能够获得泌水率≤2.5的超缓凝混凝土。
根据实施例2、实施例6-7的检测结果发现，随着复合缓凝剂含量的增加，超缓凝混凝土的初凝时间、终凝时间及坍落度保留时间延长，但泌水率也有所增大。因此，本申请将复合缓凝剂的添加量控制在3-6份之间，能够保证超缓凝混凝土同时具备较低的泌水率、较长的凝结时间与坍落度保留时间。
根据实施例2、实施例8-13的检测结果可知，实施例2采用三聚磷酸钠和六偏磷酸钠作为水化抑制剂，葡萄糖酸钠作为复合缓凝剂，所得超缓凝混凝土的初凝时间为85h，终凝时间为95h，泌水率为0.8％，坍落度保留时间为26h，7d抗压强度为26.7h，28d抗压强度为58.8h；实施例8采用三聚磷酸钠和六偏磷酸钠作为水化抑制剂，麦芽糖浆作为复合缓凝剂，所得超缓凝混凝土的初凝时间为89h，终凝时间为98h，泌水率为0.7％，坍落度保留时间为29h，7d抗压强度为28.4h，28d抗压强度为59.3h；实施例9-13采用三聚磷酸钠和六偏磷酸钠作为水化抑制剂，麦芽糖浆与葡萄糖酸钠作为复合缓凝剂，并将水化抑制剂、麦芽糖浆和葡萄糖酸钠的重量比控制在2：(1.2-1.4)：(1.8-2.2)之间，所得超缓凝混凝土的初凝时间为90-96h，终凝时间为107-111h，泌水率为0.4-0.6％，坍落度保留时间为32-36h，7d抗压强度为31.9-38.4h，28d抗压强度为60.5-62.3h.因此，说明本申请将水化抑制剂、麦芽糖浆和葡萄糖酸钠的重量比控制在2：(1.2-1.4)：(1.8-2.2)之间，能够获得一种泌水率小、凝结时间与坍落度保留时间长、抗压强度优异的超缓凝混凝土，该超缓凝混凝土能够完全满足“逆作法”的施工要求。
根据实施例9、实施例14-15的检测结果可知，本申请采用中砂、细砂与石子的混合物作为超缓凝混凝土的砂石，能够改善混凝土凝结时间、坍落度保留时间及泌水性能；且将中砂、细砂与石子的重量比控制在(3-4)：(1-2)：6之间，所得超缓凝混凝土的初凝时间≥90h，终凝时间≥100h，泌水率≤2.8％，坍落度保留时间＞30h。
根据市实施例9、实施例16的检测结果可知，实施例9采用HS-209型聚羧酸减水剂作为大分子聚羧酸减水剂获得的超混凝混凝土的泌水率为0.4％；而实施例16采用HJ-672435型聚羧酸减水剂作为大分子聚羧酸减水剂获得的超混凝混凝土的泌水率为0.8％。说明本申请采用HS-209型聚羧酸减水剂更能够改善超缓凝混凝土的泌水性能，保证提高超缓凝混凝土的保水性能，满足“逆作法”施工要求。
综上所述，本申请提供的超缓凝混凝土具备低泌水率以及超长的凝结时间和坍落度保留时间，并且该超缓凝混凝土在终凝后能够快速恢复其强度增长，进而具备优异的抗压强度。本申请提供的超缓凝混凝土的初凝时间最长可达95h，终凝时间可达111h，泌水率低至0.4％，坍落度保留时间长达36h，28d抗压强度可达62.3Mpa。
(二)对实施例9提供的超缓凝混凝土进行温变测试，检测不同温度下超缓凝混凝土的初凝时间、终凝时间、泌水率、坍落度保留时间及28d抗压强度，结果如表6所示。
表6实施例9提供的超缓凝混凝土在不同温度下的凝结时间
根据表6的检测结果可知，随着温度的升高，超缓凝混凝土的初凝时间、终凝时间及坍落度保留时间均有所减小，但是30℃下的超混凝混凝土的初凝时间仍然可达88h、坍落度保留时间为33h，并且泌水率为0.5％，该超混凝混凝土依然符合“逆作法”施工的基本要求。因此，说明本申请提供的超缓凝混凝土能够在不同温度下均具备较长的凝结时间、坍落度保留时间，以及较低的泌水率，进而因此可以满足不同温度下的施工条件。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (4)
1.一种超缓凝混凝土，其特征在于，由以下重量份的组分制成：凝胶材料39-45份、砂石176-183份、超缓凝高效减水剂0.75-0.86份和水15-17份；
以超缓凝高效减水剂的重量份为基准；所述超缓凝高效减水剂由以下重量份的组分制成：大分子聚羧酸减水剂10-14份、缓凝型聚羧酸减水剂6-8份、水化抑制剂1.8-3.6份、复合缓凝剂3-6份、增稠剂1.5-2.5份、保水剂0.2-0.4份和水70-84份；
所述水化抑制剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠；所述复合缓凝剂为麦芽糖浆和葡萄糖酸钠；所述水化抑制剂、所述麦芽糖浆和所述葡萄糖酸钠的重量比为2：（1.3-1.4）：（2-2.2）；
所述砂石包括中砂、细砂和石子；所述中砂、所述细砂与所述石子的重量比为3.5：1.5：6；所述中砂为Ⅱ区机制中砂，细度模数为2.3-3.0；所述细砂为Ⅲ区细砂，细度模数为1.3-1.6；
上述超缓凝混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述大分子聚羧酸减水剂、所述缓凝型聚羧酸减水剂、所述水化抑制剂、所述复合缓凝剂、所述增稠剂、所述保水剂与所述水混合，搅拌均匀，获得所述超缓凝高效减水剂；
（2）将所述砂石与所述凝胶材料混合，搅拌均匀，获得初混物料；
（3）将所述超缓凝高效减水剂与所述水混合后，再与所述初混物料混合并持续搅拌120-150s，即可获得所述超缓凝混凝土。
2.根据权利要求1所述的超缓凝混凝土，其特征在于，所述凝胶材料包括水泥、粉煤灰和矿渣粉。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的超缓凝混凝土，其特征在于，所述超缓凝混凝土的初凝时间＞72h，坍落度≥150mm的保留时间≥24h，工作温度为0-35℃。
4.如权利要求1所述的超缓凝混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将所述大分子聚羧酸减水剂、所述缓凝型聚羧酸减水剂、所述水化抑制剂、所述复合缓凝剂、所述增稠剂、所述保水剂与所述水混合，搅拌均匀，获得所述超缓凝高效减水剂；
（2）将所述砂石与所述凝胶材料混合，搅拌均匀，获得初混物料；
（3）将所述超缓凝高效减水剂与所述水混合后，再与所述初混物料混合并持续搅拌120-150s，即可获得所述超缓凝混凝土。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310036308.0A CN116003068B (zh) | 2023-01-09 | 2023-01-09 | 一种超缓凝混凝土及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310036308.0A CN116003068B (zh) | 2023-01-09 | 2023-01-09 | 一种超缓凝混凝土及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116003068A CN116003068A (zh) | 2023-04-25 |
| CN116003068B true CN116003068B (zh) | 2024-06-14 |
Family
ID=86028046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310036308.0A Active CN116003068B (zh) | 2023-01-09 | 2023-01-09 | 一种超缓凝混凝土及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116003068B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106946530A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-07-14 | 天津金隅混凝土有限公司 | 超缓凝混凝土 |
| CN114436602A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-05-06 | 江西中恒地下空间科技有限公司 | 一种用于软切割的长螺旋咬合桩超缓凝混凝土及其制备方法 |
-
2023
- 2023-01-09 CN CN202310036308.0A patent/CN116003068B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106946530A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-07-14 | 天津金隅混凝土有限公司 | 超缓凝混凝土 |
| CN114436602A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-05-06 | 江西中恒地下空间科技有限公司 | 一种用于软切割的长螺旋咬合桩超缓凝混凝土及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 聚羧酸减水剂现场检测数据统计分析;赵志忠等;《中国建材科技》;20211231;第30卷(第6期);第88-90、28页 * |
| 黄允萍.复配中砂在混凝土中应用的研究.《工程质量》.2009,第27卷(第4期),第66-68页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116003068A (zh) | 2023-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111689752B (zh) | 一种多源固废基注浆胶凝材料及其制备方法和应用 | |
| CN109678430B (zh) | 管廊箱涵用高强抗渗自密实混凝土及其制备方法 | |
| CN110668750B (zh) | 一种城市地下综合管廊专用高抗渗补偿收缩混凝土及其制备方法 | |
| CN105801039B (zh) | 耐磨、抗爆混凝土及其制备方法 | |
| CN103553454A (zh) | 利用钢渣作掺合料及作骨料的高性能混凝土及制备方法 | |
| CN115073116B (zh) | 一种含钢渣固废基胶凝材料的灌浆材料 | |
| CN107651921B (zh) | 超深水环境下浇筑的耐高压高保坍水下c35~c40混凝土配制方法 | |
| CN111205058B (zh) | 一种自流平砂浆及其制备方法与应用 | |
| CN104402330A (zh) | 一种干混自流平砂浆 | |
| CN111620619A (zh) | 一种c70自密实补偿收缩钢管混凝土及其制备方法 | |
| CN107324713B (zh) | 一种自密实钢管混凝土及其制备方法 | |
| CN113716922B (zh) | 一种盾构同步注浆料及其制备方法 | |
| CN111704410A (zh) | 一种高性能机制砂混凝土及其制备方法 | |
| CN111233370A (zh) | 一种混凝土结构自密实防水剂及其制备方法和应用 | |
| CN104045280A (zh) | 一种易于超高层泵送的c120超高强混凝土 | |
| CN113372079A (zh) | 一种高耐磨石膏基自流平砂浆及其制备方法 | |
| CN109970920B (zh) | 一种磺酸改性聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN107382203A (zh) | 一种大掺量重矿渣早强型高强无收缩灌浆料 | |
| CN108530587B (zh) | 一种酯类保水触变型聚羧酸减水剂的制备方法 | |
| CN116003068B (zh) | 一种超缓凝混凝土及其制备方法 | |
| CN106431153A (zh) | 一种磷铝酸盐水泥基快速修补材料及其制备方法 | |
| CN103539416A (zh) | 一种新型的抗剪型同步注浆专用砂浆及其制备方法 | |
| CN110577382B (zh) | 一种c25超保坍混凝土 | |
| CN108586665B (zh) | 一种醚类保水触变型聚羧酸减水剂的制备方法 | |
| CN112125612B (zh) | 一种适用于溜管施工的低温差大体积混凝土及其制备工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |