專(zhuān)利名稱(chēng)：超細(xì)空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土制品的改性技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及超細(xì)空心微珠加入高性能混凝土的制造工藝。
背景技本由于建筑物的滲漏和破壞往往始于裂縫，所以人們一般把裂縫的出現(xiàn)視為危險(xiǎn)的征兆。但是從后來(lái)的研究表明，在尚未受荷的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中存在著肉眼不可見(jiàn)的微觀裂縫(簡(jiǎn)稱(chēng)“微裂縫”)。所以說(shuō)，混凝土出現(xiàn)裂縫是絕對(duì)的，沒(méi)有裂縫是相對(duì)的。“裂滲控制”，就是通過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，控制建筑物使其不產(chǎn)生有害裂縫，從而達(dá)到抗裂縫防滲目的。而在混凝土施工過(guò)程中，控制24h內(nèi)的強(qiáng)度發(fā)展是減少混凝土開(kāi)裂的重要手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決目的在于，針對(duì)混凝土施工過(guò)程中的“裂縫控制”要求，提供一種以超細(xì)空心微珠為主，混合減水劑、引氣劑等傳統(tǒng)外加劑作為高性能混凝土粉體外加劑，以有效改善混凝土早期開(kāi)裂的性能，并使混凝土具有良好的工作性能、力學(xué)性能以及能夠明顯的提高混凝土抗Cl-滲透性能和提高抗凍性能等一系列優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，超細(xì)空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工藝，所述工藝包括以下步驟
(1)、將D90小于10微米、球形率大于95％的超細(xì)空心微珠通過(guò)流化床噴覆用量為0.1-1.0％的偶聯(lián)劑進(jìn)行改性復(fù)合；(2)、將減水劑、引氣劑等傳統(tǒng)外加劑按照一定比例與空心微珠進(jìn)行機(jī)械混合從而得到高性能混凝土粉體外加劑；(3)、在混凝土攪拌的過(guò)程中，將這種新得到的粉體外加劑按照混凝土中水泥用量的5-10％加入到混凝土中參與攪拌，即得到所期望的高性能混凝土。
在制造工藝中，所述空心微珠是經(jīng)過(guò)風(fēng)選、清洗處理后得到的，其90％的粒徑為10微米以下，同時(shí)具有95％以上的球形率，再將空心微珠通過(guò)流化床進(jìn)行改性，從而使空心微珠通過(guò)偶聯(lián)劑的作用與有機(jī)物有效地結(jié)合在一起。
制造工藝中所述減水劑、引氣劑與空心微珠進(jìn)行機(jī)械混合，采用高速攪拌法使得空心微珠與傳統(tǒng)外加劑進(jìn)行機(jī)械混合。減水劑為萘系減水劑，引氣劑為松香型引氣劑，并均為固態(tài)粉末狀，其顆粒大小為10-200微米。外加劑中萘系減水劑占的比例為5-20％，松香型引氣劑占的比例為0.1-0.2％，其余均為空心微珠。
制造工藝中所使用的偶聯(lián)劑為硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯和硬酸酯中的一種或一種以上偶聯(lián)劑。
本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于，可效改善混凝土早期開(kāi)裂的性能，并使混凝土具有良好的工作性能、力學(xué)性能以及能夠明顯的提高混凝土抗Cl-滲透性能和提高抗凍性能。
具體實(shí)施例方式
生產(chǎn)約1000公斤超細(xì)空心微珠高性能混凝土制品的制造工藝包括以下步驟1、首先生產(chǎn)高性能混凝土粉體外加劑；(1)、將D90小于10微米、球形率大于95％的超細(xì)空心微珠94.9公斤通過(guò)流化床噴覆用量為0.4％的偶聯(lián)劑硅烷進(jìn)行改性復(fù)合.
(2)、將5公斤MNF-SP緩凝高效減水劑、0.1公斤MPAE引氣劑與94.9公斤空心微珠進(jìn)行機(jī)械混合從而得到100公斤高性能混凝土粉體外加劑；2、超細(xì)空心微珠高性能混凝土的制備在900公斤混凝土攪拌過(guò)程中，將上述新得到的粉體外加劑100公斤加入到混凝土中參與攪拌，即得到所期望的高性能混凝土。
實(shí)施例一表1混凝土工作性能和強(qiáng)度性能試驗(yàn)結(jié)果

注-1為添加新型外加劑的實(shí)驗(yàn)制品-2為只添加MNF-SP緩凝高效減水劑的實(shí)驗(yàn)制品。
混凝土的工作性能和強(qiáng)度性能試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。從表1試驗(yàn)結(jié)果可以看出用這種新型外加劑配制的各強(qiáng)度等級(jí)混凝土的初始坍落度雖然與用萘系高效減水劑配制的混凝土相同，但1h坍落度保留值和坍落擴(kuò)展度都要高于用萘系高效減水劑配制的混凝土，因此，用這種新型外加劑配制的各強(qiáng)度等級(jí)混凝土的工作性能要優(yōu)于用萘系高效減水劑配制的混凝土。
對(duì)各強(qiáng)度等級(jí)混凝土的強(qiáng)度分析表明用這種新型外加劑配制的各強(qiáng)度等級(jí)混凝土的1d、3d、7d和28d混凝土的實(shí)際強(qiáng)度都要低于用萘系高效減水劑配制的混凝土，但隨著混凝土單方水泥用量的增大，這種差異逐漸減弱，到90d時(shí)各強(qiáng)度等級(jí)混凝土的強(qiáng)度都超過(guò)用萘系高效減水劑配制的混凝土，特別是隨著配制混凝土的強(qiáng)度等級(jí)的增高，單方水泥用量的增大，這種后期強(qiáng)度增長(zhǎng)效果會(huì)更加明顯。
實(shí)施例二本發(fā)明對(duì)高性能混凝土的早期抗裂性能的試驗(yàn)參考日本Y.Kasai教授提出的平板試件方法進(jìn)行。模具四周為63mm高的型鋼，在其四周高度的中心處焊上水平的約束鋼筋。試件尺寸為600×600×63mm，與模具一起澆筑成一個(gè)整體，模具上的約束鋼筋位于平板試件的中面周邊，當(dāng)平板收縮時(shí)四周受到約束。按預(yù)定配比拌合混凝土，試件澆注、振實(shí)、抹平后立即用塑料薄膜覆蓋，環(huán)境溫度20±2℃，2h后將塑料薄膜取下，用電風(fēng)扇吹混凝土表面，然后記錄試件開(kāi)裂時(shí)間，澆筑24h后的裂縫數(shù)量、裂縫長(zhǎng)度和寬度。
表2混凝土的早期開(kāi)裂性能試驗(yàn)結(jié)果

注-1為添加新型外加劑的實(shí)驗(yàn)制品；-2為只添加MNF-SP緩凝高效減水劑的實(shí)驗(yàn)制品。
表2的試驗(yàn)結(jié)果表明，這種新型外加劑配制的各強(qiáng)度等級(jí)混凝土的裂縫初裂時(shí)間比相應(yīng)等級(jí)摻萘系高效減水劑的混凝土要晚，最大裂縫寬度和最長(zhǎng)裂縫長(zhǎng)度要小，裂縫總數(shù)量要少。其原因是這種新型外加劑中含有大量超細(xì)粉體材料起到了降低水化溫升、細(xì)化孔結(jié)構(gòu)和并對(duì)硬化混凝土早期的強(qiáng)度起到盡可能的降低作用，而混凝土拌和后24h內(nèi)是最易發(fā)生開(kāi)裂的時(shí)期，控制24h內(nèi)的強(qiáng)度發(fā)展是減少混凝土開(kāi)裂的重要手段。
實(shí)施例三表3混凝土Cl-滲透性能試驗(yàn)結(jié)果

注-1為添加新型外加劑的實(shí)驗(yàn)制品；-2為只添加MNF-SP緩凝高效減水劑的實(shí)驗(yàn)制品。
新型外加劑Cl-滲透性能試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3，混凝土Cl-滲透性能試驗(yàn)結(jié)果表明，這種新型外加劑配制的各強(qiáng)度等級(jí)混凝土其28天和56天Cl-擴(kuò)散系數(shù)都要小于用萘系高效減水劑配制的混凝土。當(dāng)采用《混凝土抗氯離子滲透性能試驗(yàn)方法》(ASTM C1202-97)試驗(yàn)方法時(shí)，采用MP2比萘系高效減水劑配制的混凝土通過(guò)電量降低3-5倍，并且28d均小于1000庫(kù)侖，56d小于500庫(kù)侖，按照ASTM C1202-97直流電量法對(duì)混凝土的滲透性能的評(píng)價(jià)(表4)，萘系高效減水劑配制的混凝土氯離子滲透能力中等，而這種新型外加劑配制的混凝土氯離子滲透能力很低，因此有利于其抵抗外界cl-的侵蝕。
實(shí)施例四在實(shí)驗(yàn)中，用這種新型外加劑配制的各強(qiáng)度等級(jí)混凝土經(jīng)受300次快凍快融循環(huán)也沒(méi)有受到破壞，而用萘系高效減水劑配制的C30混凝土不到200次就已破壞，同時(shí)C40到250次時(shí)已接近破壞。試驗(yàn)表明用這種新型外加劑配制的混凝土具有較好的抗凍性能。
權(quán)利要求
1.一種超細(xì)空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工藝，其特征在于所述工藝包括以下步驟(1)、將D90小于10微米、球形率大于95％的超細(xì)空心微珠通過(guò)流化床噴覆用量為0.1-1.0％重量的偶聯(lián)劑進(jìn)行改性復(fù)合；(2)、將減水劑、引氣劑按比例與空心微珠進(jìn)行機(jī)械混合從而得到高性能混凝土粉體外加劑；(3)、在混凝土攪拌的過(guò)程中，將這種新得到的粉體外加劑按照重量為混凝土中水泥用量的5-10％加入到混凝土中參與攪拌，即得到所期望的高性能混凝土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工藝，其特征在于在所述空心微珠是經(jīng)過(guò)風(fēng)選、清洗處理后得到的，其90％的粒徑為10微米以下，同時(shí)具有95％以上的球形率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工藝，其特征在于所述減水劑、引氣劑與空心微珠進(jìn)行機(jī)械混合，采用高速攪拌法使得空心微珠與傳統(tǒng)外加劑進(jìn)行機(jī)械混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工藝，其特征在于所述的減水劑為萘系減水劑，引氣劑為松香型引氣劑，并均為固態(tài)粉末狀，其顆粒大小為10-200微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工藝，其特征在于所述的外加劑中萘系減水劑占的比例重量百分比為5-20％，松香型引氣劑占的比例為0.1-0.2％，其余均為空心微珠。
6.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的超細(xì)空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工藝，其特征在于所使用的偶聯(lián)劑為硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯和硬酸酯中的一種或一種以上偶聯(lián)劑。
全文摘要
一種超細(xì)空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工藝。涉及混凝土的改性工藝。經(jīng)過(guò)處理的空心微珠具有95％以上的球形率，D90在10微米以下，經(jīng)過(guò)表面活化處理后與減水劑、引氣劑等傳統(tǒng)混凝土外加劑按照一定比例混合，作為一種新型高性能混凝土粉體外加劑。這種以無(wú)機(jī)材料為主復(fù)合而成的高性能混凝土粉體外加劑具有高比表面積、高減水率、低Cl
文檔編號(hào)C04B14/02GK1721369SQ20041002800
公開(kāi)日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2004年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月5日
發(fā)明者張虎, 劉承暉 申請(qǐng)人:張虎, 劉承暉