一種硅酸鹽水泥混凝土的超早強劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混凝土外加劑，應用于以硅酸鹽水泥混凝土路面的快速修補，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，使得承載交通經(jīng)濟壓力的水泥混凝土路面里程越來越長。而實際過程中路面出現(xiàn)的損壞情況越來越嚴重，如何對破損路面進行快速修補，盡快的開放交通滿足經(jīng)濟發(fā)展的要求，成為人們關(guān)注的焦點。
[0003]通常制備超早強路面修補材料的途徑有如下三種:1)使用快硬早強型特種水泥；2)摻入特種礦物摻合料；3)使用超早強外加劑。其中由于特種水泥的凝結(jié)時間比較快，且后期強度倒縮大，產(chǎn)量及價格等方面都有一定的限制，只適合于搶修工程；而采用特種礦物摻合料時，配料繁多，且不易存放，使用過程中的摻量也往往較大，這都給特種礦物摻合料的大范圍使用設置了障礙；使用超早強外加劑是一種簡單、有效的方法，但目前的超早強外加劑大多含有傳統(tǒng)的超早強劑成分，會引入大量的Na+、K+，對實際工程的使用耐久性產(chǎn)生影響。
[0004]專利CN 102701684A公布了一種超早強混凝土材料的制備方法，就是采用硫鋁酸鹽水泥作為膠凝材料，通過摻入早強組分使得制備的混凝土 6小時的抗壓強度達到30MPa，但是只適合于搶修工程；江蘇省建筑科學研宄院發(fā)明的JK系列特種摻合料，使得混凝土快硬高早強，使用后4?6h就可滿足開放交通的要求，但是摻量達到80%以上；專利CN103467040A公布的超早強混凝土的制備方法中，雖然是以普通硅酸鹽水泥為基礎膠凝材料，但由于使用了氫氧化鈉作為激發(fā)劑，引入了大量的Na+，干縮大，容易引起堿集料反應，存在安全隱患。
[0005]本發(fā)明采用價格便宜且目前大量使用的硅酸鹽水泥為膠凝材料，配合使用發(fā)明的新型無堿、無氯超早強劑，制備出可以快速開放交通的超早強修補混凝土。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:本發(fā)明目的是針對目前制備超早強材料的不足，提供一種應用于硅酸鹽水泥膠凝體系的超早強劑，體現(xiàn)無氯、無堿特點，用超早劑配制的混凝土施工性能好、早期強度高，滿足快速開放交通的要求，可以廣泛應用于路面的快速修補。
[0007]技術(shù)方案:本發(fā)明提供了一種硅酸鹽水泥混凝土的超早強劑，
[0008]其特征在于:以重量百分比計，包括如下組分，
[0009]早強組分 20%?50%，
[0010]速凝組分 10%?40%，
[0011]減水組分 20%?45%，
[0012]其中，所述早強組分由醇胺、有機鹽及無機鹽復配而成，醇胺:有機鹽:無機鹽的重量比為1%?35%:40%?70%:20%?50% ;或由有機鹽與無機鹽復配而成，有機鹽:無機鹽的重量比為50 %?70 %: 30 %?50 %;所述醇胺選自三乙醇胺、三異丙醇胺、二乙醇胺及尿素中的一種；所述有機鹽選自甲酸鈣、草酸鈣及乙酸鈉中的一種；所述無機鹽選自硫酸鈉、碳酸鈉、硝酸鈣及亞硝酸鈣中的一種；
[0013]所述速凝組分選自鋁酸鈉、硫酸鋁、硅酸鈉中的一種；
[0014]所述減水組分選自聚羧酸系高性能減水劑、萘系高效減水劑中的一種。
[0015]本發(fā)明包含如下三方面的機理，一是促進水泥水化生成大量的結(jié)晶體，構(gòu)成骨架結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)快速凝結(jié)；二是同時促進凝膠體的生成，填充于骨架結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)早期強度的快速發(fā)展；三是通過表面活性劑的摻入，改善體系的工作性能。
[0016]有益效果:本發(fā)明提供的制備硅酸鹽水泥超早強混凝土的超早強劑，無氯、無堿，各組分間能夠發(fā)揮協(xié)同互補作用。在冬季低溫環(huán)境下，所制備的超早強混凝土坍落度經(jīng)時損失小于35%，滿足I小時施工要求。其16h的抗壓強度達到20MPa以上，滿足路面修補開放交通的要求。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合實例對本發(fā)明作進一步說明:
[0018]實施例一:一種硅酸鹽水泥混凝土的超早強劑，以重量百分比計，其中:
[0019]早強組分40%，
[0020]速凝組分22%，
[0021]減水組分38%，
[0022]其中早強組分由甲酸鈣和硝酸鈣2種復配而成，重量比為67.7%:32.3%;速凝組分選擇硫酸鋁；減水組分選擇聚羧酸系高性能減水劑。
[0023]本實施例的制備方法是，按重量百分比稱量外加劑，使用時采用內(nèi)摻法，加入水中快速攪拌均勻，使超早強劑快速溶解。
[0024]超早強劑摻量為膠凝材料用量2%，所配混凝土的水灰比為0.3，砂率為0.35，成型混凝土后測試混凝土坍落度及其經(jīng)時損失，并裝模放入標準養(yǎng)護室中養(yǎng)護至指定齡期，取出后脫模測試抗壓強度。此實例下，混凝土初始坍落度達到80mm，30min后的坍落度為70mm，60min的i丹落度為55mm。而所制備的超早強混凝土，16h的抗壓強度達到21MPa，滿足開放交通的要求。
[0025]實施例二:一種硅酸鹽水泥混凝土的超早強劑，以重量百分比計，其中:
[0026]早強組分44%，
[0027]速凝組分20%，
[0028]減水組分36%，
[0029]其中早強組分由甲酸鈣和亞硝酸鈣2種復配而成，重量比為64.3%:35.7%;速凝組分選擇硫酸鋁；減水組分選擇聚羧酸系高性能減水劑。
[0030]本實施例的制備方法是，按重量百分比稱量外加劑，使用時采用內(nèi)摻法，加入水中快速攪拌均勻，使超早強劑快速溶解。
[0031]超早強劑摻量為膠凝材料用量2%，所配混凝土的水灰比為0.3，砂率為0.35，成型混凝土后測試混凝土坍落度及其經(jīng)時損失，并裝模放入標準養(yǎng)護室中養(yǎng)護至指定齡期，取出后脫模測試抗壓強度。此實例下，混凝土初始坍落度達到75mm，30min后的坍落度為65mm，60min的對落度為50mm。而所制備的超早強混凝土，16h的抗壓強度達到22MPa，滿足開放交通的要求。
[0032]實施例三:一種硅酸鹽水泥混凝土的超早強劑，以重量百分比計，其中:
[0033]早強組分46%，
[0034]速凝組分22%，
[0035]減水組分32%，
[0036]其中早強組分由三乙醇胺、甲酸鈣及硝酸鈣3種復配而成，重量比為1%:66%:33% ;速凝組分選擇硫酸鋁；減水組分選擇聚羧酸系高性能減水劑。
[0037]本實施例的制備方法是，按重量百分比稱量外加劑，使用時采用內(nèi)摻法，加入水中快速攪拌均勻，使超早強劑快速溶解。
[0038]超早強劑摻量為膠凝材料用量2.2%，所配混凝土的水灰比為0.3，砂率為0.35，成型混凝土后測試混凝土坍落度及其經(jīng)時損失，并裝模放入標準養(yǎng)護室中養(yǎng)護至指定齡期，取出后脫模測試抗壓強度。此實例下，混凝土初始坍落度達到85mm，30min后的坍落度為70mm，60min的i丹落度為60mm。而所制備的超早強混凝土，16h的抗壓強度達到20MPa，滿足開放交通的要求。
[0039]實施例四:一種硅酸鹽水泥混凝土的超早強劑，以重量百分比計，其中:
[0040]早強組分44%，
[0041]速凝組分28%，
[0042]減水組分28%，
[0043]其中早強組分由三異丙醇胺、甲酸鈣及亞硝酸鈣3種復配而成，重量比為1%:68%:31% ;速凝組分選擇硫酸鋁；減水組分選擇聚羧酸系高性能減水劑。
[0044]本實施例的制備方法是，按重量百分比稱量外加劑，使用時采用內(nèi)摻法，加入水中快速攪拌均勻，使超早強劑快速溶解。
[0045]超早強劑摻量為膠凝材料用量2%，所配混凝土的水灰比為0.3，砂率為0.35，成型混凝土后測試混凝土坍落度及其經(jīng)時損失，并裝模放入標準養(yǎng)護室中養(yǎng)護至指定齡期，取出后脫模測試抗壓強度。此實例下，混凝土初始坍落度達到75mm，30min后的坍落度為62mm,60min的i丹落度為46mm。而所制備的超早強混凝土，16h的抗壓強度達到28MPa，滿足開放交通的要求。
【主權(quán)項】
1.一種硅酸鹽水泥混凝土的超早強劑，其特征在于:以重量百分比計，該超早強劑包括如下組分， 早強組分 20%?50%， 速凝組分 10%?40%， 減水組分 20%?45%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅酸鹽水泥混凝土的超早強劑，其特征在于，所述早強組分由醇胺、有機鹽及無機鹽復配而成，醇胺:有機鹽:無機鹽的重量比為1%?35%:40%?70%:20%?50% ;或由有機鹽與無機鹽復配而成，有機鹽:無機鹽的重量比為50%?70%:30%?50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅酸鹽水泥混凝土的超早強劑，其特征在于，所述醇胺選自三乙醇胺、三異丙醇胺或二乙醇胺及尿素中的一種；所述有機鹽選自甲酸鈣、草酸鈣或乙酸鈉中的一種；所述無機鹽選自硫酸鈉、碳酸鈉、硝酸鈣或亞硝酸鈣中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅酸鹽水泥混凝土的超早強劑，其特征在于，所述速凝組分選自鋁酸鈉、硫酸鋁或硅酸鈉中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅酸鹽水泥混凝土的超早強劑，其特征在于，所述減水組分選自聚羧酸系高性能減水劑、萘系高效減水劑或脂肪族高效減水劑中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅酸鹽水泥混凝土的超早強劑，以重量百分比計，包括如下組分，早強組分20％～50％，速凝組分10％～40％，減水組分20％～45％，其中所述早強組分由醇胺、有機鹽及無機鹽中的至少2種復配而成；所述速凝組分選自鋁酸鈉、硫酸鋁、硅酸鈉中的一種；所述減水組分選自聚羧酸系高性能減水劑、萘系高效減水劑、脂肪族高效減水劑中的一種。本發(fā)明無氯、無堿，在冬季低溫環(huán)境下使得制備的硅酸鹽水泥混凝土16h抗壓強度達到20MPa以上，滿足道路快速修補的要求，且具有良好的施工性能。
【IPC分類】C04B24-24, C04B24-22
【公開號】CN104710128
【申請?zhí)枴緾N201510107861
【發(fā)明人】張云升, 范建平
【申請人】東南大學
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月11日