CN107555828A - 一种高强度混凝土用降粘剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及材料领域，具体而言，涉及一种高强度混凝土用降粘剂。一种高强度混凝土用降粘剂，其原料主要包括按质量百分数计的以下组分：微珠颗粒25‑35％、表面活性剂0.5‑2％、矿物掺合料55‑70％以及活化剂3‑8％。其中，活化剂主要由质量比为4.5‑5.5:3.2‑4.6:1的氢氧化钙、水玻璃以及改性磷石膏组成。微珠颗粒能降低粘度；表面活性剂润滑胶凝材料体系、增加流动度，提高混凝土耐久性；掺合料优化混凝土胶凝材料体系,并一定程度上起到物理减水效果；活化剂提高矿物掺合料活性，提高混凝土性能。本发明提供的高强度混凝土用降粘剂可以有效的降低混凝土的粘度，且对混凝土强度无明显的负面影响。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，具体而言，涉及一种高强度混凝土用降粘剂。
背景技术
混凝土因其具有良好可塑性、低能耗、生产方便、价格低廉、能够与钢筋完美结合等优点使之成为当今建筑行业中使用作为广泛的建筑材料之一。随着我国经济的高速发展，各个行业技术水平高速提升，建筑工程领域涉及范围逐步扩大，民用工业用土地日益紧张，一些功能性更强的建筑不断出现，如超高层建筑、大跨度桥梁、预支构建等。这些项目的开展对混凝土提出了更高的要求。混凝土强度的提高主要以降低水胶比,提高水泥用量的方式实现。降低水胶比的同时必然导致混凝土粘度的提高，随着混凝土强度的提高，粘度的增加趋势愈加明显。这就对混凝土的搅拌、运输、泵送等一系列施工问题，极大的制约了高强度超高强混凝土的发展与应用。
居于此，发明人发明了一种混凝土的降粘剂，以解决高强度混凝土粘度大、难泵送的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度混凝土用降粘剂，其旨在改善现有的高强、超高强混凝土(强度大于60的混凝土)粘度过高，从而制约混凝土的搅拌、运输、泵送等的问题。
本发明提供一种技术方案：
一种高强度混凝土用降粘剂，高强度混凝土用降粘剂的原料主要包括按质量百分数计的以下组分：微珠颗粒25-35％、表面活性剂0.5-2％、矿物掺合料55-70％以及活化剂3-8％。
其中，活化剂主要由质量比为4.5-5.5:3.2-4.6:1的氢氧化钙、水玻璃以及改性磷石膏组成。
在本发明的其他实施例中，上述原料主要包括按质量百分数计的以下组分：微珠颗粒28-32％、表面活性剂1-2％、矿物掺合料60-70％以及活化剂5-8％。
在本发明的其他实施例中，上述表面活性剂为阴离子型表面活性剂。
在本发明的其他实施例中，上述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
在本发明的其他实施例中，上述矿物掺合料主要包括质量比为4:0.8-1.3:2.6-3.5的矿粉、粉煤灰以及硅灰。
在本发明的其他实施例中，上述矿粉为S105级，且矿粉的比表面积为500-550m2/kg。
在本发明的其他实施例中，上述粉煤灰为Ⅰ级，且粉煤灰的粒径达到如下标准：45um方孔筛筛余小于或等于12％。
在本发明的其他实施例中，上述硅灰比表面积为18000-19000m2/kg。
在本发明的其他实施例中，上述活化剂主要由质量比为5:4:1的氢氧化钙、水玻璃以及改性磷石膏组成。
在本发明的其他实施例中，上述矿物掺合料主要包括质量比为4:1:3的矿粉、粉煤灰以及硅灰。本发明实施例提供的高强度混凝土用降粘剂的有益效果是：
微珠颗粒能够很好的填充在混凝土颗粒之间，增加堆积密度，释放自由水，降低粘度；表面活性剂能够在混凝土体系中引入均匀的气泡，润滑胶凝材料体系、增加胶材间隙，增加流动度，改善粘聚性，提高混凝土耐久性；掺合料具有良好的物理减水效果，能够极大的优化胶凝材料体系；活化剂能够提高矿物掺合料活性，提高混凝土性能。采用本发明提供的高强度混凝土用降粘剂可以有效的降低混凝土的粘度，且对混凝土强度无明显的负面影响。
具体实施方式
如今降低混凝土粘度的方法主要有两种方法：一、合成有机降粘助剂或高分子降粘型减水剂通过高分子聚合物的超强分散性及分子间作用降低混凝土的粘度。二、无机材料复配降粘剂，通过最大化的优化混凝土胶凝材料体系的颗粒级配，增加胶凝材料体系中颗粒表面的水膜厚度，并利用超细粉料的滚珠效应提高混凝土工作性，减少颗粒间的相互作用，从而达到降粘效果。对于有机合成高分子聚合物从而降低混凝土粘度的研究室近年来较为热门的方向。但有机高分子聚合物的降粘机理仍然不十分清晰，而且高分子聚合物在混凝土中的应用对于混凝土原材料的品质有很大的依赖性。而市场上现有的无机复配型降粘剂种类繁多，降粘效果褒贬不一，对混凝土耐久性存在一定的负面影响。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的高强度混凝土用降粘剂进行具体说明。
一种高强度混凝土用降粘剂，高强度混凝土用降粘剂的原料主要包括按质量百分数计的以下组分：微珠颗粒25-35％、表面活性剂0.5-2％、矿物掺合料55-70％以及活化剂3-8％。
其中，活化剂主要由质量比为4.5-5.5:3.2-4.6:1的氢氧化钙、水玻璃以及改性磷石膏组成。
微珠颗粒是一种新型超微火山灰粉体材料，是一种连续的微米级材料，能够很好的填充在混凝土颗粒之间，增加堆积密度，释放自由水，降低粘度。
在本实施例中，微珠颗粒的粒径为0.1μm-5μm之间。微珠颗粒在高强度混凝土用降粘剂中的质量占比为25-35％，微珠颗粒的掺量过大，破损率会增加。相应地，微珠颗粒的掺量增大，混凝土的密度、弹性模量、抗压强度均会降低。
高强度混凝土用降粘剂遇水后，表面活性剂能够增加整个体系的界面张力，一方面使整个体系混合均匀，另一方面在不断混合的过程中，表面活性剂能够向整个体系中引入气泡。气泡可以浸润、润滑胶凝材料，增加混凝土各个成分中的间隙。增加混凝土的流动性，改善混凝土的粘聚性，提高混凝土的持久性。
进一步地，在本发明的实施例中表面活性剂为阴离子型表面活性剂。具体地，为十二烷基苯磺酸钠。
需要说明的是，在本发明的其他实施例中，表面活性剂可以为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂，或者非离子型表面活性剂。进一步地，可以为松香皂角类、聚醚多元醇类等。
阴离子型表面活性剂也不仅限于十二烷基苯磺酸钠，也可以为其他烷基苯磺酸盐。
矿物掺合料具有改善混凝土性能、节约用水、调节混凝土强度等级的功能。高强度混凝土用降粘剂中掺和有矿物掺合料，能够增加混凝土的流动性、粘聚性、保水性。改善混凝土的可泵性，降低混凝土的粘度。
在本实施例中，上述矿物掺合料主要包括质量比为4:0.8-1.3:2.6-3.5的矿粉、粉煤灰以及硅灰。发明人研究发现，上述配比的矿物掺合料具有良好的物理减水效果，能够极大的优化胶凝材料体系。
进一步地，上述矿物掺合料主要包括质量比为4:1:3的矿粉、粉煤灰以及硅灰。
在本发明的其他实施例中，上述矿粉为S105级，且矿粉的比表面积为500-550m2/kg。
矿粉是用水淬高炉矿渣，经干燥，粉磨等工艺处理后得到的高细度，高活性粉料。依据国家标准GB/T18046-2000，矿粉分S105、S95、S75三个等级。在本实施例中，采用S105级矿粉。
在本实施例中，上述粉煤灰为Ⅰ级，且粉煤灰的粒径达到如下标准：45um方孔筛筛余小于或等于12％。
粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料；减少了用水量；改善了混凝土拌和物的和易性；增强混凝土的可泵性；减少了混凝土的徐变；减少水化热、热能膨胀性；提高混凝土抗渗能力；增加混凝土的修饰性。粉煤灰被分为三个等级，分别为Ⅰ级，Ⅱ级，Ⅲ级。Ⅰ级粉煤灰：45μm气流筛，筛余量小于等于12％，烧失量小于等于5％，需水量比小于等于95％，含水量小于等于1.0％等。进一步地，本实施例采用的粉煤灰的粒径达到如下标准：45um方孔筛筛余小于或等于12％。
硅灰是在冶炼硅铁合金和工业硅时产生的SiO2和Si气体与空气中的氧气迅速氧化并冷凝而形成的一种超细硅质粉体材料。在本实施例中，上述硅灰比表面积为18000-19000m2/kg。
活化剂主要由质量比为4.5-5.5:3.2-4.6:1的氢氧化钙、水玻璃以及改性磷石膏组成。活化剂，能够提高矿物掺合料活性，提高混凝土性能。
进一步地，上述活化剂主要由质量比为5:4:1的氢氧化钙、水玻璃以及改性磷石膏组成。需要说明的是，在本实施例中，改性磷石膏是指采用碱性物质，例如氢氧化钙、生石灰或者熟石灰等中和磷石膏中的酸，调和其pH。
进一步地，上述原料主要包括按质量百分数计的以下组分：微珠颗粒28-32％、表面活性剂1-2％、矿物掺合料60-70％以及活化剂5-8％。
详细地，微珠颗粒30％、表面活性剂1％、矿物掺合料64％以及活化剂5％。
高强度混凝土用降粘剂在本发明的其他实施例中，上述混凝土还包括胶凝材料，高强度混凝土用降粘剂的掺量为胶凝材料质量的8-15％。
掺和有上述高强度混凝土用降粘剂的混凝土，混凝土粘度会降低，且高强度混凝土用降粘剂对混凝土耐久性无不良影响。并且具有复配工艺简单，复配用原材料易得等优点。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种高强度混凝土用降粘剂，该高强度混凝土用降粘剂的原料主要包括按质量分数计的如下成分：
粒径为0.1μm～5μm的微珠颗粒30％、十二烷基苯磺酸钠1％、矿物掺合料64％、活化剂5％。
其中，活化剂主要由质量比为5:4:1的氢氧化钙、水玻璃以及改性磷石膏组成。
矿物掺合料是由矿粉：粉煤灰：硅灰按质量比为4:1:3混合后得到。矿粉为S105级，比表面积530m2/kg；粉煤灰为Ⅰ级，细度(45um方孔筛筛余小于或等于)12％；硅灰比表面积为18562m2/kg。
实施例2
本实施例提供一种高强度混凝土用降粘剂，该高强度混凝土用降粘剂的原料主要包括按质量分数计的如下成分：
粒径为0.1μm～5μm的微珠颗粒35％、十二烷基苯磺酸钠0.8％、矿物掺合料61％、活化剂3.2％。
其中，活化剂主要由质量比为5:4:1的氢氧化钙、水玻璃以及改性磷石膏组成。
矿物掺合料是由矿粉：粉煤灰：硅灰按质量比为4:1:3混合后得到。矿粉为S105级，比表面积530m2/kg；粉煤灰为Ⅰ级，细度5.5％；硅灰比表面积为18562m2/kg。
实施例3
本实施例提供一种高强度混凝土用降粘剂，该高强度混凝土用降粘剂的原料主要包括按质量分数计的如下成分：
粒径为0.1μm～5μm的微珠颗粒35％；三萜皂苷2％、矿物掺合料70％以及活化剂8％。
其中，活化剂主要由质量比为4.5:3.2:1的氢氧化钙、水玻璃以及改性磷石膏组成。
矿物掺合料是由矿粉：粉煤灰：硅灰按质量比为4：1.3:3.5混合后得到。矿粉为S105级，比表面积550m2/kg；粉煤灰为Ⅰ级，细度5.5％；硅灰比表面积为18000m2/kg。
实施例4
本实施例提供一种高强度混凝土用降粘剂，该高强度混凝土用降粘剂的原料主要包括按质量分数计的如下成分：
粒径为0.1μm～5μm的微珠颗粒35％；三萜皂苷0.5％、矿物掺合料70％以及活化剂8％。
其中，活化剂主要由质量比为4.5:3.2:1的氢氧化钙、水玻璃以及改性磷石膏组成。
矿物掺合料是由矿粉：粉煤灰：硅灰按质量比为4:1.3:2.6混合后得到。矿粉为S105级，比表面积450m2/kg；粉煤灰为Ⅰ级，细度5.5％；硅灰比表面积为19000m2/kg。
实施例5
本实施例提供一种高强度混凝土用降粘剂，该高强度混凝土用降粘剂的原料主要包括按质量分数计的如下成分：
粒径为0.1μm～5μm的微珠颗粒28％、十二烷基苯磺酸钠1％、矿物掺合料60％以及活化剂5％。
其中，活化剂主要由质量比为5.5:4.6:1的氢氧化钙、水玻璃以及改性磷石膏组成。
矿物掺合料是由矿粉：粉煤灰：硅灰按质量比为4:1.3:3.5混合后得到。矿粉为S105级，比表面积550m2/kg；粉煤灰为Ⅰ级，细度5.5％；硅灰比表面积为18750m2/kg。
实施例6
本实施例提供一种高强度混凝土用降粘剂，该高强度混凝土用降粘剂的原料主要包括按质量分数计的如下成分：
粒径为0.1μm～5μm的微珠颗粒32％、十二烷基苯磺酸钠2％、矿物掺合料70％以及活化剂8％。
其中，活化剂主要由质量比为5.5:3.2:1的氢氧化钙、水玻璃以及改性磷石膏组成。
矿物掺合料是由矿粉：粉煤灰：硅灰按质量比为4:0.8:2.6混合后得到。矿粉为S105级，比表面积550m2/kg；粉煤灰为Ⅰ级，细度5.5％；硅灰比表面积为18740m2/kg。
实施例7
本实施例提供一种高强度混凝土用降粘剂，该高强度混凝土用降粘剂的原料主要包括按质量分数计的如下成分：
粒径为0.1μm～5μm的微珠颗粒31％、十二烷基苯磺酸钠1.5％、矿物掺合料67％以及活化剂6％。
其中，活化剂主要由质量比为5:4.1:1的氢氧化钙、水玻璃以及改性磷石膏组成。
矿物掺合料是由矿粉：粉煤灰：硅灰按质量比为4:1.1:2.8混合后得到。矿粉为S105级，比表面积550m2/kg；粉煤灰为Ⅰ级，细度5.5％；硅灰比表面积为18865m2/kg。
试验例
对实施例1-7制备得到的高强度混凝土用降粘剂进行混凝土粘度与强度对比试验；粘度已倒置坍落度同排空时间及V型漏斗排空时间为主要指标。并使用流变仪测定混凝土浆体粘度。表1为实施例1-7的试验组(实施例1-7七个组)与空白对照组中各配比。
表1 试验组与空白组混凝土配合比
| kg/m3 | 水泥 | 粉煤灰 | 矿粉 | 降粘剂 | 砂率 | 设计用水 |
| 空白组 | 520 | 50 | 80 | - | 36％ | 140 |
| 实施例1 | 454 | 50 | 80 | 66 | 36％ | 140 |
| 实施例2 | 460 | 50 | 80 | 60 | 36％ | 140 |
| 实施例3 | 450 | 50 | 80 | 70 | 36％ | 140 |
| 实施例4 | 455 | 50 | 80 | 65 | 36％ | 140 |
| 实施例5 | 460 | 50 | 80 | 60 | 36％ | 140 |
| 实施例6 | 445 | 50 | 80 | 75 | 36％ | 140 |
| 实施例7 | 452 | 50 | 80 | 68 | 36％ | 140 |
表2 试验组与空白组混凝土性能对照
通过表2的数据可知，采用本发明实施例1-7提供的高强度混凝土用降粘剂可以有效的降低混凝土的粘度，且对混凝土强度无明显的负面影响。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高强度混凝土用降粘剂，其特征在于，所述高强度混凝土用降粘剂的原料主要包括按质量百分数计的以下组分：微珠颗粒25-35％、表面活性剂0.5-2％、矿物掺合料55-70％以及活化剂3-8％；
其中，所述活化剂主要由质量比为4.5-5.5:3.2-4.6:1的氢氧化钙、水玻璃以及改性磷石膏组成。
2.根据权利要求1所述的高强度混凝土用降粘剂，其特征在于，所述原料主要包括按质量百分数计的以下组分：微珠颗粒28-32％、表面活性剂1-2％、矿物掺合料60-70％以及活化剂5-8％。
3.根据权利要求1所述的高强度混凝土用降粘剂，其特征在于，所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂。
4.根据权利要求1所述的高强度混凝土用降粘剂，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高强度混凝土用降粘剂，其特征在于，所述矿物掺合料主要包括质量比为4:0.8-1.3:2.6-3.5的矿粉、粉煤灰以及硅灰。
6.根据权利要求5所述的高强度混凝土用降粘剂，其特征在于，所述矿粉为S95级，且所述矿粉的比表面积为450-550m2/kg。
7.根据权利要求5所述的高强度混凝土用降粘剂，其特征在于，所述粉煤灰为Ⅰ级，且所述粉煤灰的粒径达到如下标准：45um方孔筛筛余小于或等于12％。
8.根据权利要求5所述的高强度混凝土用降粘剂，其特征在于，所述硅灰比表面积为18000-19000m2/kg。
9.根据权利要求1所述的高强度混凝土用降粘剂，其特征在于，所述活化剂主要由质量比为5:4:1的所述氢氧化钙、所述水玻璃以及所述改性磷石膏组成。
10.根据权利要求5所述的高强度混凝土用降粘剂，其特征在于，所述矿物掺合料主要包括质量比为4:1:3的所述矿粉、所述粉煤灰以及所述硅灰。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180109 |