专利名称：超细空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及混凝土制品的改性技术领域，特别涉及超细空心微珠加入高性能混凝土的制造工艺。
背景技本由于建筑物的渗漏和破坏往往始于裂缝，所以人们一般把裂缝的出现视为危险的征兆。但是从后来的研究表明，在尚未受荷的钢筋混凝土结构中存在着肉眼不可见的微观裂缝(简称“微裂缝”)。所以说，混凝土出现裂缝是绝对的，没有裂缝是相对的。“裂渗控制”，就是通过适当的技术措施，控制建筑物使其不产生有害裂缝，从而达到抗裂缝防渗目的。而在混凝土施工过程中，控制24h内的强度发展是减少混凝土开裂的重要手段。
发明内容
本发明要解决目的在于，针对混凝土施工过程中的“裂缝控制”要求，提供一种以超细空心微珠为主，混合减水剂、引气剂等传统外加剂作为高性能混凝土粉体外加剂，以有效改善混凝土早期开裂的性能，并使混凝土具有良好的工作性能、力学性能以及能够明显的提高混凝土抗Cl-渗透性能和提高抗冻性能等一系列优点。
本发明目的可以通过以下技术方案实现，超细空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工艺，所述工艺包括以下步骤
(1)、将D90小于10微米、球形率大于95％的超细空心微珠通过流化床喷覆用量为0.1-1.0％的偶联剂进行改性复合；(2)、将减水剂、引气剂等传统外加剂按照一定比例与空心微珠进行机械混合从而得到高性能混凝土粉体外加剂；(3)、在混凝土搅拌的过程中，将这种新得到的粉体外加剂按照混凝土中水泥用量的5-10％加入到混凝土中参与搅拌，即得到所期望的高性能混凝土。
在制造工艺中，所述空心微珠是经过风选、清洗处理后得到的，其90％的粒径为10微米以下，同时具有95％以上的球形率，再将空心微珠通过流化床进行改性，从而使空心微珠通过偶联剂的作用与有机物有效地结合在一起。
制造工艺中所述减水剂、引气剂与空心微珠进行机械混合，采用高速搅拌法使得空心微珠与传统外加剂进行机械混合。减水剂为萘系减水剂，引气剂为松香型引气剂，并均为固态粉末状，其颗粒大小为10-200微米。外加剂中萘系减水剂占的比例为5-20％，松香型引气剂占的比例为0.1-0.2％，其余均为空心微珠。
制造工艺中所使用的偶联剂为硅烷、钛酸酯、铝酸酯和硬酸酯中的一种或一种以上偶联剂。
本发明的技术优点在于，可效改善混凝土早期开裂的性能，并使混凝土具有良好的工作性能、力学性能以及能够明显的提高混凝土抗Cl-渗透性能和提高抗冻性能。
具体实施例方式
生产约1000公斤超细空心微珠高性能混凝土制品的制造工艺包括以下步骤1、首先生产高性能混凝土粉体外加剂；(1)、将D90小于10微米、球形率大于95％的超细空心微珠94.9公斤通过流化床喷覆用量为0.4％的偶联剂硅烷进行改性复合.
(2)、将5公斤MNF-SP缓凝高效减水剂、0.1公斤MPAE引气剂与94.9公斤空心微珠进行机械混合从而得到100公斤高性能混凝土粉体外加剂；2、超细空心微珠高性能混凝土的制备在900公斤混凝土搅拌过程中，将上述新得到的粉体外加剂100公斤加入到混凝土中参与搅拌，即得到所期望的高性能混凝土。
实施例一表1混凝土工作性能和强度性能试验结果
注-1为添加新型外加剂的实验制品-2为只添加MNF-SP缓凝高效减水剂的实验制品。
混凝土的工作性能和强度性能试验结果见表1。从表1试验结果可以看出用这种新型外加剂配制的各强度等级混凝土的初始坍落度虽然与用萘系高效减水剂配制的混凝土相同，但1h坍落度保留值和坍落扩展度都要高于用萘系高效减水剂配制的混凝土，因此，用这种新型外加剂配制的各强度等级混凝土的工作性能要优于用萘系高效减水剂配制的混凝土。
对各强度等级混凝土的强度分析表明用这种新型外加剂配制的各强度等级混凝土的1d、3d、7d和28d混凝土的实际强度都要低于用萘系高效减水剂配制的混凝土，但随着混凝土单方水泥用量的增大，这种差异逐渐减弱，到90d时各强度等级混凝土的强度都超过用萘系高效减水剂配制的混凝土，特别是随着配制混凝土的强度等级的增高，单方水泥用量的增大，这种后期强度增长效果会更加明显。
实施例二本发明对高性能混凝土的早期抗裂性能的试验参考日本Y.Kasai教授提出的平板试件方法进行。模具四周为63mm高的型钢，在其四周高度的中心处焊上水平的约束钢筋。试件尺寸为600×600×63mm，与模具一起浇筑成一个整体，模具上的约束钢筋位于平板试件的中面周边，当平板收缩时四周受到约束。按预定配比拌合混凝土，试件浇注、振实、抹平后立即用塑料薄膜覆盖，环境温度20±2℃，2h后将塑料薄膜取下，用电风扇吹混凝土表面，然后记录试件开裂时间，浇筑24h后的裂缝数量、裂缝长度和宽度。
表2混凝土的早期开裂性能试验结果
注-1为添加新型外加剂的实验制品；-2为只添加MNF-SP缓凝高效减水剂的实验制品。
表2的试验结果表明，这种新型外加剂配制的各强度等级混凝土的裂缝初裂时间比相应等级掺萘系高效减水剂的混凝土要晚，最大裂缝宽度和最长裂缝长度要小，裂缝总数量要少。其原因是这种新型外加剂中含有大量超细粉体材料起到了降低水化温升、细化孔结构和并对硬化混凝土早期的强度起到尽可能的降低作用，而混凝土拌和后24h内是最易发生开裂的时期，控制24h内的强度发展是减少混凝土开裂的重要手段。
实施例三表3混凝土Cl-渗透性能试验结果
注-1为添加新型外加剂的实验制品；-2为只添加MNF-SP缓凝高效减水剂的实验制品。
新型外加剂Cl-渗透性能试验结果见表3，混凝土Cl-渗透性能试验结果表明，这种新型外加剂配制的各强度等级混凝土其28天和56天Cl-扩散系数都要小于用萘系高效减水剂配制的混凝土。当采用《混凝土抗氯离子渗透性能试验方法》(ASTM C1202-97)试验方法时，采用MP2比萘系高效减水剂配制的混凝土通过电量降低3-5倍，并且28d均小于1000库仑，56d小于500库仑，按照ASTM C1202-97直流电量法对混凝土的渗透性能的评价(表4)，萘系高效减水剂配制的混凝土氯离子渗透能力中等，而这种新型外加剂配制的混凝土氯离子渗透能力很低，因此有利于其抵抗外界cl-的侵蚀。
实施例四在实验中，用这种新型外加剂配制的各强度等级混凝土经受300次快冻快融循环也没有受到破坏，而用萘系高效减水剂配制的C30混凝土不到200次就已破坏，同时C40到250次时已接近破坏。试验表明用这种新型外加剂配制的混凝土具有较好的抗冻性能。
权利要求
1.一种超细空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工艺，其特征在于所述工艺包括以下步骤(1)、将D90小于10微米、球形率大于95％的超细空心微珠通过流化床喷覆用量为0.1-1.0％重量的偶联剂进行改性复合；(2)、将减水剂、引气剂按比例与空心微珠进行机械混合从而得到高性能混凝土粉体外加剂；(3)、在混凝土搅拌的过程中，将这种新得到的粉体外加剂按照重量为混凝土中水泥用量的5-10％加入到混凝土中参与搅拌，即得到所期望的高性能混凝土。
2.根据权利要求1所述的超细空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工艺，其特征在于在所述空心微珠是经过风选、清洗处理后得到的，其90％的粒径为10微米以下，同时具有95％以上的球形率。
3.根据权利要求1所述的超细空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工艺，其特征在于所述减水剂、引气剂与空心微珠进行机械混合，采用高速搅拌法使得空心微珠与传统外加剂进行机械混合。
4.根据权利要求1所述的超细空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工艺，其特征在于所述的减水剂为萘系减水剂，引气剂为松香型引气剂，并均为固态粉末状，其颗粒大小为10-200微米。
5.根据权利要求1所述的超细空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工艺，其特征在于所述的外加剂中萘系减水剂占的比例重量百分比为5-20％，松香型引气剂占的比例为0.1-0.2％，其余均为空心微珠。
6.根据权利要求2中所述的超细空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工艺，其特征在于所使用的偶联剂为硅烷、钛酸酯、铝酸酯和硬酸酯中的一种或一种以上偶联剂。
全文摘要
一种超细空心微珠加入高性能混凝土制品的制造工艺。涉及混凝土的改性工艺。经过处理的空心微珠具有95％以上的球形率，D90在10微米以下，经过表面活化处理后与减水剂、引气剂等传统混凝土外加剂按照一定比例混合，作为一种新型高性能混凝土粉体外加剂。这种以无机材料为主复合而成的高性能混凝土粉体外加剂具有高比表面积、高减水率、低Cl
文档编号C04B14/02GK1721369SQ20041002800
公开日2006年1月18日 申请日期2004年7月5日 优先权日2004年7月5日
发明者张虎, 刘承晖 申请人:张虎, 刘承晖