专利名称：一种早硬性混凝土及其生产方法
技术领域：
本发明涉及到建筑材料，特别涉及到一种早硬性混凝土。
背景技术：
我国混凝土路面的修补技术对混凝土的早期强度性能要求较高，需要混凝土具有 快速硬化特点，一般是4 10小时即可通车，不需养护28天。因此，常规的快硬性混凝土 选用硫铝酸钙水泥或者R型硅酸盐水泥等，在我国修补混凝土路面边角缺损和断板等应用 非常广泛[i]。然而，该种快硬性混凝土的另一个特点，凝结时间都在半小时之内，即是坍落 度很小且损失较快而大，不利于预拌、运输和泵送要求的。在诸如上海外滩通道等工程中，它们要求的混凝土性能又不同常规快硬性混凝 土，因此我们称此为早硬性混凝土。其特点是既要加水之后短时间内强度满足工程要求， 又要满足泵送等混凝土工作性要求。这就要求早硬性混凝土方量大，该混凝土浇筑数小时 后要求达到确定强度，并且通过混凝土的预拌、运输和泵送等过程。上海外滩通道工程是2009年上海市的重点工程。由于工程地处享有万国建筑博 览美誉的城市滨江核心地区，工程建设需要穿越外白渡桥、地铁二号线、延安东路隧道等保 护建筑和重要设施，容不得出现丝毫差错，其沿线有大量的历史保护建筑，故而工程的实施 被国内外工程界同行比作为“心脏搭桥”工程。本次两块施工区域由于分别位于延安东路 北线、南线隧道下方，其中南线4B1地块距隧道仅6. 99米，北线4B3地块距隧道更是仅有 5. 24米。为避免施工区间现浇混凝土底板结构可能因上浮对延安东路隧道造成结构性破 坏，故对浇筑的混凝土早期强度提出了较高的要求第一，要求现场浇捣的混凝土在4小时 左右后强度要达到0. 5MPa以上(若加上混凝土生产及搅拌车运输共1小时的时间，即相当 于混凝土从加水时间算起的5小时龄期强度值要超过0. 5MPa)；第二，能够满足泵送要求。这些要求对于依靠预拌混凝土搅拌、搅拌车运输的现浇混凝土而言无疑具有很大 的挑战其一，道路交通的影响。路线长、路况较差的情况下，运输时间势必大大延长，而对 于早硬性混凝土而言坍落度损失一般都非常大，混凝土现场的施工性能是施工成功与否所 考虑的关键因素之一。其二，混凝土凝结时间的控制及5h混凝土强度的保证。混凝土凝结 过快，凝结时间短，则施工现场来不及浇捣；凝结过慢，凝结时间长，则达不到工程所需5小 时混凝土强度的要求，因此找准平衡点也是难度之一。
发明内容
本发明的目的在于克服现有早硬性混凝土的不足，提供一种新型的早硬性混凝土 及其生产制作方法。本发明的早硬性混凝土要求在浇注后4h(不含1小时的运输时间)的 强度要超过0. 5Mpa，并且要求施工性好，可泵送性强。为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下一种早硬性混凝土，其特征在于，该混凝土包括有如下成分组分立方用量kg/m3
水泥细骨料粗骨料减水剂速凝剂水
690 760
1000 1080 3. 0 4. 2 16 40 140 160。
420 550在本发明的早硬性混凝土中，所述的水泥采用强度等级为P. 042. 5普通硅酸盐水 泥。在本发明的早硬性混凝土中，所述的细骨料采用细度模数大于2. 3、含泥量小于 2. 0%、泥块含量小于0. 5%的天然中砂。在本发明的早硬性混凝土中，所述的粗骨料采用粒径小于25mm的碎石。在本发明的早硬性混凝土中，所述的减水剂和速凝剂为外加剂，所述的减水剂为 聚羧酸系减水剂，由麦斯特生产，型号为SP8 ；所述的速凝剂由巴斯夫生产，型号为GLENIUM SP-8CN。一种生产上述早硬性混凝土的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤第一步，将粗骨料和70%细骨料投入搅拌机内，搅拌IOs ；第二步，然后投入胶凝材料，同时将减水剂投入水中，在第IOs后开始加60%的混 有减水剂的水；第三步，再搅拌IOs后，将30%细骨料投入到搅拌机内；第四步，继续搅拌IOs后，向搅拌机内投入40%的混有减水剂的水和速凝剂；第五步，完全投料后，再搅拌30s，总共搅拌60s出料。基于上述技术方案，本发明的早硬性混凝土及其生产方法较现有技术具有如下技 术优点1.本发明的早硬性混凝土选材上要求比较高，特别是水泥和外加剂的品种和掺 量，通过这些条件来保证了混凝土 5小时早期强度达到0. 5Mpa以上的工程要求，同时还控 制混凝土坍落度及坍损，满足了施工工艺上的技术要求。2.在本发明的早硬性混凝土中，在满足强度和流动性要求的前提下，还要考虑外 加剂掺量的经济型，这些还要考虑不同温度条件，在室温下，本发明的配比和工艺达到了最 佳的经济性和技术要求的平衡。3.在本发明的早硬性混凝土生产工艺中，搅拌时间为60s时，出料的混凝土和易 性、均勻性最好，且无团结现象。4.速凝剂在搅拌时一次性添加到早硬性混凝土中，混凝土总体状态较好，符合早 硬性混凝土大生产状况及工程混凝土供应，有助于控制混凝土的质量。
图1是本发明早硬性混凝土中坍落度与速凝剂掺量的变化关系图。图2是本发明早硬性混凝土中5h抗压强度随速凝剂掺量的变换关系图。图3是本发明早硬性混凝土中坍落度与减水剂掺量的变化关系图。图4是本发明早硬性混凝土中5h抗压强度随减水剂掺量的变换关系图。
图5是本发明的早硬性混凝土的生产工艺流程图。
具体实施例方式下面我们结合附图和具体的实施例来对本发明的早硬性混凝土及其生产方法做 进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地理解本发明的思想和实际意义，但不能以此来限 制本发明的保护范围。在一些重点工程中，对混凝土的设计强度等级要求为C45，并且要求混凝土浇筑后 4h(加上混凝土路上1小时左右的运输时间，对混凝土来说5h龄期的强度要满足工程结构 需要)要超过0. 5MPa,以保证该工程特殊部位的质量，同时要求该混凝土施工性好，可泵 送性。根据这些工程特点及要求(时间、强度、温度)的变化，我们针对性的选用适宜的混 凝土原材料，并且采取针对性的技术措施其一，作为外加剂的胶凝材料全部用普通硅酸盐 水泥，以及添加速凝剂，来提高混凝土早期的强度，特别是5h的强度值；其二，选用聚羧酸 系高性能减水剂，在保证可泵性和保坍性的前提下，尽可能的降低用水量，降低水灰比，提 高混凝土的混凝土强度，也有助于提高混凝土早龄期强度；其三，通过改变速凝剂的掺加方 式，进一步的寻找与调整早硬性混凝土的流动性与早期强度。还有，研究不同的外加剂掺量 对早硬性混凝土的早期强度和流动性的影响，再从中找出最佳解决配合比，满足工程的特 殊要求，解决实际的工程难题。在本发明的一种早硬性混凝土中，采用了如下的原料以及配合比，原料包括有水 泥、砂子、石子、减水剂、速凝剂和水，各组分的用量为组分立方用量kg/m3/K泥420 550
细度模数为2. 3 3. 0的砂子(细骨料)690 760碎石，粒径小于25mm(粗骨料)1000 1080减水剂3. 0 4. 2速凝剂16 40/K140 160混凝土立方材料总用量按照每立方米2360 2400kg计。下面我们讨论不同外加剂掺量对早硬性混凝土性能的影响首先，请看速凝剂掺量对早硬性混凝土性能的影响在相同减水剂剂掺量的情况下，讨论了不同速凝剂掺量对早硬性混凝土性能的影 响。其中混凝土配合比见表1所示，具体的性能见表2。先单掺速凝剂，因此减水剂掺量为 Okg/m3,而速凝剂掺量从33. 3kg/m3到0kg/m3之间波动，在讨论速凝剂对早硬性混凝土性能 的影响外，也在尝试是否减少早硬性混凝土的外加剂品种，减少由于另加称量设备与管线 以及辅助设施而带来实际生产操作的诸多不方便，另外，多掺加一种外加剂，需要增加搅拌 时间来达到良好流动性能，这都给实际生产带来不便，从而影响该混凝土的时效性(限定 时间下的强度变化)。因此选用单掺P0ZZUTEC20+速凝剂的办法观察混凝土的有关性能指 标是否能达到设计工程结构和施工的要求。表1不同速凝剂掺量对早硬性混凝土性能影响的配合比
权利要求
一种早硬性混凝土，其特征在于，该混凝土包括有如下成分组分 立方用量kg/m3水泥 420～550细骨料690～760粗骨料1000～1080减水剂3.0～4.2速凝剂16～40水140～160。
2.根据权利要求1所述的一种早硬性混凝土，其特征在于，所述的水泥采用强度等级 为P. 042. 5普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种早硬性混凝土，其特征在于，所述的细骨料采用细度模 数大于2. 3、含泥量小于2. 0%、泥块含量小于0. 5%的天然中砂。
4.根据权利要求1所述的一种早硬性混凝土，其特征在于，所述的粗骨料采用粒径小 于25mm的碎石。
5.根据权利要求1所述的一种早硬性混凝土，其特征在于，所述的减水剂和速凝剂为 外加剂，所述的减水剂为聚羧酸系减水剂，由麦斯特生产，型号为SP8 ；所述的速凝剂由巴 斯夫生产，型号为GLENIUM SP-8CN。
6.一种生产权利要求1所述早硬性混凝土的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤 第一步，将粗骨料和70%细骨料投入搅拌机内，搅拌IOs ；第二步，然后投入水泥，同时将减水剂投入水中，在第IOs后开始加60%含有减水剂的水；第三步，再搅拌IOs后，将30%细骨料投入到搅拌机内；第四步，继续搅拌IOs后，向搅拌机内投入40%含有减水剂的水和速凝剂；第五步，完全投料后，再搅拌30s，总共搅拌60s出料。
全文摘要
本发明涉及到一种早硬性混凝土，该混凝土包括有如下成分组分立方用量kg/m；3水泥420～550；细骨料690～760；粗骨料1000～1080；减水剂3.0～4.2；速凝剂16～40；水140～160。本发明的混凝土强度发展能达到工程的浇筑后4小时(加上混凝土路上1小时左右的运输时间，对混凝土来说5h龄期的强度要满足工程结构需要)达0.5MPa的要求及28天强度都有很好保证，同时又能满足现在预拌混凝土的生产工艺及长时间运输，满足泵送等工作性要求。
文档编号C04B28/04GK101948284SQ20101028059
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者卞成辉, 吴德龙, 吴慧华, 孙飞鹏, 陈尧亮, 陈建大, 魏劼 申请人:上海建工材料工程有限公司