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混凝土中的新技术,预制构件

作者:上海华谨建材 发布日期:2021-01-04 14:09:05

  预制构件由于施工工艺的改变,对混凝土提出了与普通商混不同的性能需求,需要不断改进以满足要求,尤其在凝结时间、早强性能、表观效果上有更高要求。
 
  中建西部建设新材料科技有限公司结合技术研究实践,在“预制构件工厂效率品质提升”专_x005f题交流会上,根据预制构件生产工艺的需求,详细分享了混凝土早期强度加强技术,混凝土表面蚀刻技术和混凝土水性脱膜技术,并带来新产品介绍,助力我国预制构件厂家技术升级。
 
  一、混凝土早期强度加速技术
 
  (一)水泥颗料超分散加速水化
 
  加速原理:普通聚羧酸减水剂用于预制构件时,混凝土早期强度发展难以满足预制构件快速脱模、起板的要求,尤其是冬季低温条件下更加明显。
 
  研究表面,减水剂的不同的分子结构会影响水泥的分散效果。普通聚羧酸的分子结构是长主链短侧链的分子结构,主链长29.5nm,侧链长4.5nm。这样的分子结构对水泥颗粒的覆盖度高,与水泥颗粒结合强,会遮蔽水泥颗粒的水化点位。而早强型聚羧酸采用短主链长侧链的分子结构,主链长19.3nm,侧链长30.1nm。这种结构对水泥颗粒的覆盖度低,结合弱,围绕在水泥颗粒表面呈类星型结构,颗粒可水化点位更多,从而加速了矿物溶解。
 
  基于以上原理,通过常温氧化还原引发体系,控制聚合物分子量大小和分布,制备得到了新型聚羧酸分子(PCZ)
 
  GPC测试表明,该聚羧酸分子出峰时间更早,PCZ分子量相对比普通减水剂更大。动态光散射结果表明PCZ的单分子尺寸和分子聚集体尺寸均小于普通型(PCE)聚羧酸分子,可以减弱水化位点的掩蔽,加速水化历程。
 
  超分散早强减水剂可缩短水泥浆体的水化诱导期,使最大放热峰提前3h以上(11小时提前到8小时);
 
  在5℃、15℃条件下养护24h,较常规减水剂分别提升了48%和15%,低温早强性能优势明显。5℃时24h强度从9.8MPa提高到14.5MPa.15℃时强度从16.2提高到18.6MPa。
 
  XRD12h测试表明掺入早强减水剂的试样中Ca(OH)2衍射峰相比对比样要强,说明早强减水剂有利于促进C3S的早期水化,生成较多的水化产物CSH凝胶。
 
  通过SEM发现,掺入早强减水剂的试样12h的CSH凝胶更多,与其它水化产物搭接更加紧密。
 
  较普通型PCE而言,PCZ-ZJ-ESI、PCZ-Sika、PCZ-AK和PCZ-LH的最大放热峰分别提前3.45h、3.01h、2.11h和2.01h。
 
  同条件对比,掺入PCZ-ZJ-ESI的水泥胶砂对水泥胶砂28d强度无影响。
 
  在5℃、15℃条件下养护24h,较常规减水剂分别提升了48%和15%,低温早强性能优势明显。
 
  在高温蒸养情况下,由于水泥的水化速度得到了显著提高,早强减水剂的强度提升作用不显著。
 
  2、纳米CSH晶核加速技术
 
  早强减水剂在蒸养下强度发展提升不明显。对此,我们可根据水泥水化的机理,考虑使用纳米二氧化硅作为晶核,进一步加速巷子蒸养情况下水泥水化的进程。
 
  研究文献表明,纳米二氧化硅颗粒可作为早强剂,能显著提升早期强度,这方面系统的研究较少,同时纳米二氧化硅也存在单价高、掺量高、分散差的缺点。
 
  因此我们尝试纳米CSH作为晶核,以控制成本,同时从制备工艺着手,通过溶液沉淀法形成纳米CSH悬浮液,并控制晶核粒径尺寸,以保证稳定性和分散能力。
 
  与普通早强剂的性能对比表明,在常温环境和高温养护条件纳米CSH晶核均有突出的性能优势,能很好的匹配预制构件的高温养护工艺。4%掺量下,6小时50度高温养,可从8MPa提升到20MPa。
 
  进一步观察28d强度,可以发现,28d龄期强度无倒缩现象。
 
  纳米晶核技术能很好适应高温蒸养环境,在预制构件的应用场景中有较大使用空间。
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