混凝土中的新技術，預制構件

　　預制構件由于施工工藝的改變，對混凝土提出了與普通商混不同的性能需求，需要不斷改進以滿足要求，尤其在凝結時間、早強性能、表觀效果上有更高要求。

 

　　中建西部建設新材料科技有限公司結合技術研究實踐，在“預制構件工廠效率品質提升”專題交流會上，根據預制構件生產工藝的需求，詳細分享了混凝土早期強度加強技術，混凝土表面蝕刻技術和混凝土水性脫膜技術，并帶來新產品介紹，助力我國預制構件廠家技術升級。

 

　　一、混凝土早期強度加速技術

 

　　（一）水泥顆料超分散加速水化

 

　　加速原理：普通聚羧酸減水劑用于預制構件時，混凝土早期強度發展難以滿足預制構件快速脫模、起板的要求，尤其是冬季低溫條件下更加明顯。

 

　　研究表面，減水劑的不同的分子結構會影響水泥的分散效果。普通聚羧酸的分子結構是長主鏈短側鏈的分子結構，主鏈長29.5nm,側鏈長4.5nm。這樣的分子結構對水泥顆粒的覆蓋度高，與水泥顆粒結合強，會遮蔽水泥顆粒的水化點位。而早強型聚羧酸采用短主鏈長側鏈的分子結構，主鏈長19.3nm，側鏈長30.1nm。這種結構對水泥顆粒的覆蓋度低，結合弱，圍繞在水泥顆粒表面呈類星型結構，顆粒可水化點位更多，從而加速了礦物溶解。

 

　　基于以上原理，通過常溫氧化還原引發體系，控制聚合物分子量大小和分布，制備得到了新型聚羧酸分子（PCZ）

 

　　GPC測試表明，該聚羧酸分子出峰時間更早，PCZ分子量相對比普通減水劑更大。動態光散射結果表明PCZ的單分子尺寸和分子聚集體尺寸均小于普通型（PCE）聚羧酸分子，可以減弱水化位點的掩蔽，加速水化歷程。

 

　　超分散早強減水劑可縮短水泥漿體的水化誘導期，使最大放熱峰提前3h以上（11小時提前到8小時）；

 

　　在5℃、15℃條件下養護24h，較常規減水劑分別提升了48%和15%，低溫早強性能優勢明顯。5℃時24h強度從9.8MPa提高到14.5MPa.15℃時強度從16.2提高到18.6MPa。

 

　　XRD12h測試表明摻入早強減水劑的試樣中Ca(OH)2衍射峰相比對比樣要強，說明早強減水劑有利于促進C3S的早期水化，生成較多的水化產物CSH凝膠。

 

　　通過SEM發現，摻入早強減水劑的試樣12h的CSH凝膠更多，與其它水化產物搭接更加緊密。

 

　　較普通型PCE而言，PCZ-ZJ-ESI、PCZ-Sika、PCZ-AK和PCZ-LH的最大放熱峰分別提前3.45h、3.01h、2.11h和2.01h。

 

　　同條件對比，摻入PCZ-ZJ-ESI的水泥膠砂對水泥膠砂28d強度無影響。

 

　　在5℃、15℃條件下養護24h，較常規減水劑分別提升了48%和15%，低溫早強性能優勢明顯。

 

　　在高溫蒸養情況下，由于水泥的水化速度得到了顯著提高，早強減水劑的強度提升作用不顯著。

 

　　2、納米CSH晶核加速技術

 

　　早強減水劑在蒸養下強度發展提升不明顯。對此，我們可根據水泥水化的機理，考慮使用納米二氧化硅作為晶核，進一步加速巷子蒸養情況下水泥水化的進程。

 

　　研究文獻表明，納米二氧化硅顆粒可作為早強劑，能顯著提升早期強度，這方面系統的研究較少，同時納米二氧化硅也存在單價高、摻量高、分散差的缺點。

 

　　因此我們嘗試納米CSH作為晶核，以控制成本，同時從制備工藝著手，通過溶液沉淀法形成納米CSH懸浮液，并控制晶核粒徑尺寸，以保證穩定性和分散能力。

 

　　與普通早強劑的性能對比表明，在常溫環境和高溫養護條件納米CSH晶核均有突出的性能優勢，能很好的匹配預制構件的高溫養護工藝。4%摻量下，6小時50度高溫養，可從8MPa提升到20MPa。

 

　　進一步觀察28d強度，可以發現，28d齡期強度無倒縮現象。

 

　　納米晶核技術能很好適應高溫蒸養環境，在預制構件的應用場景中有較大使用空間。