預(yù)制構(gòu)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(jìn)以滿足要求，尤其在凝結(jié)時間、早強(qiáng)性能、表觀效果上有更高要求。

 

　　中建西部建設(shè)新材料科技有限公司結(jié)合技術(shù)研究實(shí)踐，在“預(yù)制構(gòu)件工廠效率品質(zhì)提升”專題交流會上，根據(jù)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工藝的需求，詳細(xì)分享了混凝土早期強(qiáng)度加強(qiáng)技術(shù)，混凝土表面蝕刻技術(shù)和混凝土水性脫膜技術(shù)，并帶來新產(chǎn)品介紹，助力我國預(yù)制構(gòu)件廠家技術(shù)升級。

 

　　一、混凝土早期強(qiáng)度加速技術(shù)

 

　　（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(yù)制構(gòu)件時，混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展難以滿足預(yù)制構(gòu)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(jié)構(gòu)會影響水泥的分散效果。普通聚羧酸的分子結(jié)構(gòu)是長主鏈短側(cè)鏈的分子結(jié)構(gòu)，主鏈長29.5nm,側(cè)鏈長4.5nm。這樣的分子結(jié)構(gòu)對水泥顆粒的覆蓋度高，與水泥顆粒結(jié)合強(qiáng)，會遮蔽水泥顆粒的水化點(diǎn)位。而早強(qiáng)型聚羧酸采用短主鏈長側(cè)鏈的分子結(jié)構(gòu)，主鏈長19.3nm，側(cè)鏈長30.1nm。這種結(jié)構(gòu)對水泥顆粒的覆蓋度低，結(jié)合弱，圍繞在水泥顆粒表面呈類星型結(jié)構(gòu)，顆粒可水化點(diǎn)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(fā)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(tài)光散射結(jié)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(diǎn)的掩蔽，加速水化歷程。

 

　　超分散早強(qiáng)減水劑可縮短水泥漿體的水化誘導(dǎo)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(yǎng)護(hù)24h，較常規(guī)減水劑分別提升了48%和15%，低溫早強(qiáng)性能優(yōu)勢明顯。5℃時24h強(qiáng)度從9.8MPa提高到14.5MPa.15℃時強(qiáng)度從16.2提高到18.6MPa。

 

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

 

　　通過SEM發(fā)現(xiàn)，摻入早強(qiáng)減水劑的試樣12h的CSH凝膠更多，與其它水化產(chǎn)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(qiáng)度無影響。

 

　　在5℃、15℃條件下養(yǎng)護(hù)24h，較常規(guī)減水劑分別提升了48%和15%，低溫早強(qiáng)性能優(yōu)勢明顯。

 

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

 

　　2、納米CSH晶核加速技術(shù)

 

　　早強(qiáng)減水劑在蒸養(yǎng)下強(qiáng)度發(fā)展提升不明顯。對此，我們可根據(jù)水泥水化的機(jī)理，考慮使用納米二氧化硅作為晶核，進(jìn)一步加速巷子蒸養(yǎng)情況下水泥水化的進(jìn)程。

 

　　研究文獻(xiàn)表明，納米二氧化硅顆粒可作為早強(qiáng)劑，能顯著提升早期強(qiáng)度，這方面系統(tǒng)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(diǎn)。

 

　　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(wěn)定性和分散能力。

 

　　與普通早強(qiáng)劑的性能對比表明，在常溫環(huán)境和高溫養(yǎng)護(hù)條件納米CSH晶核均有突出的性能優(yōu)勢，能很好的匹配預(yù)制構(gòu)件的高溫養(yǎng)護(hù)工藝。4%摻量下，6小時50度高溫養(yǎng)，可從8MPa提升到20MPa。

 

　　進(jìn)一步觀察28d強(qiáng)度，可以發(fā)現(xiàn)，28d齡期強(qiáng)度無倒縮現(xiàn)象。

 

　　納米晶核技術(shù)能很好適應(yīng)高溫蒸養(yǎng)環(huán)境，在預(yù)制構(gòu)件的應(yīng)用場景中有較大使用空間。