混凝土中的新技术，预制构件

　　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。