[发明专利]混凝土预制构件用超塑化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于混凝土预制构件用的超早强型超塑化剂，这种超塑化剂在不延缓水泥凝结时间的前提下，不但能能够显著提高混凝土早期强度，而且具有优异的坍落度保持能力，属混凝土外加剂技术领域。 

背景技术

混凝土预制构件是《建材工业“十二五”发展规划》发展的重点产品。十一五期间，我国混凝土预制桩、排水管、压力管和电杆等传统预制构件产量保持了较快增长。与此同时国家一大批基础设施建设工程对混凝土制品技术水平和质量要求越来越高，促进了混凝土与水泥制品行业新技术、新产品的快速发展，例如用于城市地铁和过江隧道建设的关键部件混凝土盾构管片、直径达4米的高工压大口径钢筒混凝土输水管（PCCP）、强度等级达到C80以上的高强预应力（PHC）管桩、高速客运专线取代轨枕的混凝土无砟道板、大型预制混凝土梁，体现建筑文化与生态和谐的各种装饰混凝土及制品等。随着住宅产业化的持续升温，预制混凝土装配整体式结构施工技术由于其绿色、环保施工方式逐渐受到青睐，已经被住房与城乡建设部列入了建筑业10项新技术之一。可以预见，未来几年混凝土预制构件领域必将迎来新一轮的发展热潮。预制混凝土虽然在生产的标准化、施工绿色化等方面同现浇混凝土相比显示出了明显的优势，但在节能减排、耐久性等方面也面临着很大的压力。混凝土预制构件的共同特点是混凝土高强、早强，为了提高预制混凝土的早期强度，国内外的主要技术途径主要有改变水泥组成或细度、外加早强外加剂、以及热养护制度等方法，但目前这些技术都或多或少存在着不同的缺陷。1）基于水泥组成或细度调控的早强技术：目前为了提高混凝土早期强度，制造商不得不采用超细水泥和改变水泥矿物组成。水泥的细度越细，其早期水化速度越快，早期强度越高，但混凝土施工性能差、收缩大、易开裂。京津客运专线曾采用高标号超细水泥(比表面积达到600m²/kg)的德国技术方案生产板式无碴轨道板，该技术存在施工性能差、生产效率低、成本高的缺陷，难以适应我国高速铁路建设的需要。此外，还可通过调整水泥矿物相组成生产快硬硅酸盐水泥、硫铝酸盐超早强水泥以及氟铝酸盐快凝快硬水泥等特种水泥来提高早期强度，但早期水化热高、早期干缩率大，且后期强度及性能呈现下降；2）基于外加早强剂的早强技术：早强外加剂在建材领域已经有多年的应用历史，其应用技术也较全面，但仍有一些技术问题难于解决。无机早强剂虽然早强效果较好，但掺量较高，并且混凝土后期强度倒缩严重，混凝土干燥收缩大，不利于混凝土耐久性，碱金属盐类早强剂还会增大混凝土碱-集料反应的风险,其使用越来越受制约。相对而言有机类早强剂使用起来比较安全可靠，但其掺加量难以控制，使用不当容易 造成混凝土严重缓凝和混凝土强度下降，而且其高昂的价格影响了其在混凝土行业的应用；3）基于养护工艺调控的早强技术：预制构件生产中广泛采用热养护工艺提高早期强度，加快模板周转速度。C50以上的地铁管片、混凝土预制梁、混凝土管等预制构件主要采用40-60℃下的蒸汽养护，蒸汽养护是这一类预制构件的主要能耗环节。C80以上高强预应力混凝土管桩或管片(PHC，PCCP)主要采用常压与高压蒸汽养护结合的两段养护工艺，该工艺中高压蒸汽养护占据总养护能耗的90％以上，每生产1M3PHC管桩用于养护所消耗的标准煤达到40kg，同时排放二氧化碳30kg。蒸汽养护的混凝土构件不但后期力学性能下降，而且构件的耐久性降低。4）基于接枝共聚物分子结构调控的超早强技术。最新研究证实接枝共聚物外加剂除可以赋予新拌混凝土高初始流动性和高工作性保持外，还可以采用现代分子裁剪技术赋予硬化混凝土超早强、低收缩，甚至满足水化控制的要求等多种功能，水泥基材料超早强技术的发展开辟了新的途径。发明专利（EP1547986、US723287、EP2128110、ZL200710024394.4，ZL200710024392.5）采用超长侧链聚醚的技术途径，发明了提高混凝土早期强度的超早强型外加剂，虽然大幅度提高了混凝土早期强度，但聚醚侧链长度的增加，加快了水泥早期水化，从而加剧了新拌混凝土早期的坍落度损失。随着劳动力成本的增加，预制混凝土不但对早期强度有很高的要求，同时也要求混凝土实行泵送。