CN102241495A - 一种采用外加剂的特细混合砂混凝土 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种采用外加剂的特细混合砂混凝土，该混凝土包括有水泥、矿粉、粉煤灰、混合砂、碎石和外加剂，所述的混合砂中包括细度模数为0.8～1.2的特细砂，细度模数为2.3～3.0的中砂，细度模数为2.8～3.6的碎屑，且碎屑中石粉含量为4%～8%，亚甲蓝小于1.4。本发明的特细混合砂混凝土解决了单用碎屑配制混凝土内实外不美的缺点，也解决了特细砂不能用于重要工程的难题，并也解决了特细混合砂混凝土坍落度损失大的难题。

Description

一种采用外加剂的特细混合砂混凝土

技术领域

    本发明涉及建筑材料，特别是涉及到一种采用外加剂的特细混合砂混凝土。 

背景技术

经济的不断发展带动了建筑业飞速发展，而混凝土作为现代建筑工程用量最大的建筑材料之一，其在各类建筑中的需求量突飞猛进的增长。据初步统计，09年我国商品混凝土销售总量约达7.9亿立方米。面对如此高的混凝土销量，混凝土各种原材料供应越来越紧张。砂作为混凝土最主要的原材料之一，工程建设的高峰期，建筑用砂需求量十分巨大。由于连年超量开采天然河砂，河砂资源日渐枯竭，而且天然河砂的质量也越来越差。再者，近年来我国国民的环保意识增强，部分地区天然河砂的开采受到政府限制。 

在河砂的代用品方面， 一个选择是采用海砂或山砂，另一个选择是碎屑。海砂必须进行冲洗以降低氯离子含量，若不采取措施而直接使用，会对建筑物的寿命造成严重影响。而山砂的资源较少，出于环境保护的目的，也不宜作为替代河砂的主要途径。碎屑是采石场在机械加工碎石的过程中产生的副产品，它作为采石场的废弃物，既占用场地又污染环境。将碎屑用于混凝土中取代部分河砂，既可充分利用社会废弃资源，也可减少对河砂的需求量，减少过度采砂对河道的危害。但碎屑往往存在石粉含量不稳定，颗粒不规整，粒形棱角多等缺陷。我国特细砂（淤砂）分布广泛，天然河道中产量较多，资源丰富、开采运输方便，且价格较低，然而由于单方用水量和水泥用量增大，混凝土的干燥收缩增大，因此目前上海市建筑工程中一般禁止使用的天然特细砂。实际碎屑的应用范围程度低以及特细砂的禁用，进一步的加剧了市场对天然中砂等稀有资源的开采和使用力度，破坏了环境。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中两种河砂替代品存在的技术缺陷，以及河砂资源的逐渐减少的难题，提出一种新的采用外加剂的特细混合砂混凝土。本发明的特细砂混凝土利用现有技术中两种无法单独使用的混凝土成分，通过一系列的改造，使其符合混凝土成分和质量要求，达到“使用不合格原材料生产出合格混凝土”的目的。 

为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下： 

一种采用外加剂的特细混合砂混凝土，其特征在于，该混凝土的原料包括有水泥、矿粉、粉煤灰、混合砂、碎石和外加剂，所述的混合砂中包括细度模数为0.8～1.2的特细砂，细度模数为2.3～3.0的中砂，细度模数为2.8～3.6的碎屑，且碎屑中石粉含量为4%～8%，亚甲蓝小于1.4。

在本发明的特细混合砂混凝土中，所述碎石的粒径为5～25mm。 

在本发明的特细混合砂混凝土中，所述的外加剂为改性聚羧酸系减水剂，在聚羧酸系减水剂中添加有粘度调节剂，添加比例为0.1%～0.5%。 

在本发明的特细混合砂混凝土中，所述的改性聚羧酸系减水剂在特细砂混凝土中添加量为胶凝材料总量的1.0%～1.6%，通过粘度调节剂改性聚羧酸减水剂对水的敏感性以及其它原材料质量波动的敏感性。 

在本发明的特细混合砂混凝土中，所述的特细砂细度模数为0.8～1.2，碎屑的细度模数为2.8～3.6，二者以复配粒径比例为3:7～6:4。 

一种制造上述的特细混合砂混凝土的方法，该方法包括如下步骤： 

第一步，在搅拌机上设置三把秤以分别称量碎屑、中砂和特细砂；

第二步，按照设计比例单独计量碎屑、中砂和特细砂；

第三步，将称量完成的碎屑先投入到细骨料混合仓内，接着投入特细砂，最后将中砂投入到细骨料混合仓内；

第四步，混凝土配合比中的胶凝材料、水、碎石和外加剂按照常规投料方式投入，并进行充分搅拌，生产出复合设计要求的特细混合砂混凝土。

基于上述技术方案，本发明的采用外加剂的特细混合砂混凝土在具体生产应用中带来了如下技术效果： 

1.本发明的混凝土中利用碎屑和特细砂各自的特点，将碎屑和特细砂优化组合成级配良好的混合中砂，配制流态混凝土，解决了单用碎屑配制混凝土内实外不美的缺点，也解决了特细砂不能用于重要工程的难题。

2.从东方体育中心应用本发明的混凝土的情况表明，由特细砂和碎屑复配成的混合砂，用改性聚羧酸系外加剂配制的C35混凝土和易性好，坍落度损失小，易于现场施工泵送，改性聚羧酸减水剂配制的特细混合砂混凝土的力学性能满足设计要求，碳化、收缩等性能较优。 

3.在本发明的改性聚羧酸减水剂配制的混凝土中，粉煤灰、特细砂和碎屑都是固废资源，掺量达40%，超过资源综合利用30%的要求，社会效益和环境效益显著。 

具体实施方式

下面我们结合具体的实施例来对本发明的采用外加剂的特细混合砂混凝土做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了的理解本发明的组成和使用，但不能以此来限制本发明的保护范围。 

在现有的建筑材料中，单用特细砂与碎屑均不能达到优质细集料的要求。我们拟将特细砂与碎屑、中砂等混合复配出颗粒级配和细度模数接近天然中砂的混合砂，使其性能可与天然中砂相媲美。并且使得复配的混合砂配制出混凝土的性能与天然中砂配制的混凝土性能相当。 

本发明是一种采用外加剂的特细混合砂混凝土，该混凝土的成分包括有水泥、矿粉、粉煤灰、混合砂、碎石和外加剂。其中，体现本发明特点的是混合砂，该混合砂中包括细度模数为0.8～1.2的特细砂，细度模数为2.3～3.0的中砂，细度模数为2.8～3.6的碎屑，且碎屑中石粉含量为4%～8%，亚甲蓝小于1.4。 

在本发明的特细混合砂混凝土中，所述的特细砂细度模数为0.8～1.2，碎屑的细度模数为2.8～3.6，二者以复配粒径比例为3:7～6:4。 

目前大量应用的普通型减水剂以及高效减水剂，使用碎屑和特细砂等材料配制的混凝土存在保坍性差、高吸附性的特点，配制的混凝土干涩，流动性差，严重的影响了混凝土施工性能。因此，有必要通过对聚羧酸减水剂进行一系列技术手段进行改性，使得特细混合砂混凝土性能满足工程施工要求及耐久性能要求，并且与天然中砂配制的混凝土性能相当，使得特细砂和碎屑能够在普通混凝土中大量的推广应用。在本发明的特细混合砂混凝土中，所述的外加剂为改性聚羧酸系减水剂，在改性聚羧酸系减水剂添加有粘度调节剂，添加比例为0.1%～0.5%。在本发明的特细混合砂混凝土中，上述的改性聚羧酸系减水剂在特细砂混凝土中添加量为胶凝材料总量的1.0%～1.6%。通过粘度调节剂改性的聚羧酸中效减水剂，减水剂在16%~20%之间，极大的提高了混凝土的保水性，改善了常规特细混合砂混凝土的坍落度损失大的缺陷，以及降低了对用水量和原材料质量波动的敏感性。 

在本发明的特细混合砂混凝土中，所述碎石的粒径为5～25mm。 

下面我们通过三个实施例来阐述特细砂掺入碎屑时对其空隙率的影响： 

实施例1

本实施例中特细砂的细度模数为0.8，碎屑的细度模数为3.6，特细砂紧密空隙率为44%，碎屑紧密空隙率为32%。通过四个不同比例的复配，实验得出如下结论：

混合比例（特细砂：碎屑）	紧密孔隙率
		3：7	28%
4：6	38%
		5：5	32%
6：4	35%

由上述列表比较可知，在特细砂的细度模数为0.8的情况下，4：6的特细砂和碎屑的复配比最为理想。

实施例2 

本实施例中特细砂的细度模数为1.0，碎屑的细度模数为3.4，特细砂紧密空隙率为42%，碎屑紧密空隙率为38%。通过四个不同比例的复配，实验得出如下结论：

混合比例（特细砂：碎屑）	紧密孔隙率
		3：7	33%
4：6	33%
		5：5	33%
6：4	36%

由上述列表比较可知，在特细砂的细度模数为1.0的情况下，3：7的特细砂和碎屑的复配比最为理想。

实施例3 

本实施例中特细砂的细度模数为1.2，碎屑的细度模数为3.6，特细砂紧密空隙率为40%，碎屑紧密空隙率为36%。通过四个不同比例的复配，实验得出如下结论：

混合比例（特细砂：碎屑）	紧密孔隙率
		3：7	30%
4：6	31%
		5：5	32%
6：4	31%

由上述列表比较可知，在特细砂的细度模数为1.2的情况下，3：7的特细砂和碎屑的复配比最为理想。

通过上述实验，我们做出改性聚羧酸系减水剂与混凝土的配比，以便于实践应用： 

本发明采用特细砂混凝土的生产工艺如下：

为改善混凝土特细砂的粘附和混合的均匀性和有效性，减少搅拌机时间，我们又对投料顺序进行了试验。搅拌时间与常规的混凝土一样，即：

第一步，搅拌机具备单独计量碎屑、中砂和特细砂的三把秤；

第二步，将碎屑、中砂（若配比中含有中砂）和特细砂等细骨料分别按设计配合比单独计量；

第三步，将称量好的碎屑先投入细骨料混合仓内，接着投入特细砂，再者将中砂投入到细骨料混合仓中；

第四步，混凝土配合比的胶凝材料、水、碎石和外加剂等按照常规投料方式进行，并进行充分的搅拌。

特细混合砂混凝土中细骨料的投料前后方式的不同极大的影响到混凝土搅拌的均匀性，特别是特细砂下料的有效性和及时性，间接的减少了搅拌时间。 

由特细砂与碎屑复配的混合砂，经改性聚羧酸系减水剂配合使用的C35混凝土在各个龄期的收缩性能，见下表所示： 

由特细砂和碎屑复配成细度模数为2.6的混合砂，再通过改性聚羧酸系减水剂的配合使用，所得的C35混凝土的干燥收缩早期增长较快，60天之后收缩增长逐渐变缓，到360d时，该混凝土的干燥收缩值为562×10^-6。

经过多次实践应用可知，采用改性聚羧酸中效减水剂配制的特细混合砂混凝土从搅拌站生产出来到施工现场，混凝土的坍损较小，混凝土的泵送性和施工性都较好。在路面工程的浇筑过程中，混凝土达到了自流平状态，基本不用振捣，降低了混凝土浇筑施工过程的噪声。 

借着商品混凝土界一部分权威人士提出的“使用‘不合格’的原材料生产出合格的混凝土”的原则，通过深入的混凝土技术研究，我们进一步研究了碎屑和特细砂在商品混凝土中的应用。本发明的混凝土配比和生产工艺解决混凝土搅拌站实际大生产所带来混凝土质量的不稳定、强度保证率低等问题，使得碎屑和特细砂等“不合格资源”能被较好的应用，使得混凝土建筑材料向于环境友好型材料发展。这些技术对降低成本、提高质量以及资源的综合利用都有着积极的意义，也紧跟且符合国家提出的节能环保政策。 

Claims (6)

1.一种采用外加剂的特细混合砂混凝土，其特征在于，该混凝土包括有水泥、矿粉、粉煤灰、混合砂、碎石和外加剂，所述的混合砂中包括细度模数为0.8～1.2的特细砂，细度模数为2.3～3.0的中砂，细度模数为2.8～3.6的碎屑，且碎屑中石粉含量为4%～8%，亚甲蓝小于1.4。

2.根据权利要求1所述的一种采用外加剂的特细混合砂混凝土，其特征在于，所述碎石的粒径为5～25mm。

3.根据权利要求1所述的一种采用外加剂的特细混合砂混凝土，其特征在于，所述的外加剂为改性聚羧酸系减水剂，在聚羧酸系减水剂中添加有粘度调节剂，聚羧酸系减水剂中添加粘度调节剂的重量百分比为0.1%～0.5%。

4.根据权利要求3所述的一种采用外加剂的特细混合砂混凝土，其特征在于，所述的改性聚羧酸系减水剂在特细砂混凝土中添加量为胶凝材料总量的1.0%～1.6%，减水率在16%～20%。

5.根据权利要求1所述的一种采用外加剂的特细混合砂混凝土，其特征在于，所述的特细砂细度模数为0.8～1.2，碎屑的细度模数为2.8～3.6，二者以复配粒径比例为3:7～6:4。

6.一种制造权利要求1所述的特细混合砂混凝土的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

第一步，在搅拌机上设置三把秤以分别称量碎屑、中砂和特细砂；

第二步，按照设计比例单独计量碎屑、中砂和特细砂；

第三步，将称量完成的碎屑先投入到细骨料混合仓内，接着投入特细砂，最后将中砂投入到细骨料混合仓内；

第四步，混凝土配合比中的胶凝材料、水、碎石和外加剂按照常规投料方式投入，并进行充分搅拌，生产出复合设计要求的特细混合砂混凝土。