CN102898082B - 一种干混自密实混凝土及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种干混自密实混凝土及其制备方法和应用，该混凝土是由干混基料与水搅拌而成，所述的干混基料包含以下组份：水泥、砂、石子和减水剂；按重量份计，所述干混基料各组份的配比为：水泥200～450份、砂550～650份、石子250～550份、减水剂1～2.5份；水与干混基料的质量比为0.085～0.105。干混自密实混凝土是采用特种搅拌工艺在工厂预制成袋装干拌料，然后根据建筑工程的现状，采用现场加水搅拌浇筑的使用方式。这种方式可以避免现有泵送自密实混凝土的所有缺点，可以服务于几乎所有的建筑工程项目，并且施工更简化，更环保。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种干混自密实混凝土及其制备方法和应用。
背景技术
自密实混凝土是指具有高流动度、不离析、均匀性和稳定性，浇筑时依靠其自重流动，无需振捣而达到密实的混凝土。
在我国，自密实混凝土的研究和应用尚处于起步阶段。其主要用于如下几个方面：
（1）建筑结构加固改造工程。
（2）特种结构施工（钢筋密集，有特殊形状的工程）。
（3）对于工期很紧，要求施工速度加快的建筑工程项目。
（4）结构本身对混凝土有特殊要求的工程。
目前，国内外的自密实混凝土大都采用在工厂搅拌、专用运输车运送至施工现场并采用泵送浇筑的方式。这种泵送自密实商品混凝土在当前的工程建设中发挥了积极作用。
但是在建筑工程的实际应用中，其有很多缺点：
（1）当浇筑砼数量少时，有的加固工程只是几个梁柱节点的混凝土浇筑，所需混凝土量可能只有几个立方，一般的商品混凝土（泵送）厂商是不会供应的。
（2）位置分散、不具备泵送的条件下（结构加固改造工程），泵送商品砼无法供应。
（3）浇筑时间间隔较长泵送商品砼很难发挥作用。
（4）超高层建筑的混凝土浇筑。虽然现在国内的的泵送混凝土浇筑高度可以达到400米以上，但是随着超高层建筑高度的“登峰造极”，超过1000米的高层建筑已经在规划建设当中，将来超万米的超高层摩天大楼不是不可能出现的。如果还是采用泵送的方法，对于设备技术的要求太高，施工难度是无法想象的。
发明内容
鉴于背景技术提出的泵送型商品砼存在的不足，本发明的目的在于提供一种干混自密实混凝土。采用干混料现场加水拌制是解决问题的办法。本发明研发的干混自密实混凝土，适应工程建设发展的需要。
本发明的另一目的在于提供一种干混自密实混凝土的制备方法。
本发明的有一目的在于提供一种干混自密实混凝土的应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种干混自密实混凝土，其在于该混凝土是由干混基料与水搅拌而成，所述的干混基料包含以下组份：水泥、砂、石子和减水剂；按重量份计，所述干混基料各组份的配比为：水泥200~450份、砂550~650份、石子250~550份、减水剂1~2.5份；水与干混基料的质量比为0.085~0.105（水与干混基料的质量比8.5~10.5:100）；优选的水与干混基料的质量比为0.09~0.1。
本发明中干混自密实混凝土的配方中，在保证干混基料各组份配比的情况下，对水与干混基料的质量比要求也非常严格，水与干混基料的质量比过低或过高都不能得到质量合格的产品，当水料比低于0.085时，搅拌得到的干混自密实混凝土的流动性比较差；当水料比大于0.105时，搅拌得到的干混自密实混凝土的强度偏低且会产生离析泌水现象，影响产品质量。
所述干混基料各组份的配比优选为：水泥250~400份、砂550~650份、石子300~500份和减水剂1.3~2.0份。
所述干混基料各组份的配比更进一步优选为：
（1）水泥250份、砂600份、石子500份和减水剂1.3份；
（2）水泥310份、砂600份、石子400份和减水剂1.4份；
（3）水泥400份、砂600份、石子300份和减水剂2份；
（4）水泥400份、砂600份、石子400份和减水剂1.5份。
所述的水泥为低热或中热水泥，标号不低于425号；优选为硅酸盐水泥。
所述石子的粒径不超过25mm。
所述的砂为第2级配区的中砂；砂的级配优选为：砂在0.6mm筛的累计筛余大于65%，0.3mm筛的累计筛余大于85%，0.15mm筛的累计筛余大于98%。
所述的减水剂为聚羧酸系减水剂。
上述的干混自密实混凝土，采用以下步骤制备：（1）制备干混基料：采用二次搅拌的搅拌工艺，搅拌设备采用大功率强制式搅拌机，先投入水泥、砂、减水剂，搅拌20s~30s后，再加入石子搅拌不低于40s制成干混基料袋装备用；（2）使用时直接将水和步骤（1）制成的干混基料按比例搅拌混合均匀，制成干混自密实混凝土，搅拌时间为不低于90s。
上述的干混自密实混凝土的制备方法，包含以下步骤：（1）制备干混基料：采用二次搅拌的搅拌工艺，搅拌设备采用大功率强制式搅拌机，先投入水泥、砂、减水剂，搅拌20s~30s后，再加入石子搅拌不低于40s制成干混基料袋装备用；（2）使用时直接将水和步骤（1）制成的干混基料按比例搅拌混合均匀，制成干混自密实混凝土，搅拌时间为不低于90s。其中干混基料与水混合后进行搅拌混合，搅拌所用的搅拌设备为大功率强制式搅拌机，夏季搅拌时间为不低于90s，优选为90~120s；冬季搅拌时间不低于120s，优选为120~180s。
上述的干混自密实混凝土在建筑工程中的应用。
干混自密实混凝土与现有的泵送自密实混凝土的主要区别为：在“干混”两个字上， 先将各组分制成干混基料，使用时直接在现场按比例加水制成干混自密实混凝土，在这个过程中干混基料的配比，以及水和干混基料的质量比对产品质量影响比较大。
所述的干混自密实混凝土的基料中也可以根据需要添加外加剂，如粉煤灰、矿渣等。
原材料指标：
干混自密实混凝土的基料主要有：水泥、砂、石子和减水剂，对于每种原材料都有严格的要求。也可以根据需要添加外加剂如粉煤灰，矿渣等。
水泥：使用低热和中热水泥，标号不低于425号，不宜采用凝结速度较快的水泥。硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥都可选用。
石子：粒径不宜大于25mm，在满足自密实性能要求的前提下，应尽可能选用大粒径的石子。
砂：适宜第2级配区的中砂。经过实践证明，当砂在0.6mm筛的累计筛余大于65%，0.3mm筛的累计筛余大于85%，0.15mm筛的累计筛余大于98%时，砂的级配较好。
减水剂：采用聚羧酸系高性能减水剂。
水：在现场浇筑前，用来拌合干混料的水按行业标准《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-89）的规定执行即可。
生产工艺和现场浇筑：
经工程实践证明，干混自密实混凝土的质量对原材料的变动很敏感，生产和施工中各环节的控制非常严格。
干混自密实混凝土干混基料的制备，采用二次搅拌的搅拌工艺， 搅拌设备采用功率大的强制式搅拌机，先投入水泥、砂及减水剂，搅拌20 s~30s后，再加入石子搅拌，搅拌时间不低于40秒。
现场浇筑前搅拌也必须采用大功率强制式搅拌机，干混基料和水混合搅拌时间不得少于90s。冬季施工时，搅拌时间不得少于120s。
本发明的有益效果：
本发明干混自密实混凝土与普通混凝土相比的最大优势为：在保证混凝土稳定性（不离析不泌水）的同时具有高流动性，很强的障碍物穿越能力，免振捣，且强度能达到工程实际要求。
干混自密实混凝土是采用特种搅拌工艺在工厂预制成袋装干拌料，然后根据建筑工程的现状，采用现场加水搅拌浇筑的使用方式。这种方式可以避免现有泵送自密实混凝土的所有缺点，可以服务于几乎所有的建筑工程项目，并且施工更简化，更环保。
具体实施方式
实施例1 C30代表强度等级的干混自密实混凝土的干混基料
按重量份计，称取以下组分：水泥250kg、砂600kg、石子500kg和减水剂1.3kg；采用二次搅拌的搅拌工艺，搅拌设备采用大功率强制式搅拌机，先投入水泥、砂及减水剂，搅拌20s~30s后，再加入石子搅拌70~80s即得C30代表强度等级的干混自密实混凝土的干混基料。所制备的干混基料袋装备用，使用时可直接在在施工现场，取所需用量加水搅拌后浇筑。
所述的水泥为硅酸盐水泥。
石子粒径不超过25mm，在满足自密实性能要求的前提下，应尽可能选用大粒径的石子。
砂的级配为：砂在0.6mm筛的累计筛余大于65%，0.3mm筛的累计筛余大于85%，0.15mm筛的累计筛余大于98%。
减水剂：采用聚羧酸系高性能减水剂（TH-928）。
分别在实施例2-4中分别制备C40、C50和C60代表强度等级的干混自密实混凝土的干混基料制备过程及原料与实施例1相同，原料配比如表1：
实施例5
在现场浇筑前，用来拌合干混自密实混凝土的水按行业标准《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-89）的规定执行即可。
生产工艺和现场浇筑：
生产搅拌设备采用大功率的强制式搅拌机，每次的搅拌量为搅拌机容量的70%，搅拌时间为常规混凝土搅拌时间的1.5~2倍左右。
现场浇筑前搅拌也必须采用大功率强制式搅拌机。冬季施工时，干混基料和水混合搅拌时间为120~180s；夏季施工时，干混基料和水混合搅拌时间为90~120s。现场的搅拌机要求轻便，质量控制在80kg以内，底部装有滚轮，搅拌三次以内可以浇筑一个梁柱节点。每次的搅拌量为搅拌机容量的70%，现场浇筑前加水搅拌的搅拌时间为常规混凝土搅拌时间的1.5~2倍左右。
1、某高层建筑底层框架柱在验收时被检测出混凝土强度过低，采用扩大截面法加固，新增混凝土采用实施例3制备的C50级干混基料制成的干混自密实混凝土浇筑。加固单根柱所需实施例3制备的干混基料的用量为196.972 kg，现场加水量为18.91kg，水和干混基料的水料比为0.096。采用强制式搅拌机搅拌，每次搅拌时间为100~110s（夏季施工），然后浇筑。拆模时，新浇混凝土密实，加固效果很好。
2、某大型商场的地下停车库由于原设计的不足，导致局部框架柱占用了停车位。现采用抽柱加固梁的方法进行改造。新增梁的混凝土设计强度等级为C30，由于只有几根梁，混凝土用量小，所以采用实施例1制备的干混基料制成的干混自密实混凝土浇筑。加固单根梁所需要的干混基料的用量为198.538 kg，现场加水量为19.85kg，水和干混基料的水料比为0.1。由于冬季施工采用强制式搅拌机搅拌每次搅拌130~140s，然后浇筑。拆模时，新浇混凝土密实，加固效果很好。
3、某在建体育馆工程，由于建筑造型不规则导致节点区域钢筋绑扎密集，普通混凝土无法浇筑，现场也不便于泵送，现在用干混自密实混凝土浇筑。混凝土设计强度等级为C40。浇筑一个节点所需实施例2制备的干混基料的用量为99.243kg，现场加水量为9.63kg，水和干混基料的水料比为0.097。由于冬季施工采用强制式搅拌机搅拌每次搅拌130~140s，然后浇筑。拆模时，新浇混凝土密实，加固效果很好。
比较例
对于实施例5中的第二个例子，当现场搅拌时，采取水和干混基料的水料比为0.08，搅拌得到的干混自密实混凝土流动性较差，无法在免振捣的情况下完全填充模板，无法应用于实际工程。
对于实施例5中的第一个例子，当现场搅拌时，采取水和干混基料的水料比为0.11，搅拌得到的干混自密实混凝土由于加水量偏大，已经出现离析泌水现象，这是坚决不能用于实际工程的。而且其强度也达不到要求。
Claims (11)
1.一种干混自密实混凝土，其特征在于该混凝土是由干混基料与水搅拌而成，所述的干混基料包含以下组份：水泥、砂、石子和减水剂；按重量份计，所述干混基料各组份的配比为：水泥200~450份、砂550~650份、石子250~550份、减水剂1~2.5份；水与干混基料的质量比为0.085~0.105；
采用以下步骤制备：（1）制备干混基料：采用二次搅拌的搅拌工艺，搅拌设备采用大功率强制式搅拌机，先投入水泥、砂、减水剂，搅拌20s~30s后，再加入石子搅拌不低于40s制成干混基料袋装备用；（2）使用时直接将水和步骤（1）制成的干混基料按比例搅拌混合均匀，制成干混自密实混凝土，搅拌时间为不低于90s。
2.根据权利要求1所述的干混自密实混凝土，其特征在于水与干混基料的质量比为0.09~0.1。
3.根据权利要求1所述的干混自密实混凝土，其特征在于所述干混基料各组份的配比为：水泥250~400份、砂550~650份、石子300~500份和减水剂1.3~2.0份。
4.根据权利要求3所述的干混自密实混凝土，其特征在于所述干混基料各组份的配比为：
（1）水泥250份、砂600份、石子500份和减水剂1.3份；
（2）水泥310份、砂600份、石子400份和减水剂1.4份；
（3）水泥400份、砂600份、石子300份和减水剂2份；
（4）水泥400份、砂600份、石子400份和减水剂1.5份。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的干混自密实混凝土，其特征在于所述的水泥为低热或中热水泥，标号不低于425号。
6.根据权利要求5所述的干混自密实混凝土，其特征在于所述的水泥为硅酸盐水泥。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的干混自密实混凝土，其特征在于所述石子的粒径不超过25mm。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的干混自密实混凝土，其特征在于所述的砂为第2级配区的中砂；砂的级配为：砂在0.6mm筛的累计筛余大于65%，0.3mm筛的累计筛余大于85%，0.15mm筛的累计筛余大于98%。
9.根据权利要求1-4任意一项所述的干混自密实混凝土，其特征在于所述的减水剂为聚羧酸系减水剂。
10.权利要求1所述的干混自密实混凝土的制备方法，其特征在于包含以下步骤：（1）制备干混基料：采用二次搅拌的搅拌工艺，搅拌设备采用大功率强制式搅拌机，先投入水泥、砂、减水剂，搅拌20s~30s后，再加入石子搅拌不低于40s制成干混基料袋装备用；（2）使用时直接将水和步骤（1）制成的干混基料按比例搅拌混合均匀，制成干混自密实混凝土，搅拌时间为不低于90s。
11.权利要求1所述的干混自密实混凝土在建筑工程中的应用。
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