CN103387361A

CN103387361A - 一类超高建筑用的三低三高低碳绿色混凝土的制备方法

Info

Publication number: CN103387361A
Application number: CN2013103338250A
Authority: CN
Inventors: 叶浩文; 冯乃谦; 邹俊; 杨玮; 孙晖; 林立勋; 林仲龙; 董艺; 覃善总; 廖长生
Original assignee: China Construction Fourth Engineering Division Corp Ltd; China Construction Third Engineering Bureau Co Ltd; First Construction Co Ltd of China Construction Third Engineering Division; Sixth Construction Co Ltd of China Construction Fourth Engineering Division Co Ltd
Current assignee: China Construction Fourth Engineering Division Corp Ltd; China Construction Third Engineering Bureau Co Ltd; First Construction Co Ltd of China Construction Third Engineering Division; Sixth Construction Co Ltd of China Construction Fourth Engineering Division Co Ltd
Priority date: 2013-08-04
Filing date: 2013-08-04
Publication date: 2013-11-13

Abstract

本发明公开了一种一类超高建筑用的三低三高低碳绿色混凝土的制备方法。该方法按以下重量份原料制备而成：硅酸盐水泥12～16份、矿物超细粉8～10份、河砂25～34份、碎石28～40份、水5～7份、外加剂0.6～1.2份、沸石粉0.5～1.5份、硫铝酸盐膨胀剂0～2份。本发明的方法制备的混凝土的保塑性和自密实工作性都很优异，在30MPa压力情况下，也可以保证混凝土性能的稳定。具有优异的流动性、可泵性和自密实效果，可用于超高泵送。不需要振捣也能达到C80～C100混凝土强度配制要求。制备的混凝土具有低用水量、低收缩、低成本、高强度、高稳定性、高泵送能力、低碳绿色特点。

Description

一类超高建筑用的三低三高低碳绿色混凝土的制备方法

技术领域

本发明涉及一种一类超高建筑用的三低三高低碳绿色混凝土的制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

在我国，超300米以上的超高建筑就有四十余座，超高层建筑如雨后春笋，不断涌现，其具有如下特点：建筑高度高，主体结构承载能力高、建造使用年限长、施工高度超高、结构体系新颖复杂的特点。应用于这些超高层项目的混凝土由于受到结构承载力的要求，必须是高强度混凝土，甚至是超高强度混凝土。

高强、超高强混凝土具有优秀的力学性能，可以优化建筑的结构设计，达到节省资源的目的，同时还具有良好的耐久性，可以极大的提高混凝土工程的使用年限。但是超高层施工中高强、超高强混凝土的配制存在以下矛盾及难点：

1、由于自身配比中胶凝材料用量大，用水量低，粘度非常大，但是却要求被泵送至300米以上的高度，需要良好的工作性能，且超高层结构体系复杂，钢板、钢筋、栓钉纵横交错，非常密集，对混凝土的流淌及密实能力要求高；

2、高强混凝土粘度大，早期自收缩及干燥收缩量大，但是超高层双层劲性钢板剪力墙结构体系中，双层钢板对混凝土产生很大的约束，对其收缩性能要求非常严苛，较大的收缩会产生大量的裂缝；

3、超高层墙体厚、连梁截面尺寸大，皆为大体积混凝土，但超高层施工工期紧，要求高强混凝土较快达到强度，故早期水化反映剧烈，温升快、温度高，控温亦是一大难题。

国外高强混凝土发展较早，强度达到250MPa以上，但国外除了迪拜塔、吉隆坡双子塔等建筑外，超高层项目并不多，大部分建筑的建筑高度也不如国内，且结构形式较简单，对高强混凝土的要求不苛刻。在我国，超400米以上的建筑已投入了使用，超500米甚至超600米以上的超高层建筑也在紧张的建设中，高强混凝土开始大量应用，高性能混凝土（HPC）、超高性能混凝土（UHPC）及超高性能自密实混凝土（UHP-SCC）也开始得到研究，但是HPC、UHPC与UHP-SCC的应用具有多方面的技术难点，包括原材料品质、生产工艺以及当前的行业标准的限制。

综上所述，传统制造技术中，不仅难以实现高强、超高强混凝土在工程中的稳定应用，而且难以保证建筑施工的质量，甚至会对建筑物的使用年限造成明显的影响，需突破现有标准，开创HPC、UHPC及UHP-SCC的超高泵送技术的研究，才可以带动材料、施工与设备向着高层次的发展。因此，本发明是基于这种现代建筑发展要求而开发的一系列可满足于超高层建筑及其新型结构体系需要的三低三高低碳绿色混凝土。

发明内容

本发明的目的是：提供一种一类超高建筑用的三低三高低碳绿色混凝土的制备方法。该方法制备的混凝土具有低用水量、低收缩、低成本、高强度、高稳定性、高泵送能力的特点，是一种低碳绿色混凝土，以克服现有混凝土的不足。

本发明的技术方案：

一类超高建筑用的三低三高低碳绿色混凝土的制备方法，该方法按以下重量份原料制备而成：硅酸盐水泥12～16份、矿物超细粉8～10份、河砂25～34份、碎石28～40份、水5～7份、外加剂0.6～1.2份、沸石粉0.5～1.5份、硫铝酸盐膨胀剂0～2份。

前述方法，按以下步骤制备：将称所述重量份的硅酸盐水泥、矿物超细粉、沸石粉、硫铝酸盐膨胀剂和河砂倒入搅拌机，搅拌20～40秒；加入所述重量份的水和外加剂，搅拌50～60秒；再加入所述重量份的碎石，搅拌60～70秒后得三低三高低碳绿色混凝土。

前述方法中，所述外加剂是由沸石粉与外加剂固液相结合的复合型减水剂。

为了检验本发明技术方案的可行性，申请人进行了以下试验：

试验例1

采用16份硅酸盐水泥、9份矿物超细粉、29份河砂、30份碎石、6份水、1份外加剂和1份沸石粉制成混凝土试品，进行拌合物性能试验，其结果如表1所示：

结果：试品的保塑性，自密实工作性很优异，在30MPa压力情况下，也可以保证混凝土性能的稳定。

试验例2

再将试验例1的混凝土用免振工艺成型制成四块15×15×15cm试件，24小时后脱模，分别放于养护室养护3天、7天、28天、56天，然后对四个试件分别进行抗压强度实验试验，其结果如表2所示：

试验例3

采用13份硅酸盐水泥、10份矿物超细粉、32份河砂、37份碎石、6份水、0.6份外加剂、1份沸石粉和0.4份硫铝酸盐膨胀剂制成混凝土试品。进行拌合物性能试验，其结果如表3所示：

由试验结果可见，3小时后，试验例3制成混凝土的保塑性，自密实工作性很优异，并将此混凝土进行早期收缩性能检测，检测结果显示，该混凝土72小时早期收缩值（自收缩与其他收缩的总和）仅为105×10 ^-6 ，较一般的高强混凝土72小时自收缩值就达到400～500×10 ^-6 有非常明显的技术优势。

试验例4

再将试验例3的混凝土用免振工艺成型制成两块15×15×15cm试件，24小时后脱模，分别放于室外自然放置7天和28天，然后分别对两块试件进行抗压强度试验，其结果如表4所示：

上述指标说明，本发明制造的高性能混凝土具有优异的流动性、可泵性和自密实效果，收缩率低，不需要养护也能达到C80混凝土强度配制要求，并能进行超高泵送。

本发明与现有技术相比，综合以上两种不同配比制成的混凝土进行的试验可见，本发明的方法制备的混凝土的保塑性和自密实工作性都很优异，在30MPa压力情况下，也可以保证混凝土性能的稳定。具有优异的流动性、可泵性和自密实效果，可用于超高泵送。不需要振捣也能达到C80～ C100混凝土强度配制要求。制备的混凝土具有低用水量、低收缩、低成本、高强度、高稳定性、高泵送能力、低碳绿色特点。

具体实施方式

一类超高建筑用的三低三高低碳绿色混凝土的制备方法，该方法按以下重量份原料制备而成：硅酸盐水泥12～16份、矿物超细粉8～10份、河砂25～34份、碎石28～40份、水5～7份、外加剂0.6～1.2份、沸石粉0.5～1.5份、硫铝酸盐膨胀剂0～2份。按以下步骤制备：将称所述重量份的硅酸盐水泥、矿物超细粉、沸石粉、硫铝酸盐膨胀剂和河砂倒入搅拌机，搅拌20～40秒；加入所述重量份的水和外加剂，搅拌50～60秒；再加入所述重量份的碎石，搅拌60～70秒后得三低三高低碳绿色混凝土。所述外加剂是由沸石粉与外加剂固液相结合的复合型减水剂。

实施例1

制备可用于440m以上超高泵送并自密实施工的C100UHP-SCC三低三高低碳绿色混凝土。

将16份硅酸盐水泥、9份矿物超细粉和29份河砂倒入搅拌机，搅拌40秒；然后加入6份水、1份外加剂和1份沸石粉再搅拌60秒；最后加入30份碎石搅拌70秒得C100UHP-SCC三低三高低碳绿色混凝土。

实施例2

制备可用于强约束双层劲性钢板剪力墙结构施工的多功能C80HPC三低三高低碳绿色混凝土。

将13份硅酸盐水泥、10份矿物超细粉和32份河砂倒入搅拌机，搅拌30秒；然后加入6份水、0.6份外加剂、1份沸石粉和0.4份硫铝酸盐膨胀剂再搅拌50秒；最后加入37份碎石搅拌60秒得多功能C80HPC三低三高低碳绿色混凝土。

本发明中主要配料的功能说明

本发明使用天然超细沸石粉作为混凝土的增稠、保塑、自养护组分；使用沸石粉与高效外加剂制备具有高分散性和高保塑效果的固相和液相相组合的复合型减水剂；使用矿物超细粉和低掺量的硫铝酸盐膨胀剂，配制出具有用水量低、收缩低、低成本、高强度、高稳定性、高泵送能力的低碳绿色混凝土。沸石粉采用天然沸石粉，利用沸石粉作为自养护剂并代替甲基纤维素作为增稠剂，发挥吸水、保水、放水、增稠的主要作用，而且成本低廉。沸石粉与外加剂固液相结合的复合型减水剂，可以在超低用水量（低于130kg/m3），水胶比低于0.15的情况下使超高强混凝土保塑4小时。使用微珠掺量在胶凝材料的10%以上，提高混凝土的密实性，增大强度的提高工作性能，克服高强混凝土粘度大、泵送困难的问题。所述的硫铝酸盐膨胀剂的使用量是占混凝土中胶凝材料用量的1.5wt%以下。

本发明的方法制备的混凝土实验室强度可以达到80～110MPa，坍落度可以达到230～260mm，扩展度可以达到600～750mm，倒筒时间t≤8s，30MPa压力泌水率为0%，U型仪填充高度≥32cm，72h早期收缩率≤万分之2.0。

Claims

1. 一种一类超高建筑用的三低三高低碳绿色混凝土的制备方法，其特征在于：该方法按以下重量份原料制备而成：硅酸盐水泥12～16份、矿物超细粉8～10份、河砂25～34份、碎石28～40份、水5～7份、外加剂0.6～1.2份、沸石粉0.5～1.5份、硫铝酸盐膨胀剂0～2份。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：按以下步骤制备：将称所述重量份的硅酸盐水泥、矿物超细粉、沸石粉、硫铝酸盐膨胀剂和河砂倒入搅拌机，搅拌20～40秒；加入所述重量份的水和外加剂，搅拌50～60秒；再加入所述重量份的碎石，搅拌60～70秒后得三低三高低碳绿色混凝土。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于：所述外加剂是由沸石粉与外加剂固液相结合的复合型减水剂。