CN103979892B - 一种石子分布均匀的混凝土预制构件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种石子分布均匀的混凝土预制构件，采用的原料质量配比如下：以质量百分比计，混凝土胶凝材料用量300～420kg/m3：该混凝土胶凝材料包括水泥掺入量12～25%，砂子掺入量为20～30%，石子掺入量为45～55%，余量为水。采用本发明可以节约15%～20%的砂浆，混凝土的抗压强度提高50%左右，结构的表观效果和收缩性都大为改善，具有较好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种石子分布均匀的混凝土预制构件及其制备方法。
背景技术
目前的混凝土的工艺主要是把水泥、砂子、石子、水等按适当比例配合，搅拌制成混凝土拌合物。常见的混凝土构件的制作工艺为备料、按配合比拌制混凝土、混凝土的运输和混凝土的浇筑等工序。在这些工序中，最能提高混凝土性能的工序就是拌制混凝土时的投料顺序。常见的投料顺序有一次投料法、二次投料法和造壳混凝土、水泥裹砂法、水泥裹石法和砂浆裹石法等。
一次投料法是指先在上料斗中装入石子（砂子），再加水泥和砂子（石子），然后一次投入搅拌机，最后加水搅拌。
所谓的二次投料法有两种方法，一种是先将全部砂子、水泥和三分之一的水投入搅拌，然后再加入石子和三分之二的水进行搅拌；另外一种是将水泥和部分水进行净浆搅拌，然后再投入全部砂石和剩余的水泥进行搅拌。
水泥裹砂法是先将全部砂子和70%左右的水投入搅拌机中搅拌，再投入水泥搅拌，最后投入全部石子，剩余水及外加剂再搅拌。
水泥裹石法是指先将砂、石和总拌和水量70%～75%的水投入搅拌机搅拌，再将水泥投入搅拌。
砂浆裹石法是指先将砂子、水泥和占总水量70%～75%的水（包括砂的含水量），投入搅拌机搅拌，再投入石子、剩余水和外加剂，搅拌。
无论采用哪一种投料工序，其最后的结果都是用搅拌好的混凝土拌合物浇筑混凝土构件。采用这种方法，存在的缺陷就是必须考虑混凝土工作性能中的流动性。混凝土流动性的增加意味着混凝土拌合物在施工过程中容易产生离析现象，混凝土拌合物成分相互分离，造成内部组成和结构不均匀。这将导致影响混凝土结构表观效果差，混凝土表面出现砂纹、骨料外露、钢筋外露等现象，将使混凝土构件强度大幅度下降，严重影响混凝土结构承载能力，破坏结构的安全性能；这将使混凝土的匀质性差，致使混凝土各部位的收缩不一致，易产生混凝土收缩裂缝。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是通过混凝土施工工艺的改革，解决由于混凝土流动性增加导致的混凝土构件表观效果差、强度降低以及混凝土收缩不一致问题，实现提高混凝土构件强度、减小混凝土收缩性和改善混凝土结构构件表观的目的。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
本发明提供一种石子分布均匀的混凝土预制构件，采用的原料质量配比如下：以质量百分比计，混凝土胶凝材料用量300～420kg/m3：该混凝土胶凝材料包括水泥掺入量12～25%，砂子掺入量为20～30%，石子掺入量为45～55%，余量为水。
所述水泥掺入量12～20%，砂子掺入量为20～25%，石子掺入量为50～55%，余量为水。
所述水泥掺入量20～25%，砂子掺入量为25～30%，石子掺入量为45～50%，余量为水。
所述水泥采用P.O42.5水泥。
根据上述混凝土预制构件的制备方法，包括下述步骤：
（1）备料：按原料配比将石子等分备用；
（2）搅拌下，按原料配比将水、水泥和砂子搅拌成为拌合均匀的砂浆，停止搅拌等分砂浆；
（3）振动条件下，向试模内注入步骤（2）中的一份砂浆，待砂浆均匀平铺在试模内后，向试模中加入步骤（1）中一份石子，等到下层的砂浆均匀平铺在石子表面时，再注入步骤（2）中第二份砂浆一直振动到砂浆均匀的平铺在石子表面时，装入步骤（1）中第二份石子，重复以上的步骤，直至石子和砂浆填满试模；
（4）振动条件下，步骤（3）中试模被填满后，继续振动1～5min，停止振动，静置20～30h脱模，得到未完全硬化的混凝土构件；
（5）将步骤（4）未完全硬化的混凝土构件置于温度18～22℃、相对湿度90～98%RH下养护28～35天即得到产品。
本发明与现有技术相比具有以下的主要优点：
（1）本发明在技术经济方面具有极高的应用研究价值，相对于现有的混凝土预制件制作工艺，采用本发明可以节约15%～20%的砂浆，混凝土的抗压强度提高50%左右，结构的表观效果和收缩性都大为改善。
（2）在混凝土强度不变的前提下，采用本发明节省了砂浆，降低了混凝土的单价，大大节约建设成本，具有较好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明一种石子分布均匀的混凝土预制件的制作工艺流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例一：一种石子分布均匀的混凝土预制件，混凝土凝胶材料的用量380kg/m3，该混凝土胶凝材料为P.O42.5水泥掺入量15.8%，砂子掺入量30%，石子掺入量47.5%，水掺入量6.7%。具体混凝土预制构件的制作工序如下：
一、混凝土室内抗压强度试验
混凝土抗压强度室内试验每一组包含三个试块，共进行三组试验，每一个试块的体积为150×150×150mm3，按照0.039m3计算，具体制备方法如下：
（1）备料：按原料配比将石子44.5kg进行十八等分，等分后的每一份石子为2.5kg；
（2）搅拌下，按原料参入量将水6.2kg、P.O42.5水泥14.8kg和砂子28.1kg搅拌成为拌合均匀的砂浆，停止搅拌后十八等分砂浆，等分后的每一份砂浆为2.7kg；
（3）振动条件下，向试模内注入步骤（2）中的一份砂浆，待砂浆均匀平铺在体积为150×150×150mm3试模内后，向试模中加入步骤（1）中一份石子，等到下层的砂浆均匀平铺在石子表面时，再注入步骤（2）中第二份砂浆一直振动到砂浆均匀的平铺在石子表面时，装入步骤（1）中第二份石子，重复以上的步骤，直至石子和砂浆填满试模；
（4）振动条件下，步骤（3）中试模被填满后，继续振动3min，停止振动，静置24h脱模，得到未完全硬化的混凝土试块；
（5）将步骤（4）未完全硬化的混凝土试块置于温度20℃、相对湿度92～94%RH下养护28天即得到产品。
用实施例1得到的一批产品进行混凝土试块抗压试验，试验结果见下表1。
该产品抗压强度满足设计强度C30要求，C30指的是混凝土抗压强度是30MPa。
二、一种石子分布均匀的混凝土预制件的制备
（1）备料：按原料配比将石子1140kg进行三等分，等分后的每一份石子为380kg；
（2）搅拌下，按原料参入量将水160kg、P.O42.5水泥380kg和砂子720kg搅拌成为拌合均匀的砂浆，停止搅拌后三等分砂浆，等分后的每一份砂浆为420kg；
（3）振动条件下，向试模内注入步骤（2）中的一份砂浆，待砂浆均匀平铺在体积为1×1×1m3试模内后，向试模中加入步骤（1）中一份石子，等到下层的砂浆均匀平铺在石子表面时，再注入步骤（2）中第二份砂浆一直振动到砂浆均匀的平铺在石子表面时，装入步骤（1）中第二份石子，重复以上的步骤，直至石子和砂浆填满试模；
（4）振动条件下，步骤（3）中试模被填满后，继续振动5min，停止振动，静置24h脱模，得到未完全硬化的混凝土试块；
（5）将步骤（4）未完全硬化的混凝土试块置于温度20℃、相对湿度92～94%RH下养护28天即得到产品。
实施例二：一种石子分布均匀的混凝土预制件，混凝土凝胶材料的用量380kg/m3，该混凝土胶凝材料为P.O42.5水泥掺入量15.8%，砂子掺入量29.0%，石子掺入量47.8%，水掺入量7.4%。具体混凝土预制构件的制作工序如下：
一、混凝土室内抗压强度试验
混凝土抗压强度室内试验每一组包含三个试块，共进行三组试验，每一个试块的体积为150×150×150mm3，按照0.039m3计算，具体制备方法如下：
（1）备料：按原料配比将石子44.8kg进行十八等分，等分后的每一份石子为2.5kg；
（2）搅拌下，按原料参入量将水6.9kg、P.O42.5水泥14.8kg和砂子27.1kg搅拌成为拌合均匀的砂浆，停止搅拌后十八等分砂浆，等分后的每一份砂浆为2.7kg；
（3）振动条件下，向试模内注入步骤（2）中的一份砂浆，待砂浆均匀平铺在体积为150×150×150mm3试模内后，向试模中加入步骤（1）中一份石子，等到下层的砂浆均匀平铺在石子表面时，再注入步骤（2）中第二份砂浆一直振动到砂浆均匀的平铺在石子表面时，装入步骤（1）中第二份石子，重复以上的步骤，直至石子和砂浆填满试模；
（4）振动条件下，步骤（3）中试模被填满后，继续振动3min，停止振动，静置24h脱模，得到未完全硬化的混凝土试块；
（5）将步骤（4）未完全硬化的混凝土试块置于温度20℃、相对湿度92～94%RH下养护28天即得到产品。
用实施例2得到的一批产品进行混凝土试块抗压试验，试验结果见下表2：
该产品抗压强度满足设计强度C20要求，C20指的是混凝土抗压强度是20MPa。
二、一种石子分布均匀的混凝土预制件的制备
（1）备料：按原料配比将石子1148kg进行三等分，等分后的每一份石子为383kg；
（2）搅拌下，按原料参入量将水177kg、P.O42.5水泥380kg和砂子695kg搅拌成为拌合均匀的砂浆，停止搅拌后三等分砂浆，等分后的每一份砂浆为417kg；
（3）振动条件下，向试模内注入步骤（2）中的一份砂浆，待砂浆均匀平铺在体积为1×1×1m3试模内后，向试模中加入步骤（1）中一份石子，等到下层的砂浆均匀平铺在石子表面时，再注入步骤（2）中第二份砂浆一直振动到砂浆均匀的平铺在石子表面时，装入步骤（1）中第二份石子，重复以上的步骤，直至石子和砂浆填满试模；
（4）振动条件下，步骤（3）中试模被填满后，继续振动3min，停止振动，静置24h脱模，得到未完全硬化的混凝土试块；
（5）将步骤（4）未完全硬化的混凝土试块置于温度20℃、相对湿度92～94%RH下养护28天即得到产品。
实施例三：一种石子分布均匀的混凝土预制件，混凝土凝胶材料的用量300kg/m3，该混凝土胶凝材料为P.O42.5水泥掺入量12.5%，砂子掺入量26.25%，石子掺入量53.75%，水掺入量7.5%。具体混凝土预制构件的制作工序如下：
一、混凝土室内抗压强度试验
混凝土抗压强度室内试验每一组包含三个试块，共进行三组试验，每一个试块的体积为150×150×150mm3，按照0.039m3计算，具体制备方法如下：
（1）备料：按原料配比将石子50.3kg进行十八等分，等分后的每一份石子为2.7kg；
（2）搅拌下，按原料参入量将水7.0kg、P.O42.5水泥11.7kg和砂子24.6kg搅拌成为拌合均匀的砂浆，停止搅拌后十八等分砂浆，等分后的每一份砂浆为2.4kg；
（3）振动条件下，向试模内注入步骤（2）中的一份砂浆，待砂浆均匀平铺在体积为150×150×150mm3试模内后，向试模中加入步骤（1）中一份石子，等到下层的砂浆均匀平铺在石子表面时，再注入步骤（2）中第二份砂浆一直振动到砂浆均匀的平铺在石子表面时，装入步骤（1）中第二份石子，重复以上的步骤，直至石子和砂浆填满试模；
（4）振动条件下，步骤（3）中试模被填满后，继续振动5min，停止振动，静置24h脱模，得到未完全硬化的混凝土试块；
（5）将步骤（4）未完全硬化的混凝土试块置于温度20℃、相对湿度92～94%RH下养护28天即得到产品。
用实施例3得到的一批产品进行混凝土试块抗压试验，试验结果见下表3：
该产品抗压强度满足设计强度C30要求。
二、一种石子分布均匀的混凝土预制件的制备
（1）备料：按原料配比将石子1290kg进行三等分，等分后的每一份石子为430kg；
（2）搅拌下，按原料参入量将水180kg、P.O42.5水泥300kg和砂子630kg搅拌成为拌合均匀的砂浆，停止搅拌后三等分砂浆，等分后的每一份砂浆为370kg；
（3）振动条件下，向试模内注入步骤（2）中的一份砂浆，待砂浆均匀平铺在体积为1×1×1m3试模内后，向试模中加入步骤（1）中一份石子，等到下层的砂浆均匀平铺在石子表面时，再注入步骤（2）中第二份砂浆一直振动到砂浆均匀的平铺在石子表面时，装入步骤（1）中第二份石子，重复以上的步骤，直至石子和砂浆填满试模；
（4）振动条件下，步骤（3）中试模被填满后，继续振动5min，停止振动，静置24h脱模，得到未完全硬化的混凝土试块；
（5）将步骤（4）未完全硬化的混凝土试块置于温度20℃、相对湿度92～94%RH下养护28天即得到产品。
实施例四：一种石子分布均匀的混凝土预制件，混凝土凝胶材料的用量400kg/m3，该混凝土胶凝材料为P.O42.5水泥掺入量16.67%，砂子掺入量25.29%，石子掺入量50.67%，水掺入量7.37%。具体混凝土预制构件的制作工序如下：
一、混凝土室内抗压强度试验
混凝土抗压强度室内试验每一组包含三个试块，共进行三组试验，每一个试块的体积为150×150×150mm3，按照0.039m3计算，具体制备方法如下：
（1）备料：按原料配比将石子47.4kg进行十八等分，等分后的每一份石子为2.6kg；
（2）搅拌下，按原料参入量将水6.9kg、P.O42.5水泥15.6kg和砂子23.7kg搅拌成为拌合均匀的砂浆，停止搅拌后十八等分砂浆，等分后的每一份砂浆为2.6kg；
（3）振动条件下，向试模内注入步骤（2）中的一份砂浆，待砂浆均匀平铺在体积为150×150×150mm3试模内后，向试模中加入步骤（1）中一份石子，等到下层的砂浆均匀平铺在石子表面时，再注入步骤（2）中第二份砂浆一直振动到砂浆均匀的平铺在石子表面时，装入步骤（1）中第二份石子，重复以上的步骤，直至石子和砂浆填满试模；
（4）振动条件下，步骤（3）中试模被填满后，继续振动3min，停止振动，静置24h脱模，得到未完全硬化的混凝土试块；
（5）将步骤（4）未完全硬化的混凝土试块置于温度20℃、相对湿度92～94%RH下养护28天即得到产品。
用实施例4得到的一批产品进行混凝土试块抗压试验，试验结果见下表4：
该产品抗压强度满足设计强度C30要求。
二、一种石子分布均匀的混凝土预制件的制备
（1）备料：按原料配比将石子1216kg进行三等分，等分后的每一份石子为405kg；
（2）搅拌下，按原料参入量将水177kg、P.O42.5水泥400kg和砂子607kg搅拌成为拌合均匀的砂浆，停止搅拌后三等分砂浆，等分后的每一份砂浆为395kg；
（3）振动条件下，向试模内注入步骤（2）中的一份砂浆，待砂浆均匀平铺在体积为1×1×1m3试模内后，向试模中加入步骤（1）中一份石子，等到下层的砂浆均匀平铺在石子表面时，再注入步骤（2）中第二份砂浆一直振动到砂浆均匀的平铺在石子表面时，装入步骤（1）中第二份石子，重复以上的步骤，直至石子和砂浆填满试模；
（4）振动条件下，步骤（3）中试模被填满后，继续振动5min，停止振动，静置24h脱模，得到未完全硬化的混凝土试块；
（5）将步骤（4）未完全硬化的混凝土试块置于温度20℃、相对湿度92～94%RH下养护28天即得到产品。
实施例五：一种石子分布均匀的混凝土预制件，混凝土凝胶材料的用量420kg/m3，该混凝土胶凝材料为P.O42.5水泥掺入量17.5%，砂子掺入量30.4%，石子掺入量45.0%，水掺入量7.1%。具体混凝土预制构件的制作工序如下：
一、混凝土室内抗压强度试验
混凝土抗压强度室内试验每一组包含三个试块，共进行三组试验，每一个试块的体积为150×150×150mm3，按照0.039m3计算，具体制备方法如下：
（1）备料：按原料配比将石子42.1kg进行十八等分，等分后的每一份石子为2.3kg；
（2）搅拌下，按原料参入量将水6.6kg、P.O42.5水泥16.3kg和砂子28.5kg搅拌成为拌合均匀的砂浆，停止搅拌后十八等分砂浆，等分后的每一份砂浆为2.8kg；
（3）振动条件下，向试模内注入步骤（2）中的一份砂浆，待砂浆均匀平铺在体积为150×150×150mm3试模内后，向试模中加入步骤（1）中一份石子，等到下层的砂浆均匀平铺在石子表面时，再注入步骤（2）中第二份砂浆一直振动到砂浆均匀的平铺在石子表面时，装入步骤（1）中第二份石子，重复以上的步骤，直至石子和砂浆填满试模；
（4）振动条件下，步骤（3）中试模被填满后，继续振动3min，停止振动，静置24h脱模，得到未完全硬化的混凝土试块；
（5）将步骤（4）未完全硬化的混凝土试块置于温度20℃、相对湿度92～94%RH下养护28天即得到产品。
用实施例5得到的一批产品进行混凝土试块抗压试验，试验结果见下表5：
该产品抗压强度满足设计强度C30要求。
二、一种石子分布均匀的混凝土预制件的制备
（1）备料：按原料配比将石子1080kg进行三等分，等分后的每一份石子为360kg；
（2）搅拌下，按原料参入量将水170kg、P.O42.5水泥420kg和砂子730kg搅拌成为拌合均匀的砂浆，停止搅拌后三等分砂浆，等分后的每一份砂浆为440kg；
（3）振动条件下，向试模内注入步骤（2）中的一份砂浆，待砂浆均匀平铺在体积为1×1×1m3试模内后，向试模中加入步骤（1）中一份石子，等到下层的砂浆均匀平铺在石子表面时，再注入步骤（2）中第二份砂浆一直振动到砂浆均匀的平铺在石子表面时，装入步骤（1）中第二份石子，重复以上的步骤，直至石子和砂浆填满试模；
（4）振动条件下，步骤（3）中试模被填满后，继续振动5min，停止振动，静置24h脱模，得到未完全硬化的混凝土试块；
（5）将步骤（4）未完全硬化的混凝土试块置于温度20℃、相对湿度92～94%RH下养护28天即得到产品。
Claims (4)
1.一种混凝土预制构件的制备方法，其特征在于，它包括下述步骤：
（1）备料：按原料配比将石子等分备用；
（2）搅拌下，按原料配比将水、水泥和砂子搅拌成为拌合均匀的砂浆，停止搅拌等分砂浆；
（3）振动条件下，向试模内注入步骤（2）中的一份砂浆，待砂浆均匀平铺在试模内后，向试模中加入步骤（1）中一份石子，等到下层的砂浆均匀平铺在石子表面时，再注入步骤（2）中第二份砂浆一直振动到砂浆均匀的平铺在石子表面时，装入步骤（1）中第二份石子，重复以上步骤，直至石子和砂浆填满试模；
（4）振动条件下，步骤（3）中试模被填满后，继续振动1～5min，停止振动，静置20～30h脱模，得到未完全硬化的混凝土试块；
（5）将步骤（4）未完全硬化的混凝土试块置于温度18～22℃、相对湿度90～98%RH下养护28～35天即得到产品；
所述的混凝土预制构件原料配比为：以质量百分比计，混凝土胶凝材料用量300～420kg/m3：该混凝土胶凝材料包括水泥掺入量为12～25%，砂子掺入量为20～30%，石子掺入量为45～55%，余量为水。
2.根据权利要求1所述的混凝土预制构件的制备方法，其特征在于：所述水泥掺入量12～20%，砂子掺入量为20～25%，石子掺入量为50～55%，余量为水。
3.根据权利要求1所述的混凝土预制构件的制备方法，其特征在于：所述水泥掺入量20～25%，砂子掺入量为25～30%，石子掺入量为45～50%，余量为水。
4.根据权利要求1所述的混凝土预制构件的制备方法，其特征在于：所述水泥采用P.O42.5水泥。
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| "预制构件混凝土早龄期性能试验研究";杨思忠等;《聚羧酸系高性能减水剂研究与工程应用－第三届全国混凝土外加剂应用技术专业委员会年会论文集》;20070601;第172页-176页 * |
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