CN104310906A - 一种结构用轻骨料混凝土 - Google Patents

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范晓玲
李峰
孔文艺
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Abstract

本发明公开了一种结构用轻骨料混凝土，属于混凝土技术领域。本发明中结构用轻骨料混凝土的组分为：水泥400~530份、粉煤灰0~100份、矿粉0~100份、硅灰0~50份、陶粒455~699份、陶砂0~252份、天然砂175~673份、机制砂0~275份、水126~171份、高性能混凝土泵送剂7.2~17.6份。其中陶粒的密度等级范围为600~900级，粒径范围为5~25mm，所述陶砂的密度等级范围为700~1000级，粒径范围为0~5mm。本发明配制所得的轻骨料混凝土和易性好，可实现泵送施工，浇注成型的成品表观密度小，减小了构件和建筑物的自重，抗压强度高，使轻骨料混凝土制成的构件和建筑物更能抵抗外力，不易受破坏。

Description

一种结构用轻骨料混凝土
技术领域
 本发明涉及一种混凝土技术领域，具体涉及一种结构用轻骨料混凝土。
背景技术
混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，混凝土以其原料丰富、价格低廉、生产工艺简单等优点，在土木工程、造船业、机械工业、海洋开发、地热工程中使用量越来越大。混凝土按照骨料不同分为重混凝土、普通混凝土、轻质混凝土，其中轻质混凝土与前两者相比具有保温性能好，耐火性能良好、结构自重轻、易加工、运输和吊装效率高等特点，根据这些特点，轻骨料混凝土目前主要应用于保温、隔热用小砌块和板材等墙体材料。轻骨料混凝土是指用轻骨料、轻砂、水泥和水配制而成的干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。轻骨料混凝土根据其强度等级不同分为保温轻骨料混凝土、结构保温混凝土、结构保温混凝土，其中结构混凝土主要应用于承重构件或构筑物。随着近年来高性能陶粒的生产和应用，陶粒越来越多地被应用为轻骨料混凝土的骨料品种，目前已经有关于不同密度等级和抗压等级的轻骨料混凝土的研究，但市场上的轻骨料混凝土还是普遍存在坍落度损失大、和易性差、表观密度较大、抗压强度低，易受外力破坏的问题。
发明内容
为了解决上述现有技术的缺陷，本发明通过以下技术方案实现：
一种结构用轻骨料混凝土，所述混凝土原料组成为:水泥400~530份、陶粒455~699份、天然砂175~673份、水126~171份、高性能混凝土泵送剂7.2~17.6份、粉煤灰0~100份、矿粉0~100份、硅灰0~50份、陶砂0~252份、机制砂0~275份。
进一步地所述陶粒的密度等级范围为600~900级，粒径范围为5~25mm，陶砂的密度等级范围为700~1000级，粒径范围为0~5mm。
进一步地所述水泥为GB175-2011中定义的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥；粉煤灰为GB/T1596-2005中定义的II级粉煤灰；矿粉为GB/T18046-2008中定义的S75级矿粉；硅灰为GB/T27690-2011中定义的硅灰。
上述一种结构用轻骨料混凝土的制备方法如下：
（1）选取密度等级范围为600~900级，粒径范围为5~25mm的陶粒和密度等级范围为700~1000级，粒径范围为0~5mm陶砂；
（2）取步骤（1）中所述陶粒455~699份和陶砂0~252份进行预湿处理，滤干明水后备用；
（3）将各原料组分称料并加入到搅拌机中搅拌均匀得到混合物，该混合物按下列重量配比称料：水泥400~530份、粉煤灰0~100份、矿粉0~100份、硅灰0~50份、步骤（2）中预湿处理后备用的陶粒和陶砂、天然砂175~673份、机制砂0~275份；
（4）向步骤（3）所得的混合物中加入水126~171份、高性能混凝土泵送剂7.2~17.6份并搅拌均匀得到拌合物，将所得拌合物浇注成型得到成品。
与现有技术相比，本发明一种结构用轻骨料具有以下优点：
本发明选用陶粒和陶砂作为混凝土的骨料，陶粒和陶砂具有轻质性，减小了混凝土制成成品的自重，降低了混凝土表观密度，两者适当的配比提高了和易性；高性能混凝土泵送剂的选用减少了用水量，减小了坍落度损失，使混凝土具有良好的施工性，提高抗压强度和耐久性；硅灰的配比显著改善了拌合物粘聚性，又提高了成品的抗压强度，使得构件和建筑物能抵抗外力不受破坏。本发明配制的轻骨料混凝土和易性良好，可实现泵送施工，表观密度小，可减轻构件和建筑物的自重；本发明进一步限定陶粒的密度等级范围为600~900级和粒径5~25mm，陶砂的密度等级范围为700~1000级，粒径范围为0~5mm，减小了成品坍落度，使产品不易分层离析；进一步限定了水泥为GB175-2011中定义的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。本发明的原料各组分组成为最优配比，测试按照该配比得到拌合物的初始坍落度为200~255mm，扩展度为500~625mm，测试拌合物浇注成型后成品的干表观密度为1550~1950kg/m3，3天抗压强度为20~45MPa，7天抗压强度为30~60MPa，28天抗压强度为35~76MPa。按本发明配比制成的拌合物坍落度损失减小，和易性好，浇注成型的成品表观密度小，抗压强度高，抗震性好。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作出进一步说明：
实施例1
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：硅酸盐水泥500份、天然砂331份、陶粒528份、陶砂106份、水150份、高性能混凝土泵送剂8.5份。选用的陶粒的密度等级为600级，粒径为5~25mm；陶砂的密度等级为700级，粒径为0~5mm。 
本实施例中结构用轻骨料混凝土制备方法为：
（1）选取密度等级为600级，粒径为5~25mm的陶粒和密度等级为700级，粒径为0~5mm的陶砂；
（2）取步骤（1）中陶粒528份和陶砂106份进行预湿处理； 
（3）将各原料组分称料并加入到搅拌机中搅拌均匀得到混合物，该混合物按下列重量配比称料：硅酸盐水泥500份、天然砂331份、步骤（2）中预湿处理后的陶粒和陶砂； 
（4）向步骤(3)所得的混合物中加入水150份、高性能混凝土泵送剂8.5份并搅拌均匀即得拌合物，将拌合物浇注成型后即得成品。
本实施例中最后测试配制得到拌合物的初始坍落度为240mm，扩展度为600mm。测试浇注成型后成品的干表观密度为1550kg/m3，3天的抗压强度为26.8MPa，7天的抗压强度为31.4MPa，28天的抗压强度为38.8MPa。陶粒和陶砂的选用降低了混凝土表观密度，两者适当的配比提高了和易性；高性能混凝土泵送剂的选用减少了用水量，减小了坍落度损失，使混凝土具有良好的施工性，提高了抗压强度和耐久性，水泥为硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例2
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组分为：普通硅酸盐水泥400份、II级粉煤灰50份、天然砂183份、机制砂275份、陶粒479份、陶砂162份、水126份、高性能混凝土泵送剂7.2份。选用的陶粒的密度等级为600级，粒径为5~25mm；所述陶砂的密度等级为1000级，粒径为0~5mm。 
本实施例中混凝土制备方法同实施例1。
本实施例中最后配制得到的拌合物的初始坍落度为200mm，扩展度500mm。浇注成型后成品的干表观密度为1610kg/m3，3天的抗压强度为26.7MPa，7天的抗压强度为35.0MPa，28天的抗压强度为42.6MPa。陶粒和陶砂的选用降低了混凝土表观密度，两者适当的配比提高了和易性；高性能混凝土泵送剂的选用减少了用水量，减小了坍落度损失，使混凝土具有良好的施工性，提高了抗压强度和耐久性，水泥为普通硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例3
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：矿渣硅酸盐水泥400份、II级粉煤灰50份、S75级矿粉50份、天然砂175份、机制砂263份、陶粒460份、陶砂155份、水145份、高性能混凝土泵送剂8.0份。选用的陶粒的密度等级为600级，粒径为5~25mm；陶砂的密度等级为1000级，粒径为0~5mm。
本实施例中混凝土制备方法同实施例1。
本实施例配制得到拌合物的初始坍落度为230mm，扩展度为520mm。浇注成型后成品的干表观密度为1640kg/m3，3天的抗压强度为34.6MPa，7天的抗压强度为40.8MPa，28天的抗压强度为43.0MPa。陶粒和陶砂的选用降低了混凝土表观密度，两者适当的配比提高了和易性；高性能混凝土泵送剂的选用减少了用水量，减小了坍落度损失，使混凝土具有良好的施工性，提高了抗压强度和耐久性；水泥选用矿渣硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例4
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：矿渣硅酸盐水泥400份、II级粉煤灰100份、天然砂347份、陶粒521份、陶砂140份、水150份、高性能混凝土泵送剂8.25份。选用的陶粒的密度等级为700级，粒径为5~25mm；陶砂的密度等级为700级，粒径为0~5mm。
本实施例中混凝土制备方法同实施例1。
本实施例配制得到拌合物的初始坍落度为225mm，扩展度为575mm。浇注成型后成品的干表观密度为1610kg/m3，3天的抗压强度为35.7MPa，7天的抗压强度为41.5MPa，28天的抗压强度为44.9MPa。陶粒和陶砂的选用降低了混凝土表观密度，两者适当的配比提高了和易性；高性能混凝土泵送剂的选用减少了用水量，减小了坍落度损失，使混凝土具有良好的施工性，提高了抗压强度和耐久性；水泥选用矿渣硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例5
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：火山灰质硅酸盐水泥400份、S75级矿粉100份、天然砂349份、陶粒521份、陶砂157份、水160份、高性能混凝土泵送剂8.25份。选用的陶粒的密度等级为800级，粒径为5~25mm；陶砂的密度等级为700级，粒径为0~5mm。
本实施例中混凝土制备方法同实施例1。
本实施例配制得到拌合物的初始坍落度为220mm，扩展度为565mm。浇注成型后成品的干表观密度为1720kg/m3，3天的抗压强度为31.8MPa，7天的抗压强度为40.8MPa，28天的抗压强度为48.3MPa。轻骨料混凝土和易性良好，可实现泵送施工，表观密度小，可减轻构件和建筑物的自重，抗压强度高，使得构件和建筑物能抵抗外力不受破坏，水泥选用火山灰质硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例6
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：火山灰质硅酸盐水泥450份、S75级矿粉50份、天然砂488份、陶粒612份、陶砂85份、水159份、高性能混凝土泵送剂14.3份。选用的陶粒的密度等级为900级，粒径为5~20mm；陶砂的密度等级为700级，粒径为0~5mm。 
本实施例中混凝土制备方法同实施例1。
本实施例配制得到拌合物的初始坍落度为215mm，扩展度为555mm。浇注成型后成品的干表观密度为1820kg/m3，3天的抗压强度为38.6MPa，7天的抗压强度为49.3MPa，28天的抗压强度为60.8MPa。轻骨料混凝土和易性良好，可实现泵送施工，表观密度小，可减轻构件和建筑物的自重，抗压强度高，使得构件和建筑物能抵抗外力不受破坏，水泥选用火山灰质硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例7
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：粉煤灰硅酸盐水泥470份、II级粉煤灰50份、硅灰30份、天然砂252份、机制砂253份、陶粒667份、水152份、高性能混凝土泵送剂14.85份。本实施例中选用的陶粒的密度等级为900级，粒径为5~20mm。
本实施例中混凝土制备方法同实施例1。
本实施例测试配制得到的拌合物的初始坍落度为265mm，扩展度为670mm。浇注成型后成品的干表观密度为1870kg/m3，3天的抗压强度为36.2MPa，7天的抗压强度为47.0MPa，28天的抗压强度为59.4MPa。硅灰的配比显著改善了拌合物粘聚性，又提高了成品的抗压强度，使本发明配制的轻骨料混凝土和易性良好，可实现泵送施工，表观密度小，可减轻构件和建筑物的自重，抗压强度高，使得构件和建筑物能抵抗外力不受破坏，水泥选用粉煤灰硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例8
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：粉煤灰硅酸盐水泥450份、II级粉煤灰50份、硅灰50份、天然砂248份、机制砂248份、陶粒665份、陶砂116份、水138份、高性能混凝土泵送剂14.85份。本实施例中选用的陶粒的密度等级为900级，粒径为5~20mm；陶砂密度等级为1000级，粒径为0~5mm。
本实施例中混凝土制备方法同实施例1。
本实施例配制得到拌合物的初始坍落度为250mm，扩展度为580mm。浇注成型后成品的干表观密度为1920kg/m3，3天的抗压强度为41.3MPa，7天的抗压强度为55.1MPa，28天的抗压强度为70.0MPa。硅灰的配比显著改善了拌合物粘聚性，又提高了成品的抗压强度，使轻骨料混凝土和易性良好，可实现泵送施工，表观密度小，可减轻构件和建筑物的自重，抗压强度高，使得构件和建筑物能抵抗外力不受破坏，水泥选用粉煤灰硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例9
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：复合硅酸盐水泥450份、硅灰50份、S75级矿粉50份、天然砂257份、机制砂257份、陶粒699份、陶砂94份、水143份、高性能混凝土泵送剂15.95份。本实施例中选用的陶粒的密度等级为900级，粒径为5~20mm；陶砂密度等级为1000级，粒径为0~5mm。 
本实施例中混凝土制备方法同实施例1。
本实施例配制得到拌合物的初始坍落度为235mm，扩展度为500mm。浇注成型后成品的干表观密度为1940kg/m3，3天的抗压强度为44.3MPa，7天的抗压强度为53.9MPa，28天的抗压强度为75.2MPa。硅灰的配比显著改善了拌合物粘聚性，又提高了成品的抗压强度，使轻骨料混凝土和易性良好，可实现泵送施工，表观密度小，可减轻构件和建筑物的自重，抗压强度高，使得构件和建筑物能抵抗外力不受破坏，水泥选用复合硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例10
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：复合硅酸盐水泥450份、II级粉煤灰50份、硅灰50份、天然砂514份、陶粒678份、陶砂94份、水143份、高性能混凝土泵送剂17.6份。本实施例中选用的陶粒的密度等级为900级，粒径为5~20mm；陶砂密度等级为1000级，粒径为0~5mm。
本实施例中混凝土制备方法同实施例1。
本实施例配制得到拌合物的初始坍落度为240mm，扩展度为525mm。浇注成型后成品的干表观密度为1920kg/m3，3天的抗压强度为39.5MPa，7天的抗压强度为51.8MPa，28天的抗压强度为69.8MPa。硅灰的配比显著改善了拌合物粘聚性，又提高了成品的抗压强度，使轻骨料混凝土和易性良好，可实现泵送施工，表观密度小，可减轻构件和建筑物的自重，抗压强度高，使得构件和建筑物能抵抗外力不受破坏，水泥选用复合硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例11
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：普通硅酸盐水泥500份、天然砂256份、陶粒455份、陶砂252份、水160份、高性能混凝土泵送剂8.0份。本实施例中选用的陶粒的密度等级为600级，粒径为5~25mm；陶砂的密度等级为1000级，粒径为0~5mm。
本实施例中混凝土的制备方法同实施例1。
本实施例中最后测试配制得到拌合物的初始坍落度为220mm，扩展度为625mm。浇注成型后成品的干表观密度为1560kg/m3，3天的抗压强度为31.6MPa，7天的抗压强度为34.5MPa，28天的抗压强度为41.8MPa。陶粒和陶砂的选用降低了混凝土表观密度，两者适当的配比提高了和易性；高性能混凝土泵送剂的选用减少了用水量，减小了坍落度损失，使混凝土具有良好的施工性，提高了抗压强度和耐久性。水泥选用普通硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例12
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：矿渣硅酸盐水泥450份、II级粉煤灰50份、天然砂673份、陶粒584份、水171份、高性能混凝土泵送剂14.85份，选用的陶粒的密度等级为800级，粒径为5~25mm。
本实施例中混凝土的制备方法同实施例1。
本实施例配制得到拌合物的初始坍落度为215mm，扩展度为545mm。浇注成型后成品的干表观密度为1890kg/m3，3天的抗压强度为37.6MPa，7天的抗压强度为48.2MPa，28天的抗压强度为62.0MPa。按本实施例配比配置得到的轻骨料混凝土和易性良好，可实现泵送施工，表观密度小，可减轻构件和建筑物的自重，抗压强度高，使得构件和建筑物能抵抗外力不受破坏。水泥选用矿渣硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例13
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：火山灰质硅酸盐水泥470份、II级粉煤灰50份、硅灰30份、天然砂252份、机制砂253份、陶粒699份、陶砂83份、水164份、高性能混凝土泵送剂9.9份。本实施例中选用的陶粒的密度等级为900级，粒径为5~20mm；陶砂的密度等级为1000级，粒径为0~5mm。
本实施例中混凝土的制备方法同实施例1。
本实施例测试配制得到拌合物的初始坍落度为235mm，扩展度为500mm。浇注成型后成品的干表观密度为1910kg/m3，3天的抗压强度为35.6MPa，7天的抗压强度为47.5MPa，28天的抗压强度为60.3MPa。硅灰的配比显著改善了拌合物粘聚性，又提高了成品的抗压强度，使本发明配制的轻骨料混凝土和易性良好，可实现泵送施工，表观密度小，可减轻构件和建筑物的自重，抗压强度高，使得构件和建筑物能抵抗外力不受破坏。水泥选用火山灰质硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例14
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：粉煤灰硅酸盐水泥530份、硅灰20份、天然砂266份、机制砂266份、陶粒666份、陶砂87份、水155份、高性能混凝土泵送剂14.6份。本实施例中选用的陶粒的密度等级为900级，粒径为5~20mm；陶砂的密度等级为1000级，粒径为0~5mm。
本实施例中混凝土制备方法同实施例1。
本实施例测试配制得到拌合物的初始坍落度为255mm，扩展度为620mm。浇注成型后成品的干表观密度为1920kg/m3，3天的抗压强度为36.5MPa，7天的抗压强度为49.6MPa，28天的抗压强度为65.3MPa。硅灰的配比显著改善了拌合物粘聚性，又提高了成品的抗压强度，使本发明配制的轻骨料混凝土和易性良好，可实现泵送施工，表观密度小，可减轻构件和建筑物的自重，抗压强度高，使得构件和建筑物能抵抗外力不受破坏。水泥选用粉煤灰硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例15
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：普通硅酸盐水泥420份、陶粒385份、天然砂192份、水160份、高性能混凝土泵送剂8.3份。本实施例中选用的陶粒的密度等级为800级，粒径为5~20mm。
本实施例中混凝土制备方法同实施例1。
本实施例测试配制得到拌合物的初始坍落度为250mm，扩展度为620mm。浇注成型后成品的干表观密度为1670kg/m3，3天的抗压强度为25.5MPa，7天的抗压强度为29.5MPa，28天的抗压强度为37.8MPa。本实施例配比显著改善了拌合物粘聚性，又提高了成品的抗压强度，使本发明配制的轻骨料混凝土和易性良好，可实现泵送施工，表观密度小，可减轻构件和建筑物的自重，抗压强度高，使得构件和建筑物能抵抗外力不受破坏。水泥选用普通硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例16
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：矿渣硅酸盐水泥440份、陶粒565份、天然砂652份、水163份、高性能混凝土泵送剂13.8份。本实施例中选用陶粒的密度等级为900级，粒径为5~20mm。
本实施例中混凝土制备方法同实施例1。
本实施例测试配制得到的拌合物的初始坍落度为206mm，扩展度为532mm。浇注成型后成品的干表观密度为1910kg/m3，3天的抗压强度为35.2MPa，7天的抗压强度为42.1MPa，28天的抗压强度为59.0MPa。本实施例配比显著改善了拌合物粘聚性，又提高了成品的抗压强度，使本发明配制的轻骨料混凝土和易性良好，可实现泵送施工，表观密度小，可减轻构件和建筑物的自重，抗压强度高，使得构件和建筑物能抵抗外力不受破坏。水泥选用矿渣硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。
实施例17
本实施例中结构用轻骨料混凝土的组成为：粉煤灰硅酸盐水泥448份、II级粉煤灰47份、硅灰45份、天然砂240份、机制砂243份、陶粒660份、陶砂113份、水135份、S75级矿粉90份、高性能混凝土泵送剂14.25份。本实施例中选用的陶粒的密度等级为900级，粒径为5~25mm；陶砂密度等级为1000级，粒径为0~5mm。
本实施例中混凝土制备方法同实施例1。
本实施例配制得到拌合物的初始坍落度为252mm，扩展度为560mm。浇注成型后成品的干表观密度为1902kg/m3，3天的抗压强度为42.5MPa，7天的抗压强度为56.7MPa，28天的抗压强度为73.0MPa。陶粒和陶砂的选用降低了混凝土表观密度，两者适当的配比提高了和易性；硅灰的配比显著改善了拌合物粘聚性，又提高了成品的抗压强度，使轻骨料混凝土和易性良好，可实现泵送施工；水泥选用粉煤灰硅酸盐水泥，提高了成品的耐磨性和抗冻性。按本实施例配置的成品表观密度小，自重小，抗压强度高，使得构件和建筑物能抵抗外力不受破坏。

Claims (3)

1.一种结构用轻骨料混凝土，其特征在于，所述混凝土原料组成为:水泥400~530份、陶粒455~699份、天然砂175~673份、水126~171份、高性能混凝土泵送剂7.2~17.6份、粉煤灰0~100份、矿粉0~100份、硅灰0~50份、陶砂0~252份、机制砂0~275份。
2.根据权利要求1所述的一种结构用轻骨料混凝土，其特征在于，所述的陶粒的密度等级范围为600~900级，粒径范围为5~25mm，陶砂的密度等级范围为700~1000级，粒径范围为0~5mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种结构用轻骨料混凝土，其特征在于，所述的水泥为GB175-2011中定义的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥，粉煤灰为GB/T1596-2005中定义的II级粉煤灰，矿粉为GB/T18046-2008中定义的S75级矿粉，硅灰为GB/T27690-2011中定义的硅灰。
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