CN104844099A - 一种低收缩低粘度超高强混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种低收缩低粘度超高强混凝土，该混凝土按照单方配比用量计，各成分及用量如下：水泥250～300kg，微珠120～180kg，矿粉90～120kg，机制砂820～860kg；碎石950～1000kg，减水剂7～11kg；水115～125kg，搅拌1.5～2min，得到混凝土拌合物。本发明所述混凝土胶凝材料用量少，总收缩率低(0.3～0.4‰)，倒置坍落度筒排空时间为5～10s，同配比砂浆的粘度为20～28Pa·s，28d抗压强度为110MPa～130MPa，56d抗压强度为120MPa-135MPa。该混凝土具有胶凝材料用量低，搅拌时间短，工作性能佳，综合成本低的特点，可实现大规模生产，具有广阔的应用前景。

Description

一种低收缩低粘度超高强混凝土
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种低收缩低粘度超高强混凝土。
背景技术
高强高性能混凝土因具有高强度、高抗腐蚀耐久性，可减小结构尺寸、减轻结构自重、节约用地、降低能耗、降低结构维修费和重建费等优点，其技术发展成为了建筑行业重点研究并关注的混凝土技术之一。同时随着建筑设计的高层及超高层化、大跨度化、地下化以及环境严酷的发展趋势，高强及超高强高性能混凝土在超高层建筑、跨海大桥、海上采油平台等大型工程中具有突出的应用优势。
超高强混凝土是指立方体抗压强度大于100MPa的混凝土，但因其胶凝材料用量较高(600～700kg/m3)、水胶比低(0.18～0.21)，外加剂用量较高(18～25kg/m3)，加上超活性材料硅灰，使得超高强混凝土水化热高、收缩开裂严重，同时较大的粘性导致超高强混凝土在应用中的泵送困难等问题逐渐显现出来。随着技术的日益发展，超高强混凝土凸显的问题逐渐有所改善，但均是单一方面的。如中国专利CN103524093A《一种超高强混凝土》，利用磷渣的特性来延缓水泥水化，降低混凝土水化热，减少混凝土温差裂缝，但其技术并未能有效改善混凝土收缩大、粘性高的问题；如中国专利CN103613348A《低粘度、易泵送平均强度120MPa超高强混凝土》，采用微珠、专用减水剂双掺技术改善超高强混凝土粘度，并泵送至500m以上，但其技术仍未涉及混凝土水化热高、收缩开裂风险高的问题。
除以上情况外，目前多数技术配制超高强混凝土时，胶凝材料种类均在4种及以上，且水泥为52.5硅酸盐水泥。若大规模生产时，商品混凝土搅拌站又将会面临粉料储存罐数量不足的困境，使得混凝土技术难以真正大规模应用于实际工程中，最终脱离实际应用。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种低收缩低粘度超高强混凝土。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
一种低收缩低粘度超高强混凝土，由胶凝材料、机制砂、碎石、减水剂和水组成，按照单方用量(kg/m3)计，该混凝土各成分的用量如下：胶凝材料510～550，机制砂820～860，碎石950～1000，减水剂7～11，水115～125；所述胶凝材料的各组分按单方用量(kg/m3)计为：水泥250～300，微珠120～180和矿粉90～120。
按上述方案，所述水泥为P·O42.5普通硅酸盐水泥，水泥28d胶砂抗压强度不低于48MPa，水泥标准稠度用水量不大于26％。
按上述方案，所述微珠为全球状的超细粉煤灰，堆积密度为800～1000kg/m3，激光粒度参数D50≤2μm，胶砂需水量比不大于90％，烧失量不大于1％，28d活性指数不小于100％。
按上述方案，所述的矿粉比表面积不小于750m2/kg，激光粒度参数D50≤10μm，烧失量不大于3.0％，28d活性指数不小于115％。
按上述方案，所述机制砂为细度模数为2.7～3.0的Ⅱ区砂，MB值小于1.4，石粉含量不大于4％，泥块含量不大于0.5％。
按上述方案，所述碎石为5～20mm连续级配反击破碎石，针片状含量不大于5％，含泥量不大于0.5％，泥块含量不大于0.2％，其中母岩为玄武岩或石灰岩，母岩抗压强度不小于130MPa。
按上述方案，所述的减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水剂含固量不低于20％，减水率不低于25％。
本发明的超高强混凝土中所用的微珠，是利用优质粉煤灰经过自己独特工艺精选出的一种超细(亚微米级)全球状的粉体产品。因其独特的球状形态及微粒径尺度，微珠具有显著的“形态效应”、“活性效应”、“微集料效应”，在混凝土中有明显的减水、降粘、增强作用，是一种性能优异的新型高性能掺合料。通过大掺量技术，在超高强混凝土中，不仅增强、降粘效果明显，而且还能显著降低混凝土水化温升，减少混凝土收缩裂缝。
本发明的超高强混凝土中所用的矿粉，28d活性指数不低于115％，表面积不小于750m2/kg，是一种超细的新型高性能掺合料，具有活性高、早强、改善新拌混凝土性能和力学性能等作用。应用在在超高强混凝土中，不仅对混凝土强度的增加作用明显，而且混凝土耐久性也得到显著提高。本发明的有益效果：
(1)本发明所述的低收缩低粘度超高强混凝土可以同时解决超高强混凝土的收缩开裂以及粘性过大导致泵送困难的问题，使用的胶凝材料总量低(510～550kg/m3)，矿物掺合料掺量大(矿物掺合料总掺量达40％-55％)，超强混凝土工作性能佳(扩展度达650±50mm)，收缩小(总收缩率为0.3～0.4‰)，粘度低(倒置坍落度筒排空时间为5～10s，同配比砂浆的粘度为20～28Pa·s)，28d抗压强度为110MPa～130MPa，56d抗压强度为120MPa-135MPa；
(2)本发明采用商品混凝土搅拌站常用的普通硅酸盐水泥，双掺大掺量微珠和超细矿粉，混凝土搅拌时间短(1.5～2.0min)，综合成本低，可实现大规模的生产应用，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实例。
实施例1
一种低收缩低粘度超高强混凝土，单方(m3)混凝土组分如下：水泥250kg，微珠180kg，矿粉120kg，机制砂820kg，玄武岩碎石985kg，减水剂9.0kg，水125kg。材料准备齐全后，将上述组分混合，经过强制式搅拌机搅拌1.5mim，即可得本发明中所述的低收缩低粘度超高强混凝土，混凝土工作性佳，粘度较低，无离析、泌水现象。混凝土拌合物性能及硬化性能、收缩率如表1所示。
实施例2
一种低收缩低粘度超高强混凝土，单方(m3)混凝土组分如下：水泥280kg，微珠150kg，矿粉110kg，机制砂840kg，玄武岩碎石1000kg，减水剂8.7kg，水120kg。材料准备齐全后，将上述组分混合，经过强制式搅拌机搅拌1.5min，即可得本发明中所述的低收缩低粘度超高强混凝土，混凝土工作性佳，粘度较低，无离析、泌水现象。混凝土拌合物性能及硬化性能、收缩率如表1所示。
实施例3
一种低收缩低粘度超高强混凝土，单方(m3)混凝土组分如下：水泥300kg，微珠120kg，矿粉120kg，机制砂860kg，石灰岩碎石970kg，减水剂10.2kg，水120kg。材料准备齐全后，将上述组分混合，经过强制式搅拌机搅拌2.0min，即可得本发明中所述的低收缩低粘度超高强混凝土，混凝土工作性佳，粘度较低，无离析、泌水现象。混凝土拌合物性能及硬化性能、收缩率如表1所示。
实施例4
一种低收缩低粘度超高强混凝土，单方(m3)混凝土组分如下：水泥300kg，微珠120kg，矿粉90kg，机制砂860kg，玄武岩碎石990kg，减水剂11.0kg，水115kg。材料准备齐全后，将上述组分混合，经过强制式搅拌机搅拌2.0min，即可得本发明中所述的低收缩低粘度超高强混凝土，混凝土工作性佳，粘度较低，无离析、泌水现象。混凝土拌合物性能及硬化性能、收缩率如表1所示。
实施例5
一种低收缩低粘度超高强混凝土，单方(m3)混凝土组分如下：水泥300kg，微珠160kg，矿粉90kg，机制砂850kg，玄武岩碎石970kg，减水剂9.5kg，水115kg。材料准备齐全后，将上述组分混合，经过强制式搅拌机搅拌1.5min，即可得本发明中所述的低收缩低粘度超高强混凝土，混凝土工作性佳，粘度较低，无离析、泌水现象。混凝土拌合物性能及硬化性能、收缩率如表1所示。
表1混凝土性能测试结果
*表1中，砂浆是指同配比砂浆：为待测样品经5mm标准筛筛出的砂浆或按混凝土配合比基础上去除石的配合比配制的砂浆。
*表1中，总收缩包括化学收缩、干燥收缩和碳化收缩。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低收缩低粘度超高强混凝土，其特征在于，所述超高强混凝土是由胶凝材料、机制砂、碎石、减水剂和水组成，按照单方用量计，该混凝土各成分的用量如下：胶凝材料510~550 kg/m3，机制砂820~860 kg/m3，碎石950~1000 kg/m3，减水剂7~11 kg/m3，水115~125 kg/m3；所述胶凝材料的各组分按单方用量计为：水泥250~300 kg/m3，微珠120~180 kg/m3和矿粉90~120 kg/m3。
2.根据权利要求1所述的低收缩低粘度超高强混凝土，其特征在于，所述水泥为P·O42.5普通硅酸盐水泥，水泥28d胶砂抗压强度不低于48MPa，水泥标准稠度用水量不大于26％。
3.根据权利要求1所述的低收缩低粘度超高强混凝土，其特征在于，所述微珠为全球状的超细粉煤灰，堆积密度为800~1000kg/m3，激光粒度参数D50≤2μm，胶砂需水量比不大于90%，烧失量不大于1%，28d活性指数不小于100%。
4.根据权利要求1所述的低收缩低粘度超高强混凝土，其特征在于，所述的矿粉比表面积不小于750m2/kg，激光粒度参数D50≤10μm，烧失量不大于3.0%，28d活性指数不小于115%。
5.根据权利要求1所述的低收缩低粘度超高强混凝土，其特征在于，所述机制砂为细度模数为2.7~3.0的Ⅱ区砂，MB值小于1.4，石粉含量不大于4%，泥块含量不大于0.5%。
6.根据权利要求1所述的低收缩低粘度超高强混凝土，其特征在于，所述碎石为5~20mm连续级配反击破碎石，针片状含量不大于5%，含泥量不大于0.5%，泥块含量不大于0.2%，其中母岩为玄武岩或石灰岩，母岩抗压强度不小于130MPa。
7.根据权利要求1所述的低收缩低粘度超高强混凝土，其特征在于，所述的减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水剂含固量不低于20%，减水率不低于25%。
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