CN105294006A

CN105294006A - 一种具有高工作性的c100～c120级超高强混凝土

Info

Publication number: CN105294006A
Application number: CN201510697938.8A
Authority: CN
Inventors: 龚剑; 吴德龙; 许永和; 王圣怡; 陈建大; 周云
Original assignee: Shanghai Construction Group Co Ltd; Shanghai Jiangong Construction Material Co Ltd
Current assignee: Shanghai Construction Group Co Ltd; Shanghai Jiangong Construction Material Co Ltd
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2016-02-03

Abstract

本发明公开了一种具有高工作性的C100～C120级超高强混凝土，属于建筑材料技术领域，用于解决常规的高强混凝土流动性不高、施工性能不佳的问题。该具有高工作性的C100～C120级超高强混凝土，包括水泥、微米级胶凝材料、纳米级胶凝材料、碎石、砂子、外加剂和水。本发明的超高强混凝土强度达到C100～C120级，强度等级高、粘度低，同时兼备良好的流动性和可操作性，满足超高建筑泵送施工的要求。

Description

一种具有高工作性的C100～C120级超高强混凝土

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种具有高工作性的C100～C120级超高强混凝土。

背景技术

随着现代建筑的发展，超高层建筑越来越多，超高层建筑对混凝土材料的要求较高，一是需要混凝土具有超高的强度等级，二是需要混凝土有良好的工作性能，可以直接泵送至较高的垂直高度。因此，有必要开发超高强度、低粘度和泵送性能好的混凝土。目前生产超高强度混凝土的方法主要包括：一、合理利用高效减水剂、采用优质骨料、优质水泥以及优质掺合料(粒化高炉矿渣粉、电厂粉煤灰等)；二、采用硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥；三、以矿渣、碱组分制备碱矿渣高强度混凝土。通过以上方法配制出的高强混凝土具有优良的物理力学性能，然而，前述高强混凝土流动性不高，施工性能不佳。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当视为承认或以任何形式暗示该信息为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供具有高工作性的C100～C120级超高强混凝土，以解决常规的高强混凝土流动性不高、施工性能不佳的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种具有高工作性的C100～C120级超高强混凝土，所述超高强混凝土包括：水泥、微米级胶凝材料、纳米级胶凝材料、砂子、碎石、外加剂和水，各成分的单方用量配比(kg/m3)如下：

进一步地，所述微米级胶凝材料由粉煤灰微珠、粒化高炉矿渣粉中的一种或两种组合而成。

进一步地，所述纳米级胶凝材料由硅灰、纳米二氧化硅中的一种或两种组合而成。

进一步地，水泥的主体粒径范围为5μm～80μm。

进一步地，微米级胶凝材料的主体粒径范围为0.5μm～5μm。

进一步地，纳米级胶凝材料的主体粒径范围为1nm～200nm。

进一步地，所述外加剂为聚羧酸类高效减水剂或带晶种功能的聚羧酸类外加剂，减水率不低于40％。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明提供了一种新型的超高强混凝土配合比设计方法，使得混凝土的强度达到C100～C120强度等级，以往的超高强混凝土配合比设计方法重点落在提高混凝土的强度，本发明着眼于胶凝体系的颗粒级配问题，通过在混凝土中掺入适当比例的微米级胶凝材料(粒化高炉矿渣粉、粉煤灰微珠)和纳米级胶凝材料(硅灰、纳米二氧化硅)，使得掺入的矿物掺合料和水泥形成连续级配，弥补了水泥粒子填充性能的不足，充分发挥了矿物掺合料的填充作用和增塑作用。同时，在配合比设计中，引入带晶种功能的减水剂，能够有效激发矿物掺合料的水化反应。本发明的具有高工作性的C100～C120级超高强混凝土同时兼具良好的流动性和可操作性，满足超高建筑泵送施工的要求，具有强度等级高、粘度低、适合超高层泵送的特点。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的具有高工作性的C100～C120级超高强混凝土作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

本发明实施例中水泥为P.II52.5硅酸盐水泥(水泥的主体粒径范围为5μm～80μm，也就是说，粒径范围为5μm～80μm的比例为75％～80％)；微米级胶凝材料可以选择粉煤灰微珠和粒化高炉矿渣粉中的一种或者两种，该粉煤灰微珠为电厂烟灰分选颗粒(平均粒径为0.5μm～2.5μm)，该粒化高炉矿渣粉等级包括S95、S105或者S115(平均粒径为1μm～5μm)，微米级胶凝材料的主体粒径范围为0.5μm～5μm，也就是说，粒径范围为0.5μm～5μm的比例为75％～80％；纳米级胶凝材料由硅灰(平均粒径为100nm～200nm)、纳米二氧化硅(一般粒径范围在1nm～100nm)中的一种或两种组合而成，纳米级胶凝材料的主体粒径范围为1nm～200nm，也就是说，粒径范围为1nm～200nm的比例为75％～80％；粗骨料为有连续级配的碎石，粒径为5mm～20mm；细骨料砂子为中砂，细度模数为2.3～3.0；外加剂为聚羧酸类高效减水剂或者带晶种功能的聚羧酸类外加剂；水为普通自来水。特别地，本发明实施例中外加剂为由钙质材料、硅质材料、凝胶分散剂和水制备的带有晶种功能型的凝胶溶液早强剂，减水率不低于40％，其中钙质材料和硅质材料的摩尔比为1：1，水的重量与钙质材料和硅质材料的总重量比为8：1，凝胶分散剂的质量分数为0.50％。

本发明实施例及对照组制备的混凝土均采用《高强混凝土应用技术规程》(JGJ/T281～2012)推荐的标准搅拌方式。测试时，本发明实施例及对照组制备的混凝土均按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081～2002)中的方法测试混凝土的力学性能，按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T50080～2002)中的方法测试混凝土的操作性能。

实施例1

具有高工作性的C100级超高强混凝土，该超高强混凝土各成分的单方用量配比(kg/m3)如表1所示：

表1超高强混凝土的配比(kg/m3)

水泥	微米级胶凝材料	纳米级胶凝材料	砂子	碎石	外加剂	水
							390	162	20	800	900	13	120
390	150	32	800	900	13	120

根据上述两组配比，按照常规方法制备得到C100级超高强混凝土，制得的两组所述C100级超高强混凝土对应的工作性能及抗压强度如表2所示：

表2C100级超高强混凝土的工作性能和抗压强度如下：

坍落度(mm)	3天抗压强度(MPa)	7天抗压强度(MPa)	28天抗压强度(MPa)
				250	81.6	96.9	115.6
250	82.3	95.8	116.5

实施例2

具有高工作性的C110级超高强混凝土，该超高强混凝土各成分的单方用量配比(kg/m3)如表3所示：

表3超高强混凝土的配比(kg/m3)

水泥	微米级胶凝材料	纳米级胶凝材料	砂子	碎石	外加剂	水
							390	172	32	800	900	13	120
390	179	28	800	900	13	120

根据上述两组配比，按照常规方法制备得到C110级超高强混凝土，制得的两组所述C110级超高强混凝土对应的工作性能及抗压强度如表4所示：

表4C110级超高强混凝土的工作性能和抗压强度如下：

坍落度(mm)	3天抗压强度(MPa)	7天抗压强度(MPa)	28天抗压强度(MPa)
				250	83.7	97.3	123.7
250	85.0	98.1	124.4

实施例3

具有高工作性的C120级超高强混凝土，该超高强混凝土各成分的单方用量配比(kg/m3)如表5所示：

表5超高强混凝土的配比(kg/m3)

水泥	微米级胶凝材料	纳米级胶凝材料	砂子	碎石	外加剂	水
							395	185	50	800	900	13	120
395	200	35	800	900	13	120

根据上述两组配比，按照常规方法制备得到C120级超高强混凝土，制得的两组所述C120级超高强混凝土对应的工作性能及抗压强度如表6所示：

表6C120级超高强混凝土的工作性能和抗压强度如下：

坍落度(mm)	3天抗压强度(MPa)	7天抗压强度(MPa)	28天抗压强度(MPa)
				250	84.3	98.0	134.6
250	87.2	99.7	133.9

对照组，普通C100级超高强混凝土各成分的单方用量配比(kg/m3)如表7所示：

表7C100级超高强混凝土的配比(kg/m3)

水泥	矿粉	粉煤灰	砂子	碎石	高效减水剂	水
							450	150	55	800	900	13.5	120

根据上述配比，按照常规方法制备得到C100级超高强混凝土，所述C100级超高强混凝土的工作性能及抗压强度如表8所示：

表8C100级超高强混凝土的工作性能和抗压强度如下：

坍落度(mm)	3天抗压强度(MPa)	7天抗压强度(MPa)	28天抗压强度(MPa)
				100～160	79.3	90.5	113.4

结合以上数据可知，本发明实施例制备的超高强混凝土的强度达到C100～C120，本发明实施例制备的具有高工作性的C100～C120级超高强混凝土满足超高强度、低粘度，具备良好的工作性能与力学性能。与传统型的C100级超高强混凝土相比，本发明实施例通过在混凝土中掺入适当比例的微米级胶凝材料(粒化高炉矿渣粉、粉煤灰微珠中的一种或两种)和纳米级胶凝材料(硅灰或者纳米二氧化硅中的一种或两种)，使得掺入的矿物掺合料和水泥形成连续级配，分散均匀，弥补了水泥粒子填充性能的不足，充分发挥了矿物掺合料的填充作用和增塑作用。同时，在配合比设计中，引入带晶种功能的减水剂作为外加剂，能够有效激发矿物掺合料的水化反应，早强效果好。按普通方法配制的C100～C120级超高强混凝土很难达到《高强混凝土应用技术规程》(JGJ/T281～2012)规定的坍落度≥220mm的泵送要求，按本发明实施例配制出的混凝土强度达到C100～C120级，从而符合超高强混凝土的要求，同时兼具良好的流动性和可操作性，坍落度满足了标准要求，满足了生产和施工的要求。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定。本领域的技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求的保护范围。

Claims

1.一种具有高工作性的C100～C120级超高强混凝土，其特征在于，所述超高强混凝土包括：水泥、微米级胶凝材料、纳米级胶凝材料、砂子、碎石、外加剂和水，各成分的单方用量配比(kg/m3)如下：

2.根据权利要求1所述的超高强混凝土，其特征在于，所述微米级胶凝材料由粉煤灰微珠、粒化高炉矿渣粉中的一种或两种组合而成。

3.根据权利要求1所述的超高强混凝土，其特征在于，所述纳米级胶凝材料由硅灰、纳米二氧化硅中的一种或两种组合而成。

4.根据权利要求1所述的超高强混凝土，其特征在于，所述水泥的主体粒径范围为5μm～80μm。

5.根据权利要求1所述的超高强混凝土，其特征在于，所述微米级胶凝材料的主体粒径范围为0.5μm～5μm。

6.根据权利要求1所述的超高强混凝土，其特征在于，所述纳米级胶凝材料的主体粒径范围为1nm～200nm。

7.根据权利要求1所述的超高强混凝土，其特征在于，所述外加剂为聚羧酸类高效减水剂或带晶种功能的聚羧酸类外加剂，减水率不低于40％。