CN105503059A - 高性能混凝土 - Google Patents

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CN105503059A CN201510915180.0A CN201510915180A CN105503059A CN 105503059 A CN105503059 A CN 105503059A CN 201510915180 A CN201510915180 A CN 201510915180A CN 105503059 A CN105503059 A CN 105503059A
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孙志强
朱文涛
田军
罗凯
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Ningxia Shengyuan New Building Material Co Ltd
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Abstract

一种高性能混凝土由水泥、水、粉煤灰、复合矿物掺合料、砂、硅灰、石和外加剂混合而成,其中水泥的重量份为190份~358份,水的重量份为135份~153份,粉煤灰的重量份为40份~60份,复合矿物掺合料的重量份为110份~180份,砂的重量份为610份~874份,硅灰的重量份为0份~37份,石的重量份为1026份~1085份,外加剂的重量份为7.9份~17.2份。本发明提供的高性能混凝土抗渗性、抗氯离子侵蚀性和对钢筋锈蚀程度等都优于普通混凝土,高性能混凝土不会过早劣化,从而减少了建筑垃圾的产生。

Description

高性能混凝土
技术领域:
本发明涉及混凝土技术领域,特别涉及一种耐久性、体积稳定性好,施工性、经济型良好的高性能混凝土。
背景技术:
混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料,与水、外加剂和掺合料按一定比例配合,经搅拌而得的水泥混凝土,也称普通混凝土,它广泛应用于土木工程,普通的混凝土采用自然资源,每用1吨水泥,大概需要0.6吨以上的洁净水,每生产1吨硅酸盐水泥约需1.5吨石灰石和大量燃煤与电能,并排出1吨的二氧化碳,而大气中的二氧化碳浓度增加是造成地球温室效应的原因之一。尽管与钢材、铝材、塑料等其他建筑材料相比,混凝土本身也是一种节能型材料,但由于近年来用量庞大,过渡开采矿石和砂、石骨料,已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和天然景观。有些大城市现已难以获得质量合格的砂石。另一方面,由于普通混凝土过早劣化,如何处置废旧工程拆除后的建筑垃圾也为我们必须面对和认真解决的严峻课题。
发明内容:
有鉴于此,有必要提供一种高性能混凝土。
一种高性能混凝土,由水泥、水、粉煤灰、复合矿物掺合料、砂、硅灰、石和外加剂混合而成,其中水泥的重量份为190份~358份,水的重量份为135份~153份,粉煤灰的重量份为40份~60份,复合矿物掺合料的重量份为110份~180份,砂的重量份为610份~874份,硅灰的重量份为0份~37份,石的重量份为1026份~1085份,外加剂的重量份为7.9份~17.2份。
优选的,强度等级为C30的高性能混凝土所用水泥的重量份为190份,水的重量份为153份,粉煤灰的重量份为60份,复合矿物掺合料的重量份为110份,砂的重量份为874份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1026份,外加剂的重量份为7.9份;
强度等级为C35的高性能混凝土所用水泥的重量份为210份,水的重量份为150份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为120份,砂的重量份为832份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1058份,外加剂的重量份为8.4份;
强度等级为C40的高性能混凝土所用水泥的重量份为240份,水的重量份为150份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为130份,砂的重量份为800份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1060份,外加剂的重量份为9.3份;
强度等级为C45的高性能混凝土所用水泥的重量份为300份,水的重量份为150份,粉煤灰的重量份为40份,复合矿物掺合料的重量份为140份,砂的重量份为737份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1056份,外加剂的重量份为10.6份;
强度等级为C50的高性能混凝土所用水泥的重量份为320份,水的重量份为150份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为150份,砂的重量份为704份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1056份,外加剂的重量份为11.4份;
强度等级为C55的高性能混凝土所用水泥的重量份为335份,水的重量份为148份,粉煤灰的重量份为40份,复合矿物掺合料的重量份为160份,砂的重量份为681份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1064份,外加剂的重量份为11.9份;
强度等级为C60的高性能混凝土所用水泥的重量份为322份,水的重量份为145份,粉煤灰的重量份为40份,复合矿物掺合料的重量份为160份,砂的重量份为659份,硅灰的重量份为28份,石的重量份为1076份,外加剂的重量份为13.2份;
强度等级为C70的高性能混凝土所用水泥的重量份为341份,水的重量份为140份,粉煤灰的重量份为42份,复合矿物掺合料的重量份为170份,砂的重量份为627份,硅灰的重量份为30份,石的重量份为1090份,外加剂的重量份为15.2份;
强度等级为C80的高性能混凝土所用水泥的重量份为358份,水的重量份为135份,粉煤灰的重量份为40份,复合矿物掺合料的重量份为180份,砂的重量份为610份,硅灰的重量份为37份,石的重量份为1085份,外加剂的重量份为17.2份。
优选的,复合矿物掺合料的化学成分及重量百分比为SiO2份、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、K2O、Na2O,各化学成分的重量百分比分别依次为:54.21%、3.99%、3.06%、33.40%、1.66%、2.23%、1.04%、0.31%。
优选的,高性能混凝土中所用的砂为人工机制砂。
优选的,高性能混凝土中所用的外加剂为聚羧酸减水剂。
优选的,高性能混凝土中所用的外加剂为脂肪族减水剂,强度等级为C30的高性能混凝土所用水泥的重量份为190份,水的重量份为160份,粉煤灰的重量份为60份,复合矿物掺合料的重量份为110份,砂的重量份为874份,石的重量份为1026份,外加剂的重量份为11.5份;
强度等级为C35的高性能混凝土所用水泥的重量份为210份,水的重量份为155份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为120份,砂的重量份为832份,石的重量份为1058份,外加剂的重量份为13.5份;
强度等级为C40的高性能混凝土所用水泥的重量份为240份,水的重量份为155份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为130份,砂的重量份为800份,石的重量份为1060份,外加剂的重量份为14.5份;
强度等级为C45的高性能混凝土所用水泥的重量份为300份,水的重量份为155份,粉煤灰的重量份为40份,复合矿物掺合料的重量份为140份,砂的重量份为737份,石的重量份为1056份,外加剂的重量份为15.5份;
强度等级为C50的高性能混凝土所用水泥的重量份为320份,水的重量份为158份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为150份,砂的重量份为704份,石的重量份为1056份,外加剂的重量份为16.5份。
优选的,高性能混凝土中所用的水泥的标准稠度为24%~26%,水泥所用的缓凝剂为二水石膏。
本发明提供的高性能混凝土与普通混凝土相比较具有以下优点:普通混凝土的用水量高于高性能混凝土的用水量,硬化后混凝土立方体抗压强度增长缓慢,28d抗压强度只达到设计等级的110%左右,后期强度增长幅度不如高性能混凝土;普通混凝土的抗渗等级也能达到P20,但是破型后所测量得渗水高度要比高性能混凝土的高近10mm,高性能混凝土的抗渗性优于普通混凝土;普通混凝土的抗硫酸盐的等级为KS100,高性能混凝土的抗硫酸盐的等级为KS120,高性能混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能优于普通混凝土;高性能混凝土抗氯离子侵蚀性能优于普通混凝土;高性能混凝土相对普通混凝土对钢筋锈蚀程度较轻;高性能混凝土的抗碳化性能优于普通混凝土;高性能混凝土的收缩率小于普通混凝土。如此,本发明提供的高性能混凝土不会过早劣化,从而减少了建筑垃圾的产生。
具体实施方式:
高性能混凝土由水泥、水、粉煤灰、复合矿物掺合料、砂、硅灰、石和外加剂混合而成,其中水泥的重量份为190份~358份,水的重量份为135份~153份,粉煤灰的重量份为40份~60份,复合矿物掺合料的重量份为110份~180份,砂的重量份为610份~874份,硅灰的重量份为0份~37份,石的重量份为1026份~1085份,外加剂的重量份为7.9份~17.2份。
本发明提供了两种实施方式:
实施方式一,高性能混凝土所用的外加剂为聚羧酸减水剂,所用的复合矿物掺合料的化学成分及重量百分比为SiO2份、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、K2O、Na2O,各化学成分的重量百分比分别依次为:54.21%、3.99%、3.06%、33.40%、1.66%、2.23%、1.04%、0.31%,高性能混凝土所用的砂为人工机制砂。高性能混凝土中所用的水泥的标准稠度为24%~26%,水泥所用的缓凝剂为二水石膏。
强度等级为C30的高性能混凝土所用水泥的重量份为190份,水的重量份为153份,粉煤灰的重量份为60份,复合矿物掺合料的重量份为110份,砂的重量份为874份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1026份,外加剂的重量份为7.9份;
强度等级为C35的高性能混凝土所用水泥的重量份为210份,水的重量份为150份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为120份,砂的重量份为832份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1058份,外加剂的重量份为8.4份;
强度等级为C40的高性能混凝土所用水泥的重量份为240份,水的重量份为150份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为130份,砂的重量份为800份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1060份,外加剂的重量份为9.3份;
强度等级为C45的高性能混凝土所用水泥的重量份为300份,水的重量份为150份,粉煤灰的重量份为40份,复合矿物掺合料的重量份为140份,砂的重量份为737份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1056份,外加剂的重量份为10.6份;
强度等级为C50的高性能混凝土所用水泥的重量份为320份,水的重量份为150份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为150份,砂的重量份为704份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1056份,外加剂的重量份为11.4份;
强度等级为C55的高性能混凝土所用水泥的重量份为335份,水的重量份为148份,粉煤灰的重量份为40份,复合矿物掺合料的重量份为160份,砂的重量份为681份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1064份,外加剂的重量份为11.9份;
强度等级为C60的高性能混凝土所用水泥的重量份为322份,水的重量份为145份,粉煤灰的重量份为40份,复合矿物掺合料的重量份为160份,砂的重量份为659份,硅灰的重量份为28份,石的重量份为1076份,外加剂的重量份为13.2份;
强度等级为C70的高性能混凝土所用水泥的重量份为341份,水的重量份为140份,粉煤灰的重量份为42份,复合矿物掺合料的重量份为170份,砂的重量份为627份,硅灰的重量份为30份,石的重量份为1090份,外加剂的重量份为15.2份;
强度等级为C80的高性能混凝土所用水泥的重量份为358份,水的重量份为135份,粉煤灰的重量份为40份,复合矿物掺合料的重量份为180份,砂的重量份为610份,硅灰的重量份为37份,石的重量份为1085份,外加剂的重量份为17.2份。
实施方式二,高性能混凝土所用的复合矿物掺合料的化学成分及重量百分比为SiO2份、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、K2O、Na2O,各化学成分的重量百分比分别依次为:54.21%、3.99%、3.06%、33.40%、1.66%、2.23%、1.04%、0.31%。高性能混凝土中所用的砂为人工机制砂。高性能混凝土中所用的外加剂为脂肪族减水剂。高性能混凝土中所用的水泥的标准稠度为24%~26%,水泥所用的缓凝剂为二水石膏。
强度等级为C30的高性能混凝土所用水泥的重量份为190份,水的重量份为160份,粉煤灰的重量份为60份,复合矿物掺合料的重量份为110份,砂的重量份为874份,石的重量份为1026份,外加剂的重量份为11.5份;
强度等级为C35的高性能混凝土所用水泥的重量份为210份,水的重量份为155份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为120份,砂的重量份为832份,石的重量份为1058份,外加剂的重量份为13.5份;
强度等级为C40的高性能混凝土所用水泥的重量份为240份,水的重量份为155份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为130份,砂的重量份为800份,石的重量份为1060份,外加剂的重量份为14.5份;
强度等级为C45的高性能混凝土所用水泥的重量份为300份,水的重量份为155份,粉煤灰的重量份为40份,复合矿物掺合料的重量份为140份,砂的重量份为737份,石的重量份为1056份,外加剂的重量份为15.5份;
强度等级为C50的高性能混凝土所用水泥的重量份为320份,水的重量份为158份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为150份,砂的重量份为704份,石的重量份为1056份,外加剂的重量份为16.5份。
本发明中复合矿物掺和料以少量熟料、矿渣、采矿碎屑、粉煤灰、低品质硅灰等工业废渣为原料,采用机械活化技术生产而成的混凝土复合矿物掺合料。将复合矿物掺合料应用的混凝土中,克服单掺粉煤灰或磨细矿渣存在的质量缺陷和负面效应,能够较多地替代水泥用量,保证了混凝土具有较高工作性和耐久性,本发明中所用的人工机制砂具有很小的含泥量,适中的石粉含量和细度模数。
本发明提供的高性能混凝土与普通混凝土相比较具有以下优点:普通混凝土的用水量高于高性能混凝土的用水量,硬化后混凝土立方体抗压强度增长缓慢,28d抗压强度只达到设计等级的110%左右,后期强度增长幅度不如高性能混凝土;普通混凝土的抗渗等级也能达到P20,但是破型后所测量得渗水高度要比高性能混凝土的高近10mm,高性能混凝土的抗渗性优于普通混凝土;普通混凝土的抗硫酸盐的等级为KS100,高性能混凝土的抗硫酸盐的等级为KS120,高性能混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能优于普通混凝土;高性能混凝土抗氯离子侵蚀性能优于普通混凝土;高性能混凝土相对普通混凝土对钢筋锈蚀程度较轻;高性能混凝土的抗碳化性能优于普通混凝土;高性能混凝土的收缩率小于普通混凝土。如此,本发明提供的高性能混凝土能很好地保证混凝土的施工质量,不会过早地劣化,从而延长建筑物的生命周期,从而减少了建筑垃圾的产生。

Claims (9)

1.一种高性能混凝土,其特征在于:高性能混凝土由水泥、水、粉煤灰、复合矿物掺合料、砂、硅灰、石和外加剂混合而成,其中水泥的重量份为190份~358份,水的重量份为135份~160份,粉煤灰的重量份为40份~60份,复合矿物掺合料的重量份为110份~180份,砂的重量份为610份~874份,硅灰的重量份为0份~37份,石的重量份为1026份~1085份,外加剂的重量份为7.9份~17.2份。
2.如权利要求1所述的高性能混凝土,其特征在于:强度等级为C30的高性能混凝土所用水泥的重量份为190份,水的重量份为153份,粉煤灰的重量份为60份,复合矿物掺合料的重量份为110份,砂的重量份为874份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1026份,外加剂的重量份为7.9份;
强度等级为C35的高性能混凝土所用水泥的重量份为210份,水的重量份为150份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为120份,砂的重量份为832份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1058份,外加剂的重量份为8.4份;
强度等级为C40的高性能混凝土所用水泥的重量份为240份,水的重量份为150份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为130份,砂的重量份为800份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1060份,外加剂的重量份为9.3份;
强度等级为C45的高性能混凝土所用水泥的重量份为300份,水的重量份为150份,粉煤灰的重量份为40份,复合矿物掺合料的重量份为140份,砂的重量份为737份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1056份,外加剂的重量份为10.6份;
强度等级为C50的高性能混凝土所用水泥的重量份为320份,水的重量份为150份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为150份,砂的重量份为704份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1056份,外加剂的重量份为11.4份;
强度等级为C55的高性能混凝土所用水泥的重量份为335份,水的重量份为148份,粉煤灰的重量份为40份,复合矿物掺合料的重量份为160份,砂的重量份为681份,硅灰的重量份为0份,石的重量份为1064份,外加剂的重量份为11.9份;
强度等级为C60的高性能混凝土所用水泥的重量份为322份,水的重量份为145份,粉煤灰的重量份为40份,复合矿物掺合料的重量份为160份,砂的重量份为659份,硅灰的重量份为28份,石的重量份为1076份,外加剂的重量份为13.2份;
强度等级为C70的高性能混凝土所用水泥的重量份为341份,水的重量份为140份,粉煤灰的重量份为42份,复合矿物掺合料的重量份为170份,砂的重量份为627份,硅灰的重量份为30份,石的重量份为1090份,外加剂的重量份为15.2份;
强度等级为C80的高性能混凝土所用水泥的重量份为358份,水的重量份为135份,粉煤灰的重量份为40份,复合矿物掺合料的重量份为180份,砂的重量份为610份,硅灰的重量份为37份,石的重量份为1085份,外加剂的重量份为17.2份。
3.如权利要求1或2所述的高性能混凝土,其特征在于:复合矿物掺合料的化学成分及重量百分比为SiO2份、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、K2O、Na2O,各化学成分的重量百分比分别依次为:54.21%、3.99%、3.06%、33.40%、1.66%、2.23%、1.04%、0.31%。
4.如权利要求3所述的高性能混凝土,其特征在于:高性能混凝土中所用的砂为人工机制砂。
5.如权利要求3所述的高性能混凝土,其特征在于:高性能混凝土中所用的外加剂为聚羧酸减水剂。
6.如权利要求1所述的高性能混凝土,其特征在于:高性能混凝土中所用的外加剂为脂肪族减水剂。
7.如权利要求6所述的高性能混凝土,其特征在于:强度等级为C30的高性能混凝土所用水泥的重量份为190份,水的重量份为160份,粉煤灰的重量份为60份,复合矿物掺合料的重量份为110份,砂的重量份为874份,石的重量份为1026份,外加剂的重量份为11.5份;
强度等级为C35的高性能混凝土所用水泥的重量份为210份,水的重量份为155份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为120份,砂的重量份为832份,石的重量份为1058份,外加剂的重量份为13.5份;
强度等级为C40的高性能混凝土所用水泥的重量份为240份,水的重量份为155份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为130份,砂的重量份为800份,石的重量份为1060份,外加剂的重量份为14.5份;
强度等级为C45的高性能混凝土所用水泥的重量份为300份,水的重量份为155份,粉煤灰的重量份为40份,复合矿物掺合料的重量份为140份,砂的重量份为737份,石的重量份为1056份,外加剂的重量份为15.5份;
强度等级为C50的高性能混凝土所用水泥的重量份为320份,水的重量份为158份,粉煤灰的重量份为50份,复合矿物掺合料的重量份为150份,砂的重量份为704份,石的重量份为1056份,外加剂的重量份为16.5份。
8.如权利要求1所述的高性能混凝土,其特征在于:高性能混凝土中所用的水泥的标准稠度为24%~26%,水泥所用的缓凝剂为二水石膏。
9.如权利要求1所述的高性能混凝土,其特征在于:高性能混凝土所用的复合矿物掺合料包括熟料、矿渣、采矿碎屑、粉煤灰和硅灰。
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