CN105948618A - 一种利用机制砂制成的不发火花混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种利用机制砂制成的不发火花混凝土及其制备方法。本发明不发火花混凝土，以水泥的重量1为基准，由以下重量份组分组成：水泥1份；水0.54份～0.85份；粗骨料3.6份～4.9份；细骨料2.8份～4.1份；外加剂0.006份～0.018份。本发明一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其和易性好、强度高，水灰比合适，成本低，强度等级为C20，制备方法简单，凝结时间可以通过调整外加剂的用量控制，施工时间便于控制，混凝土施工便利，能有效地降低工程的施工成本，不仅能满足混凝土的不发火花性，即防火防爆性能，而且它的物理性能及力学性能满足了规范标准要求。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种利用机制砂制成的不发火花混凝土及其制备方法。
背景技术
随着技术的发展，混凝土功能逐步被细化，在工业建筑中，例如军工制造、液化石油气站，煤气生产厂、油化库、油站码头及其他易燃易爆工程、仓库等区域，对地面或者墙体具有防火防爆的特殊要求，尤其是对地面材料的要求很严，一定要具有不发火性。普通混凝土在遭遇撞击或摩擦时可能产生火花，如果是处在易燃易爆环境，就有可能引发爆炸引起火灾，导致人身安全和国家财产损失。因此对这些特殊环境下工作的建筑物或构筑物必须有特殊的消防防爆要求，即要求所用材料具有不发火花的防爆特性，因此，这些特殊地方需要采用一种不发火花混凝土。
不发火花混凝土，是一种能经受冲击而不发火花的特种混凝土，又称防爆混凝土。当所配制的混凝土与金属或坚硬石块等物体发生摩擦冲击或冲擦等机械作用时，均不发生红灼火花或火星，使易燃物质不易引起发火或爆炸危险。
申请号为“201310434694.5”，发明名称为“一种防火混凝土”，公开了一种防火混凝土，其成分包括硅酸盐水泥、粉煤灰、矿粉、砂、石子和外加剂，按配比为：硅酸盐水泥29～32，粉煤灰19～28，矿粉27～33，砂12～18，石子18～27，外加剂1～3.5。其公开的成分组分及其配比不清楚，对于是否具有防火性能，是否满足水泥的施工性能，如何制备和使用等，均不清楚。
纵观现有技术，申请人发现大多不发火花混凝土只是具有防火性能，其强度和施工性能与普通水泥相差不大，不能满足特殊场地的安全要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低，既能满足防火防爆要求，又能满足施工性能要求的机制砂制成的不发火花混凝土。
本发明一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，以水泥的重量1为基准，由以下重量份组分组成：
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，以水泥的重量1为基准，优选由以下重量份组分组成：
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其中所述水泥为普通硅酸盐水泥，优选为等级强度为42.5的普通硅酸盐水泥。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其中所述粗骨料为碎石，优选采用粒径为5～20mm的不发火花碎石。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其中所述细骨料为机制砂，优选采用细度模数为2.5～3的不发火花机制砂。
上述所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其中所述外加剂为聚羧酸系减水剂、萘系减水剂、木质磺酸盐减水剂中的至少一种，优选为复合型聚羧酸系高性能减水剂。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种利用机制砂制成的不发火花混凝土的制备方法。
该方法具体为依次将粗骨料、细骨料、水泥加入到混凝土搅拌机中搅拌均匀，同时将外加剂加入到混凝土搅拌用水中混合均匀，然后将水和减水剂混合液体加入到混凝土搅拌机中，充分搅拌1～3min后，取出，施工后得一种不发火花混凝土。
本发明一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其和易性好、强度高，水灰比合适，成本低，强度等级为C20，制备方法简单，凝结时间可以通过调整外加剂的用量控制，施工时间便于控制，混凝土施工便利，用机制砂代替河沙，可以大大节约河沙资源，降低工程的施工成本，该机制砂配制的不发火花混凝土不但要满足混凝土防火防爆性能技术指标，而且同时还需要满足混凝土和易性好、坍落度损失小、便于施工、强度符合设计要求等综合性能。
具体实施方式
本发明一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，以水泥的重量1为基准，由以下重量份组分组成：
拌制混凝土时所用的水和水泥的重量之比称为水灰比，水灰比影响混凝土的流变性能、水泥浆凝聚结构以及其硬化后的密实度，因而在组成材料给定的情况下，水灰比是决定混凝土强度、耐久性和其他一系列物理力学性能的主要参数。对某种水泥就有一个最适宜的比值，过大或过小都会使强度等性能受到影响，水灰比过小会使水化热较大，混凝土易开裂，砼的和易性较差，不利于现场施工操作，水灰比过大会降低混凝土的强度，因而本发明不发火花混凝土的水灰比采用0.54～0.85，不仅可以使混凝土具有良好的和易性，还能满足混凝土的力学性能和强度要求。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，以水泥的重量1为基准，优选由以下重量份组分组成：
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其中所述水泥为普通硅酸盐水泥，优选为等级强度为42.5的普通硅酸盐水泥，该水泥具有强度高、水化热大，抗冻性好、干缩小，耐磨性较好、抗碳化性较好等特点，能满足特殊施工场地对混凝土强度的要求。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其中所述粗骨料为碎石，优选采用粒径为5～20mm的不发火花碎石。这些碎石主要是指具有不发火花性能的石灰岩、大理石、白云石，本发明采用的粒径在5～20mm的连续级配碎石，具有如下优点：1、这样的骨料本身具有不发火花性，自身具有防火防爆特性；2、选择连续级配碎石做为粗骨料，是为了弥补级配不好的粗骨料混凝土施工性能不好的特性，级配好坏直接影响着混凝土的和易性，是影响混凝土性能指标的一个因素。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其中所述细骨料为机制砂，优选采用细度模数为2.5～3的不发火花机制砂。由于国内河沙资源有限，且大量开采，严重破坏了生态环境，本发明的一种利用机制砂配制的不发火花混凝土，有效地节约了河沙资源。
上述所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其中所述外加剂为聚羧酸系减水剂、萘系减水剂、木质磺酸盐减水剂中的至少一种，优选为复合型聚羧酸系高性能减水剂。
本发明还提供一种利用机制砂制成的不发火花混凝土的制备方法。
该方法具体为依次将粗骨料、细骨料、水泥加入到混凝土搅拌机中搅拌均匀，同时将外加剂加入到混凝土搅拌用水中混合均匀，然后将水和减水剂混合液体加入到混凝土搅拌机中，充分搅拌1～3min后，取出，施工后得一种不发火花混凝土。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
以下实施例中水泥采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；粗骨料采取粒径为5～20mm的不发火花碎石；细骨料采用细度模数为2.5～3.0的不发火花机制砂；所述的水为市网管道自来水，符合混凝土拌合用水要求；所述的外加剂为复合型聚羧酸系高性能减水剂。
实施例1
一、混凝土的制备
本发明实施例将按照表1中K1、K2、K3、K4、K5各组分重量份，依次将粗骨料机制砂、细骨料河沙、水泥加入搅拌机中搅拌均匀，外加剂首先须加入到混凝土搅拌用水中去混合，然后将水和外加剂混合液体加入到混凝土搅拌机中，充分搅拌1.5～2.5min后，混凝土混合物从搅拌机中卸出，由混凝土罐车运输到施工现场，进行后续的施工。
其中，D1是采用水泥1份；水0.86份；粗骨料3.59份；细骨料2.79份；外加剂0.001份；
D2是采用水泥1份；水0.86份；粗骨料3.59份；细骨料2.79份；外加剂0.0006份。
表1 各组分成分及其重量配比
| 编号 | 水泥/kg | 粗骨料/kg | 细骨料/kg | 水/kg | 外加剂/kg |
| K1 | 280 | 1130 | 870 | 160 | 4.50 |
| K2 | 290 | 1100 | 890 | 174 | 2.32 |
| K3 | 300 | 1096 | 850 | 185 | 2.10 |
| K4 | 270 | 1080 | 840 | 180 | 1.85 |
| K5 | 260 | 1040 | 910 | 155 | 4.68 |
| D1 | 280 | 1005 | 781 | 240 | 0.28 |
| D2 | 290 | 1040 | 809 | 250 | 0.18 |
其中，K1、K2、K3、K4、K5以及D1、D2所述外加剂为复合型聚羧酸系高性能减水剂。
施工过程中没有特殊要求，主要是注意浇筑完混凝土后，要用抹刀进行二次抹压，加强养护，避免混凝土表面开裂。
二、混凝土性能测试
按照《建筑地面工程施工质量验收规范》GB50209-2010的要求进行了不发火试验及其在施工使用后，混凝土的各项性能指标，测试结果见表2所示：
表2 各试验组混凝土性能对比
从表2中可以看出，采用本发明特定重量配比下的各组分制备得到的不发火花混凝土，初始状态坍落度大，砼的和易性较好，保坍效果良好，同时其早期7天强度以及28天评定强度都有较大的提升，综合效果十分明显，为确保混凝土施工性能及产品质量奠定了坚实的基础。通过大量工程应用证明，该方法所制备一种不发火花机制砂地坪混凝土与金属或石块等坚硬物体发生摩擦、冲击或冲摩等机械作用时，不发生火花或火星，完全满足了地坪混凝土防火防爆性能的技术指标要求，且混凝土和易性好，使用效果优良，操作简便、成本优势明显，值得大范围推广。
近年来由于国内河沙资源有限，且大量开采，严重破坏了生态环境，本发明的一种利用机制砂配制的不发火花混凝土，是由胶凝材料水泥、不发火花细骨料、不发火花粗骨料、水、外加剂按比例混合搅拌配制而成，有效地节约了河沙资源。该机制砂配制的不发火花混凝土不但满足混凝土防火防爆性能技术指标，而且同时还满足混凝土和易性好、坍落度损失小、便于施工、强度符合设计要求等综合性能。
Claims (7)
1.一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其特征在于：由以下重量份组分组成：
2.根据权利要求1所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其特征在于：由以下重量份组分组成：
3.根据权利要求1或2所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其特征在于：所述水泥为普通硅酸盐水泥，优选等级强度为42.5的普通硅酸盐水泥。
4.根据权利要求1或2所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其特征在于：所述粗骨料为碎石，优选采用粒径为5～20mm的不发火花碎石。
5.根据权利要求1或2所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其特征在于：所述细骨料为机制砂，优选采用细度模数为2.5～3的不发火花机制砂。
6.根据权利要求1或2所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土，其特征在于：所述外加剂为聚羧酸系减水剂、萘系减水剂、木质磺酸盐减水剂中的至少一种，优选为复合型聚羧酸系高性能减水剂。
7.权利要求1～6任一项所述一种利用机制砂制成的不发火花混凝土的制备方法，其特征在于：依次将粗骨料、细骨料、水泥加入到混凝土搅拌机中搅拌均匀，同时将外加剂加入到混凝土搅拌用水中混合均匀，然后将水和减水剂混合液体加入到混凝土搅拌机中，充分搅拌1～3min后，取出，施工后得一种不发火花混凝土。
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