CN106220089A - 高性能结构工程用混凝土材料及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高性能结构工程用混凝土材料及其制备方法和用途，其中所述混凝土材料的组分和用量分别为：水泥400‑900Kg/M3，粗骨料300‑950Kg/M3，细骨料500‑1050Kg/M3，补偿收缩掺合料0‑100Kg/M3，聚合物外加剂1‑15Kg/M3，硅灰0‑65Kg/M3，纤维0.5‑2.5Kg/M3，所述粗骨料的粒径为5‑16mm，所述细骨料的粒径小于5mm，各种原材料含水率小于1.5％，使用时加水量为干物料的7‑11％。所述混凝土材料的制备方法包括下列步骤：先按上述组成和用量选取原料，然后用机械搅拌3分钟以上，再采用防水防潮包装。所述混凝土材料适用于结构工程中钢筋混凝土梁柱节点及钢筋密集区混凝土浇筑、预制装配式结构的混凝土现浇部分浇捣、装饰装修过程中的改扩建以及其它的工程结构浇筑等。

Description

高性能结构工程用混凝土材料及其制备方法和用途
【技术领域】
本发明涉及一种混凝土材料及其制备方法和用途，特别是涉及一种结构工程用混凝土材料及其制备方法和用途。
【发明背景】
随着我国经济水平的不断发展，建筑结构抗震性能水准也逐步提高，现浇钢筋混凝土结构中的钢筋用量也相比之前有所增加。目前许多实际工程中，结构设计的梁柱节点钢筋十分密集，然而搅拌站提供的普通混凝土流动性差，导致浇筑混凝土时在节点钢筋密集处无法振捣密实，大大影响了结构抗震的力学性能。
同时，各地政府正大力推广预制装配式建筑工程的现浇部分，由于浇筑空间的限制，无法使用普通的混凝土材料进行浇捣，目前大多情况采用的是水泥基灌浆料进行浇筑。然而，灌浆料作为砂浆类产品存在体积稳定性差，容易开裂的缺点，而且与预制构件混凝土的强度等级相差过大，从而导致现浇构件与预制构件系统不配套，两者无法协同工作。
还有对于一些闹市区和装饰装修过程中的改扩建项目，由于主体结构早已施工完毕以及现场复杂的交通情况，导致混凝土搅拌车和大型的泵送设备无法进入施工现场完成浇筑，从而延误了施工进度。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是现有结构工程中，使用传统混凝土和水泥基灌浆料造成的施工困难、浇捣质量差、系统不配套等缺陷。
为解决上述技术问题，本发明提供一种高性能结构工程用混凝土材料，其组分和用量分别为：水泥400-900Kg/M3，粗骨料300-950Kg/M3，细骨料500-1050Kg/M3，补偿收缩掺合料0-100Kg/M3，聚合物外加剂1-15Kg/M3，硅灰0-65Kg/M3，所述粗骨料的粒径为5-16mm，所述细骨料的粒径小于5mm，各种原材料含水率小于1.5％，使用时加水量为干物料的7-11％。
进一步，所述粗骨料为碎石或天然卵石。
进一步，所述细骨料为天然砂、人工砂或工业渣。
进一步，所述补偿收缩掺合料选自磨细煅烧明矾石或各种UEA、HEA。
进一步，所述聚合物外加聚羧酸类混凝土减水剂或可溶性聚合物。
本发明进一步提供一种高性能结构工程用混凝土材料的制备方法，其包括下列步骤：先按下列配比选取原料：水泥400-900Kg/M3，粗骨料300-950Kg/M3，细骨料500-1050Kg/M3，补偿收缩掺合料0-100Kg/M3，聚合物外加剂1-15Kg/M3，硅灰0-65Kg/M3，各种原材料含水率小于1.5％，使用时加水量为干物料的7-11％；然后用机械搅拌3分钟以上；再采用防水防潮包装。
本发明还提供一种高性能结构工程用混凝土材料的用途，所述混凝土材料应用于结构工程中钢筋混凝土梁柱节点及钢筋密集区。
本发明还提供一种高性能结构工程用混凝土材料的用途，所述混凝土材料应用于预制装配式结构的混凝土现浇部分。
本发明还提供一种高性能结构工程用混凝土材料的用途，所述混凝土材料应用于装饰装修过程中的改扩建。
所述高性能结构工程用混凝土材料还进一步适用于其它各类工程结构。
因此，本发明的有益之处在于提供一种高性能结构工程用混凝土材料，其具有流动性好、施工便捷、自密实、无收缩、高粘结性等特点。
【具体实施例】
本发明高性能结构工程用混凝土材料包括水泥、粗骨料、细骨料、补偿收缩掺合料、聚合物外加剂、硅灰等。各组分用量分别为：水泥400-900Kg/M3，粗骨料300-950Kg/M3，细骨料500-1050Kg/M3，补偿收缩掺合料0-100Kg/M3，聚合物外加剂1-15Kg/M3，硅灰0-65Kg/M3，各种原料含水率小于1.5％，使用时加水量为干物料的7-11％。其中水泥为42.5级普通硅酸盐水泥或52.5级普通硅酸盐水泥或硫率酸盐水泥。根据当地的资源状况，粗骨料可单独使用碎石或天然卵石，也可以同时使用碎石和天然卵石。粗骨料的粒径为5-16mm。根据当地的资源状况，细骨料可单独使用天然砂、人工砂或工业渣，也可以同时使用天然砂、人工砂和工业渣。其中工业渣可以是水淬粒化高炉矿渣、磷渣等。细骨料的粒径小于5mm。
根据当地的资源状况，补偿收缩掺合料可以单独使用磨细煅烧明矾石、各种UEA或HEA，也可以同时使用磨细煅烧明矾石、各种UEA和HEA。加入补偿收缩掺合料能使混凝土材料水化硬化后无收缩，从而使加固过程中新增构件与原结构的同步受力性能良好。根据当地的资源状况，聚合物外加剂可以单独使用萘系混凝土减水剂、聚羧酸类混凝土减水剂或可溶性聚合物，也可以同时使用聚羧酸类混凝土减水剂和可溶性聚合物。其中可溶性聚合物可以是乳胶粉等。聚合物外加剂的作用是增强混凝土材料的流动性及与原混凝土和钢筋的粘结力。纤维为短切的聚丙烯纤维或聚乙烯醇纤维。纤维的作用在于增强混凝土材料的耐火性和耐久性。硅灰的添加也是为了增强凝土材料的流动性。
本发明高性能结构工程加固用混凝土材料可达到如表1所示的技术指标：
表1
从表1中可以看出，本发明高性能结构工程用混凝土材料比传统混凝土材料具有更优异的流动性，现场加水搅拌既可，免振捣，施工便捷，可用于传统混凝土浇捣困难、无法施工的工程。而且，本发明高性能结构工程用混凝土材料还具有施工后无收缩、高粘结性等特点，现浇构件与预制构件的同步受力性能良好，与钢筋粘结性良好。另外，特选粗细骨料及补偿收缩组分使混凝土材料的抗裂性能良好。
因此，本发明高性能结构工程用混凝土材料特别适用于结构工程中钢筋混凝土梁柱节点及钢筋密集区、预制装配式结构的混凝土现浇部分以及装饰装修过程中的改扩建，还特别适用于其它各类工程结构。
一种上述高性能结构工程用混凝土材料的制备方法，其包括下列步骤：先按下列配比选取原料：水泥400-900Kg/M3，粗骨料300-950Kg/M3，细骨料500-1050Kg/M3，补偿收缩掺合料0-100Kg/M3，聚合物外加剂1-15Kg/M3，硅灰0-65Kg/M3，纤维0.5-2.5Kg/M3，各种原材料含水率小于1.5％，使用时加水量为干物料的7-11％；然后用机械搅拌3分钟以上；再采用防水防潮包装。所制成的混凝土强度等级为C30至C80。
下面结合实施例阐明本发明高性能结构工程用混凝土材料的具体制备过程。
实施例1
一种强度等级为C30的高性能结构工程加固用混凝土材料，其具体制备方法如下：
先按表格2选取原料：(单位：Kg/M3)
水泥 UEA 细骨料 粗骨料 萘磺酸钠 纤维 水
437 44 976 728 2.88 0.8 211
表2
其中水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，UEA为上海白水泥厂UEA，细骨料模数为2.5mm，粗骨料粒径为5-16mm，萘磺酸钠为浙江五龙萘系高效减水剂，纤维为格雷斯6mm聚丙烯短切纤维。
然后用机械搅拌3分钟以上，采用防水防潮包装。使用时加水机械搅拌5分钟以上。
实施例2
一种强度等级为C60的高性能结构工程加固用混凝土材料，其具体制备方法如下：
先按表格3选取原料：(单位：Kg/M3)
水泥 UEA 细骨料 粗骨料 聚羧酸盐 纤维 水 乳胶粉
610 61 778 763 2.018 0.6 206 1.4
表3
其中水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，UEA为上海白水泥厂UEA，细骨料模数为2.5mm，粗骨料粒径为5-16mm，聚羧酸盐为苏州弗克聚羧酸高效减水剂，纤维为格雷斯6mm聚丙烯短切纤维。
然后用机械搅拌3分钟以上，采用防水防潮包装。使用时加水机械搅拌5分钟以上。
实施例3
一种强度等级为C80的高性能结构工程加固用混凝土材料，其具体制备方法如下：
先按表格4选取原料：(单位：Kg/M3)
水泥 硅灰 细骨料 粗骨料 聚羧酸盐 纤维 水 乳胶粉
624 61 685 913 3.283 0.6 167 2.8
表4
其中水泥为52.5级普通硅酸盐水泥，硅灰为瑞典爱尔肯硅灰，细骨料模数为2.8mm，粗骨料粒径为5-10mm，聚羧酸盐为苏州弗克聚羧酸高效减水剂，纤维为格雷斯3mm聚丙烯短切纤维。
然后用机械搅拌3分钟以上，采用防水防潮包装。使用时加水机械搅拌5分钟以上。
所有萘系高效减水剂、聚羧酸盐高效减水剂、应用于混凝土的短切纤维以及可溶性大分子聚合物均适用于本发明，在此不一一列举。本发明的各原料上下限取值均能实现本发明，在此不一一列举。

Claims (10)

1.一种高性能结构工程用混凝土材料，包括以下组分：水泥400-900Kg/M3，粗骨料300-950Kg/M3，细骨料500-1050Kg/M3，补偿收缩掺合料0-100Kg/M3，聚合物外加剂1-15Kg/M3，硅灰0-65Kg/M3，所述粗骨料的粒径为5-16mm，所述细骨料的粒径小于5mm，各组分含水率均小于1.5％，使用时加水量为各组分总重量的7-11％。
2.如权利要求1所述的高性能结构工程用混凝土材料，其特征在于：所述粗骨料为碎石和/或天然卵石。
3.如权利要求1所述的高性能结构工程用混凝土材料，其特征在于：所述细骨料选自天然砂、人工砂或工业渣中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的高性能结构工程用混凝土材料，其特征在于：所述补偿收缩掺合料选自磨细煅烧明矾石或各种UEA、HEA中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的高性能结构工程用混凝土材料，其特征在于：所述聚合物外加剂为萘系混凝土减水剂或聚羧酸类混凝土减水剂或可溶性聚合物中的一种或几种。
6.一种如权利要求1所述的混凝土材料的制备方法，其包括下列步骤：先按下列配比选取原料：水泥400-900Kg/M3，粗骨料300-950Kg/M3，细骨料500-1050Kg/M3，补偿收缩掺合料0-100Kg/M3，聚合物外加剂1-15Kg/M3，硅灰0-65Kg/M3，各种原材料含水率小于1.5％，然后将原料充分搅拌均匀，再采用防水防潮包装。
7.一种如权利要求1所述的混凝土材料的用途，其特征在于：所述混凝土材料在结构工程中钢筋混凝土梁柱节点及钢筋密集区方面的应用。
8.一种如权利要求1所述的混凝土材料的用途，其特征在于：所述混凝土材料在预制装配式结构的混凝土现浇部分方面的应用。
9.一种如权利要求1所述的混凝土材料的用途，其特征在于：所述混凝土材料在装饰装修过程中的改扩建方面的应用。
10.一种如权利要求1所述的混凝土材料的用途，其特征在于：所述混凝土材料在其它各类工程结构方面的应用。
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