CN106517928A - Fqy抗裂硅质高韧性混凝土及其选择性建构制备工艺 - Google Patents

Fqy抗裂硅质高韧性混凝土及其选择性建构制备工艺 Download PDF

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Abstract

FQY抗裂硅质高韧性混凝土及其选择性建构制备工艺，本发明涉及一种混凝土，为提供一种抗裂硅质高韧性混凝土，本发明的技术方案如下：硅酸盐水泥：220～295kg/m3、矿物掺合料：100～180kg/m3、聚丙烯酸酯：3～5kg/m3、减水剂：3～5kg/m3、中砂：680～815kg/m3、碎石：920～1100kg/m3、FQY：30～45kg/m3、水适量；将减水剂、抗裂硅质防水剂(FQY)、矿物掺合料、普通硅酸盐水泥和适量水混合均匀，加热到85度搅拌反应30‑50min，再加入中砂、碎石，混合均匀，然后浇筑，于10‑28度潮湿环境中养护5‑8天即可。相对于现有技术，本发明具有以下有益效果是：增加了混凝土的密实性、抗裂性能、抗冲击性能和抗渗性能，韧性好；而且该混凝土的抗压抗折强度高。

Description

FQY抗裂硅质高韧性混凝土及其选择性建构制备工艺
技术领域
本发明涉及一种混凝土，特别涉及一种含FQY防裂硅质防水剂高韧性混凝土及其选择性建构的制备方法。
背景技术
伴随建筑与建材科技创新的快速发展，对混凝土的市场需求呈现多元化，以瞄准市场需求，推动去产能，实施“供给侧”发展方式，在保留不同类型混凝土性能标准与功能方向的同时，通过个性化的选择性建构制备工艺，优化混凝土工艺指标，提升品质，尤显紧迫。混凝土具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单的特点，因而随着社会经济与城市化发展的加快，高品质混凝土需求越来越旺盛。混凝土是由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料，它不仅广泛应用于各种土木工程，尤其在城市轨道交通建设、地下地热工程、造船与机械工业、海洋开发等工程领域也是重要的基础材料。随着建设速度与施工效率的提升、降低成本及快速施工对混凝土强度的要求，使现代水泥的细度越来越高，造成水泥早期水化速度越来越快，水泥水化放热过程越来越集中，混凝土开裂影响质量安全，问题尤显突出。当前伴随混凝土合成材料的不断发展，市场对商品混凝土的功效要求已不仅局限于抗裂抗压等传统指标，更加注重混凝土的优化配比，工艺改善，使混凝土的可塑性、耐久性、防水抗爆抗压、抗裂抗渗、防腐耐蚀、保湿、绿色安全环保，及降低成本等综合指标的高品质协调优化。通过优化材料组分配比并使用功能性阻裂材料，从源头上减小超大体积结构混凝土的温降收缩和自收缩，抑制混凝土结构开裂。在混凝土中掺膨胀剂补偿收缩，提高超长结构混凝土阻裂性能，控制结构渗漏。同时使混凝土多 项性能指标较现有制品工艺更明确与量化、细化、优化。
抗裂硅质防水剂作为一种新材料，由活化改性沸石粉体、消泡剂和高铝热组成，旨在提高混凝土的阻裂与防水作用，掺入抗裂硅质防水剂(FQY)可有效调控混凝土水化放热膨胀，降低结构温升，同时有效补偿混凝土的收缩变形。随着建筑施工设备与现代化程度的提高、施工工艺的升级优化，都将极大促进更加优异强大，能满足多种工程技术指标多元化需求的高品质混凝土市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种掺有抗裂硅质防水剂(FQY)的高韧性混凝土及其制备方法。该混凝土具有良好的密实性、耐久性及阻裂防渗、抗压抗折抗冲击、韧性好等较高性能指标。
本发明的目的在于提供一种混凝土，其在阻裂、防渗方面、工作性能方面以及耐久性能方面，具有较高的性能指标。为了实现上述目的，本发明采用的方案如下：
一种FQY抗裂硅质高韧性混凝土，其组成成分包括普通硅酸盐水泥、矿物掺合料、减水剂、中砂、碎石、抗裂硅质防水剂(FQY)、水和聚丙烯酸酯；
进一步的，其中各组分间的质量配比范围是：
硅酸盐水泥：220～295kg/m3
矿物掺合料：100～180kg/m3
聚丙烯酸酯：3～5kg/m3
减水剂：3～5kg/m3
中砂：680～815kg/m3
碎石：920～1100kg/m3
FQY：30～45kg/m3
水量：150～165kg/m3。
优选的，其中所述各组分间的质量配比范围是：
硅酸盐水泥：230～255kg/m3
矿物掺合料：100～130kg/m3
减水剂：3～4kg/m3
中砂：730～780kg/m3
碎石：1020～1080kg/m3
FQY：35～42kg/m3
水量：155～160kg/m3。
其中，硅酸盐水泥是指市售的普通的硅酸盐水泥，通常是含有少量(15％左右)的工业固体废弃物在里面，一般包括P.O42.5和52.5两个等级。
其中所述矿物掺合料包括粉煤灰和粒化高炉矿渣粉，二者比例为1:1～1.2:1；
更进一步的，其中所述的粉煤灰为I级粉煤灰；所述的粒化高炉矿渣粉为S95级矿渣粉，其中所述I级粉煤灰和S95级矿渣粉二者比例为1:1～1.2:1；
进一步的，所述的减水剂包括聚羧酸高性能减水剂，聚羧酸高性能减水剂是以聚羧酸盐为主体的多种高分子有机化合物，经接枝共聚生成的。
进一步的，所述的中砂细度模数为2.9～2.3，中砂是指粒径大于0.25mm的颗粒质量超过总质量的50％的砂；
进一步的，所述的碎石为粒径5～25mm的连续级配碎石颗粒。
更进一步的，所述的碎石采用5～16mm和16～25mm碎石复配，复配比例按重量百分比为30％：70％。
进一步的，其中所述抗裂硅质防水剂(FQY)，其组成成分包括氧化钙、硫 铝酸钙膨胀熟料、硬石膏、缓释剂，其中氧化钙：硫铝酸钙膨胀熟料：硬石膏：缓释剂的重量百分比为30％～40％：40％～50％：10％～20％：0.01％～0.04％。
更进一步的，所述的膨胀熟料由石灰石、铝土矿、矾土、铁粉及石膏按照1：1：1：0.3：1的体积比于1300℃～1350℃高温煅烧而成。
更进一步的，缓释剂为市售的常见的缓释剂。
进一步的，其水胶比为0.40～0.45，砂率为38％～45％。
硬石膏有助于改善膨胀熟料的膨胀效果；缓释剂为一种有机高分子组分，在水泥水化初期，在熟料表面形成包裹膜，降低水泥水化反应速率。
本发明采用添加剂FQY替代部分普通硅酸盐水泥，掺入混凝土后，使混凝土具有明显的补偿收缩，减缓水化放热，保坍及阻裂效果，提高了混凝土密实性、工作性。
上述混凝土的制备方法，包括如下的步骤：
将减水剂、抗裂硅质防水剂(FQY)、矿物掺合料、普通硅酸盐水泥和适量水混合均匀，加热到85度搅拌反应30-50min，再加入中砂、碎石，混合均匀，然后浇筑，于10-28度潮湿环境中养护5-8天即可。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果是：本发明涉及的一种新型的混凝土，采用全新的组分及其配比，增加了混凝土的密实性、抗裂性能、抗冲击性能和抗渗性能，韧性好；而且该混凝土的抗压抗折强度高；通过使用助剂，增加了混凝土的抗压抗折强度，防锈性能、防水防渗性能好，还具有良好的减水性、和易性、可塑性和可泵送效果；该混凝土制备方法，操作简单、成本低廉，非常适于工业化生产。针对目前地下混凝土结构极易出现裂缝和渗漏水现象，以及阻裂防渗混凝土配合比设计不合理等问题，应用自行配制的混凝土配 合比，增加了混凝土的密实性、抗裂性能、抗冲击性能和抗渗性能，韧性好；而且该混凝土的抗压抗折强度高；通过使用助剂，增加了混凝土的抗压抗折强度，增加了混凝土的香气，防锈性能、防水防渗性能好，还具有良好的减水性、和易性、可塑性和可泵送效果；该混凝土制备方法，操作简单、成本低廉，非常适于工业化生产。结合聚羧酸高性能减水剂，调整粗细集料的级配，利用粉煤灰和矿粉双掺效应，在满足高性能混凝土基本要求的情况下，将混凝土中胶凝材料的水化放热过程明显延缓，温峰、温降速率、绝热温升以及混凝土结构物的温度应力显著降低，并不断释放有效膨胀能，膨胀速率稳定、可控，显著补偿混凝土自身收缩，使地下混凝土结构的开裂风险大大降低。
具体实施例
实施例1
以下对本发明涉及的一种混凝土的技术方案作进一步的详细说明。
一种抗裂硅质高韧性混凝土，其包括的各组分的用量为普通硅酸盐水泥240kg/m3、矿物掺合料108kg/m3、减水剂3.5kg/m3、细度模数为2的中砂760kg/m3、碎石1049kg/m3、聚丙烯酸酯3.5kg/m3，抗裂硅质防水剂(FQY)40kg/m3以及用水量159kg/m3。
抗裂硅质防水剂(FQY)，包括硫铝酸钙膨胀熟料、硬石膏和缓释剂材料，硫铝酸钙膨胀熟料：硬石膏：缓释剂＝80％：19.97％：0.03％。
硫铝酸钙膨胀熟料通过精选高化学品位的石灰石、矾土、铁粉及石膏，按照一定的比例在回转窑1300℃～1350℃高温煅烧而成，以氧化钙和硫铝酸钙为主要膨胀源；
碎石是由粒径5～16mm和粒径16～25mm碎石复配得5～25mm连续级配， 较优的复配比例按重量百分比为30％：70％，可达最大堆积密实度。
所述的普通硅酸盐水泥，通常是含有少量(15％左右)的工业固体废弃物在里面，一般包括P.O42.5和52.5两个等级。
所述矿物掺合料包括I级粉煤灰和S95级矿渣粉，二者比例为1:1～1.2:1；所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂；其中配比水胶比为0.40～0.45；砂率为38％～45％。
制备方法是：将减水剂、抗裂硅质防水剂(FQY)、矿物掺合料、普通硅酸盐水泥和适量水混合均匀，加热到85℃搅拌反应30-50min，再加入中砂、碎石，混合均匀，然后浇筑，于22度潮湿环境中养护6天即可。
通过上述方法获得的混凝土强度等级为强度为C35，抗压强度为42MPa，抗折强度为18MPa，抗裂效果好。
实施例2
一种抗裂硅质高韧性混凝土，所述的混泥土包括如下组分：
硅酸盐水泥：230～255kg/m3
矿物掺合料：100～130kg/m3
聚羧酸减水剂：3～4kg/m3
中砂：730～780kg/m3
碎石：1020～1080kg/m3
抗裂硅质防水剂：35～42kg/m3
水适量；
所述的矿物掺合料包括有I级粉煤灰和S95级矿渣粉，所述的I级粉煤灰和S95级矿渣粉体积比为1:1；
所述的中砂细度模数为2.5；
所述的碎石采用粒径为5～16mm和16～25mm碎石复配，复配比例按重量百分比为30％：70％；
所述的抗裂硅质防水剂包括如下重量比组分：膨胀熟料、硬石膏和缓释剂的重量百分比为80％：19.96％：0.04％；所述的膨胀熟料由石灰石、铝土矿、矾土、铁粉及石膏按照1：1：1：0.3：1的体积比于1300℃～1350℃高温煅烧而成。
一种抗裂硅质高韧性混凝土的制备方法，将减水剂、抗裂硅质防水剂(FQY)、矿物掺合料、普通硅酸盐水泥和适量水混合均匀，加热到85℃搅拌反应35min，再加入中砂、碎石，混合均匀，然后浇筑，于20度潮湿环境中养护8天即可。
通过上述方法获得的混凝土强度等级为强度为C35，抗压强度为43MPa，抗折强度为17MPa，抗裂效果好。

Claims (5)

1.一种FQY抗裂硅质高韧性混凝土，其特征在于，每立方米所述的混泥土包括如下组分：
硅酸盐水泥：220～295kg；
矿物掺合料：100～180kg；
聚丙烯酸酯：3～5kg；
减水剂：3～5kg；
中砂：680～815kg；
碎石：920～1100kg；
抗裂硅质防水剂：30～45kg；
水适量；
所述的矿物掺合料包括有粉煤灰和粒化高炉矿渣粉，所述的粉煤灰和粒化高炉矿渣粉体积比为1:1～1.2:1；
所述的中砂细度模数为2.9～2.3；
所述的碎石采用粒径为5～16mm和16～25mm碎石复配，复配比例按重量百分比为30％：70％；
所述的抗裂硅质防水剂包括如下重量比组分：膨胀熟料、硬石膏和缓释剂的重量百分比为70％～85％：10％～20％：0.01％～0.04％；所述的膨胀熟料由石灰石、铝土矿、矾土、铁粉及石膏按照1：1：1：0.3：1的体积比于1300℃～1350℃高温煅烧而成。
2.一种FQY抗裂硅质高韧性混凝土，其特征在于，每立方米所述的混泥土包括如下组分：
硅酸盐水泥：230～255kg；
矿物掺合料：100～130kg；
减水剂：3～4kg；
中砂：730～780kg；
碎石：1020～1080kg；
抗裂硅质防水剂：35～42kg；
水适量；
所述的矿物掺合料包括有粉煤灰和粒化高炉矿渣粉，所述的粉煤灰和粒化高炉矿渣粉体积比为1:1；
所述的中砂细度模数为2.5；
所述的碎石采用粒径为5～16mm和16～25mm碎石复配，复配比例按重量百分比为30％：70％；
所述的抗裂硅质防水剂包括如下重量比组分：膨胀熟料、硬石膏和缓释剂的重量百分比为80％：19.97％：0.03％；所述的膨胀熟料由石灰石、铝土矿、矾土、铁粉及石膏按照1：1：1：0.3：1的体积比于1300℃～1350℃高温煅烧而成。
3.如权利要1或2所述的FQY抗裂硅质高韧性混凝土，其特征在于，所述的减水剂为聚羧酸减水剂。
4.如权利要1或2所述的FQY抗裂硅质高韧性混凝土，其特征在于，所述矿物掺合料包括有I级粉煤灰和S95级矿渣粉，所述I级粉煤灰和S95级矿渣粉比例为1:1～1.2:1。
5.一种FQY抗裂硅质高韧性混凝土的选择性建构制备工艺，其特征在于，将减水剂、抗裂硅质防水剂(FQY)、矿物掺合料、普通硅酸盐水泥和适量水混合均匀，加热到85℃搅拌反应30-50min，再加入中砂、碎石，混合均匀，然后浇筑，于10-28度潮湿环境中养护5-8天即可。
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