CN106565161A - 一种抗裂混凝土及其制备方法 - Google Patents

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杨建军
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Abstract

本发明提供一种抗裂混凝土及其制备方法，由粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰、减水剂和水组成，其特征在于，本发明以水泥和粉煤灰为总凝胶材料，制备1m3混凝土需要的水泥的用量为(228‑336)kg，粉煤灰的用量为(76‑168)kg，水的用量为(135‑155)kg，粗骨料和细骨料的总用量为(1800‑1950)kg，砂率为(44‑46)％，减水剂的重量为总凝胶材料重量的(0.9‑1.0)％。本发明的技术方案综合利用各个组分的优势和制备方法，降低了混凝土的水泥水化热，在早晚温差比较大的环境下能够表现出更好的抗裂性能。

Description

一种抗裂混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及铁路工程施工领域，尤其涉及一种抗裂混凝土及其制备方法。
背景技术
铁路工程中的铁路桥台、墩身多为大体积混凝土，在一些早晚温差比较大的地方，混凝土中水泥水化引起的温度变化和收缩会导致其产生裂缝，如果大体积混凝土开裂得不到有效控制，将导致混凝土结构使用功能降低，结构刚度下降、承载能力降低、耐久性能降低等一系列劣化效应。
发明内容
本发明正是针对以上技术问题，提供一种抗裂混凝土及其制备方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种抗裂混凝土，由粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰、减水剂和水组成，其特征在于，以水泥和粉煤灰为总凝胶材料，制备1m3混凝土需要的水泥的用量为(228-336)kg，粉煤灰的用量为(76-168)kg，水的用量为(135-155)kg，粗骨料和细骨料的总用量为(1800-1950)kg，砂率为(44-46)％，减水剂的重量为总凝胶材料重量的(0.9-1.0)％。
所述粗骨料粒型为碎石型，颗粒级配为连续级配，公称粒径为(5～31.5)mm；含泥量不大于1.0％；泥块含量不大于0.5％；针状和片状颗粒的总含量不大于15％；压碎值指标不大于12％。
所述细骨料为天然砂和机制砂，细度模数在2.3～3.0之间，属于中砂范畴；颗粒级配区为Ⅱ区；含泥量不大于3.0％；泥块含量不大于1.0％；云母含量不大于1.0％；轻物质含量不大于1.0％；氯离子含量不大于0.06％；贝壳含量不大于5％。
所述水泥为硅酸盐水泥，安定性用沸煮法检测合格；初凝时间不小于45min，终凝时间不大于600min；水泥胶砂的抗压强度三天时不小于17.0MPa，二十八天时不小于42.5MPa；水泥胶砂的抗折强度三天时不小于3.5MPa，二十八天时不小于6.5MPa。
所述粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，细度不大于25.0％；烧失量不大于8.0％；需水量比不大于105％；三氧化硫含量不大于3.0％。
所述减水剂的pH值为6-8；细度为过筛120-200目；减水率不小于25％；氯离子含量小于等于0.02％；碱含量小于等于0.2％。
所述减水剂为缓凝型聚羧酸系高性能减水剂。
所述砂率为细骨料质量/(细骨料和粗骨料的质量之和)。
本发明还提供一种上述抗裂混凝土的制备方法，包括以下步骤：
首先，按照上述配方，预先将水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰倒入混凝土搅拌机；然后开动搅拌机；最后将减水剂和水倒入混凝土搅拌机进行拌制，拌制的时间为180s。
本发明的有益效果是：本发明的技术方案综合利用各个组分的优势和制备方法，降低了混凝土的水泥水化热，在早晚温差比较大的环境下能够表现出更好的抗裂性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
首先，根据上述发明内容限定的各个组份的性能要求对原料进行测试和筛选。
按照《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ 52-2006)测定选用的粗骨料为连续级配，公称粒径为(5～31.5)mm；含泥量1.0％；泥块含量0.4％；针状和片状颗粒的总含量12％；压碎值指标10％。
按照《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ 52-2006)的规定测定细骨料的细度模数2.8；Ⅱ区砂；含泥量1.0％；泥块含量1.0％；云母含量0.6％；轻物质含量0.6％；氯离子含量(以干燥的细骨料的质量百分率计)0.05％；贝壳含量3％。
按照《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596-2005)的规定测定F类Ⅱ级粉煤灰的细度为20.0％；需水量比100％；按照《水泥化学分析方法》(GB/T 176-2008)的规定测定F类Ⅱ级粉煤灰的烧失量为6.0％；三氧化硫含量为2.3％。
按照《混凝土外加剂均质性试验方法》(GB/T 8077-2012)的规定测定缓凝型聚羧酸系高性能减水剂的PH值合格；细度合格；氯离子含量合格；碱含量合格；按照《混凝土外加剂》(GB 8076-201208)的规定测定缓凝型聚羧酸系高性能减水剂的减水率为30％。
其次，按照《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55-2011)中的质量法，配置强度等级C35、坍落度(200±20)mm的抗高温环境的抗裂混凝土，即本发明的混凝土的配合比设计按照《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55-2011)中的质量法确定各组分的用量。实施例中各组分的重量如下述表格所示：
制备方法：现以制备1m3的抗裂混凝土为例对本实施例提供的一种抗裂混凝土的制备方法阐述如下：
实施例一 首先将水泥280kg、(5-16)mm的粗骨料426kg、(16～31.5)mm粗骨料635kg，天然砂255kg、机制砂586kg、粉煤灰120kg倒入混凝土搅拌机；然后开动搅拌机；最后将减水剂4kg和水144kg倒入混凝土搅拌机进行拌制，拌制的时间为180s。
实施例二 首先将水泥320kg、(5-16)mm的粗骨料426kg、(16～31.5)mm粗骨料635kg，天然砂255kg、机制砂586kg、粉煤灰80kg倒入混凝土搅拌机；然后开动搅拌机；最后将减水剂4kg和水144kg倒入混凝土搅拌机进行拌制，拌制的时间为180s。
实施例三 首先将水泥240kg、(5-16)mm的粗骨料426kg、(16～31.5)mm粗骨料635kg，天然砂255kg、机制砂586kg、粉煤灰160kg倒入混凝土搅拌机；然后开动搅拌机；最后将减水剂4kg和水144kg倒入混凝土搅拌机进行拌制，拌制的时间为180s。
实施例四 首先将水泥266kg、(5-16)mm的粗骨料432kg、(16～31.5)mm粗骨料648kg，天然砂255kg、机制砂594kg、粉煤灰114kg倒入混凝土搅拌机；然后开动搅拌机；最后将减水剂4kg和水137kg倒入混凝土搅拌机进行拌制，拌制的时间为180s。
实施例五 首先将水泥304kg、(5-16)mm的粗骨料432kg、(16～31.5)mm粗骨料648kg，天然砂255kg、机制砂594kg、粉煤灰76kg倒入混凝土搅拌机；然后开动搅拌机；最后将减水剂4kg和水137kg倒入混凝土搅拌机进行拌制，拌制的时间为180s。
实施例六 首先将水泥228kg、(5-16)mm的粗骨料432kg、(16～31.5)mm粗骨料648kg，天然砂255kg、机制砂594kg、粉煤灰152kg倒入混凝土搅拌机；然后开动搅拌机；最后将减水剂4kg和水137kg倒入混凝土搅拌机进行拌制，拌制的时间为180s。
实施例七 首先将水泥294kg、(5-16)mm的粗骨料420kg、(16～31.5)mm粗骨料630kg，天然砂247.5kg、机制砂577.5kg、粉煤灰126kg倒入混凝土搅拌机；然后开动搅拌机；最后将减水剂4kg和水151kg倒入混凝土搅拌机进行拌制，拌制的时间为180s。
实施例八 首先将水泥336kg、(5-16)mm的粗骨料420kg、(16～31.5)mm粗骨料630kg，天然砂247.5kg、机制砂577.5kg、粉煤灰84kg倒入混凝土搅拌机；然后开动搅拌机；最后将减水剂4kg和水151kg倒入混凝土搅拌机进行拌制，拌制的时间为180s。
实施例九 首先将水泥252kg、(5-16)mm的粗骨料420kg、(16～31.5)mm粗骨料630kg，天然砂247.5kg、机制砂577.5kg、粉煤灰168kg倒入混凝土搅拌机；然后开动搅拌机；最后将减水剂4kg和水151kg倒入混凝土搅拌机进行拌制，拌制的时间为180s。
各个实施例制备的抗裂混凝土的性能参数如下表所示：
本发明针对配比的混凝土进行根据《铁路混凝土工程施工技术指南》(铁建设[2010]241号)对混凝土进行热工分析计算，计算结果显示，在满足强度要求的前提下，实施例一、三、四、五、六和九中配比混凝土的内外温差满足《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)中关于混凝土温度内外温差为20℃的规定，混凝土终凝后裂缝显著减少。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种抗裂混凝土，由粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰、减水剂和水组成，其特征在于，以水泥和粉煤灰为总凝胶材料，制备1m3混凝土需要的水泥的用量为(228-336)kg，粉煤灰的用量为(76-168)kg，水的用量为(135-155)kg，粗骨料和细骨料的总用量为(1800-1950)kg，砂率为(44-46)％，减水剂的重量为总凝胶材料重量的(0.9-1.0)％。
2.根据权利要求1所述一种抗裂混凝土，其特征在于，所述粗骨料粒型为碎石型，颗粒级配为连续级配，公称粒径为(5～31.5)mm；含泥量不大于1.0％；泥块含量不大于0.5％；针状和片状颗粒的总含量不大于15％；压碎值指标不大于12％。
3.根据权利要求1所述一种抗裂混凝土，其特征在于，所述细骨料为天然砂和机制砂，细度模数在2.3～3.0之间，属于中砂范畴；颗粒级配区为Ⅱ区；含泥量不大于3.0％；泥块含量不大于1.0％；云母含量不大于1.0％；轻物质含量不大于1.0％；氯离子含量不大于0.06％；贝壳含量不大于5％。
4.根据权利要求1所述一种抗裂混凝土，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥，安定性用沸煮法检测合格；初凝时间不小于45min，终凝时间不大于600min；水泥胶砂的抗压强度三天时不小于17.0MPa，二十八天时不小于42.5MPa；水泥胶砂的抗折强度三天时不小于3.5MPa，二十八天时不小于6.5MPa。
5.根据权利要求1所述一种抗裂混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰，细度不大于25.0％；烧失量不大于8.0％；需水量比不大于105％；三氧化硫含量不大于3.0％。
6.根据权利要求1所述一种抗裂混凝土，其特征在于，所述减水剂的pH值为6-8；细度为过筛120-200目；减水率不小于25％；氯离子含量小于等于0.02％；碱含量小于等于0.2％。
7.根据权利要求1所述一种抗裂混凝土，其特征在于，所述减水剂为缓凝型聚羧酸系高性能减水剂。
8.根据权利要求1所述一种抗裂混凝土，其特征在于，所述砂率为细骨料质量/(细骨料和粗骨料的质量之和)。
9.一种如权利要求1-8中任意一项所述的抗裂混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先按照上述配方，先将水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰倒入混凝土搅拌机；然后开动搅拌机；最后将减水剂和水倒入混凝土搅拌机进行拌制，拌制的时间为180s。
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