CN107117918A - 一种快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土及其制备方法,其原料包括如下重量份的组分:水泥100‑450份;石膏20‑70份:细骨料150‑450份;粗骨料200‑600份;粉煤灰10‑30份;重钙粉10‑50份;硅灰粉10‑50份;矿渣粉10‑50份;石英石粉10‑50份;减水剂1-5份;纤维素醚0.1‑0.8份;缓凝剂0.05‑1.0份;促凝剂0.1‑1.0份;消泡剂0.5‑2.0份;早强剂0.5‑2.05份;膨胀剂0.5‑5.0份;减缩剂1.0‑5.0份;抗裂纤维0.2‑1.0份;水50‑200份。本发明通过优化配比,采用聚羧酸减水剂、早强剂等外加剂,大大提高了混凝土早期强度、抗扰动、抗裂性、耐久性和自密实等性能,解决了普通混凝土早期强度低、初凝与终凝时间间隔长等缺点。

Description

一种快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土及其制备方法,属于桥梁, 道路,铁路等不同厚度混凝土需要快速抢修和维修的工程技术领域。
背景技术
[0002] 混凝土是当代最主要的土木工程材料之一,也是世界上应用最大宗的人造建筑材 料,被广泛应用于公路,铁路,桥梁,隧道和地下等工程中。随着经济高速发展,各地交通流 量也不断增加,汽车车辆载重增加,和部分汽车超载行驶,环境侵蚀等影响,使用混凝土浇 筑的道路,桥梁,隧道等病害日益严重,已经无法满足现在交通的要求,迫切需要及时加固 和改造。如何在交通不中断和复杂环境下(高温,低温,大风等)对混凝土道路、桥梁、隧道等 进行施工,是目前需要解决的难题之一。
[0003] 现在道路桥梁维修过程中,由于交通压力大,基本采用不断交通施工,而且维修时 间从凌晨〇:〇〇到早上5:30这个期间,这要求修补用混凝土材料各方面的性能非常高求。首 先要求其具备快凝快硬特性,能够在短短的两三个小时达到20Mpa以上,从而具备通车的条 件。再者,该混凝土又要求抗扰动性,由于施工条件所限,道路桥梁在修补过程中,混凝土还 有受到来自车辆通过路面或桥面时所产生的扰动,混凝土在此环境下施工时收到扰动的影 响后,其耐久性能就会受到很大影响。还有此混凝土需要具备无收缩性,在道路桥梁维修过 程中修补混凝土的养护条件低,在维修过程可能遇到大风,高温的影响,也可能遇到夏季白 天太阳直射的影响,由此要求混凝土本身收缩性要小或基本不发生变化,否则其强度,耐久 性受到很大影响。使用一般的混凝土需要断交施工以给混凝土充足的强度发展和养护时 间,对现在道路桥梁维修不现实。由此,需要开发一种快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝 土,以满足在此条件下应用于对受损的道路、桥梁和隧道等进行快速修补。
[0004] 混凝土的快凝快硬性能可以满足混凝土的快速施工;混凝土的无收缩性能期望改 善混凝土的养护和扰动下的的开裂问题;混凝土的抗扰动性能期望混凝土满足扰动状态下 的施工;混凝土的自密实则可改善混凝土的密实性。混凝土这些性能的提高最终能够改善 混凝土的对各种复杂环境的应用性能。因此,开发一种具有抗扰动、抗裂性、抗渗性、耐久性 等性能的混凝土,应用于在不断交快速施工和快速抢修状况下对受损的道路、桥梁和隧道 等进行快速修补,具有重要意义。
发明内容
[0005] 针对上述现有技术问题,本发明的目的是提供一种有广泛环境适用性的快凝快硬 无收缩抗扰动自密实混凝土,其具有快凝快硬,高抗裂,抗扰动,高粘结性,高耐久性,高抗 渗性和自密实等性能,适合薄层或厚层混凝土修补或施工。
[0006] 为了实现上述技术目的,本发明通过优化配比,采用高效减水剂、早强剂等外加 剂,大大提高了混凝土早期强度、抗扰动、抗裂性、耐久性和自密实等性能,解决了普通混凝 土早期强度低、初凝与终凝时间间隔长等缺点。
[0007] 本发明的技术方案是:一种快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,,其原料包括如 下重量份的组分: 水泥 100-佔0份; 石膏 2Ό-70份; 细骨料 150-450份; 粗骨料 200-600份; 粉煤灰 10-30份; 重钙粉 10-50份; 硅灰粉 10-50份;: 矿渣粉 10-50份; 石英石粉 10-50份;
[0008] 减水剂 1 一5份; 纤维素醚 0.1-0.8份; 缓凝剂 0. 05-1. 0份; 促凝剂 0.1-1.0份; 消泡剂 0. 5-2. 0份; 早強剂 0,5-2,05份;: 膨胀剂 0.「)-「〕. 0份; 减缩剂 1,0-5.0份; 抗裂纤维 0. 2-1. 0份; 水 50-200 份;
[0009] 其中,所述水泥为硅酸盐水泥、高铝水泥或硫铝水泥中的一种或其组合物,强度不 低于32.5强度等级。
[0010] 其中,所述石膏为硬水石膏或半水石膏
[0011] 可选的,所述细骨料为河沙、机制砂或砾石中的一种或其组合物。
[0012] 优选的,所述粗骨料为粒径不超过25mm的碎石。
[0013] 优选的,所述减水剂为聚羧酸类减水剂或其他减水剂。
[0014] 可选的,所述纤维素醚的粘度值为200-100000mpa.s。
[0015] 可选的,所述缓凝剂为柠檬酸、柠檬酸盐、葡萄糖酸钠或酒石酸中的一种或其组合 物。
[0016] 可选的,所述促凝剂为碳酸锂,硫酸锂或其他新型速凝剂中的一种或其组合物。
[0017] 可选的,所述早强剂为硫酸镁、硫酸钠、亚硝酸钠、三乙醇胺、硫代硫酸钠、三异丙 醇胺、甲酸钙中的三种或四种。
[0018] 可选的,所述膨胀剂是塑性膨胀剂,硫铝酸钙,Ca0,Mg0或塑性膨胀剂中的一种或 其组合物。
[0019] 可选的,所述抗裂纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯脂纤维、聚酯纤维、纤维素纤维、尼龙 纤维或钢纤维的一种或其组合物。
[0020] 优选的,所述水为纯水。
[0021 ]本发明进一步公开了一种无收缩抗扰动自密实混凝土的制备方法,包括如下步 骤:按所述组分的重量比,将各组分加入搅拌机中,混合均匀得到无收缩抗扰动自密实混凝 土。
[0022] 本发明的技术效果:
[0023] 本发明进一步公开无收缩抗扰动自密实混凝土具有以下独特的性能和优点:
[0024] 1),该混凝土初凝在12-17min,终凝在15-22min。该混凝土在实验室检测抗压强度 为半小时4-7Mpa,一小时12-16Mpa,两小时为21-26Mpa。
[0025] 2)无收缩,该混凝土 28干燥收缩率小于ΙΟΟμπι以下。
[0026] 3)抗扰动性,该混凝土由于初终凝时间间隔在5-8min之间,而且2小时后能够达到 20多兆帕。
[0027] 4)自密实性,该混凝土初始流动度达到650mm以上,十分钟后流动度达到550mm以 上,能够自动填充所有空隙,省去振动搅拌,而且混凝土的密实性非常好。
[0028] 5)抗渗性,大约P8。
[0029] 6)拉拔强度,大于2Mpa,新旧混凝土结合牢固。
具体实施方式
[0030] 下面结合实例进一步阐述本发明。值得注意的是应该充分理解,这些实例仅用于 说明本发明,而非限制本发明的范围。
[0031] 本发明的快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,其原料包括如下重量份的组分: 水泥 100-450份; 石膏 .2:0-70份:; 细骨料 150-个50份; 粗骨料 200-600份;
[0032] 粉煤灰 10-30份; 重钙粉 10-50份; 硅灰粉 10-50份; 矿渣粉 10-50份;: 石英石粉 10-50份; 减水剂 1 一5份; 纤维素醚 0.1-0. 8份; 缓凝剂 ().05-1. 0份; 促凝剂 0. 1-1.0份; 消泡剂 0.5-2.0份;
[0033] 早强剂 0. 5-2.. 05份; 膨胀剂 0.5-5, 0份; 减缩剂 1.0-5. 0份; 抗裂纤维 0.2-1.0份; 水 50-200 份。
[0034] 其中,所述水泥为硅酸盐水泥、高铝水泥或硫铝水泥中的一种或其组合物,强度不 低于32.5强度等级。
[0035] 其中,所述石膏为硬水石膏或半水石膏
[0036] 可选的,所述细骨料为河沙、机制砂或砾石中的一种或其组合物。
[0037] 优选的,所述粗骨料为粒径不超过25_的碎石。
[0038] 优选的,所述减水剂为聚羧酸类减水剂或其他减水剂。
[0039] 可选的,所述纤维素醚的粘度值为200-100000mpa.s。
[0040]可选的,所述缓凝剂为柠檬酸、柠檬酸盐、葡萄糖酸钠或酒石酸中的一种或其组合 物。
[0041 ]可选的,所述促凝剂为碳酸锂,硫酸锂或其他新型速凝剂中的一种或其组合物。
[0042] 可选的,所述早强剂为硫酸镁、硫酸钠、亚硝酸钠、三乙醇胺、硫代硫酸钠、三异丙 醇胺、甲酸钙中的三种或四种。
[0043] 可选的,所述膨胀剂是塑性膨胀剂,硫铝酸钙,Ca0,Mg0或塑性膨胀剂中的一种或 其组合物。
[0044] 可选的,所述抗裂纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯脂纤维、聚酯纤维、纤维素纤维、尼龙 纤维或钢纤维的一种或其组合物。
[0045] 优选的,所述水为纯水。
[0046] 实施例一和实施例二为不同骨料大小用量的快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝 土。
[0047] 制备中,水泥选用普通硅酸盐琉璃河水泥厂生产的“金隅”牌水泥42.5水泥,硫铝 水泥为北极熊公司生产的硫铝酸盐水泥42.5水泥,外加剂则是国外生产的常用混凝土添加 剂。
[0048] 在本发明中,外加剂为:聚羧酸减水剂、纤维素醚、缓凝剂、早强剂、膨胀剂、减缩 剂、促凝剂和消泡剂;混合材为:重钙粉、石英石粉、硅灰粉、矿渣粉和粉煤灰粉;
[0049] 细骨料为:砂子;粗骨料为:石子。
[0050] 水泥强度等级的划分:
[0051 ] 按照GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的规定,采用GB/T17671-1999《水泥胶砂强度 检验方法(ISO法)》规定的方法,将水泥、标准砂和水按1:3 · 0:0 · 5的比例,制成40mmX40mm X 160mm的标准试件,在标准养护条件下(Id内为20± 1摄氏度、相对湿度为90%以上的空气 中,Id后为20± 1摄氏度的水中)养护至规定的龄期,分别按规定的方法测定其3d和28d的抗 折强度和抗压强度。
[0052] 根据测定的结果划分水泥强度等级。如硅酸盐水泥(Ρ.Ι/Ρ.Π)分为32.5、32.5R、 42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和62.5R六个强度等级(分别代表试件28d的抗压强度标准值 的最小值为32.5MPa、42.5MPa、52.5MPa、62.5MPa,带R的为早强型等级)。
[0053] 实施例一
[0054] 一种快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,其原料包括如下重量份的组分:
[0055]
Figure CN107117918AD00091
[0056] 本发明的无收缩抗扰动自密实混凝土的制备方法如下:按所述组分的重量比,将 各组分加入搅拌机中,混合均匀得到无收缩抗扰动自密实混凝土。
[0057] 以下是所得无收缩抗扰动自密实混凝土性能的外检报告。
[0058]
Figure CN107117918AD00092
[0059] 实施例二
[0060] 一种快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,其原料包括如下重量份的组分:
[0061]
Figure CN107117918AD00101
[0062]
Figure CN107117918AD00102
[0063] 本发明的快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土的制备方法如下:按所述组分的重 量比,将各组分按比例加入搅拌机中,混合均匀得到快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土。
[0064] 以下是所得快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土性能的外检报告。
[0065]
Figure CN107117918AD00103
[0066] 如上详述了一种快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土及其制备方法,本发明通过 优化配比,采用高效减水剂、早强剂等外加剂,大大提高了混凝土早期强度、抗扰动、抗裂 性、耐久性和自密实等性能,解决了普通混凝土早期强度低、初凝与终凝时间间隔长等缺 点。
[0067]应当理解的是,本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的 原理,而不构成对本发明的限制。因此,在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何 修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。此外,本发明所附权利要求旨 在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修 改例。

Claims (14)

1. 一种快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,其特征在于,其原料包括如下重量份的 组分: 水泥 100-450份; 石膏 20-70份; 细骨料 150-450份; 粗骨料 20:0-600份; 粉煤灰 10-30份ί 重钙粉 10-50份; 硅灰粉 10-50份; 矿渣粉 10-50份 石英石粉 UH50份; 减水剂 1一5份; 纤维素醚 Ό. 1-0. 8份; 缓凝剂 0. 0Γ)-1.0份; 促凝剂 0. i-1.0份; 消泡剂 0.5-2. O份; 早强剂 Ό. 5-2, 05份; 膨胀剂 0. 5-5. O份; 减缩剂 1.0-5. O份; 抗裂纤维 O 2-1. O份; .水 50-200 份。
2. 根据权利要求1所述的快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,其特征在于,所述水泥 为硅酸盐水泥、高铝水泥或硫铝水泥中的一种或其组合物,强度不低于32.5强度等级。
3. 根据权利要求1-2任一项所述的快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,其特征在于, 所述石膏为硬水石膏或半水石膏中的一种或其组合。
4. 根据权利要求1-2任一项所述的快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,其特征在于, 所述细骨料为河沙、机制砂或砾石中的一种或其组合物。
5. 根据权利要求1-2任一项所述的快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,其特征在于, 所述粗骨料为粒径不超过25_的碎石。
6. 根据权利要求1-2任一项所述的无收缩抗扰动自密实混凝土,其特征在于,所述减水 剂为聚羧酸类减水剂或其他减水剂。
7. 根据权利要求1-2任一项所述的快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,其特征在于, 所述纤维素醚的粘度值为200-100000mpa. s。
8. 根据权利要求1-2任一项所述的快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,其特征在于, 所述缓凝剂为柠檬酸、柠檬酸盐、葡萄糖酸钠或酒石酸中的一种或其组合物。
9. 根据权利要求1-2任一项所述的快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,其特征在于, 所述促凝剂为碳酸锂,硫酸锂或其他新型促凝剂中的一种或其组合物。
10. 根据权利要求1-2任一项所述的快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,其特征在 于,所述早强剂为硫酸镁、硫酸钠、亚硝酸钠、三乙醇胺、硫代硫酸钠、三异丙醇胺、甲酸钙中 的三种或四种。
11. 根据权利要求1-2任一项所述的快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,其特征在 于,所述膨胀剂是塑性膨胀剂,硫铝酸钙,CaO,MgO或塑性膨胀剂中的一种或其组合物。
12. 根据权利要求1-2任一项所述的快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,其特征在 于,所述抗裂纤维为聚丙烯纤维、聚丙烯脂纤维、聚酯纤维、纤维素纤维、尼龙纤维或钢纤维 的一种或其组合物。
13. 根据权利要求1-2任一项所述的快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土,其特征在 于,所述水为纯水。
14. 如权利要求1-13任一项所述的快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土的制备方法, 其特征在于,包括如下步骤:按所述组分的重量比,将各组分加入搅拌机中,混合均匀得到 快凝快硬无收缩抗扰动自密实混凝土。
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