CN107500678A - 一种自密实混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自密实混凝土，属于混凝土技术领域。所述自密实混凝土包括如下重量份的组分：水泥350‑400份、粉煤灰54‑80份、矿渣粉52‑60份、膨胀剂50‑62份、硅粉9‑13份、混合砂748‑800份、碎石948‑1020份、饮用水140‑165份、组合物添加剂0‑10份及占上述胶凝材料质量分数1‑2％的高性能外加剂。本发明所获得的混凝土具有良好的自密实性、流动性、保坍性、粘聚性和抗离析性，同时通过测试，7天后抗压强度为57MPa左右，28天后抗压强度为70MPa左右，表明本发明混凝土还具有较高的抗压强度。

Description

一种自密实混凝土
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种自密实混凝土。
背景技术
自密实混凝土是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混凝土。
虽然自密实混凝土优点很多，但与普通混凝土相比，自密实混凝土因为胶凝材料用量较多，会出现收缩较大的情况。若掺加一定量的膨胀剂(氧化钙类膨胀剂)配制自密实混凝土则可以有效补偿收缩，大幅度降低混凝土结构因收缩变形而引发的开裂风险。但由于氧化钙类膨胀剂的固有特性——水化消耗大量水分，对于自密实混凝土的流动度尤其是坍落度损失必然有一定的影响，所以对于原材料选用和配合比设计提出了更高的要求。如何配制出既能满足工作性要求又能补偿收缩的膨胀自密实混凝土成为混凝土生产企业亟待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种自密实混凝土，本发明所获得的混凝土具有良好的自密实性、流动性、保坍性、粘聚性、抗离析性和较高的抗压强度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种自密实混凝土，包括如下重量份的组分：水泥350-400份、粉煤灰54-80份、矿渣粉52-60份、膨胀剂50-62份、硅粉9-13份、混合砂748-800份、碎石948-1020份、饮用水140-165份、组合物添加剂0-10份及占上述胶凝材料质量分数1-2％的高性能外加剂；
所述组合物添加剂由磷酸盐、氧化镁和玄武岩纤维按2-3:0.8-1.2:0.5的重量比混合而成；
所述高性能外加剂主要由以下重量份的组分均匀混合而成：减水剂10-30份、保坍剂10-30份、缓凝剂2-6份、引气剂0.1-0.6份、增稠剂0.1-0.3份和消泡剂0.02-0.2份。
优选地，所述自密实混凝土包括水泥360份、粉煤灰54份、矿渣粉52份、氧化钙和硫铝酸钙按1:1的重量比组成的膨胀剂53份、硅粉11份、混合砂748份、碎石1020份、饮用水156份、组合物添加剂6份及占上述胶凝材料质量分数1.5％的高性能减水剂；
所述组合物添加剂由磷酸盐、氧化镁和玄武岩纤维按3:1:0.5的重量比混合而成；
所述高性能外加剂主要由以下重量份的组分均匀混合而成：减水剂20份、保坍剂20份、缓凝剂4份、引气剂0.4份、增稠剂0.2份和消泡剂0.1份。
所述减水剂为市售酯型聚羧酸减水剂，所述减水剂的固含量不低于40％，折固掺量为0.2％时，减水率≥25％。所述保坍剂为市售酯型聚羧酸保坍剂，其固含量不低于40％，折固掺量为0.1％时，混凝土坍落度1h经时变化量不超过5％。
优选地，所述增稠剂为分子量不低于50000的甲基纤维素醚、羟甲基纤维素醚、羟丙基纤维素醚中的一种。
优选地，所述缓凝剂为葡萄糖、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、多聚磷酸钠中的一种或两种以上。
优选地，所述引气剂为松香树脂类、烷基和烷基芳烃磺酸类、脂肪醇磺酸盐类、皂苷类物质中的一种，所述消泡剂为有机硅类、聚醚改性有机硅类物质中的一种。
优选地，所述碎石为粒径为10-20mm的大石子与粒径为5-10mm的小石子的混合碎石，所述小石子与所述大石子的重量比为1：1.3-1.5。
优选地，所述膨胀剂为氧化钙、钙矾石或硫铝酸钙中的一种或两种以上。
优选地，所述水泥为42.5或52.5强度等级的硅酸盐水泥，所述粉煤灰为一级粉煤灰。
优选地，所述混合砂为包括中砂、特细砂和机制砂的混合砂，所述混合砂的细度模数为2.3-3.0，所述混合砂中含泥量不大于2wt％，所述混合砂中石粉含量不大于3wt％，所述混合砂中的中砂、特细砂与机制砂的质量比为2：0.5-1:1-1.5。
磷酸盐具有保水、保湿、粘结、增塑、稠化、增容和改善流变性能等作用，可增加粘接性，氧化镁与磷酸盐混合可改善混凝土的体积稳定性，同时使混凝土具有良好的和易性和粘聚性。玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料。玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。将玄武岩纤维与磷酸盐混合，可起到增强磷酸盐对胶凝胶材料的粘结性能的作用。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：
本发明通过硅粉、组合物添加剂、高性能外加剂和由中砂、特细砂与机制砂按一定质量比组成的混合砂等的加入，硅粉具有脱粘、密实性良好的特点，可提高混凝土的泵送性，且矿渣粉与硅粉一般互斥，但本发明通过优化配比，使两者组合提高了混凝土的泵送性能；组合物添加剂可改善混凝土的体积稳定性，粘聚性良好，且抗拉强度高、隔热性能好等，与硅粉等混合后，更进一步提高了混凝土的和易性和粘聚性；高性能外加剂由减水剂、保坍剂、缓凝剂、引气剂、增稠剂和消泡剂按优化后的重量份比混合搅拌而成，使得高性能外加剂具有良好的保坍、缓凝、增稠等效果；且按一定质量比组成的混合砂可以减少遇到阻力时浆骨分离的可能，增加混凝土的抗离析稳定性。
因此本发明通过同时添加了硅粉、组合物添加剂和高性能外加剂，并采用一定配比组成的混合砂，且优化了各原料的份数，使得本发明所获得的混凝土具有良好的自密实性、流动性(可泵送性)、保坍性、粘聚性和抗离析性，同时通过测试，7天后抗压强度为57MPa左右，28天后抗压强度达70MPa以上，表明本发明混凝土还具有较高的抗压强度。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
下述实施例和对比例中原料的用量中，每份为1kg/m3。同时，实施例和对比例中所指的胶凝材料包括水泥、粉煤灰、矿渣粉、膨胀剂和硅粉。
实施例1
一种自密实混凝土，包括如下重量份的组分：水泥400份、粉煤灰80份、矿渣粉50份、氧化钙膨胀剂50份、硅粉9份、混合砂800份、碎石948份、饮用水140份、组合物添加剂3份及占上述胶凝材料质量分数1％的高性能减水剂。
上述碎石为粒径为10-16mm的大石子与粒径为5-8mm的小石子的混合碎石，所述小石子与所述大石子的重量比为1：1.3。水泥为42.5强度等级的硅酸盐水泥，粉煤灰为一级粉煤灰。混合砂为包括中砂、特细砂和机制砂的混合砂，所述混合砂的细度模数为2.3，所述混合砂中含泥量不大于2wt％，所述混合砂中石粉含量不大于3wt％，所述混合砂中的中砂、特细砂与机制砂的质量比为2：0.5:1。
上述组合物添加剂由磷酸盐、氧化镁和玄武岩纤维按2:0.8:0.5的重量比混合而成。上述高性能外加剂主要由以下重量份的组分均匀混合而成：减水剂10份、保坍剂10份、缓凝剂2份、引气剂0.1份、增稠剂0.1份和消泡剂0.02份。其中，减水剂为酯型聚羧酸减水剂，保坍剂为酯型聚羧酸保坍剂，增稠剂为分子量不低于50000的甲基纤维素醚，缓凝剂为葡萄糖酸钠，引气剂为松香甘油酯，消泡剂为有机硅类消泡剂。
实施例2
一种自密实混凝土，包括如下重量份的组分：水泥350份、粉煤灰60份、矿渣粉56份、钙矾石膨胀剂62份、硅粉12份、混合砂750份、碎石1010份、饮用水150份及占上述胶凝材料质量分数2％的高性能减水剂。
上述碎石为粒径为16-20mm的大石子与粒径为8-10mm的小石子的混合碎石，所述小石子与所述大石子的重量比为1：1.5。水泥为52.5强度等级的硅酸盐水泥，所述粉煤灰为一级粉煤灰。混合砂为包括中砂、特细砂和机制砂的混合砂，所述混合砂的细度模数为3.0，所述混合砂中含泥量不大于2wt％，所述混合砂中石粉含量不大于3wt％，所述混合砂中的中砂、特细砂与机制砂的质量比为2：1:1.5。
上述高性能外加剂主要由以下重量份的组分均匀混合而成：减水剂10-30份、保坍剂30份、缓凝剂6份、引气剂0.6份、增稠剂0.3份和消泡剂0.2份。其中，减水剂为酯型聚羧酸减水剂，保坍剂为酯型聚羧酸保坍剂，增稠剂为分子量不低于50000的羟甲基纤维素醚，缓凝剂为葡萄糖和柠檬酸钠按重量比为1:1混合而成的缓凝剂，引气剂为松香季戊四醇酯，消泡剂为聚醚改性有机硅类消泡剂。
实施例3
一种自密实混凝土，包括水泥360份、粉煤灰54份、矿渣粉52份、氧化钙和硫铝酸钙按1:1的重量比组成的膨胀剂53份、硅粉11份、混合砂748份、碎石1020份、饮用水156份、组合物添加剂6份及占上述胶凝材料质量分数1.5％的高性能减水剂。
上述碎石为粒径为10-20mm的大石子与粒径为5-10mm的小石子的混合碎石，所述小石子与所述大石子的重量比为1：1.4。水泥为42.5强度等级的硅酸盐水泥，粉煤灰为一级粉煤灰。混合砂为包括中砂、特细砂和机制砂的混合砂，所述混合砂的细度模数为2.5，所述混合砂中含泥量不大于2wt％，所述混合砂中石粉含量不大于3wt％，所述混合砂中的中砂、特细砂与机制砂的质量比为2：0.7:1.2。
所述组合物添加剂由磷酸盐、氧化镁和玄武岩纤维按3:1:0.5的重量比混合而成。上述高性能外加剂主要由以下重量份的组分均匀混合而成：减水剂20份、保坍剂20份、缓凝剂4份、引气剂0.4份、增稠剂0.2份和消泡剂0.1份。其中，减水剂为酯型聚羧酸减水剂，保坍剂为酯型聚羧酸保坍剂，增稠剂为分子量不低于50000的羟丙基纤维素醚，缓凝剂为多聚磷酸钠，引气剂为松香甘油酯，消泡剂为有机硅类消泡剂。
实施例4
一种自密实混凝土，包括水泥380份、粉煤灰60份、矿渣粉54份、氧化钙膨胀剂57份、硅粉13份、混合砂770份、碎石991份、饮用水165份、组合物添加剂10份及占上述胶凝材料质量分数1.6％的高性能减水剂。
上述碎石为粒径为10-20mm的大石子与粒径为5-10mm的小石子的混合碎石，所述小石子与所述大石子的重量比为1：1.4。水泥为42.5强度等级的硅酸盐水泥，粉煤灰为一级粉煤灰。混合砂为包括中砂、特细砂和机制砂的混合砂，所述混合砂的细度模数为2.7，所述混合砂中含泥量不大于2wt％，所述混合砂中石粉含量不大于3wt％，所述混合砂中的中砂、特细砂与机制砂的质量比为2：0.8:1.2。
上述组合物添加剂由磷酸盐、氧化镁和玄武岩纤维按2.5:0.9:0.5的重量比混合而成。上述高性能外加剂主要由以下重量份的组分均匀混合而成：减水剂24份、保坍剂22份、缓凝剂5份、引气剂0.5份、增稠剂0.2份和消泡剂0.13份。其中，减水剂为酯型聚羧酸减水剂，保坍剂为酯型聚羧酸保坍剂，增稠剂为分子量不低于50000的羟甲基纤维素醚，缓凝剂为柠檬酸钠，引气剂为松香甘油酯类，所述消泡剂为聚醚改性有机硅类消泡剂。
对比例1
本对比例的自密实混凝土除采用占上述胶凝材料总质量分数2.5％的普通外加剂代替高性能外加剂外，其他均与实施例3相同。
上述普通外加剂为市售的普通外加剂，主要由以下重量份的组分均匀混合而成：减水剂45份、保坍剂30份、缓凝剂7份。
对比例2
本对比例的自密实混凝土除不添加有组合物添加剂外，其他均与实施例3相同。
对比例3
本对比例的自密实混凝土除采用占上述胶凝材料总质量分数2.6％的普通外加剂代替高性能外加剂及不添加有组合物添加剂外，其他均与实施例3相同。
发明人还对本发明各实施例和各对比例获得的混凝土的性能进行测试，结果如下：
表中，T500表示自密实混凝土扩展到500mm大时所需的时间。
根据上述表格数据可知，本发明实施例的初始塌落扩展度(0h、J环)、经时塌落扩展度(6h)均优于各对比例，实施例中不同时期自密实混凝土扩展到500mm大时所需的时间(T50)均优于对比例且经过6h后变化最小，表明本发明各实施例自密实混凝土既具有良好的流动性、包裹性和自密实性，又具备良好的工作性保持性能。且各实施例自密实混凝土的抗压强度也比对比例的高约5到9MPa，进一步表明了本发明各实施例自密实混凝土具有良好的强度性能。
因此上述数据表明，由于本发明各实施例同时添加了硅粉、组合物添加剂、高性能外加剂和由中砂、特细砂与机制砂按一定质量比组成的混合砂等，且优化了各原料的份数，而对比例1以普通外加剂代替高性能外加剂、对比例2未添加组合物添加剂、对比例3均未添加高性能外加剂和组合物添加剂，使得各实施例的自密实性、粘聚性、抗离析性、流动性和抗压强度等性能均优于各对比例。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (9)

1.一种自密实混凝土，其特征在于，包括如下重量份的组分：水泥350-400份、粉煤灰54-80份、矿渣粉52-60份、膨胀剂50-62份、硅粉9-13份、混合砂748-800份、碎石948-1020份、饮用水140-165份、组合物添加剂0-10份及占上述胶凝材料质量分数1-2％的高性能外加剂；
所述组合物添加剂由磷酸盐、氧化镁和玄武岩纤维按2-3:0.8-1.2:0.5的重量比混合而成；
所述高性能外加剂主要由以下重量份的组分均匀混合而成：减水剂10-30份、保坍剂10-30份、缓凝剂2-6份、引气剂0.1-0.6份、增稠剂0.1-0.3份和消泡剂0.02-0.2份。
2.根据权利要求1所述的自密实混凝土，其特征在于，所述自密实混凝土包括水泥360份、粉煤灰54份、矿渣粉52份、氧化钙和硫铝酸钙按1:1的重量比组成的膨胀剂53份、硅粉11份、混合砂748份、碎石1020份、饮用水156份、组合物添加剂6份及占上述胶凝材料质量分数1.5％的高性能减水剂；
所述组合物添加剂由磷酸盐、氧化镁和玄武岩纤维按3:1:0.5的重量比混合而成；
所述高性能外加剂主要由以下重量份的组分均匀混合而成：减水剂20份、保坍剂20份、缓凝剂4份、引气剂0.4份、增稠剂0.2份和消泡剂0.1份。
3.根据权利要求1或2所述的自密实混凝土，其特征在于，所述增稠剂为分子量不低于50000的甲基纤维素醚、羟甲基纤维素醚、羟丙基纤维素醚中的一种。
4.根据权利要求1或2所述的自密实混凝土，其特征在于，所述缓凝剂为葡萄糖、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、多聚磷酸钠中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1或2所述的自密实混凝土，其特征在于，所述引气剂为松香树脂类、烷基和烷基芳烃磺酸类、脂肪醇磺酸盐类、皂苷类物质中的一种，所述消泡剂为有机硅类、聚醚改性有机硅类物质中的一种。
6.根据权利要求1或2所述的自密实混凝土，其特征在于，所述膨胀剂为氧化钙、钙矾石或硫铝酸钙中的一种或两种以上。
7.根据权利要求1或2所述的自密实混凝土，其特征在于，所述碎石为粒径为10-20mm的大石子与粒径为5-10mm的小石子的混合碎石，所述小石子与所述大石子的重量比为1：1.3-1.5。
8.根据权利要求1所述的自密实混凝土，其特征在于，所述水泥为42.5或52.5强度等级的硅酸盐水泥，所述粉煤灰为一级粉煤灰。
9.根据权利要求1所述的自密实混凝土，其特征在于，所述混合砂为包括中砂、特细砂和机制砂的混合砂，所述混合砂的细度模数为2.3-3.0，所述混合砂中含泥量不大于2wt％，所述混合砂中石粉含量不大于3wt％，所述混合砂中的中砂、特细砂与机制砂的质量比为2：0.5-1:1-1.5。
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