CN107540313A - 一种生态自密实混凝土 - Google Patents

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李将伟
李剑超
黄海巍
刘安琪
张武宗
许阁龙
张宇星
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Abstract

本发明公开了一种生态自密实混凝土，包含如下配合比的组分：粗集料体积分数0.35～0.38、细集料体积率0.34‑0.43、微集料体积率0.01～0.10、水泥用量180～380kg/m3、矿物掺合料用量120～300kg/m3、减水剂为胶凝材料用量的0.5‑2.0％、高分子流变改性剂掺量为胶凝材料质量的0.001～0.05％，矿物流变改性剂掺量为胶凝材料质量的1～5％。本发明通过采用微细集料弥补胶凝材料与细集料之间的级配间隙，通过高分子或矿物流变改性剂提高浆体对集料的裹附力，在较少的浆体条件下保持混凝土较大的流动性和抗离析性。本发明提供的生态自密实混凝土由于具有自密实混凝土的卓越工作性，而成本显著降低，是促进自密实推广应用的一条有价值的途径。

Description

一种生态自密实混凝土
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种生态自密实混凝土。
背景技术
随着经济和社会的变迁，我国混凝土施工技术人员和熟练的操作工人日趋稀缺，而混凝土工程的质量与熟练技术工人的施工水平息息相关。自密实混凝土由于具有自密实能力，基本不依赖人工进行振捣，基本排除混凝土的内部缺陷并具有美观的质地，施工过程的噪音和振动污染少，节省劳动力成本和避免了工程质量对熟练技术工人的依赖等。但常规自密实混凝土的实现需要有大量的浆体成分，使得混凝土中胶凝材料用量过大，粗集料的体积分数在28-35％之间，混凝土在浇筑完毕后容易出现集料沉降、混凝土对模板的压力过大。最为关键的是由于过高的胶凝材料用量显著增加了自密实混凝土的材料成本，而正是高昂的材料成本成为制约其推广应用的瓶颈之一，目前自密实混凝土的应用仅限于重点工程和工程特殊部位。
胶凝材料是混凝土中环境负荷最高的组分，如果研发一种胶凝材料用量较低的自密实混凝土，不仅可以突破材料成本的应用瓶颈，还可有效降低混凝土的温室气体、粉尘和酸雨气体(SOx、NOx)的排放，赋予自密实混凝土良好的生态效益，因而称之为生态自密实混凝土。
因此亟需一种在较少的浆体条件下保持混凝土较大的流动性和抗离析性，成本低，能够促进自密实推广应用的自密实混凝土。
发明内容
基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种在较少的浆体条件下保持混凝土较大的流动性和抗离析性，成本低，能够促进自密实推广应用的自密实混凝土。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种生态自密实混凝土，包含如下配合比的组分：
粗集料体积分数0.35～0.38、细集料体积率0.34-0.43、微集料体积率0.01～0.10、水泥用量180～380kg/m3、矿物掺合料用量120～300kg/m3、减水剂为胶凝材料用量的0.5-2.0％、高分子流变改性剂掺量为胶凝材料质量的0.001～0.05％，矿物流变改性剂掺量为胶凝材料质量的1～5％。
作为上述技术方案的优选，本发明提供的一种生态自密实混凝土进一步包括下列技术特征的部分或全部：
作为上述技术方案的改进，所述细集料可以是天然砂或人工砂，其细度模数在2.3～3.2之间。
作为上述技术方案的改进，所述微集料是颗粒最大公称粒径为600μm的粉粒，可以是石材厂粉体、金属矿尾矿、集料生产干法回收粉尘、经过粗磨的废弃玻璃粉、磷渣粉、石英粉等。
作为上述技术方案的改进，所述水泥为通用硅酸盐水泥、特种水泥或者建筑石膏。
作为上述技术方案的改进，所述矿物掺合料为石灰石粉、粉煤灰、矿渣微粉、磷渣微粉和钢渣微粉的一种或几种。
作为上述技术方案的改进，所述减水剂可以为第二第三代减水剂或二者的混合物。
作为上述技术方案的改进，所述高分子流变改性剂可以是纤维素醚、温伦胶、黄原胶。
作为上述技术方案的改进，所述矿物流变改性剂可以是纳米颗粒、硅微粉、粘土。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：本发明通过采用微细集料弥补胶凝材料与细集料之间的级配间隙，通过高分子或矿物流变改性剂提高浆体对集料的裹附力，在较少的浆体条件下保持混凝土较大的流动性和抗离析性。本发明提供的生态自密实混凝土由于具有自密实混凝土的卓越工作性，而成本显著降低，是促进自密实推广应用的一条有价值的途径。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1为C50普通自密实混凝土切面骨料堆积示意图；
图2为C50生态自密实混凝土切面骨料堆积示意图。
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。
胶凝材料：包括42.5级普通硅酸盐水泥；二级粉煤灰；LP纯度大于90％的石灰石粉；铁尾矿；聚羧酸高性能减水剂；蒙脱土；纤维素醚；温伦胶；黄原胶；饮用水。
实施例1
本实施例以具体的C50生态自密实混凝土拌合物材料组成与配合比参数为例，其包括以下步骤：
本试验制备的C50生态自密实混凝土粗集料体积率为0.37，细集料的体积砂率为0.42(体积率指占混凝土中砂浆的体积分数)，石灰石粉体积率0.01；水胶比为0.32，胶凝材料总用量为530kg/m3，其中水泥用量为371kg/m3，粉煤灰用量为59kg/m3，矿渣微粉100kg/m3，减水剂掺量为其饱和掺量，是胶凝材料用量的2％；温伦胶0.01％。相比C50普通自密实混凝土，在保证其工作性能优良的同时，降低了胶凝材料的总用量，更加生态环保的同时提高了经济效益。工作性能优良，坍落扩展度性能等级达到SF2，T500性能等级为VS1，间隙通过性性能等级为PA2。强度指标满足C50混凝土的设计要求，28天强度为63.5MPa。
通过对比每方混凝土原材料的价格，生态自密实混凝土比普通自密实混凝土在价格上有明显的优势，每方混凝土材料成本降低16.4元。
实施例2
本实施例以具体的C40生态自密实混凝土拌合物材料组成与配合比参数为例，其包括以下步骤：
本试验制备的C40生态自密实混凝土粗集料体积率为0.37，细集料的体积砂率为0.41，尾矿体积率0.03，水胶比为0.37，胶凝材料总用量为485kg/m3，其中水泥用量为340kg/m3，粉煤灰用量为145kg/m3。减水剂掺量是胶凝材料用量的1.8％，蒙脱土为0.5％。相比C40普通自密实混凝土，在保证其工作性能优良的同时，降低了胶凝材料的总用量，更加生态环保的同时提高了经济效益。工作性能优良，坍落扩展度性能等级达到SF2，T500性能等级为VS1，间隙通过性性能等级为PA2。强度指标满足C40混凝土的设计要求，28天强度为51.6MPa。
通过对比每方混凝土原材料的价格，生态自密实混凝土比普通自密实混凝土在价格上有明显的优势，每方混凝土材料成本降低25.9元。
实施例3
本实施例以具体的C30生态自密实混凝土拌合物材料组成与配合比参数为例，其包括以下步骤：
本试验制备的C30生态自密实混凝土粗集料体积率为0.37，细集料的体积砂率为0.38，石灰石粉体积率0.06，水胶比为0.41，胶凝材料总用量为452kg/m3，其中水泥用量为317kg/m3，粉煤灰用量为135kg/m3，减水剂掺量为是胶凝材料用量的1.6％，黄原胶0.005％。相比C30普通自密实混凝土，在保证其工作性能优良的同时，降低了胶凝材料的总用量，更加生态环保的同时提高了经济效益。工作性能优良，坍落扩展度性能等级达到SF2，T500性能等级为VS1，间隙通过性性能等级为PA1。强度指标满足C30混凝土的设计要求，28天强度为43.9MPa。
通过对比每方混凝土原材料的价格，生态自密实混凝土比普通自密实混凝土在价格上有明显的优势，每方混凝土材料成本降低23.8元。
实施例4
本实施例以具体的C20生态自密实混凝土拌合物材料组成与配合比参数为例，其包括以下步骤：
本试验制备的C20生态自密实混凝土粗集料体积率为0.38，细集料的体积砂率为0.34，尾矿体积率0.1，水胶比为0.43，胶凝材料总用量为452kg/m3，其中水泥用量为222kg/m3，磷渣用量为132kg/m3，减水剂掺量为是胶凝材料用量的1.6％，黄原胶0.005％。相比C20普通自密实混凝土，在保证其工作性能优良的同时，降低了胶凝材料的总用量，更加生态环保的同时提高了经济效益。工作性能优良，坍落扩展度性能等级达到SF2，T500性能等级为VS1，间隙通过性性能等级为PA1。强度指标满足C20混凝土的设计要求，28天强度为35.2MPa。
通过对比每方混凝土原材料的价格，生态自密实混凝土比普通自密实混凝土在价格上有明显的优势，每方混凝土材料成本降低29.2元。
实施例5
本实施例以具体的石膏自流平地坪混凝土拌合物材料组成与配合比参数为例，其包括以下步骤：
本试验制备的石膏自流平地坪混凝土粗集料体积率为0.38，细集料的体积砂率为0.34，尾矿体积率0.1，水胶比为0.43，建筑石膏总用量为452kg/m3。工作性能优良，干混凝土7天强度为22.3MPa。
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种生态自密实混凝土，其特征在于，包含如下配合比的组分：
粗集料体积分数0.35～0.38、细集料体积率0.34-0.43、微集料体积率0.01～0.10、水泥用量180～380kg/m3、矿物掺合料用量120～300kg/m3、减水剂为胶凝材料用量的0.5-2.0％、高分子流变改性剂掺量为胶凝材料质量的0.001～0.05％，矿物流变改性剂掺量为胶凝材料质量的1～5％。
2.如权利要求1所述的一种生态自密实混凝土，其特征在于：所述细集料选自天然砂或人工砂，其细度模数在2.3～3.2之间。
3.如权利要求1所述的一种生态自密实混凝土，其特征在于：所述微集料是颗粒最大公称粒径为600μm的粉粒，可以是石材厂粉体、金属矿尾矿、集料生产干法回收粉尘、经过粗磨的废弃玻璃粉、磷渣粉、石英粉等。
4.如权利要求1所述的一种生态自密实混凝土，其特征在于：所述水泥为通用硅酸盐水泥、特种水泥或者建筑石膏。
5.如权利要求1所述的一种生态自密实混凝土，其特征在于：所述矿物掺合料为石灰石粉、粉煤灰、矿渣微粉、磷渣微粉和钢渣微粉的一种或几种。
6.如权利要求1所述的一种生态自密实混凝土，其特征在于：所述减水剂可以为第二第三代减水剂或二者的混合物。
7.如权利要求1所述的一种生态自密实混凝土，其特征在于：所述高分子流变改性剂可以是纤维素醚、温伦胶、黄原胶。
8.如权利要求1所述的一种生态自密实混凝土，其特征在于：所述矿物流变改性剂可以是纳米颗粒、硅微粉、粘土。
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