CN107555863A - 一种混凝土配方 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土配方，包括如下重量份数的组分，水泥100‑120份，矿渣粉32‑48份，C类二级粉煤灰24‑45份，碎石260‑550份，液态硬化剂85‑150份，高密度聚丙烯树脂纤维0.6‑1份，混合砂290‑465份，沸石粉20‑35份，高效减水剂2‑4份，CTF混凝土增效剂1‑1.5份，地表水75‑120份。本发明的一种混凝土配方，该混凝土能够有效的预防和减缓混凝土内部的碱集料反应的发生，提高了混凝土的强度和密实度，提高了后期混凝土工程的质量和使用寿命。

Description

一种混凝土配方

技术领域

本发明涉及一种混凝土配方。

背景技术

随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，我国对于能源需求不断提高，其中混凝土成为现在必不可少的建筑材料，其中混凝土是由水泥、辅料、外加剂、矿物料和水根据需要的比例掺和而成的，经拌制后采用混凝土专用运输车在规定的时间内运送到使用的地点。

现在市场上有两大因素影响着混凝土的质量，其中最为主要的就是混凝土碱集料反应，碱集料反应(简称AAR)是指混凝土集料中某些活性矿物(活性氧化硅、活性氧化铝等)与混凝土微孔中的碱溶液产生的化学反应，其反应生成物体积增大，从而导致混凝土结构发生破坏。

碱集料反应的具体表现为：在潮湿的环境下混凝土外观上会出现表面裂缝、变形和渗出物；而内部特征主要有内部凝胶、反应环、活性碱-集料、内部裂缝、碱含量等。混凝土结构一旦发生碱集料反应出现裂缝后，会加速混凝土的其他破坏，空气、水、二氧化碳等侵入，会使混凝土碳化和钢筋锈蚀速度加快，而钢筋锈蚀产物铁锈的体积远大于钢筋原来的体积，又会使裂缝扩大。

但是目前对于混凝土的碱集料反应没有根治的方法，因此需要提出一种新的技术方案来缓解或预防混凝土的碱集料反应的发生，延长了混凝土的使用寿命。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种混凝土配方，能够有效降低混凝土碱集料反应的进行，提高了混凝土总体的强度和使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种混凝土配方，包括如下重量份数的组分，水泥100-120份，矿渣粉32-48份，C类二级粉煤灰24-45份，碎石260-550份，液态硬化剂85-150份，高密度聚丙烯树脂纤维0.5-1份，混合砂290-465份，沸石粉20-35份，高效减水剂2-4份，CTF混凝土增效剂1-1.5份，地表水75-120份。

通过采用上述技术方案，在配方中加入矿渣粉能减少水泥用量、降低混凝土的水化热，改善其微观结构，使水泥浆体的空隙率明显下降，强化了集料界面的粘结力，使得混凝土的强度和物理力学性能大大提高。

由于粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织，且其比表面积较大，具有较高的吸附活性和吸水性能，其作用的原理为粉煤灰具有一定的反应活性，可以与水泥水化产物Ca(OH)₂和水在常温下发生化学反应，生成C-S-H凝胶，C-S-H凝胶呈现很强的吸收碱的能力，C-S-H凝胶对碱的吸附主要发生在凝胶的硅醇(Si-OH)位置，并且随着硅醇(Si-OH)的增加，使得C-S-H凝胶具有较强额碱吸附能力，因此在配方中加入粉煤灰能够有效的抑制了混凝土的碱集料反应的发生。

另外，沸石粉包括天然沸石粉和超细沸石粉两种，其中沸石粉因其具有特殊的晶体结构和优良的理化性能，能够将游离得的钠离子吸附到其特有的晶体孔穴和通道中去，降低了游离钠的浓度，同时还能促进水泥水化、硬化过程，有效抑制碱集料反应的发生。

高密度聚丙烯树脂纤维是专用于水泥混凝土中塑性防开裂的材料，具有良好的化学稳定性、机械性和耐热性能，耐酸、碱和有机溶剂，与大多数化学药品(如发烟硝酸、铬酸溶液、卤素、苯、四氯化碳、氯仿等)不发生作用，能够有效防止或减少水泥混凝土的初期塑性裂缝，可作为水泥混凝土的“次要加强筋”。

液态硬化剂又称为液体硬化剂或混凝土硬化剂，是最新一代渗透性硬化剂材料，是环保无色透明液体(无味、无毒、不燃)，其能渗入混凝土表层以下2-5mm，固化混凝土成分使成为坚密实体，使得达到硬化和强化混凝土的作用。

CTF混凝土增效剂通过分散水泥颗粒，提高水泥颗粒的表面积，使得整个混凝土更加的密实和牢固，同时还能有效提高混凝土的抗氯离子侵蚀能力；而高效减水剂的主要作用是通过减少混凝土中的水分，减少混凝土的用量，减少成本，同时还具有提高混凝土的强度，改善其工作性能、泌水性、抗冻性、抗渗性和耐腐蚀性能的作用。

本发明进一步设置为：所述液态硬化剂为锂基液态硬化剂。

通过采用上述技术方案，锂基液态硬化剂是一种活性的无色透明化学水性制剂，由无机物、化学活性物质和络合物组成采用独特配方，使用方便、无毒、不燃，可使混凝土表面的吸附性降低，防尘以及坚硬耐磨。其工作原理是与混凝土中大量的半水化水泥，游离石灰，钙发生化学反应形成一种永久性凝胶，该凝胶可在处理过的混凝土内部结晶成坚硬耐磨组织，从而提高了混凝土本身的密实和牢固程度。

本发明进一步设置为：所述高效减水剂为聚羧酸高效减水剂。

通过采用上述技术方案，聚羧酸高效减水剂的主要成分是分子量为5000-50000的聚羧酸聚合物，其具有减水、保坍、增强、防收缩及环保的优点，不仅效果显著，而且碱含量、氯离子含量、硫酸钠含量、甲醛含量均非常低，同时在生产过程中对环境不产生污染，符合国家环保的要求，有利于可持续发展。

本发明进一步设置为：所述高效减水剂为氨基磺酸盐与丙酮或三聚氰胺的复配溶液。

通过采用上述技术方案，氨基磺酸盐减水剂具有高减水率和高保坍特点，能够显著降低混凝土粘性，增加混凝土流动性能，但是使用氨基磺酸系高效减水剂的同时，亦会引起新拌混凝土严重泌水，从而对硬化混凝土的强度、表观状态等产生诸多不良影响。通过复配的方式增加其他助剂能够有效减少本身的确定，提高了减水剂整体的性能。

本发明进一步设置为：所述混合砂为机械砂和天然砂，细度模数为2.5，天然砂比例为20-35％。

通过采用上述技术方案，机械砂是采用制砂机制成的，与天然砂相比具有棱角性强、针片状多、粗糙的特性。其含粉量是小于0.075mm的磨细的岩石粉末，惰性的岩石粉末不能与水泥发生水化反应，但其与水泥结晶石能很好的结合，在内部结构中起微集料的填充效应。而天然砂为河沙或海砂，其含泥量是指粒径小于0.075mm，由具有黏性的黏粒组成，塑性指数较大，与水泥水化后的结晶石不具有结合作用，通过将上述两种砂进行配合本发明进一步设置为：所述碎石的粒径级配为5-31.5mm连续粒径。

通过采用上述技术方案，其中碎石的连续粒径分布是指最大颗粒的间隙恰能为次大的第二粒径颗粒所充满，而第二粒径的颗粒间隙又恰能为第三粒径颗粒所充满，并以此类推，可取得最大的堆积效率，由此使得颗粒间的孔隙最小，使得后期制得的混凝土更加的密实。

本发明进一步设置为：在冬季室外温度低于18℃时，高效减水剂内掺入速凝剂。

通过采用上述技术方案，冬季时气温较低，不利于混凝土的凝固，由此通过在高效减水剂内掺入速凝剂可以加速混凝土的凝固，有效简短了混凝土的养护时间，提高了施工效率。

本发明进一步设置为：在夏季室外温度高于35℃时，高效减水剂内掺入缓凝剂，所述缓凝剂为糖蜜或木质素磺酸钠羟基酸及其盐。

通过采用上述技术方案，当夏季时温度较高，温度升高会加速混凝土内水分的挥发，使得混凝土在为到达制定的施工地点时即发生凝固现象，影响施工的进行，由此通过在高效减少剂中掺入缓凝剂，能够有效减缓混凝土的凝固时间，从而方便了施工的同时减少了对混凝土的损耗，提高了施工的质量。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明的一种混凝土配方，该混凝土能够有效的预防和减缓混凝土内部的碱集料反应的发生，提高了混凝土的强度和密实度，提高了后期混凝土工程的质量和使用寿命。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

一种混凝土配方，包括如下重量份数的组分：水泥100-120份，矿渣粉32-48份，C类二级粉煤灰24-45份，碎石260-550份，锂基液态硬化剂85-150份，高密度聚丙烯树脂纤维0.6-1份，混合砂290-465份，沸石粉20-35份，高效减水剂2-4份，CTF混凝土增效剂1-1.5份，地表水75-120份。

其中，混合砂包括机械砂和天然砂，机械砂和天然砂的细度模数为2.5，天然砂比例为20-35％；碎石的粒径级配为5-31.5mm连续粒径；沸石粉包括天然沸石粉和超细沸石粉；高效减水剂为聚羧酸高效减水剂。

表1一种混凝土配方的实施例1-6的重量份数及其组分

实施例7：一种混凝土配方，与实施例1的不同之处在于：所述高效减水剂为氨基磺酸盐与丙酮的复配溶液。

实施例8：一种混凝土配方，与实施例1的不同之处在于：所述高效减水剂为氨基磺酸盐与三聚氰胺的复配溶液。

实施例9：一种混凝土配方，与实施例1的不同之处在于：室外温度低于18℃时，所述高效减水剂内掺入速凝剂。

实施例10：一种混凝土配方，与实施例1的不同之处在于：室外温度高于35℃时，所述高效减水剂内掺入糖蜜缓凝剂。

实施例11：一种混凝土配方，与实施例1的不同之处在于：室外温度高于35℃时，所述高效减水剂内掺入木质素磺酸钠羟基酸及其盐缓凝剂。

实施例12：一种混凝土配方，与实施例1的不同之处在于：室外温度在18-35℃时，所述高效减水剂内掺入速凝剂和糖蜜缓凝剂。

实施例13：一种混凝土配方，与实施例1的不同之处在于：室外温度在18-35℃时，所述高效减水剂内掺入速凝剂和木质素磺酸钠羟基酸及其盐缓凝剂。

对比例1：一种混凝土配方，与实施例1的不同之处在于：所述硬化剂为钠基液态硬化剂。

对比例2：一种混凝土配方，与实施例1的不同之处在于：所述硬化剂为钾基液态硬化剂。

对比例3：一种混凝土配方，与实施例1的不同之处在于：所述减水剂为木质素磺酸钠盐减水剂。

对比例4：一种混凝土配方，与实施例1的不同之处在于：所述减水剂为萘系高效减水剂。

试验一：硬化剂对混凝土的影响

试验对象：将实施例1-6制得的混凝土块作为试验样1-6，每个试验样制作10个样品，将对比例1-2制得的混凝土块作为对比样1-2，每个对比样同样制作10个样品进行试验。

试验方法：在实验室内根据实施例1-6和对比例1-2的配方制作混凝土样品，经过原料过筛、称量、混凝搅拌后将其放置在专用的混凝土模具内将振实和养护后得到80个样品(60个试验样和20个对比样)，根据要求对80个样品进行分组标记。然后对样品进行水渗透率、硬度、抗弯强度和表面开裂情况的检测，并计算记录在表2中。

试验结果：如表2可知，试验样1-6中混凝土样品表面均无明显细纹或发丝状现象，其平均水渗透率、莫式硬度和抗折弯强度明显大于对比样1和2，而对比例1和2中由于其成分中含有能够干扰混凝土反应的钠离子和钾离子，因此其各项指标显示其水渗透率、莫式硬度和抗折弯强度明显低于试验样1-6。

表2试验样1-6和对比样1-2中硬化剂对混凝土的影响

试验二：减水剂对混凝土的影响

试验对象：将实施例1-8制得的混凝土块作为试验样1-8，每个试验样制作10个样品，将对比例3-4制得的混凝土块作为对比样3-4，每个对比样同样制作10个样品进行试验。

试验方法：在实验室内根据实施例1-8和对比例3-4的配方制作混凝土样品，经过原料过筛、称量、混凝搅拌后将其放置在专用的混凝土模具内将振实和养护后得到100个样品(80个试验样和20个对比样)，根据要求对100个样品进行分组标记。然后对样品进行检测，并记录。

试验结果：如表2可知，试验样1-6中聚羧酸系高效减水剂的的抗压强度明显高于试验样7-8以及对比样3-4，由于高效减水剂对水泥粒子具有很强的分散作用，能够促进水泥的水化，由此高效减水剂对混凝土强度的影响小于普通的减水剂，因此采用高效减少剂更佳。

表3试验样1-8和对比样3-4中减水剂对混凝土的影响

具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种混凝土配方，其特征在于：包括如下重量份数的组分，水泥100-120份，矿渣粉32-48份，C类二级粉煤灰24-45份，碎石260-550份，液态硬化剂85-150份，高密度聚丙烯树脂纤维0.6-1份，混合砂290-465份，沸石粉20-35份，高效减水剂2-4份，CTF混凝土增效剂1-1.5份，地表水75-120份。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土配方，其特征在于：所述液态硬化剂为锂基液态硬化剂。

3.根据权利要求2所述的一种混凝土配方，其特征在于：所述高效减水剂为聚羧酸高效减水剂。

4.根据权利要求3所述的一种混凝土配方，其特征在于：所述高效减水剂为氨基磺酸盐与丙酮或三聚氰胺的复配溶液。

5.根据权利要求4所述的一种混凝土配方，其特征在于：所述混合砂为机械砂和天然砂，细度模数为2.5，天然砂比例为20-35%。

6.根据权利要求5所述的一种混凝土配方，其特征在于：所述碎石的粒径级配为5-31.5mm连续粒径。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种混凝土配方，其特征在于：在冬季室外温度低于18℃时，高效减水剂内掺入速凝剂。

8.根据权利要求7所述的一种混凝土配方，其特征在于：在夏季室外温度高于35℃时，高效减水剂内掺入缓凝剂，所述缓凝剂为糖蜜或木质素磺酸钠羟基酸及其盐。