CN107879694A - 一种高强度混凝土、钢筋混凝土以及装配式建筑构件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑领域，提供一种高强度混凝土，其按照重量份数比包括以下原料：水泥380～420份、粉煤灰微珠100～130份、硅灰70～82份、水渣粉80～90份、膨胀剂20～28份、集料1750～1850份、水124～144份，其具有自流平、高强度、微膨胀以及性能稳定的特点，且所采用的原料如粉煤灰、硅灰及水渣都是工业副产品加工得到，缓解了环境压力，节能环保。此外，包发明还提供一种包含上述高强度混凝土的钢筋混凝土以及装配式建筑构件，其具有高强度、性能稳定以及绿色环保的特点。

Description

一种高强度混凝土、钢筋混凝土以及装配式建筑构件
技术领域
本发明涉及建筑领域，具体而言，涉及一种高强度混凝土、钢筋混凝土以及装配式建筑构件。
背景技术
高强度混凝土，是指由胶凝材料将骨科结成整体的工序复合材料的统称，通常所说的高强度混凝土是指用水泥作胶凝材料、砂、石作骨料，与水按一定比例配合，经搅拌而得的水泥高强度混凝土，广泛用于土木工程。但，如何制作出拥有高强度的特性，且操作简便，又健康环保的高强度混凝土一直是需要研究的课题。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种高强度混凝土，其具有自流平、高强度、微膨胀、性能稳定以及绿色环保的特点。
本发明的第二目的在于提供一种钢筋混凝土，其具有高强度、性能稳定以及绿色环保的特点。
本发明的第三目的在于提供一种装配式建筑构件，其具有高强度、性能稳定以及绿色环保的特点。
本发明的实施例是这样实现的：
一种高强度混凝土，其按照重量份数比包括以下原料：水泥380～420份、粉煤灰微珠100～130份、硅灰70～82份、水渣粉80～90份、膨胀剂20～28份、集料1750～1850份、水124～144份。
一种钢筋混凝土，其包括上述高强度混凝土。
一种装配式建筑构件，其包括上述高强度混凝土。
本发明实施例的有益效果是：
本发明提供一种高强度混凝土，其按照重量份数比包括以下原料：水泥380～420份、粉煤灰微珠100～130份、硅灰70～82份、水渣粉80～90份、膨胀剂20～28份、集料1750～1850份、水124～144份，其具有自流平、高强度、微膨胀以及性能稳定的特点，且所采用的原料如粉煤灰、硅灰及水渣都是工业副产品加工得到，缓解了环境压力，节能环保。此外，包发明还提供一种包含上述高强度混凝土的钢筋混凝土以及装配式建筑构件，其具有高强度、性能稳定以及绿色环保的特点。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的轻质隔墙板及其制作工艺进行具体说明。
本发明提供的一种高强度混凝土，其按照重量份数比包括以下原料：水泥380～420份、粉煤灰微珠100～130份、硅灰70～82份、水渣粉80～90份、膨胀剂20～28份、集料1750～1850份、水124～144份。
水泥，为粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。通常采用通用水泥，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。在本发明的一些实施例中，采用的是普通硅酸盐水泥(PO)，优选为PO52.5，PO52.5的水泥能使本发明提供的高强度混凝土性能更优越。
粉煤灰微珠，粉煤灰是一种污染环境的工业废弃物，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰。粉煤灰微珠是一种新型超微粉体材料，是经过独特工艺从优质粉煤灰中精选出的一种超细的粉体产品。粉煤灰微珠具有活性高、质轻、耐腐蚀、耐磨、抗压强度高、流动性好、热稳定性好以及无毒等有益功能。粉煤灰微珠在化学成分上与普通粉煤灰相比没有太大差别，其主要差异在于颗粒粒径和形状上，粉煤灰微珠的粒径分布主要在0.1～5μm之间，且在电子显微镜下观察，呈球状。
硅灰，也称微硅粉，主要成分为二氧化硅，微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰，是铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时，矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO2和Si气体，气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。它是大工业冶炼中的副产物，整个过程需要用除尘环保设备进行回收。此外，微硅粉能够填充水泥颗粒间的孔隙，同时与水化产物生成凝胶体，与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体。在混凝土中掺入硅灰，可提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能，延长混凝土的使用寿命，提高耐久性，且硅灰为无定型球状颗粒，可以提高混凝土的流变性能。硅灰的平均颗粒尺寸比较小，具有很好的填充效应，可以填充在水泥颗粒空隙之间，提高混凝土强度和耐久性。
减水剂，是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。大多属于阴离子表面活性剂，有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等。加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性，或减少单位水泥用量，节约水泥。且本发明提供的高强度混凝土中加入有硅灰，由于硅灰颗粒细，比表面积大，需水量高，因而在混凝土掺用硅灰时，与高效减水剂联合使用，以能取得良好的效果。在本发明中，减水剂为高性能减水剂，优选地，减水剂采用聚羧酸减水剂，其与各种水泥的相容性好，混凝土的坍落度保持性能好，延长混凝土的施工时间，且掺量低，减水率高，收缩小。大幅度提高混凝土的早期、后期强度。本产品氯离子含量低、碱含量低，有利于混凝土的耐久性。此外，聚羧酸减水剂的生产过程无污染，不含甲醛，是一种绿色环保产品，使用聚羧酸盐类减水剂，可用更多的矿渣或粉煤灰取代水泥，降低成本。
水渣粉，又称高炉水淬矿渣，是高炉炼铁产生的副产品，在水泥行业又叫矿粉，是生产水泥的主要混合料之一。水渣作建材用于生产水泥和混凝土，由于水渣具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料石灰石膏等激发剂作用下，可以作为优质的水泥原料，可制成矿渣硅酸盐、水泥石膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥以及混凝土等。水渣是水泥生产过程中的重要添加剂，通过水渣的添加使水泥的水溶性、密实性以及凝胶性等多种性能都有很大的提升。在本发明中，水渣粉的比表面积为420～450平米每公斤，在该范围内的水渣粉掺加到水泥中使水泥的性能更加的优越。
膨胀剂，一种可以通过理化反应引起体积膨胀的材料，其体积膨胀可被应用于材料生产、无声爆破等多个领域。在本发明的一些实施例中，膨胀剂为混凝土膨胀剂，混凝土膨胀剂属硫铝酸钙型混凝土膨胀剂，不含钠盐，耐久性良好，膨胀性能稳定。普通混凝土由于收缩开裂，往往发生渗漏，降低了它的使用功能和耐久性。在水泥中内掺膨胀剂，提高了混凝土结构的抗裂防水能力。可取消外防水作业，延长后浇缝间距，防止大体积混凝土和高强混凝土温差裂缝的出现。
集料，又称骨料。骨料分为粗骨料和细骨料，是混凝土的主要组成材料之一。主要起骨架作用和减小由于胶凝材料在凝结硬化过程中干缩湿胀所引起的体积变化，同时还作为胶凝材料的廉价填充料。有天然集料和人造集料之分，天然集料如碎石、卵石、浮石、天然砂等；人造集料如煤渣、矿渣、陶粒、膨胀珍珠岩等。集料按颗粒大小分为粗集料和细集料，一般规定粒径大于4.75毫米者为粗集料，如碎石和卵石，粒径自小于4.75毫米者为细集料，如天然砂。在本发明提供的高强度混凝土中，集料包括砂和石，集料的砂率(砂量/砂和石的总量)为0.3％～0.5％，优选为0.4％，砂率为混凝土中砂的质量占砂石总质量的百分率。
本发明提供的高强度混凝土的制备工艺，其包括将原料水泥380～420份、粉煤灰微珠100～130份、硅灰70～82份、水渣粉80～90份、膨胀剂20～28份、集料1750～1850份、水124～144份混合加入混凝土搅拌机中搅拌均匀，然后浇筑成型，养护得成品。
第一实施例
本发明提供的一种高强度混凝土，其按照重量份数比包括以下原料：水泥400份、粉煤灰微珠115份、硅灰76份、水渣粉85份、膨胀剂24份、集料1802份以及水134份，其中集料包括砂721份、石1081份。该高强度混凝土还包括有减水剂，减水剂为总重量的2％。
第二实施例
本发明提供的一种高强度混凝土，其按照重量份数比包括以下原料：水泥385份、粉煤灰微珠115份、硅灰76份、水渣粉90份、膨胀剂20份、砂721份、石1081份以及水124份，该高强度混凝土还包括有减水剂，减水剂为总重量的3％。
第三实施例
本发明提供的一种高强度混凝土，其按照重量份数比包括以下原料：水泥420份、粉煤灰微珠130份、硅灰82份、水渣粉90份、膨胀剂28份、砂721份、石1081份以及水144份，该高强度混凝土还包括有减水剂，减水剂为总重量的1％。
试验例一
本发明提供的高强度混凝土中的粉煤灰微珠对混凝土性能的影响。
1.实验配比
表1为高强度混凝土的原料配比表
表1为提供的四组混凝土的原料配比表，将这四组混凝土的原料配比按照上述混凝土的制备工艺制成标准的普通混凝土试件，利用坍落度桶测试四组混凝土的塌落度(初始塌落度以及静停两小时塌落度)，然后利用压力机分别测试1～4组混凝土试件在不同龄期(3d、7d以及28d)的抗压强度，抗压强度测试结果如表2所示。
2.实验结果
表2为混凝土试件的抗压强度测试结果
组 3d 7d 28d
1 55.3MPa 70.5MPa 85.6MPa
2 63.5MPa 80.6MPa 97.2MPa
3 62.8MPa 81.5MPa 99.3MPa
4 58.7MPa 79.2MPa 95.6MPa
备注：3d是指试件为养护至3天龄期进行试验；7d是指试件为养护至7天龄期进行试验；28d是指试件为养护至28天龄期进行试验。
由表2可知，随着粉煤灰微珠的加入，混凝土强度有明显的递增趋势，混凝土和易性有明显的变化，且初始塌落度以及静停两小时塌落度相比不加粉煤灰微珠的混凝土有了很大的提升。组3的粉煤灰微珠的掺量(粉煤灰微珠的量/粉煤灰和水泥的总量)为17％左右，混凝土和易性最佳，组2的粉煤灰微珠的掺量为22％，可以看到增加粉煤灰微珠的掺量，和易性出现下降现象。
因此可知，当高强度混凝土配方中的粉煤灰微珠掺量为17％左右时，混凝土的性能更优。需要说明的是，第一～第四实施例提供的高强度混凝土中，粉煤灰微珠的掺量为17％左右。
试验例二
本发明提供的高强度混凝土中的硅灰对混凝土性能的影响。
1.实验配比
表3为高强度混凝土的原料配比表
提供四组混凝土原料，表3为该四组(组1、组5、组6及组7)的混凝土的原料配比表，将这四组混凝土的原料配比按照上述混凝土的制备工艺制成标准的普通混凝土试件，利用坍落度桶测试四组混凝土的塌落度(初始塌落度以及静停两小时塌落度)，利用压力机分别测试组1、组5、组6及组7混凝土试件在不同龄期(3d、7d以及28d)的抗压强度，抗压强度测试结果如表4所示。
2.实验结果
表4为混凝土试件的抗压强度测试结果
组 3d 7d 28d
1 55.3MPa 70.5MPa 85.6MPa
5 70.8MPa 88.3MPa 105.7MPa
6 68.7MPa 85.9MPa 101.6MPa
7 65.3MPa 83.7MPa 100.8MPa
备注：3d是指试件为养护至3天龄期进行试验；7d是指试件为养护至7天龄期进行试验；28d是指试件为养护至28天龄期进行试验。
由表4可知，随着硅灰的加入，混凝土和易性得到了进一步的改善，初始塌落度达到了265mm，静停两小时塌落度250mm，强度也有较大的提升，当硅灰的掺量(硅灰的量/硅灰、粉煤灰微珠及水泥的总量)达到11％左右(参考组6)时，混凝土的综合状态为最佳。
因此，当高强度混凝土配方中的当硅灰掺量达到11％左右，混凝土的性能更优。需要说明的是，第一～第四实施例提供的高强度混凝土中，硅灰的掺量为11％左右。
试验例三
本发明提供的高强度混凝土中的水渣粉对混凝土性能的影响。
1.实验配比
表5为高强度混凝土的原料配比表
提供四组混凝土的原料配比，表5为该四组(组1、组8、组9及组10)混凝土的原料配比表，需要说明的是，其中，组9为第一实施例提供的高强度混凝土的原料配比表，将这四组混凝土的原料配比按照上述混凝土的制备工艺制成标准的普通混凝土试件，利用坍落度桶测试四组混凝土的塌落度(初始塌落度以及静停两小时塌落度)，然后利用压力机分别测试组1、组8、组9及组10的混凝土试件在不同龄期(3d、7d以及28d)的抗压强度，抗压强度测试结果如表6所示。
2.实验结果
表6为混凝土试件的抗压强度测试结果
组 3d 7d 28d
1 55.3MPa 70.5MPa 85.6MPa
8 83.2MPa 96.3MPa 115.7MPa
9 85.5MPa 97.9MPa 120.7MPa
10 80.7MPa 92.8MPa 113.2MPa
备注：3d是指试件为养护至3天龄期进行试验；7d是指试件为养护至7天龄期进行试验；28d是指试件为养护至28天龄期进行试验。
由表6可知，随着水渣粉的加入，虽然混凝土塌落度略微降低，但是混凝土强度得到了极大的提升，为了满足自流平钢管混凝土对于混凝土强度的要求，在塌落度满足要求的情况下，加入水渣粉能够提高强度。可以看出，当水渣粉掺量为12.5％左右的时(参考组9)，混凝土的强度最佳，和易性也满足自流平要求。需要说明的，本发明第一～第四实施例提供的高强度混凝土中，水渣粉掺量为12.5％左右。
通过试验例一～三可知，当粉煤灰微珠的掺量为17％左右，硅灰掺量为11％左右，水渣粉掺量为12.5％左右时，即为第一～第四实施例提供的高强度混凝土时，混凝土的状态最佳，且初始塌落度达到了260mm,静停两小时塌落度245mm，容重2650kg/m3,含气量2.0％，体积稳定性好，和易性好。
综上所述，本发明提供一种高强度混凝土，其其按照重量份数比包括以下原料：水泥380～420份、粉煤灰微珠100～130份、硅灰70～82份、水渣粉80～90份、膨胀剂20～28份、集料1750～1850份、水124～144份，其具有自流平、高强度、微膨胀以及性能稳定的特点，且所采用的原料如粉煤灰、硅灰及水渣都是工业副产品加工得到，缓解了环境压力，节能环保。此外，包发明还提供一种包含上述高强度混凝土的钢筋混凝土以及装配式建筑构件，其具有高强度、性能稳定以及绿色环保的特点。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度混凝土，其特征在于，其按照重量份数比包括以下原料：水泥380～420份、粉煤灰微珠100～130份、硅灰70～82份、水渣粉80～90份、膨胀剂20～28份、集料1750～1850份、水124～144份。
2.根据权利要求1所述的高强度混凝土，其特征在于，所述水泥为385～415份、所述粉煤灰微珠为105～125份、所述硅灰为72～80份、所述水渣粉为82～88份、所述膨胀剂为22～26份、所述集料为1760～1840份、所述水为122～142份。
3.根据权利要求1所述的高强度混凝土，其特征在于，所述水泥为390～410份、所述粉煤灰微珠为110～120份、所述硅灰为74～78份、所述水渣粉为83～87份、所述膨胀剂为22～26份、所述集料为1780～1820份、所述水为122～142份。
4.根据权利要求1～3任一项所述的高强度混凝土，其特征在于，所述集料包括石和砂，所述集料的砂率为0.3～0.5％。
5.根据权利要求1～3任一项所述的高强度混凝土，其特征在于，所述水渣粉的比表面积为420～450平米每公斤。
6.根据权利要求1～3任一项所述的高强度混凝土，其特征在于，还包括有减水剂，所述减水剂为所述高强度混凝土总重的1％～3％。
7.根据权利要求6所述的高强度混凝土，其特征在于，所述减水剂为高性能减水剂，优选地，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
8.根据权利要求1所述的高强度混凝土，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥。
9.一种钢筋混凝土，其特征在于，其包括有如权利要求1～8任一项所述的高强度混凝土。
10.一种装配式建筑构件，其特征在于，其包括有如权利要求1～8任一项所述的高强度混凝土。
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