CN108069644A - 一种添加外加剂的混凝土组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种添加外加剂的混凝土组合物，由按重量份计的以下原料制备而成：水泥250‑400份，粉煤灰40‑90份，矿粉40‑70份，砂子680‑750份，石子1000‑1100份，钢纤维50‑100份，水150‑170份，减水剂1‑20份。本发明还公开了一种添加外加剂的混凝土组合物的制备方法。本发明的混凝土组合物能够提高水泥的净浆流动度，提高减水率，即具有良好的保坍性、抗压强度高、韧性高，又具有良好的施工性能，可泵送现浇。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土组合物，尤其涉及一种添加外加剂的混凝土组合物及其制备方法。
背景技术
作为当今世界上应用最为广泛的建筑材料，混凝土存在抗弯强度较低和脆性高的缺点，导致混凝土在使用中易产生裂缝甚至断裂，从而严重影响建筑的整体安全和使用寿命。现代建筑中大量存在的一些建筑结构和部位，如高铁高架桥、大跨度跨海和跨江大桥的桥面、以及地铁等各类型隧道拱墙，由于其应力环境复杂苛刻，必须采用抗弯强度尽可能高的高韧性混凝土材料。为提高混凝土的韧性，钢筋被较早采用并大量使用至今。
现有技术中，制备的桥梁混凝土方案主要是掺加粉煤灰、矿粉、硅粉等矿物掺合料和高效减水剂，矿物掺合料提高了混凝土密实性，进而提高抗氯离子渗透能力；然而，加入矿粉、粉煤灰等掺合料制备的混凝土其韧性依然得不到很好的改善。如专利申请号为“CN201110323697.2”的发明专利公开了一种混凝土及其制备方法。该混凝土包括胶凝材料、河沙、超塑化剂、水、钢纤维及聚丙烯纤维。其抗折强度为17.1-18.6MPa。上述专利所公开的混凝土的抗折强度虽然有一定程度的提高，但是依然无法满足高层及大跨度等大型现代化建筑的要求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一是在于提供一种添加外加剂的混凝土组合物，它能够提高水泥的净浆流动度，提高减水率，即具有良好的保坍性、抗压强度高、韧性高，又具有良好的施工性能，可泵送现浇。
本发明的目的之二是在于提供一种添加外加剂的混凝土组合物的制备方法。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种添加外加剂的混凝土组合物，其特征在于，由按重量份计的以下原料制备而成：水泥250-400份，粉煤灰40-90份，矿粉40-70份，砂子680-750份，石子1000-1100份，钢纤维50-100份，水150-170份，减水剂1-20份。
进一步地，添加外加剂的混凝土组合物由按重量份计的以下原料制备而成：水泥276-376份，粉煤灰47-85份，矿粉47-64份，砂子692-748份，石子1034-1083份，钢纤维50-100份，水155-170份，减水剂5-10份。
进一步地，添加外加剂的混凝土组合物由按重量份计的以下原料制备而成：水泥276份，粉煤灰85份，矿粉64份，砂子748份，石子1034份，钢纤维50份，水170份，减水剂7.3份。
进一步地，所述石子由按质量百分比计的如下组分组成：30％的第一石子，50％的第二石子，20％的第三石子；其中，第一石子的粒径为R1，0.5≤R1<5mm；第二石子的粒径为R2，5≤R2<10mm；第三石子的粒径为R3，10≤R3<20mm。
进一步地，所述钢纤维包括第一钢纤维和第二钢纤维，第一钢纤维的直径为0.10mm-0.15mm，长为3mm-5mm；第二钢纤维的直径为0.15mm-0.20mm，长为8mm-11mm；所述第一钢纤维和第二钢纤维的重量比为1:1-3。这样设计能够提高混凝土的抗折强度并改善和易性。
进一步地，所述的粉煤灰为一级粉煤灰，粒径小于45μm的颗粒占90％以上。这样设计能够保证混凝土的强度与和易性。
进一步地，所述矿粉为S95级矿粉。
进一步地，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
进一步地，所述减水剂的用量为水泥的重量的0.3％。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种添加外加剂的混凝土组合物的制备方法，其特征在于，包括：
备料步骤：按照配方配比准备好原料；
搅拌步骤：先分别将配方量的水泥、粉煤灰、矿粉、砂子、石子、钢纤维、减水剂加入搅拌装置中进行搅拌，搅拌均匀后，再加入配方量的水进行搅拌流化，控制搅拌速度在20-30r/min，搅拌时间10-15min，即可得到添加外加剂的混凝土组合物。
本发明的有益效果在于：
本发明采用低水胶比，以减少毛细孔，增加界面，提高了混凝土的致密性，并使用高效聚羧酸减水剂，加入了大掺量的优质矿粉和粉煤灰，减少每方混凝土的用水量，提高混凝土的工作性能。另外，采用三种规格的石子和两种规格的钢纤维混合使用，优化原料的颗粒级配，提高了水泥的净浆流动度，提高了减水率，即具有良好的保坍性、抗压强度高、韧性高，又具有良好的施工性能，可泵送现浇。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种添加外加剂的混凝土组合物，由按重量份计的以下原料制备而成：水泥250-400份，粉煤灰40-90份，矿粉40-70份，砂子680-750份，石子1000-1100份，钢纤维50-100份，水150-170份，减水剂1-20份。
作为进一步地实施方式，添加外加剂的混凝土组合物由按重量份计的以下原料制备而成：水泥276-376份，粉煤灰47-85份，矿粉47-64份，砂子692-748份，石子1034-1083份，钢纤维50-100份，水155-170份，减水剂5-10份。
作为进一步地实施方式，添加外加剂的混凝土组合物由按重量份计的以下原料制备而成：水泥276份，粉煤灰85份，矿粉64份，砂子748份，石子1034份，钢纤维50份，水170份，减水剂7.3份。
作为进一步地实施方式，所述石子由按质量百分比计的如下组分组成：30％的第一石子，50％的第二石子，20％的第三石子；其中，第一石子的粒径为R1，0.5≤R1<5mm；第二石子的粒径为R2，5≤R2<10mm；第三石子的粒径为R3，10≤R3<20mm。
作为进一步地实施方式，所述钢纤维包括第一钢纤维和第二钢纤维，第一钢纤维的直径为0.10mm-0.15mm，长为3mm-5mm；第二钢纤维的直径为0.15mm-0.20mm，长为8mm-11mm；所述第一钢纤维和第二钢纤维的重量比为1:1-3。这样设计能够提高混凝土的抗折强度并改善和易性。
作为进一步地实施方式，所述的粉煤灰为一级粉煤灰，粒径小于45μm的颗粒占90％以上。这样设计能够保证混凝土的强度与和易性。
作为进一步地实施方式，所述矿粉为S95级矿粉。
作为进一步地实施方式，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
作为进一步地实施方式，所述减水剂的用量为水泥的重量的0.3％。
一种添加外加剂的混凝土组合物的制备方法，包括：
备料步骤：按照配方配比准备好原料；
搅拌步骤：先分别将配方量的水泥、粉煤灰、矿粉、砂子、石子、钢纤维、减水剂加入搅拌装置中进行搅拌，搅拌均匀后，再加入配方量的水进行搅拌流化，控制搅拌速度在20-30r/min，搅拌时间10-15min，即可得到添加外加剂的混凝土组合物。
以下时本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1：
一种添加外加剂的混凝土组合物，由按重量份计的以下原料制备而成：水泥276份，粉煤灰85份，矿粉64份，砂子748份，石子1034份，钢纤维50份，水170份，减水剂7.3份。
所述石子由按质量百分比计的如下组分组成：30％的第一石子，50％的第二石子，20％的第三石子；其中，第一石子的粒径为R1，0.5≤R1<5mm；第二石子的粒径为R2，5≤R2<10mm；第三石子的粒径为R3，10≤R3<20mm。
所述钢纤维包括第一钢纤维和第二钢纤维，第一钢纤维的直径为0.10mm-0.15mm，长为3mm-5mm；第二钢纤维的直径为0.15mm-0.20mm，长为8mm-11mm；所述第一钢纤维和第二钢纤维的重量比为1:3。
一种添加外加剂的混凝土组合物的制备方法，包括：
备料步骤：按照配方配比准备好原料；
搅拌步骤：先分别将配方量的水泥、粉煤灰、矿粉、砂子、石子、钢纤维、减水剂加入搅拌装置中进行搅拌，搅拌均匀后，再加入配方量的水进行搅拌流化，控制搅拌速度在25r/min，搅拌时间12min，即可得到添加外加剂的混凝土组合物。
实施例2：
一种添加外加剂的混凝土组合物，由按重量份计的以下原料制备而成：水泥376份，粉煤灰47份，矿粉47份，砂子692份，石子1083份，钢纤维100份，水150份，减水剂7.5份。
所述石子由按质量百分比计的如下组分组成：30％的第一石子，50％的第二石子，20％的第三石子；其中，第一石子的粒径为R1，0.5≤R1<5mm；第二石子的粒径为R2，5≤R2<10mm；第三石子的粒径为R3，10≤R3<20mm。
所述钢纤维包括第一钢纤维和第二钢纤维，第一钢纤维的直径为0.10mm-0.15mm，长为3mm-5mm；第二钢纤维的直径为0.15mm-0.20mm，长为8mm-11mm；所述第一钢纤维和第二钢纤维的重量比为1:2。
其它与实施例1相同。
实施例3：
一种添加外加剂的混凝土组合物，由按重量份计的以下原料制备而成：水泥400份，粉煤灰90份，矿粉70份，砂子750份，石子1100份，钢纤维100份，水170份，减水剂10份。
其它与实施例1相同。
实施例4：
一种添加外加剂的混凝土组合物，由按重量份计的以下原料制备而成：水泥250份，粉煤灰40份，矿粉40份，砂子680份，石子1000份，钢纤维80份，水160份，减水剂3份。
其它与实施例1相同。
性能检测
对实施例1-4的混凝土组合物按照普通混凝土力学性能试验标准GB/T50081—2002进行检测，结果见表1。
表1
| 项目 | 塌落度 | 抗压强度 | 抗折强度 |
| 实施例1 | 235 | 147 | 36 |
| 实施例2 | 225 | 138 | 29 |
| 实施例3 | 195 | 129 | 23 |
| 实施例4 | 218 | 130 | 24 |
从表1可以看出，本发明实施例1-4所述的混凝土组合物具有良好的保坍性、抗压强度高、韧性高，其中，实施例1的效果最佳。另外，当减水剂的用量为混凝土组合物总用量的的0.3％时，水泥的净浆流动度高达260-300mm，减水率达30-35％。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种添加外加剂的混凝土组合物，其特征在于，由按重量份计的以下原料制备而成：水泥250-400份，粉煤灰40-90份，矿粉40-70份，砂子680-750份，石子1000-1100份，钢纤维50-100份，水150-170份，减水剂1-20份。
2.如权利要求1所述的混凝土组合物，其特征在于，由按重量份计的以下原料制备而成：水泥276-376份，粉煤灰47-85份，矿粉47-64份，砂子692-748份，石子1034-1083份，钢纤维50-100份，水155-170份，减水剂5-10份。
3.如权利要求1所述的混凝土组合物，其特征在于，由按重量份计的以下原料制备而成：水泥276份，粉煤灰85份，矿粉64份，砂子748份，石子1034份，钢纤维50份，水170份，减水剂7.3份。
4.如权利要求1所述的混凝土组合物，其特征在于，所述石子由按质量百分比计的如下组分组成：30％的第一石子，50％的第二石子，20％的第三石子；其中，第一石子的粒径为R1，0.5≤R1<5mm；第二石子的粒径为R2，5≤R2<10mm；第三石子的粒径为R3，10≤R3<20mm。
5.如权利要求1所述的混凝土组合物，其特征在于，所述钢纤维包括第一钢纤维和第二钢纤维，第一钢纤维的直径为0.10mm-0.15mm，长为3mm-5mm；第二钢纤维的直径为0.15mm-0.20mm，长为8mm-11mm；所述第一钢纤维和第二钢纤维的重量比为1:1-3。这样设计能够提高混凝土的抗折强度并改善和易性。
6.如权利要求1所述的混凝土组合物，其特征在于，所述的粉煤灰为一级粉煤灰，粒径小于45μm的颗粒占90％以上。这样设计能够保证混凝土的强度与和易性。
7.如权利要求1所述的混凝土组合物，其特征在于，所述矿粉为S95级矿粉。
8.如权利要求1所述的混凝土组合物，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
9.如权利要求1所述的混凝土组合物，其特征在于，所述减水剂的用量为水泥的重量的0.3％。
10.一种如权利要求1-9任意一项所述的混凝土组合物的制备方法，其特征在于，包括：
备料步骤：按照配方配比准备好原料；
搅拌步骤：先分别将配方量的水泥、粉煤灰、矿粉、砂子、石子、钢纤维、减水剂加入搅拌装置中进行搅拌，搅拌均匀后，再加入配方量的水进行搅拌流化，控制搅拌速度在20-30r/min，搅拌时间10-15min，即可得到添加外加剂的混凝土组合物。
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