CN108751926A - 基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土及施工方法 - Google Patents

基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥80～120份、外加剂3～18份、掺合料10～40份、骨料100～400份，还公开了其施工方法。本发明的现浇磷镁混凝土抗侵蚀、抗冻融性能好，耐久性好，流动性好，易于灌注，收缩低，不易开裂，自密实性强，对环境温度的适应性强，可随时施工；会在自身表面形成氧化物薄膜，与预制柱梁的亲附性好，粘结强度高；凝土凝结时间短、早期强度高、养护时间短，浇筑完成20～40min后就能凝结硬化，灌注完1.5～3h后，抗压强度可达到40MPa以上，实现了当天浇筑当天便可投入使用，提高了施工效率，节约了成本。

Description

基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土及施工方法
技术领域
本发明属于装配式建筑技术领域，尤其涉及基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土及施工方法。
背景技术
随着我国城镇化进程不断加快，为实现城乡建设可持续地健康发展，提出了转变城乡建设模式、促进建筑业转型升级，强力推动“建筑工业化”成为首要任务之一。建筑工业化的重要载体之一是装配式建筑混凝土结构，预制柱梁节点连接技术是装配式混凝土结构的关键技术。常用的装配式建筑中预制柱和预制梁的连接都集中在柱梁交点核心区现浇。
目前，装配式建筑的预制柱梁节点的现浇混凝土施工，大多采用常规的混凝土及其施工方法。混凝土多采用硅酸盐水泥基、硫铝酸盐水泥基等无机胶凝材料，掺入外加剂、掺合料等配制而成，并由场外预拌混凝土厂拌制供应到施工现场。再由混凝土输送泵或塔吊等运输至预制柱梁节点的现浇混凝土部位进行施工。
现有技术存在节点现浇混凝土施工凝结时间慢、养护时间长、早期强度低、易收缩开裂、施工周期长不能及时拆模及投用、工序较多、施工效率低、综合成本高等问题。此外，由于预制柱梁节点的现浇混凝土量小，现有技术采用场外搅拌运输，同时还需做连接部位的界面处理，否则新旧混凝土粘接强度不够，存在施工冷缝或水平施工缝，使用寿命会极大的缩短，使得工序复杂，成本高。这制约了装配式建筑预制柱梁节点的现浇混凝土的应用及其结构可靠度的发挥。
磷酸镁水泥(MPC)是一种早强快硬的新型磷酸盐修补材料，能够在常温下加水后，通过酸-碱反应及物理作用而变化成坚硬石材的新型气硬性胶凝材料。与普通硅酸盐水泥相比，MPC具有如下性能特点：低温凝结速度快，早期强度高、施工便捷，环境适应性强，黏结强度高，干缩小、体积变形小，热膨胀低，，耐磨性及抗冻性好，磷镁材料与旧混凝土的粘接强度高，工业化生产程序简单，设备投入小。作为性能优越的胶结材料，抗水性能是其应用推广的关键，被广泛应用于道路、桥梁、机场跑道的快速修补，以及有害和放射性物质的固化等，有着重要的民用和军事用途。但是目前还没见磷酸镁水泥在装配式建筑预制柱梁节点上应用以及如何施工的相关文献报道，本发明人为了解决以上问题，对磷酸镁水泥进行了进一步研究。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土及施工方法。本发明的现浇磷镁混凝土抗侵蚀、抗冻融性能好，耐久性好，流动性好，易于灌注，收缩低，不易开裂，自密实性强，只需在模板外侧稍稍震捣，便可达到磷镁混凝土密实度的要求，对环境温度的适应性强，可随时施工；会在自身表面形成氧化物薄膜，氧化物薄膜具有很好的结合性，与预制柱梁的亲附性好，粘结强度高；凝土凝结时间短、早期强度高、养护时间短，浇筑完成20～40min后就能凝结硬化，灌注完1.5～3h后，现浇磷镁混凝土的抗压强度可达到40MPa以上，这时，可进行模板及其支架的拆除，投入使用，实现了当天浇筑当天便可投入使用的速度，施工方便，简化了施工程序，提高了施工效率，极大的缩短了施工工期，节约了成本。
为了能够达到上述所述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥80～120份、外加剂3～18份、掺合料10～40份、骨料100～400份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝1～4：1。
进一步地，所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧粉磨获得，其氧化镁含量为88～95％，细度为60～400目；所述磷酸一铵的养份含量不低于58％，细度为60～400目。所述磷酸一铵的养份是以N和P2O5的总量计。
进一步地，所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物。
进一步地，所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼砂或硼酸，所述硼砂或硼酸的细度为60～400目，纯度以质量百分数计不低于95％。
进一步地，所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物。
进一步地，所述粉煤灰的细度为300～2000目；所述偏高岭土为800℃以上煅烧过，细度为800～1600目。
进一步地，所述骨料为精品机制砂子、石子的混合物，且砂子与石子的比例＝1：0.5～2；所述砂子粒径为0～4.75mm，所述石子粒径为5～25mm。
所述精品机制砂子、石子是通过了筛分、整形和除尘等加工工艺形成的骨料级配，满足特定工艺需求，粒型多棱体无针片状，粉尘得到严格控制。
进一步地，一种如权利要求1～8任一项所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土的施工方法，包括以下步骤：
①设备与材料准备：按照常规工艺要求，准备好施工设备，根据设计及拟浇筑部位计算现浇磷镁混凝土的用量，准备好施工原材料；
②预制柱梁安装：按照设计图纸将各层预制柱及预制梁安装就位，并校准，同时对柱梁节点现浇磷镁混凝土部位的预制柱及预制梁的表面进行处理；
③搭设支架及安装模板：预制柱及预制梁安装完成后，在预制柱梁节点的现浇磷镁混凝土部位，安装涂刷有隔离剂或脱模剂的定型塑料模板侧模、塑料模板底模，并搭设相应的模板支撑体系并加固，同时，完成预制柱钢筋、预制梁钢筋的连接施工；
④配料及运输：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料和骨料，送入搅拌机内混合成混合物料，加入水并均匀搅拌3min制得现浇磷镁混凝土，把拌制好的现浇磷镁混凝土运输至预制柱梁节点已安装好并涂刷有隔离剂或脱模剂的定型模板内；
⑤现浇磷镁混凝土浇筑：根据施工方案的施工顺序和要求，将步骤④运输至预制柱梁节点模板内的现浇磷镁混凝土扒平，按照200～250mm的间距频度用震动器在两侧模板的外部分别震捣10s，然后找平现浇磷镁混凝土的表面，直到与预制梁面或设计标高的要求平齐，清理掉预制柱梁节点表面及周边残留、撒落的混凝土和其它杂物，获得现浇磷镁混凝土结构；
⑥养护及拆模：现浇磷镁混凝土浇筑完20～40min终凝后，用塑料薄膜覆盖在现浇磷镁混凝土表面，覆盖养护1～2h，拆除模板及其支架。
进一步地，在步骤④，所述现浇磷镁混凝土的凝结时间大于20min，塌落度大于120mm；所述混合物料与水的比例＝1：0.05～0.15。
本发明所用重烧氧化镁经过大于1600℃高温煅烧后氧化镁致密，密度高于3.4g/cm3，氧化镁颗粒强度高，且活性降低，缓凝剂用量更少，制备的磷镁材料早期强度高更高。
本发明所用磷酸一铵为工业级别产品，磷酸一铵配制的磷镁材料其早期强度明显高于其他同类型的磷酸盐。
本发明粉煤灰具有微珠效应，可提高改善磷镁材料的工作性能，偏高岭土中含有高活性的铝组分并参与反应可提高磷镁材料的耐高温性能。
本发明精品砂子、石子在加工过程中通过了筛分、整形和除尘等工序，使砂子、石子的级配满足质量标准，砂子、石子骨料粒型呈立方多棱体，同时砂子、石子中的含粉量能得到有效控制，能有效降低空隙率，增加堆积密度和抗压强度，可大大降低磷酸镁水泥的用量。
本发明对预制柱及预制梁的表面清理达到后浇混凝土对其连接面基层的要求，预制柱梁连接面基层必须干净、坚实、无疏松物；基层强度达设计强度。
本发明中当现浇混凝土体量较小时，用小型电动搅拌器在塑料桶中进行搅拌，每搅拌一次用完一整包；大体量施工时，用搅拌机搅拌。
对于拌制好的现浇磷镁混凝土应在10～20min内用完，且现浇磷镁混凝土供应要连续及时。
本发明现浇磷镁混凝土浇筑完成后，养护1～2h，现浇磷镁混凝土的抗压强度便能够达到40MPa以上。
本发明所述流动度是用砂浆的扩展度来衡量的，检测方法为：根据测试标准，将砂浆倒入规定尺寸的管状试验模具中，然后提起，砂浆自由流动，摊开成圆形，圆形的直径即是流动度。
由于本发明采用了以上技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明制备的磷镁材料早期和后期强度高、凝固时间可控、性能优异。选用了高密度氧化镁与磷酸一铵，磷酸一铵与氧化镁反应速率快于同类型的磷酸一钾、磷酸一钠，采用磷酸一铵制备的强度更高，且采用氧化镁与磷酸一铵之间质量比列为1～4：1，氧化镁过量，保证磷酸盐组分完全反应彻底，未反应完的氧化镁颗粒，其自身强度高，作为骨料，产生微集料效应，进一步提高磷镁材料的强度，氧化镁颗粒细度在60～400目之间效果最优。采用消泡剂去除磷镁材料拌合过程中产生的气泡，提高密实度，提高强度。采用减水剂，提高磷镁材料的流动度，减低用水量，改善磷镁材料工作性同时保证高强度。缓凝剂采用最有缓凝效果的硼砂或硼酸，通过调整掺量，调整磷镁材料的凝固时间，在推荐使用范围内效果最好，且对强度负面影响小。采用具有反应活性粉煤灰和偏高岭土，粉煤灰呈现圆球状，起到填充微观空隙，同时提高磷镁材料工作性，使得磷镁材料与钢筋、混凝土基体之间的密实度提高，界面粘结更紧密，粉煤灰细度在300～2000目范围内起到的效果最好；并且粉煤灰、偏高岭土中的活性铝组分与磷镁材料中的磷酸盐和氧化镁之间发生反应，提高磷镁材料耐高温性能，特别是偏高岭土中活性铝组分多，偏高岭土细度采用800～1600目之间，活性高，也避免过高细度对工作性不利影响。采用通过筛分、整形后的精品砂，整形后的精品砂降低了砂子颗粒的棱角，进一步提高了磷镁材料施工性能。
(2)本发明基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土抗侵蚀、抗冻融性能好，耐久性好，流动性好，易于灌注，收缩低，不易开裂，自密实性强，只需在模板外侧稍稍震捣，便可达到磷镁混凝土密实度的要求，对环境温度的适应性强，可随时施工。
(3)本发明通过合理规划，创造性设计出凝结时间短、早期强度高、养护时间短、不易收缩开裂、施工周期短能及时拆除模板和投用、工序较少、施工效率高、成本低的用于预制柱梁节点的高效无收缩现浇磷镁混凝土，浇筑完成20～40min后就能凝结硬化，灌注完1～2h后，现浇磷镁混凝土的抗压强度可达到40MPa以上，这时，可进行模板及其支架的拆除，投入使用，实现了当天浇筑当天便可投入使用的速度，极大的缩短了施工工期；现浇磷镁混凝土的性能是否正常发挥关键在于施工方法，只有采取有效的施工方法，才能保证后置现浇混凝土的施工质量，从而发挥其应有的作用。
(4)本发明的现浇磷镁混凝土会在自身表面形成氧化物薄膜，氧化物薄膜具有很好的结合性，与预制柱梁的亲附性好，粘结强度高。
(5)本发明采用定型塑料模板，环保经济，能重复周转使用，且与磷镁混凝土有粘结性低，能更好的利于模板拆除。
(6)本发明现浇磷镁混凝土浇筑完后用饲料薄膜覆盖，塑料薄膜可以减少现浇磷镁混凝土水分的蒸发，提高表层的水化程度，使现浇磷镁混凝土表面的密实度得到提高；现浇磷镁混凝土放热速率大，放热时间主要集中在浇筑完成后的前1h，覆盖塑料薄膜可减少热量的散失，促进磷镁混凝土的水化。
(7)本发明现浇磷镁混凝土可在就地拌制，施工方便，简化了施工程序，提高了施工效率，节约成本，节省了施工工期；不仅限应用于预制柱梁节点，对于预制梁与梁等节点的现浇混凝土均可适用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为本发明基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土的施工工艺流程图；
图2为本发明现浇磷镁混凝土的施工工艺套筒连接灌浆示意图；
图3为本发明基于磷镁材料的预制柱梁节点进行浇筑现浇磷镁混凝土后的示意图；
图4为本发明的图3的a-a向视图。
附图中：1-预制柱，2-预制梁，3-预制柱钢筋，4-预制梁钢筋，5-塑料模板侧模，6-塑料模板底模，7-现浇磷镁混凝土结构。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥80份、外加剂3份、掺合料10份、骨料100份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝4：1；所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧粉磨获得，其氧化镁含量为88％，细度为60目；所述磷酸一铵的养份含量72％，细度为60目；所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物；所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼酸，所述硼酸的细度为60目，纯度以质量百分数计不低于95％；所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物；所述粉煤灰的细度为300目；所述偏高岭土为800℃以上煅烧过，细度为800目；所述骨料为精品机制砂子、石子的混合物，且砂子与石子的比例＝1：0.5；所述砂子粒径为0～4.75mm，所述石子粒径为5～25mm。所述精品机制砂子、石子是通过了筛分、整形和除尘等加工工艺形成的骨料级配，满足特定工艺需求，粒型多棱体无针片状，粉尘得到严格控制。
一种如上述所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土的施工方法，包括以下步骤：
①设备与材料准备：按照常规工艺要求，准备好施工设备，根据设计及拟浇筑部位计算现浇磷镁混凝土的用量，准备好施工原材料；
②预制柱梁安装：按照设计图纸将各层预制柱1及预制梁2安装就位，并校准，同时对柱梁节点现浇磷镁混凝土部位的预制柱1及预制梁2的表面进行处理；
③搭设支架及安装模板：预制柱1及预制梁2安装完成后，在预制柱梁节点的现浇磷镁混凝土部位，安装涂刷有隔离剂或脱模剂的定型塑料模板侧模5、塑料模板底模6，并搭设相应的模板支撑体系并加固，同时，完成预制柱钢筋3、预制梁钢筋4的连接施工；
④配料及运输：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料和骨料，送入搅拌机内混合成混合物料，加入水并均匀搅拌3min制得现浇磷镁混凝土，把拌制好的现浇磷镁混凝土运输至预制柱梁节点已安装好并涂刷有隔离剂或脱模剂的定型模板内；
所述现浇磷镁混凝土的凝结时间大于20min，塌落度大于120mm；所述混合物料与水的比例＝1：0.15；
⑤现浇磷镁混凝土浇筑：根据施工方案的施工顺序和要求，将步骤④运输至预制柱梁节点模板内的现浇磷镁混凝土扒平，按照200mm的间距频度用震动器在两侧模板的外部分别震捣10s，然后找平现浇磷镁混凝土的表面，直到与预制梁面或设计标高的要求平齐，清理掉预制柱梁节点表面及周边残留、撒落的混凝土和其它杂物，获得现浇磷镁混凝土结构7；
⑥养护及拆模：现浇磷镁混凝土浇筑完20min终凝后，用塑料薄膜覆盖在现浇磷镁混凝土表面，覆盖养护1h，拆除模板及其支架。
实施例2
一种基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥120份、外加剂18份、掺合料60份、骨料400份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝1：1；所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧粉磨获得，其氧化镁含量为95％，细度为400目；所述磷酸一铵的养份含量72％，细度为400目；所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物；所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼砂，所述硼砂的细度为400目，纯度以质量百分数计不低于95％；所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物；所述粉煤灰的细度为2000目；所述偏高岭土为800℃以上煅烧过，细度为1600目；所述骨料为精品机制砂子、石子的混合物，且砂子与石子的比例＝1：2；所述砂子粒径为0.3～4.75mm，所述石子粒径为5～25mm。
一种如上述所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土的施工方法，包括以下步骤：
①设备与材料准备：按照常规工艺要求，准备好施工设备，根据设计及拟浇筑部位计算现浇磷镁混凝土的用量，准备好施工原材料；
②预制柱梁安装：按照设计图纸将各层预制柱1及预制梁2安装就位，并校准，同时对柱梁节点现浇磷镁混凝土部位的预制柱1及预制梁2的表面进行处理；
③搭设支架及安装模板：预制柱1及预制梁2安装完成后，在预制柱梁节点的现浇磷镁混凝土部位，安装涂刷有隔离剂或脱模剂的定型塑料模板侧模5、塑料模板底模6，并搭设相应的模板支撑体系并加固，同时，完成预制柱钢筋3、预制梁钢筋4的连接施工；
④配料及运输：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料和骨料，送入搅拌机内混合成混合物料，加入水并均匀搅拌3min制得现浇磷镁混凝土，把拌制好的现浇磷镁混凝土运输至预制柱梁节点已安装好并涂刷有隔离剂或脱模剂的定型模板内；
所述现浇磷镁混凝土的凝结时间大于20min，塌落度大于120mm；所述混合物料与水的比例＝1：0.05；
⑤现浇磷镁混凝土浇筑：根据施工方案的施工顺序和要求，将步骤④运输至预制柱梁节点模板内的现浇磷镁混凝土扒平，按照250mm的间距频度用震动器在两侧模板的外部分别震捣10s，然后找平现浇磷镁混凝土的表面，直到与预制梁面或设计标高的要求平齐，清理掉预制柱梁节点表面及周边残留、撒落的混凝土和其它杂物，获得现浇磷镁混凝土结构7；
⑥养护及拆模：现浇磷镁混凝土浇筑完20min终凝后，用塑料薄膜覆盖在现浇磷镁混凝土表面，覆盖养护2h，拆除模板及其支架。
实施例3
一种基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥83份、外加剂8份、掺合料12份、骨料105份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝3.5：1；所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧粉磨获得，其氧化镁含量为89％，细度为70目；所述磷酸一铵的养份含量72％，细度为70目；所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物；所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼砂，所述硼砂的细度为70目，纯度以质量百分数计不低于95％；所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物；所述粉煤灰的细度为350目；所述偏高岭土为800℃以上煅烧过，细度为850目；所述骨料为精品机制砂子、石子的混合物，且砂子与石子的比例＝1：0.6；所述砂子粒径为0～4.75mm，所述石子粒径为10～25mm。
一种如上述所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土的施工方法，包括以下步骤：
①设备与材料准备：按照常规工艺要求，准备好施工设备，根据设计及拟浇筑部位计算现浇磷镁混凝土的用量，准备好施工原材料；
②预制柱梁安装：按照设计图纸将各层预制柱1及预制梁2安装就位，并校准，同时对柱梁节点现浇磷镁混凝土部位的预制柱1及预制梁2的表面进行处理；
③搭设支架及安装模板：预制柱1及预制梁2安装完成后，在预制柱梁节点的现浇磷镁混凝土部位，安装涂刷有隔离剂或脱模剂的定型塑料模板侧模5、塑料模板底模6，并搭设相应的模板支撑体系并加固，同时，完成预制柱钢筋3、预制梁钢筋4的连接施工；
④配料及运输：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料和骨料，送入搅拌机内混合成混合物料，加入水并均匀搅拌3min制得现浇磷镁混凝土，把拌制好的现浇磷镁混凝土运输至预制柱梁节点已安装好并涂刷有隔离剂或脱模剂的定型模板内；
所述现浇磷镁混凝土的凝结时间大于20min，塌落度大于120mm；所述混合物料与水的比例＝1：0.07；
⑤现浇磷镁混凝土浇筑：根据施工方案的施工顺序和要求，将步骤④运输至预制柱梁节点模板内的现浇磷镁混凝土扒平，按照205mm的间距频度用震动器在两侧模板的外部分别震捣10s，然后找平现浇磷镁混凝土的表面，直到与预制梁面或设计标高的要求平齐，清理掉预制柱梁节点表面及周边残留、撒落的混凝土和其它杂物，获得现浇磷镁混凝土结构7；
⑥养护及拆模：现浇磷镁混凝土浇筑完25min终凝后，用塑料薄膜覆盖在现浇磷镁混凝土表面，覆盖养护1h，拆除模板及其支架。
实施例4
一种基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥118份、外加剂17份、掺合料58份、骨料300份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝2.2：1；所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧粉磨获得，其氧化镁含量为94％，细度为300目；所述磷酸一铵的养份含量72％，细度为300目；所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物；所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼砂，所述硼砂的细度为300目，纯度以质量百分数计不低于95％；所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物；所述粉煤灰的细度为1900目；所述偏高岭土为800℃以上煅烧过，细度为1500目；所述骨料为精品机制砂子、石子的混合物，且砂子与石子的比例＝1：1.9；所述砂子粒径为0～4.75mm，所述石子粒径为525mm。
一种如上述所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土的施工方法，包括以下步骤：
①设备与材料准备：按照常规工艺要求，准备好施工设备，根据设计及拟浇筑部位计算现浇磷镁混凝土的用量，准备好施工原材料；
②预制柱梁安装：按照设计图纸将各层预制柱1及预制梁2安装就位，并校准，同时对柱梁节点现浇磷镁混凝土部位的预制柱1及预制梁2的表面进行处理；
③搭设支架及安装模板：预制柱1及预制梁2安装完成后，在预制柱梁节点的现浇磷镁混凝土部位，安装涂刷有隔离剂或脱模剂的定型塑料模板侧模5、塑料模板底模6，并搭设相应的模板支撑体系并加固，同时，完成预制柱钢筋3、预制梁钢筋4的连接施工；
④配料及运输：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料和骨料，送入搅拌机内混合成混合物料，加入水并均匀搅拌3min制得现浇磷镁混凝土，把拌制好的现浇磷镁混凝土运输至预制柱梁节点已安装好并涂刷有隔离剂或脱模剂的定型模板内；
所述现浇磷镁混凝土的凝结时间大于20min，塌落度大于120mm；所述混合物料与水的比例＝1：0.13；
⑤现浇磷镁混凝土浇筑：根据施工方案的施工顺序和要求，将步骤④运输至预制柱梁节点模板内的现浇磷镁混凝土扒平，按照245mm的间距频度用震动器在两侧模板的外部分别震捣10s，然后找平现浇磷镁混凝土的表面，直到与预制梁面或设计标高的要求平齐，清理掉预制柱梁节点表面及周边残留、撒落的混凝土和其它杂物，获得现浇磷镁混凝土结构7；
⑥养护及拆模：现浇磷镁混凝土浇筑完40min终凝后，用塑料薄膜覆盖在现浇磷镁混凝土表面，覆盖养护1.9h，拆除模板及其支架。
实施例5
一种基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥100份、外加剂11份、掺合料35份、骨料250份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝2.5：1；所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧粉磨获得，其氧化镁含量为91％，细度为230目；所述磷酸一铵的养份含量60％，细度为220目；所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物；所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼砂，所述硼砂的细度为230目，纯度以质量百分数计不低于95％；所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物；所述粉煤灰的细度为1150目；所述偏高岭土为800℃以上煅烧过，细度为1200目；所述骨料为精品机制砂子、石子的混合物，且砂子与石子的比例＝1：1.2；所述砂子粒径为0.6～2.36mm，所述石子粒径为5～10mm。
一种如上述所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土的施工方法，包括以下步骤：
①设备与材料准备：按照常规工艺要求，准备好施工设备，根据设计及拟浇筑部位计算现浇磷镁混凝土的用量，准备好施工原材料；
②预制柱梁安装：按照设计图纸将各层预制柱1及预制梁2安装就位，并校准，同时对柱梁节点现浇磷镁混凝土部位的预制柱1及预制梁2的表面进行处理；
③搭设支架及安装模板：预制柱1及预制梁2安装完成后，在预制柱梁节点的现浇磷镁混凝土部位，安装涂刷有隔离剂或脱模剂的定型塑料模板侧模5、塑料模板底模6，并搭设相应的模板支撑体系并加固，同时，完成预制柱钢筋3、预制梁钢筋4的连接施工；
④配料及运输：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料和骨料，送入搅拌机内混合成混合物料，加入水并均匀搅拌3min制得现浇磷镁混凝土，把拌制好的现浇磷镁混凝土运输至预制柱梁节点已安装好并涂刷有隔离剂或脱模剂的定型模板内；
所述现浇磷镁混凝土的凝结时间大于40min，塌落度大于120mm；所述混合物料与水的比例＝1：0.10；
⑤现浇磷镁混凝土浇筑：根据施工方案的施工顺序和要求，将步骤④运输至预制柱梁节点模板内的现浇磷镁混凝土扒平，按照225mm的间距频度用震动器在两侧模板的外部分别震捣10s，然后找平现浇磷镁混凝土的表面，直到与预制梁面或设计标高的要求平齐，清理掉预制柱梁节点表面及周边残留、撒落的混凝土和其它杂物，获得现浇磷镁混凝土结构7；
⑥养护及拆模：现浇磷镁混凝土浇筑完40min终凝后，用塑料薄膜覆盖在现浇磷镁混凝土表面，覆盖养护1.5h，拆除模板及其支架。
实施例6
一种基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥90份、外加剂8份、掺合料15份、骨料160份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝2：1；所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧粉磨获得，其氧化镁含量为90％，细度为100目；所述磷酸一铵的养份含量60％，细度为100目；所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物；所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼砂或硼酸，所述硼砂或硼酸的细度为100目，纯度以质量百分数计不低于95％；所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物；所述粉煤灰的细度为400目；所述偏高岭土为800℃以上煅烧过，细度为900目；所述骨料为精品机制砂子、石子的混合物，且砂子与石子的比例＝1：0.7；所述砂子粒径为0.6～4.75mm，所述石子粒径为5～20mm。
一种如上述所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土的施工方法，包括以下步骤：
①设备与材料准备：按照常规工艺要求，准备好施工设备，根据设计及拟浇筑部位计算现浇磷镁混凝土的用量，准备好施工原材料；
②预制柱梁安装：按照设计图纸将各层预制柱1及预制梁2安装就位，并校准，同时对柱梁节点现浇磷镁混凝土部位的预制柱1及预制梁2的表面进行处理；
③搭设支架及安装模板：预制柱1及预制梁2安装完成后，在预制柱梁节点的现浇磷镁混凝土部位，安装涂刷有隔离剂或脱模剂的定型塑料模板侧模5、塑料模板底模6，并搭设相应的模板支撑体系并加固，同时，完成预制柱钢筋3、预制梁钢筋4的连接施工；
④配料及运输：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料和骨料，送入搅拌机内混合成混合物料，加入水并均匀搅拌3min制得现浇磷镁混凝土，把拌制好的现浇磷镁混凝土运输至预制柱梁节点已安装好并涂刷有隔离剂或脱模剂的定型模板内；
所述现浇磷镁混凝土的凝结时间大于20min，塌落度大于120mm；所述混合物料与水的比例＝1：0.09；
⑤现浇磷镁混凝土浇筑：根据施工方案的施工顺序和要求，将步骤④运输至预制柱梁节点模板内的现浇磷镁混凝土扒平，按照215mm的间距频度用震动器在两侧模板的外部分别震捣10s，然后找平现浇磷镁混凝土的表面，直到与预制梁面或设计标高的要求平齐，清理掉预制柱梁节点表面及周边残留、撒落的混凝土和其它杂物，获得现浇磷镁混凝土结构7；
⑥养护及拆模：现浇磷镁混凝土浇筑完35min终凝后，用塑料薄膜覆盖在现浇磷镁混凝土表面，覆盖养护1.5h，拆除模板及其支架。
实施例7
一种基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥110份、外加剂16份、掺合料53份、骨料330份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝1.5：1；所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧粉磨获得，其氧化镁含量为93％，细度为340目；所述磷酸一铵的养份含量58％，细度为340目；所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物；所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼砂或硼酸，所述硼砂或硼酸的细度为340目，纯度以质量百分数计不低于95％；所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物；所述粉煤灰的细度为1600目；所述偏高岭土为800℃以上煅烧过，细度为1400目；所述骨料为精品机制砂子、石子的混合物，且砂子与石子的比例＝1：1.6；所述砂子粒径为0～4.75mm，所述石子粒径为5～25mm。
一种如上述所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土的施工方法，包括以下步骤：
①设备与材料准备：按照常规工艺要求，准备好施工设备，根据设计及拟浇筑部位计算现浇磷镁混凝土的用量，准备好施工原材料；
②预制柱梁安装：按照设计图纸将各层预制柱1及预制梁2安装就位，并校准，同时对柱梁节点现浇磷镁混凝土部位的预制柱1及预制梁2的表面进行处理；
③搭设支架及安装模板：预制柱1及预制梁2安装完成后，在预制柱梁节点的现浇磷镁混凝土部位，安装涂刷有隔离剂或脱模剂的定型塑料模板侧模5、塑料模板底模6，并搭设相应的模板支撑体系并加固，同时，完成预制柱钢筋3、预制梁钢筋4的连接施工；
④配料及运输：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料和骨料，送入搅拌机内混合成混合物料，加入水并均匀搅拌3min制得现浇磷镁混凝土，把拌制好的现浇磷镁混凝土运输至预制柱梁节点已安装好并涂刷有隔离剂或脱模剂的定型模板内；
所述现浇磷镁混凝土的凝结时间大于20min，塌落度大于120mm；所述混合物料与水的比例＝1：0.075；
⑤现浇磷镁混凝土浇筑：根据施工方案的施工顺序和要求，将步骤④运输至预制柱梁节点模板内的现浇磷镁混凝土扒平，按照240mm的间距频度用震动器在两侧模板的外部分别震捣10s，然后找平现浇磷镁混凝土的表面，直到与预制梁面或设计标高的要求平齐，清理掉预制柱梁节点表面及周边残留、撒落的混凝土和其它杂物，获得现浇磷镁混凝土结构7；
⑥养护及拆模：现浇磷镁混凝土浇筑完25min终凝后，用塑料薄膜覆盖在现浇磷镁混凝土表面，覆盖养护1.5h，拆除模板及其支架。
对比例1
与实施例1～7不同之处在于：进行浇筑施工时所用的混凝土原料为硅酸盐水泥基无机胶凝材料，其他条件不变。
对比例2
与实施例1～7不同之处在于：进行浇筑施工时所用的混凝土原料为硫铝酸盐水泥基无机胶凝材料，其他条件不变。
对比例3
与实施例1～7不同之处在于：施工方法采用常规的混凝土施工方法，其他条件不变。
本发明人在创造性设计的基础上进行进一步实践验证，在实践过程中发现：对比例1～2的预制柱梁节点混凝土施工凝结时间慢、养护时间长、早期强度低、易收缩开裂和施工工期长不能及时拆除模板和投用、施工效率低、综合成本高等问题；对比例3相对对比例1～2预制柱梁节点混凝土施工凝结时间较快、养护时间较短、不易收缩开裂，但是还存在早期强度低、施工工期长不能及时拆除模板和投用、施工效率低、综合成本高；而采用实施例1～7的原料配比及施工方法，上面的问题均没有出现。
将本发明实施例1～7和上述对比例1～3的方案应用在预制柱梁节点上，对比结果如下表表1所示：
表1
由此可知，本发明预制柱梁节点浇筑完成20～40min后就能凝结硬化，灌注完1.5～3h后，现浇磷镁混凝土的抗压强度可达到40MPa以上，这时，可进行模板及其支架的拆除，投入使用，实现了当天浇筑当天便可投入使用的速度，极大的缩短了施工工期。
综上所述，本发明基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土抗侵蚀、抗冻融性能好，耐久性好，流动性好，易于灌注，收缩低，不易开裂，自密实性强，只需在模板外侧稍稍震捣，便可达到磷镁混凝土密实度的要求，对环境温度的适应性强，可随时施工。本发明通过合理规划，创造性设计出凝结时间短、早期强度高、养护时间短、不易收缩开裂、施工周期短能及时拆除模板和投用、工序较少、施工效率高、成本低的用于预制柱梁节点的高效无收缩现浇磷镁混凝土，浇筑完成20～40min后就能凝结硬化，灌注完1.5～3h后，现浇磷镁混凝土的抗压强度可达到40MPa以上，这时，可进行模板及其支架的拆除，投入使用，实现了当天浇筑当天便可投入使用的速度，极大的缩短了施工工期；现浇磷镁混凝土的性能是否正常发挥关键在于施工方法，只有采取有效的施工方法，才能保证后置现浇混凝土的施工质量，从而发挥其应有的作用。本发明的现浇磷镁混凝土会在自身表面形成氧化物薄膜，氧化物薄膜具有很好的结合性，与预制柱梁的亲附性好，粘结强度高。本发明采用定型塑料模板，环保经济，能重复周转使用，且与磷镁混凝土有粘结性低，能更好的利于模板拆除。本发明现浇磷镁混凝土浇筑完后用饲料薄膜覆盖，塑料薄膜可以减少现浇磷镁混凝土水分的蒸发，提高表层的水化程度，使现浇磷镁混凝土表面的密实度得到提高；现浇磷镁混凝土放热速率大，放热时间主要集中在浇筑完成后的前1h，覆盖塑料薄膜可减少热量的散失，促进磷镁混凝土的水化；可在就地拌制，施工方便，简化了施工程序，提高了施工效率，节约成本，节省了施工工期；不仅限应用于预制柱梁节点，对于预制梁与梁等节点的现浇混凝土均可适用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同腰间的含义和范围内的所有变化囊括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，其特征在于，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥80～120份、外加剂3～18份、掺合料10～40份、骨料100～400份。
2.根据权利要求1所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，其特征在于：所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝1～4：1。
3.根据权利要求2所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，其特征在于：所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧粉磨获得，其氧化镁含量为88～95％，细度为60～400目；所述磷酸一铵的养份含量不低于58％，细度为60～400目。
4.根据权利要求1所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，其特征在于：所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物。
5.根据权利要求4所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，其特征在于：所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼砂或硼酸，所述硼砂或硼酸的细度为60～400目，纯度以质量百分数计不低于95％。
6.根据权利要求1所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，其特征在于：所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物。
7.根据权利要求6所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，其特征在于：所述粉煤灰的细度为300～2000目；所述偏高岭土为800℃以上煅烧过，细度为800～1600目。
8.根据权利要求1所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土，其特征在于：所述骨料为精品机制砂子、石子的混合物，且砂子与石子的比例＝1：0.5～2；所述砂子粒径为0～4.75mm，所述石子粒径为5～25mm。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
①设备与材料准备：按照常规工艺要求，准备好施工设备，根据设计及拟浇筑部位计算现浇磷镁混凝土的用量，准备好施工原材料；
②预制柱梁安装：按照设计图纸将各层预制柱(1)及预制梁(2)安装就位，并校准，同时对柱梁节点现浇磷镁混凝土部位的预制柱(1)及预制梁(2)的表面进行处理；
③搭设支架及安装模板：预制柱(1)及预制梁(2)安装完成后，在预制柱梁节点的现浇磷镁混凝土部位，安装涂刷有隔离剂或脱模剂的定型塑料模板侧模(5)、塑料模板底模(6)，并搭设相应的模板支撑体系并加固，同时，完成预制柱钢筋(3)、预制梁钢筋(4)的连接施工；
④配料及运输：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料和骨料，送入搅拌机内混合成混合物料，加入水并均匀搅拌3min制得现浇磷镁混凝土，把拌制好的现浇磷镁混凝土运输至预制柱梁节点已安装好并涂刷有隔离剂或脱模剂的定型模板内；
⑤现浇磷镁混凝土浇筑：根据施工方案的施工顺序和要求，将步骤④运输至预制柱梁节点模板内的现浇磷镁混凝土扒平，按照200～250mm的间距频度用震动器在两侧模板的外部分别震捣10s，然后找平现浇磷镁混凝土的表面，直到与预制梁面或设计标高的要求平齐，清理掉预制柱梁节点表面及周边残留、撒落的混凝土和其它杂物，获得现浇磷镁混凝土结构(7)；
⑥养护及拆模：现浇磷镁混凝土浇筑完20～40min终凝后，用塑料薄膜覆盖在现浇磷镁混凝土表面，覆盖养护1～2h，拆除模板及其支架。
10.根据权利要求9所述的基于磷镁材料的预制柱梁节点现浇磷镁混凝土的施工方法，其特征在于：在步骤④，所述现浇磷镁混凝土的凝结时间大于20min，塌落度大于120mm；所述混合物料与水的比例＝1：0.05～0.15。
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