CN109369114A - 一种自密实混凝土 - Google Patents

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张建房
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Abstract

本发明公开了一种自密实混凝土，属于混凝土技术领域，其技术方案要点是按重量分数计，水泥350‑420份、粉煤灰60‑160份、河砂660‑745份、碎石835‑990份、超细矿物掺合料150‑240份、聚羧酸减水剂2‑2.5份、水130‑150份。达到提高混凝土的流动性，使得能够适用于高层、异型结构连续浇注的效果。

Description

一种自密实混凝土
技术领域
本发明涉及混凝土领域，特别涉及一种自密实混凝土。
背景技术
自密实混凝土，又称高流态混凝土，它最显著的特点是不用振捣而能自密实。它是通过外加剂、胶凝材料和粗细骨料的选择和配合比的设计，使混凝土拌合物屈服值减小且又具有足够的塑形粘度，粗细骨料能悬浮与水泥胶体中不离析、不泌水，在不用活基本不用振捣的成型条件下，能充分填充模板和钢筋空隙，形成密实、均匀的混凝土结构。它是一种高性能混凝土，可广泛适用于建筑工程各种混凝土与钢筋混凝土结构。其最主要的性质是混凝土具有高流动性、高抗分离性、高间隙通过性和高填充性。
高流态且不离析要求混凝土具有较高的粘度，并且高强混凝土的水胶比都较低，胶凝材料较多，造成高强混凝土粘度偏高，但是混凝土高层泵送要求混凝土具有较低的粘度，较高的粘度会导致混凝土泵送困难，严重可导致堵管，爆管。现有的高层泵送高强自密实混凝土高流态且不离析与混凝土的低粘度是难以兼顾的。
因此，研制一种新型的自密实混凝土成为急需。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种自密实混凝土，达到提高混凝土的流动性，使得能够适用于高层、异型结构连续浇注的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种自密实混凝土，按重量分数计，水泥350-420份、粉煤灰60-160份、河砂660-745份、碎石835-990份、超细矿物掺合料150-240份、聚羧酸减水剂2-2.5份、水130-150份。
通过采用上述技术方案，水泥和碎石之间的界面上积滞有大量的氢氧化钙，其在界面上的结晶和定向排列，导致混凝土的强度和耐久性降低，聚羧酸减水剂的加入能够大幅度降低混凝土硬化后的空隙率，使得混凝土的变得密实，但是聚羧酸减少剂不能改变水泥浆体水化产物的组成，从而不能提高水化胶凝物质的质量；而超细矿物掺合料后，其与游离石灰和高碱度的水化硅酸钙产生二次反应，使氢氧化钙晶体细化或减少，使水化硅酸钙的质量得以提高，水泥石与集料的界面结构得以改善，混凝土强度大幅提高。同时，超细矿物掺合料由于其形态效应、微集料效应和火山灰效应，可以均匀分散到水泥浆体中时，填充在水泥石和界面的空隙中，改善了混凝土孔结构，阻断了可能形成的渗透通路，水和侵蚀介质难以进入混凝土内部，使其耐久性大大提高。同时超细矿物掺合料改变混凝土的粘度，提高混凝土的流动性，且粉煤灰吸附水的能力低，会使混凝土的干缩性减小，抗裂性提高，从而使得混凝土的流动性提高，使得能够适用于高层、异型结构连续浇注的效果。
本发明进一步设置为，按重量分数计，水泥380份、粉煤灰120份、河砂700份、碎石920份、超细矿物掺合料200份、聚羧酸减水剂2.3份、水140份。
本发明进一步设置为，按重量分数计，超细矿物掺合料包括超细矿粉60-100、硅灰30-60、微珠(超细粉煤灰)90-150、陶瓷抛光微粉20-80份。
通过采用上述技术方案，超细矿粉与硅灰、微珠、陶瓷微光粉的混合使用，能够降低混凝土早期的水化热，保证混凝土后期的力学性能，提高混凝土的耐久性，微珠和陶瓷微光粉用到水泥混凝土中可以填充水泥颗粒间的孔隙，使自由水得以排放出来，增大泥浆的流动性，微珠的高活性使浆体硬化后强度提高，同时陶瓷微光粉具有一定的保温效果，可有效减少混凝土中水分流失。微珠的主要化学成分是SiO2和Al2O3可以和水泥水化反应产生的Ca(OH)2迅速反应，生成硅酸钙或钙矾石型的水化物，具有比较高的抗盐侵蚀和抗硫酸盐侵蚀能力，可以提高混凝土的耐久性和密实性。
本发明进一步设置为，按重量分数计，超细矿物掺合料包括超细矿粉80份、硅灰45份、微珠120份、陶瓷抛光微粉50份。
本发明进一步设置为，微珠平均粒径1.2微米。
通过采用上述技术方案，微珠的平均粒径1.2微米时，使得微珠能够更好地填充到其他胶材间的空隙中，使得混凝土材料体系更加致密，宏观表现为强度高，同时极细粒度还能保证混凝土材料具有较高的流动性，从而能够适用于高层、异型结构连续浇注。
本发明进一步设置为，碎石的粒度为5-10mm。
通过采用上述技术方案，碎石的粒度为5-10mm时，使得碎石能够很好的与其它的胶凝材料混合在一起，减小混凝土中的空隙率，提高混凝土的密实性。
本发明进一步设置为，水泥采用P·O42.5水泥。
通过采用上述技术方案，P·O42.5水泥属于中低热水泥，质量稳定，同时P·O42.5水泥中的硅酸三钙含量比较少，水化速度慢，28天强度发展正常，质量稳定，稠度用水量少，有利于研制高强度混凝土。
本发明进一步设置为，聚羧酸减水剂的固含量19％-20％。
通过采用上述技术方案，聚羧酸减少剂的固含量在19％-20％时，能够改善混凝土的流动性，减少用水量，同时降低了水灰比，提高混凝土的强度、抗渗性、耐久性以及能够减缓混凝土中钢筋的锈蚀作用。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、超细矿物掺合料与聚羧酸减水剂的配合使用，提高混凝土的自密实性能，从而提高混凝土的强度，同时聚羧酸减水剂的加入，能够调节混凝土的抗离析能力，从而提高混凝土的流动性，更加有助于将混凝土泵送到高层；
2、超细矿物掺合料中微珠和陶瓷微光粉的配合使用，能够使得微珠和陶瓷微光粉填充在混凝土中其他胶材中，减少混凝土的空隙率，从而提高混凝土的自密实性能，同时微珠和陶瓷微光粉的加入，还可有效减小混凝土的离析率，从而提高混凝土的强度。
具体实施方式
实施例1
一种自密实混凝土，按重量分数计，水泥350份、粉煤灰60份、河砂660份、碎石835份、超细矿物掺合料150份、聚羧酸减水剂2份、水130份，其中超细矿物掺合料包括超细矿粉60、硅灰30、微珠90、陶瓷微光粉20份，微珠平均粒径1.2微米，碎石的粒度为5-10mm，水泥采用P·O42.5水泥，聚羧酸减水剂的固含量19％-20％。
实施例2
一种自密实混凝土，按重量分数计，水泥380份、粉煤灰120份、河砂700份、碎石920份、超细矿物掺合料200份、聚羧酸减水剂2.3份、水140份，其中超细矿物掺合料包括超细矿粉80份、硅灰45份、微珠120份、陶瓷微光粉50份，微珠平均粒径1.2微米，碎石的粒度为5-10mm，水泥采用P·O42.5水泥，聚羧酸减水剂的固含量19％-20％。
实施例3
一种自密实混凝土，按重量分数计，水泥420份、粉煤灰160份、河砂745份、碎石990份、超细矿物掺合料240份、聚羧酸减水剂2.5份、水150份，其中超细矿物掺合料包括超细矿粉100、硅灰60、微珠150、陶瓷微光粉80份，微珠平均粒径1.2微米，碎石的粒度为5-10mm，水泥采用P·O42.5水泥，聚羧酸减水剂的固含量19％-20％。
对比例1
与实施例2的不同之处在于无超细矿物掺合料。
对比例2
与实施例2的不同之处在于超细矿物掺合料中无微珠和陶瓷微光粉。
混凝土的检测方法
(1)自密实混凝土力学性能参照现行国家标准GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》进行，自密实混凝土长期性能和耐久性能参照现行国家标准GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》进行。
(2)自密实混凝土坍落扩展度、J环扩展度、扩展时间及离析率实验方法参照现行标准JGJ/T283-2012《自密实混凝土应用技术规程》进行。
实验数据根据检测方法(1)对混凝土强度和活性指数的检测得到表1。
表1微珠与陶瓷微光粉对混凝土强度及活性指数
根据检测方法(2)对混凝土坍落度的检测得到表2。
表2混凝土坍落度
对表1分析可得：
(1)实施例1-实施例3中，随着超细矿物掺合料的增加，水泥胶砂的抗压强度在28天时，实施例2中抗压强度最大，同时实施例2中的微珠与陶瓷微光粉活性指数达到最大值，使得微珠能够始终填充在混凝土的空隙中，同时也说明实施例2中的配比为最佳配比，节省成本的同时，混凝土的抗压强度也高。
(2)实施例2与对比例1-2对比可得，混凝土中无超细矿物掺合料和微珠、陶瓷微光粉时，混凝土的抗压强度均低于实施例2中的抗压强度，同时混凝土的活性指数也相比于实施例2低，因此说明超细矿物掺合料以及微珠、陶瓷微光粉对混凝土的强度有影响。
(3)对比例1和对比例2比较可得，超细矿物掺合料中无微珠和陶瓷微光粉时，超细矿物掺合料中的其他组分使得混凝土的抗压强度有一定的提高，但时当同时没有超细矿物掺合料中的其他组分和微珠、陶瓷微光粉时，混凝土的抗压强度就比较低。
对表2分析可得：
(1)实施例1-实施例3中，混凝土的自密实性能实施例2中最佳，表现为混凝土的坍落与J环扩展度之差小，倒坍时间短，说明实施例2中配比为最佳配比，节省成本的同时混凝土的强度高；同时混凝土的离析率比实施例1和实施例3中，混凝土的粘度适中，有利于泵进行高层输送；
(2)对实施例2和对比例1-2进行分析，无超细矿物掺合料和微珠、陶瓷微光粉时，混凝土的坍落与J环扩展度之差大于实施例2中的混凝土的坍落与J环扩展度之差，进而表现为混凝土的自密实性能差，同时混凝土的离析率相对于实施例2均比较小，混凝土的粘度大，不利于高层泵输送，因此超细矿物掺合料和超细矿物掺合料中的微珠、陶瓷微光粉对混凝土自密实性能以及混凝土的粘度有很大的影响；
(3)对比例1和对比例2比较可得，当混凝土中无超细矿物掺合料时，混凝土的密实性能差，同时，粘度也比较大，不利于泵的高层输送；当超细矿物掺合料中无微珠和陶瓷微光粉时，混凝土的坍落与J环扩展度之差相对与对比例1而言，明显降低，倒坍时间也减小，同时混凝土的离析率也比对比例1要大，这说明混凝土中超细矿物掺合料能够提高混凝土的自密实性能，同时也能减低混凝土的粘度，但是微珠、陶瓷微光粉与超细矿物掺合料中的其他成分共同作用时，混凝土的自密实性能以及粘度会更好。
综上所述，混凝土中超细矿物掺合料能够提高混凝土的抗压强度、自密实性能以及降低混凝土的粘度，使得混凝土能够通过泵送到高层，同时对表1和表2分析可得，微珠和陶瓷微光粉的加入，能够增大混凝土的流动性，同时微珠和陶瓷微光粉的粒径小，能够填充到其他胶材间的空隙中，从而提高混凝土的密实性和抗压强度。
本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)

1.一种自密实混凝土，其特征在于：按重量分数计，水泥350-420份、粉煤灰60-160份、河砂660-745份、碎石835-990份、超细矿物掺合料150-240份、聚羧酸减水剂2-2.5份、水130-150份。
2.根据权利要求1所述的一种自密实混凝土，其特征在于：按重量分数计，水泥380份、粉煤灰120份、河砂700份、碎石920份、超细矿物掺合料200份、聚羧酸减水剂2.3份、水140份。
3.根据权利要求1所述的一种自密实混凝土，其特征在于：按重量分数计，超细矿物掺合料包括超细矿粉60-100、硅灰30-60、微珠（超细粉煤灰）90-150、陶瓷抛光微粉20-80份。
4.根据权利要求3所述的一种自密实混凝土，其特征在于：按重量分数计，超细矿物掺合料包括超细矿粉80份、硅灰45份、微珠120份、陶瓷抛光微粉90份。
5.根据权利要求1所述的一种自密实混凝土，其特征在于：微珠平均粒径1.2微米。
6.根据权利要求1所述的一种自密实混凝土，其特征在于：碎石的粒度为5-10mm。
7.根据权利要求1所述的一种自密实混凝土，其特征在于：水泥采用P·O42.5水泥。
8.根据权利要求1所述的一种自密实混凝土，其特征在于：聚羧酸减水剂的固含量19%-20%。
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