CN110342886A - 一种高强机制砂混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种高强机制砂混凝土，含有如下重量百分比的原料：水泥16％‑18％；矿物掺合料3％‑5％；矿粉3％‑5％；粗集料42％‑50％；机制砂20％‑28％；高性能减水剂0.6％‑1.0％；水为余量。本发明所提供的高强机制砂混凝土，其强度、工作性均符合混凝土标准规范要求。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种高强机制砂混凝土及其制备方法，尤其涉及一种C80-C90高强机制砂混凝土及其制备方法。
发明背景
天然砂中用于混凝土配制的主要为河砂，河砂是在自然状态下经水流长时间反复冲刷、搬运、分选形成的，短时间内不可再生，是一种区域性较强的地方资源，主要分布在一些河流较多的地区，如珠江口地区及长江流域的湖南、湖北等地，而在广西、贵州、重庆、四川等地，河砂资源则较为匮乏。上海、北京、天津等大城市由于用砂量较大，天然砂供应同样不足。当在以上这些地区进行施工时，往往需要从几百公里甚至上千公里以外运输河砂，部分地区河砂的运费己近10倍其售价。由于河砂资源匮乏，供不应求，价格不断上涨，且其质量也不断下降，含泥量普遍呈上升趋势，超过国家标准要求，满足普通混凝土配制要求的中、粗砂资源越来越少。在市场环境及利益的驱使下，许多地方出现了乱采滥挖的情况，非法采砂对防洪、河道生态环境、航道安全及水中建筑物安全等都产生了巨大的影响。
配制混凝土时，使用高强混凝土可以减少混凝土结构的体积，显著降低成本。对于高强混凝土，在合理设计的情况下，可以比一般强度混凝土减少混凝土方量三分之一以上，世界上的一些著名工程都使用了高强混凝土，其经济性适宜，优点突出，具有非常广阔的应用前景。
机制砂由岩石破碎而成，一般工程用机制砂与混凝土配制用碎石为同一母岩生产，经破碎、筛分、除粉后得到。对于一些在石多砂少地区或山区开展的工程，机制砂可以就地取材进行生产，免去了使用河砂进行混凝土生产时高昂的运费；进行隧道施工时也可以利用隧道开挖产生的洞渣进行生产，节省了洞渣处置费用；同时机制砂生产质量可调，各项性能指标较为稳定，对当地资源环境破坏也较小。作为天然砂的替代品一机制砂是一种很具有开发潜力的细集料，它在欧美及香港等发达国家和地区应用已经十分普遍。高强机制砂混凝土是未来混凝土发展的一个方向，但目前的高强机制砂混凝土的研究还处于初级阶段，还需要进一步完善。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种高强机制砂混凝土及其制备方法。
为了达成上述的目的，本发明提供了一种高强机制砂混凝土，含有如下重量百分比的原料：水泥16％-18％；矿物掺合料3％-5％；矿粉3％-5％；粗集料42％-50％；机制砂20％-28％；高性能减水剂0.6％-1.0％；水为余量。
进一步地，其中所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥或42.5硅酸盐水泥，其比表面积不大于350m2/kg。
进一步地，其中所述矿物掺合料包括粉煤灰与硅灰，二者的混合重量比例为4:(6-8)。
更进一步地，其中所述粉煤灰为I级粉煤灰；所述硅灰为SiO2含量不小于90wt％的硅灰。
进一步地，其中所述矿粉为至少S95级以上的矿粉，这是由于S95级以下矿粉的会影响混凝土强度。
更进一步地，其中所述矿粉为S95级矿粉或S105级矿粉。
进一步地，其中所述粗集料为5～20mm连续级配碎石。
进一步地，其中所述机制砂的石粉含量不大于5wt％。
进一步地，其中所述高性能减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，其重量百分比浓度为10-12％，该高性能减水剂可保障混凝土和易性良好，塌落度损失小；其减水率可达到28％。
为了达成上述的目的，本发明还提供了一种上述高强机制砂混凝土的制备方法，包括如下步骤：
先将配方量的机制砂中加入配方量的高性能矿物掺合料干拌20～30s后制得预拌料，再按配方将粗集料、矿粉及水泥加入预拌料中混匀搅拌50～60s，最后加入配方量的高性能减水剂和水，搅拌100～120s后，即可得到所述高强机制砂混凝土。
本发明中，以水泥为高强混凝土的胶凝材料，碎石为粗集料，机制砂为细集料，矿粉、矿物掺合料和高性能减水剂作为外加剂，组成机制砂混凝土。其中，矿物掺和料是有利于减少水泥的用量和提高混凝土的拌和性能，与机制砂配合，有利于改善机制砂混凝土的和易性和工作性，减少机制砂造成的混凝土质量缺陷。机制砂混凝土中采用矿粉和矿物掺加料(包括粉煤灰和硅灰)，二者均可以降低混凝土中的水泥用量，有利于混凝土强度的长期发展。高性能减水剂能够改善混凝土拌合物的流变性能，有利于增强水泥颗粒的分散，在维持混凝土坍落度不变的前提下减少水的用量，进而提高混凝土强度。同时，高性能减水剂还可以维持混凝土坍落度，减少其变化幅度。此外，高性能减水剂与机制砂、矿物掺加料配合，有利于减少机制砂混凝土中的水泥用量和水用量，促进机制砂与水泥之间的粘结作用和保水作用，得到和易性好的高强机制砂混凝土。
借由上述技术方案，本发明至少具备以下优点：
本发明所提供的高强机制砂混凝土，有效解决了长久以来因天然沙匮乏而无法满足混凝土用沙的难点，以及机制砂在高强混凝土的利用问题，并为高强混凝土的制造开辟了一种新途径，改变了天然沙资源缺乏的现状，同时其制备方法简单，操作方便。
本发明所提供的高强机制砂混凝土，其强度、工作性均符合混凝土标准规范要求；该高强机制砂混凝土可以减少混凝土结构的体积，显著降低成本。对于高强机制砂混凝土，在合理设计的情况下，可以比一般强度混凝土减少混凝土方量三分之一以上，其经济性适宜，优点突出，具有非常广阔的应用前景。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的高强机制砂混凝土其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施例1
本实施例提供了一种高强机制砂混凝土，含有如下重量百分比的原料：水泥17％；矿物掺合料3.7％；矿粉3.7％；粗集料47％；机制砂22.8％；高性能减水剂0.8％；水5.0％。所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥，其比表面积不大于350m2/KG；所述矿物掺合料包括粉煤灰与硅灰，二者的混合重量比例为4:6；所述矿粉为S95级矿粉；所述粗集料为5～20mm连续级配碎石；所述机制砂的石粉含量不大于5wt％；所述高性能减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，其重量百分比浓度为12％。
上述高强机制砂混凝土的制备方法，包括如下步骤：
先将配方量的机制砂中加入配方量的高性能矿物掺合料干拌(30-40r/min)30s后制得预拌料，再按配方将粗集料、矿粉及水泥加入预拌料中混匀搅拌(30-40r/min)60s，最后加入配方量的减水剂和水，搅拌(30-40r/min)120s后，即可制得高强机制砂混凝土。
本实施例所制备的高强机制砂混凝土，其等级为C80，其坍落度在200mm，扩展度为530mm，含气量为2.7％，1天抗压强度为29.2Mpa，3天抗压强度为56.4Mpa，7天抗压强度为81.5Mpa，28天抗压强度为93.6Mpa，粘聚性良好，无离析和泌水现象，满足C80混凝土的性能要求。
实施例2
本实施例提供了一种高强机制砂混凝土，含有如下重量百分比的原料：水泥16％；矿物掺合料5％；矿粉3.4％；粗集料47.6％；机制砂22％；高性能减水剂0.82％；水5.0％。所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥，其比表面积不大于350m2/KG；所述矿物掺合料包括粉煤灰与硅灰，二者的混合重量比例为4:8；所述矿粉为S95级矿粉；所述粗集料为5～20mm连续级配碎石；所述机制砂的石粉含量不大于5wt％；所述高性能减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，其重量百分比浓度为10％。
上述高强机制砂混凝土的制备方法，包括如下步骤：
先将配方量的机制砂中加入配方量的高性能矿物掺合料干拌(30-40r/min)30s后制得预拌料，再按配方将粗集料、矿粉及水泥加入预拌料中混匀搅拌(30-40r/min)60s，最后加入配方量的减水剂和水，搅拌(30-40r/min)120s后，即可制得高强机制砂混凝土。
本实施例所制备的高强机制砂混凝土，其等级为C80，其坍落度在210mm，扩展度为510mm，含气量为2.4％，1天抗压强度为28.2Mpa，3天抗压强度为54.6Mpa，7天抗压强度为80.5Mpa，28天抗压强度为92.6Mpa，粘聚性良好，无离析和泌水现象，满足C80混凝土的性能要求。
实施例3
本实施例提供了一种高强机制砂混凝土，含有如下重量百分比的原料：水泥16.5％；矿物掺合料3％；矿粉4.9％；粗集料42.79％；机制砂27％；高性能减水剂0.81％；水5.0％。所述水泥为42.5硅酸盐水泥，其比表面积不大于350m2/KG；所述矿物掺合料包括粉煤灰与硅灰，二者的混合重量比例为4:7；所述矿粉为S95级矿粉；所述粗集料为5～20mm连续级配碎石；所述机制砂的石粉含量不大于5wt％；所述高性能减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，其重量百分比浓度为12％。
上述高强机制砂混凝土的制备方法，包括如下步骤：
先将配方量的机制砂中加入配方量的高性能矿物掺合料干拌(30-40r/min)30s后制得预拌料，再按配方将粗集料、矿粉及水泥加入预拌料中混匀搅拌(30-40r/min)60s，最后加入配方量的减水剂和水，搅拌(30-40r/min)120s后，即可制得高强机制砂混凝土。
本实施例所制备的高强机制砂混凝土，其等级为C80，其坍落度在205mm，扩展度为500mm，含气量为2.1％，1天抗压强度为28.4Mpa，3天抗压强度为55.1Mpa，7天抗压强度为80.2Mpa，28天抗压强度为93.1Mpa，粘聚性良好，无离析和泌水现象，满足C80混凝土的性能要求。
实施例4：
本实施例提供了一种高强机制砂混凝土，含有如下重量百分比的原料：水泥17.3％；矿物掺合料3.6％；矿粉4.3％；粗集料44.6％；机制砂24.6％；高性能减水剂0.8％；水4.8％。所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥，其比表面积不大于350m2/KG；所述矿物掺合料包括粉煤灰与硅灰，二者的混合重量比例为4:6.5；所述矿粉为S105级矿粉；所述粗集料为5～20mm连续级配碎石；所述机制砂的石粉含量不大于5wt％；所述高性能减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，其重量百分比浓度为10％。
上述高强机制砂混凝土的制备方法，包括如下步骤：
先将配方量的机制砂中加入配方量的高性能矿物掺合料干拌(30-40r/min)30s后制得预拌料，再按配方将粗集料、矿粉及水泥加入预拌料中混匀搅拌(30-40r/min)60s，最后加入配方量的减水剂和水，搅拌(30-40r/min)120s后，即可制得高强机制砂混凝土。
本实施例所制备的高强机制砂混凝土，其等级为C90，其坍落度在210mm，扩展度为540mm，含气量为2.9％，1天抗压强度为33.4Mpa，3天抗压强度为63.8Mpa，7天抗压强度为91.5Mpa，28天抗压强度为105Mpa，粘聚性良好，无离析和泌水现象，满足C90混凝土的性能要求。
实施例5：
本实施例提供了一种高强机制砂混凝土，含有如下重量百分比的原料：水泥17.6％；矿物掺合料3.6％；矿粉4.0％；粗集料46.15％；机制砂23.0％；高性能减水剂0.85％；水4.8％。所述水泥为42.5硅酸盐水泥，其比表面积不大于350m2/KG；所述矿物掺合料包括粉煤灰与硅灰，二者的混合重量比例为4:7.5；所述矿粉为S105级矿粉；所述粗集料为5～20mm连续级配碎石；所述机制砂的石粉含量不大于5wt％；所述高性能减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，其重量百分比浓度为11％。
上述高强机制砂混凝土的制备方法，包括如下步骤：
先将配方量的机制砂中加入配方量的高性能矿物掺合料干拌(30-40r/min)30s后制得预拌料，再按配方将粗集料、矿粉及水泥加入预拌料中混匀搅拌(30-40r/min)60s，最后加入配方量的减水剂和水，搅拌(30-40r/min)120s后，即可制得高强机制砂混凝土。
本实施例所制备的高强机制砂混凝土，其等级为C90，其坍落度在220mm，扩展度为520mm，含气量为2.6％，1天抗压强度为34.4Mpa，3天抗压强度为63.6Mpa，7天抗压强度为91.8Mpa，28天抗压强度为105.3Mpa，粘聚性良好，无离析和泌水现象，满足C90混凝土的性能要求。
实施例6：
本实施例提供了一种高强机制砂混凝土，含有如下重量百分比的原料：水泥18％；矿物掺合料3％；矿粉4.2％；粗集料47.％；机制砂22.1％；高性能减水剂0.9％；水4.8％。所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥，其比表面积不大于350m2/KG；所述矿物掺合料包括粉煤灰与硅灰，二者的混合重量比例为4:6；所述矿粉为S105级矿粉；所述粗集料为5～20mm连续级配碎石；所述机制砂的石粉含量不大于5wt％；所述高性能减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，其重量百分比浓度为11％。
上述高强机制砂混凝土的制备方法，包括如下步骤：
先将配方量的机制砂中加入配方量的高性能矿物掺合料干拌(30-40r/min)30s后制得预拌料，再按配方将粗集料、矿粉及水泥加入预拌料中混匀搅拌(30-40r/min)60s，最后加入配方量的减水剂和水，搅拌(30-40r/min)120s后，即可制得高强机制砂混凝土。
本实施例所制备的高强机制砂混凝土，其等级为C90，其坍落度在230mm，扩展度为550mm，含气量为2.8％，1天抗压强度为35.3Mpa，3天抗压强度为63.8Mpa，7天抗压强度为92.4Mpa，28天抗压强度为105.8Mpa，粘聚性良好，无离析和泌水现象，满足C90混凝土的性能要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种高强机制砂混凝土，其特征在于，含有如下重量百分比的原料：
2.根据权利要求1所述的高强机制砂混凝土，其特征在于，所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥或42.5硅酸盐水泥，其比表面积不大于350m2/KG。
3.根据权利要求1所述的高强机制砂混凝土，其特征在于，所述矿物掺合料包括粉煤灰与硅灰，二者的混合重量比例为4:(6-8)。
4.根据权利要求3所述的高强机制砂混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为I级粉煤灰；所述硅灰为SiO2含量不小于90wt％的硅灰。
5.根据权利要求1所述的高强机制砂混凝土，其特征在于，所述矿粉为至少S95级以上的矿粉。
6.根据权利要求5所述的高强机制砂混凝土，其特征在于，所述矿粉为S95级矿粉或S105级矿粉。
7.根据权利要求1所述的高强机制砂混凝土，其特征在于，所述粗集料为5～20mm连续级配碎石。
8.根据权利要求1所述的高强机制砂混凝土，其特征在于，所述机制砂的石粉含量不大于5wt％。
9.根据权利要求1所述的高强机制砂混凝土，其特征在于，所述高性能减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，其重量百分比浓度为10-12％。
10.一种权利要求1-9任一项所述的高强机制砂混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
先将配方量的机制砂中加入配方量的矿物掺合料干拌20～30s后制得预拌料，再按配方将粗集料、矿粉及水泥加入预拌料中混匀搅拌50～60s，最后加入配方量的高性能减水剂和水，搅拌100～120s后，即可得到所述高强机制砂混凝土。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191018 |
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