CN110467395A - 混凝土灌注用水泥复合净浆及其制得的预填骨料混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土灌注用水泥复合净浆及其制得的预填骨料混凝土,本发明中混凝土灌注用水泥复合净浆包括以下重量配比的原料制成：粉料100份、减水剂0.5‑4份和水15‑25份，并通过以下步骤制备而成：a、将粉料搅拌均匀，得A品；b、在A品中加入减水剂和水，搅拌制得初始流动度为150mm以上的成品；采用上述的混凝土灌注用水泥复合净浆制得预填骨料混凝土。本发明具有改善灌浆流动性和间隙通过性，提高灌浆质量，加强预填骨料混凝土的密实性、均匀性和整体性，提高预填骨料混凝土强度的特点。

Description

混凝土灌注用水泥复合净浆及其制得的预填骨料混凝土
技术领域
本发明涉及一种水泥复合净浆，特别是一种混凝土灌注用水泥复合净浆及其制得的预填骨料混凝土。
背景技术
普通混凝土普遍使用碎石作为粗骨料，其结构特点为碎石独立地分布于连续的砂浆硬化体中，砂浆为连续相、碎石为分散相，砂浆连续相胶结碎石分散相而成为一个整体。而预填骨料混凝土的结构则是砂浆填充于碎石粗骨料堆积形成的空隙内，粘接相互接触的堆积碎石，形成相互交织的砂浆连续相和碎石连续相。但碎石连续相并非真正连续，仅仅是它们之间存在相互接触点而已，采用的碎石由于形状不规则，带有尖锐边角，堆积时，碎石之间形成的空隙形状复杂多样、大小不一。堆积的碎石粗骨料之间的接触包括点-面、边-面、面-面、点-点、边-边、点-边六种方式，其中面-面、边-面、边-边接触方式的存在，一方面削弱了整体空隙之间的联通性，增加砂浆灌注难度；另一方面由于碎石的面和边通常不平直，接触处产生了更小的接触缝隙，如果砂浆不能灌入这些接触缝隙便形成局部缺浆区域；当砂浆连续相在碎石接触点周围填充不足时，砂浆连续相与碎石连续相间便形成缺陷，影响两相间力的传递，进而影响混凝土强度。
现有的预填骨料混凝土，通常采用较低的砂灰比和较细的砂子制备灌注用砂浆，但是在碎石粗骨料堆积形成的空隙中，当其任一方向的尺寸小于等于砂浆中砂子的最大颗粒尺寸时，空隙对砂浆形成筛网效应，阻挡大尺寸砂子的通过，进而影响灌入砂浆的均质性；另一方面，由于砂浆中砂子的存在，也影响砂浆对粗骨料接触缝隙的填充，无法充分填充到粗骨料堆积形成的小尺寸空隙中，从而影响预填骨料混凝土的密实性、均匀性和整体性，使得预填骨料混凝土的强度普遍偏低，实际应用中的预填骨料混凝土通常不超过C20。
因此，现有的预填骨料混凝土灌注用的砂浆，存在流动性和间隙通过性较差，灌入质量有待提高的问题；现有的预填骨料混凝土存在密实性、均匀性和整体性不够理想，强度偏低的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种混凝土灌注用水泥复合净浆及其制得的预填骨料混凝土。本发明具有改善灌浆流动性和间隙通过性，提高灌浆质量，加强预填骨料混凝土的密实性、均匀性和整体性，提高预填骨料混凝土强度的特点。
本发明的技术方案：混凝土灌注用水泥复合净浆，所述水泥复合净浆包括以下重量配比的原料制成：粉料100份、减水剂0.5-4份和水15-25份。
前述的混凝土灌注用水泥复合净浆中，所述粉料包括以下重量配比的原料制成：水泥20～50份、活性矿物掺合料25～40份和惰性矿物掺合料25～40份，其中活性矿物掺合料和惰性矿物掺合料的细度均小于水泥的细度。
前述的混凝土灌注用水泥复合净浆中，所述水泥是硅酸盐水泥或硫(铁)铝酸盐水泥；所述活性矿物掺合料是矿粉、粉煤灰和微硅粉中的一种或者多种；所述惰性矿物掺合料是重钙粉、石英粉和花岗岩粉中的一种或多种。
前述的混凝土灌注用水泥复合净浆中，所述减水剂是高性能减水剂或者高效减水剂。
前述的混凝土灌注用水泥复合净浆中，所述高性能减水剂是聚羧酸系或氨基羧酸系减水剂；所述高效减水剂是萘系或三聚氰胺系减水剂。
上述的混凝土灌注用水泥复合净浆，通过以下步骤制备而成：
a、将粉料搅拌均匀，得A品；
b、在A品中加入减水剂和水，搅拌制得初始流动度为150mm以上的成品。
采用上述的混凝土灌注用水泥复合净浆制得的预填骨料混凝土。
上述预填骨料混凝土通过以下步骤制备而成：
1)、填筑粗骨料；
2)、将水泥复合净浆灌入粗骨料内，使水泥复合净浆填充满粗骨料间的空隙，硬化后形成预填骨料混凝土。
前述的预填骨料混凝土中，所述步骤2)中，采用压力灌浆或者自重灌浆的方式将水泥复合净浆灌入粗骨料内。
前述的预填骨料混凝土中，所述压力灌浆为，水泥复合净浆从堆积的粗骨料底部预埋的灌浆管道加压注入，至水泥复合净浆从表面溢浆口溢出时停止注浆；所述自重灌浆为，将水泥复合净浆浇注在粗骨料表面，待水泥复合净浆渗入粗骨料内后再次浇注，直至浇注在粗骨料表面的水泥复合净浆不再下陷时停止注浆。
与现有技术相比，
现有的灌浆浆体中均含有砂子，砂子颗粒粒径一般要求小于2.5mm，而水泥颗粒粒径一般小于0.045mm，砂子的存在大大增加了砂浆的最大颗粒尺寸。本发明采用纯粉料制备水泥复合净浆，不存在任何砂子，其中最大颗粒尺寸不大于水泥最大颗粒尺寸；因此本申请中的水泥复合净浆与现有技术中的砂浆相比，可以进入到现有砂浆不能进入的更小的粗骨料堆积空隙中，具有更好的流动性和间隙通过性，能够充分填充粗骨料堆积形成的小尺寸空隙；可以采用更低的水胶比或水粉比，改善灌浆均质性和填充的饱满性，提高灌浆质量，来提高预填骨料混凝土的密实性、均匀性和整体性，进而提高预填骨料混凝土的强度。
本发明仅仅对灌注的浆体的配方做了改进，对粗骨料没有特别的要求，适用性更加广泛；当粗骨料颗粒粒径小，进而形成的空隙尺寸小时，效果更加明显。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。
混凝土灌注用水泥复合净浆，所述水泥复合净浆包括以下重量配比的原料制成：粉料100份、减水剂0.5-4份和水15-25份。其中，减水剂具体用量一般根据品种和厂商推荐用量经试验确定，以得到无泌水、无沉降、无抓底的高流态的水泥复合净浆为宜。通常水/粉料值大时，减水剂用量小，水/粉料值小时，减水剂用量大。水/粉料值对水泥复合净浆的强度影响较大，一般随着水/粉料值的减小，水泥复合净浆的强度增加。
所述粉料包括以下重量配比的原料制成：水泥20～50份、活性矿物掺合料25～40份和惰性矿物掺合料25～40份。其中活性矿物掺合料和惰性矿物掺合料的细度均小于等于水泥的细度。采用高活性矿物掺合料和惰性矿物掺合料用量、低水泥用量，目的是降低水泥复合净浆的收缩性、水化热和成本等，提高水泥复合净浆的流动性、体积稳定性以及水泥与粗骨料间的界面粘接力。
所述水泥是硅酸盐水泥或硫(铁)铝酸盐水泥；所述活性矿物掺合料是矿粉、粉煤灰、微硅粉中的一种或者多种；所述惰性矿物掺合料是重钙粉、石英粉、花岗岩粉等中的一种或多种。
减水剂赋与水泥复合净浆在低用水量时的大流动性和良好的间隙通过性，所述减水剂是高性能减水剂或者高效减水剂。所述高性能减水剂是聚羧酸系或氨基羧酸系减水剂；所述高效减水剂是萘系或三聚氰胺系减水剂。
根据应用需要，水泥复合净浆中还可以添加其他外加剂，以改善其某一方面的性能。如，添加缓凝剂以赋与水泥复合净浆足够的可施工时间。
上述水泥复合净浆通过以下步骤制备而成：
a、将粉料搅拌均匀，得A品；具体为，将水泥、活性矿物掺合料和惰性矿物掺合料搅拌均匀，得A品；
b、减水剂溶于水中，加入到A品中，搅拌制得初始流动度为150mm以上的成品(流动度按JC/T985-2017《地面用水泥基自流平砂浆》方法测试)，以保证灌注的水泥复合净浆的高流动性和间隙通过性。
采用上述的水泥复合净浆制得预填骨料混凝土。
所述预填骨料混凝土通过以下步骤制备而成：
1)、在欲浇注预填骨料混凝土的区域布置钢筋、填筑粗骨料；采用压力灌浆时，需预埋设灌浆管道；
2)、采用压力灌浆或者自重灌浆的方式将上述制得的水泥复合净浆灌入粗骨料内，使水泥复合净浆填充满粗骨料间的空隙，硬化后形成预填骨料混凝土。
其中，粗骨料堆积紧密，需要的水泥复合净浆就少；粗骨料堆积松散，需要的水泥复合净浆就多。以1体积份堆积的粗骨料中含有β体积份空隙，即粗骨料堆积空隙率为β，不考虑充填损耗时，理论上充填β体积份水泥复合净浆能刚好充填满粗骨料堆积形成的空隙。
所述压力灌浆为，水泥复合净浆从堆积的粗骨料底部预埋的灌浆管道加压注入，至水泥复合净浆从表面溢浆口溢出时停止注浆；所述自重灌浆为，将水泥复合净浆浇注在粗骨料表面，待水泥复合净浆渗入粗骨料内后再次浇注，直至浇注在粗骨料表面的水泥复合净浆不再下陷时停止注浆。
试验例。
混凝土灌注用水泥复合净浆，包括以下重量配比的原料制成：粉料100份、聚羧酸减水剂2.49份和水17.5份
所述粉料包括以下重量配比的原料制成：P.O42.5水泥40份、S95矿粉26份、微硅粉8份和400目重钙粉26份。
采用上述水泥复合净浆制得的预填骨料混凝土。
预填骨料混凝土的制备方法，包括以下步骤：
1)、填筑粗骨料：70.7mm砂浆塑料试模刷脱模油并封孔后，一次性装填满10～20mm的碎石粗骨料，轻振试模，刮除超出试模上表面的碎石粗骨料。
2)、制备水泥复合净浆：
所述水泥复合净浆的制备方法，包括以下步骤：
a、按重量配比算，取P.O42.5水泥40份、S95矿粉26份、微硅粉8份、400目重钙粉26份混合均匀，配制粉料；
b、在水泥胶砂搅拌机中加入粉料，拌匀后加入水和聚羧酸减水剂，其中水/粉料＝0.175，自复配聚羧酸减水剂/粉料＝2.49％，搅拌10min，得无泌水、无沉降、无抓底的均匀的水泥复合净浆，测其初始流动度为178mm，30min后流动度为170mm。(流动度按JC/T985-2017《地面用水泥基自流平砂浆》方法测试)。取部分水泥复合净浆成型于40×40×160模具中，标准养护28d，测试水泥复合净浆试块抗压强度为93.6MPa。
3)、自重灌浆：将水泥复合净浆缓缓浇注在试模内的碎石粗骨料表面，待水泥复合净浆渗入碎石粗骨料内再次浇注，直至浇注在碎石粗骨料表面的水泥复合净浆不再下陷，刮平试件表面。标准养护28d，测试预填骨料混凝土试块抗压强度为85.2MPa，观察破型后试件，内部浆体充填饱满。

Claims (10)

1.混凝土灌注用水泥复合净浆，其特征在于：所述水泥复合净浆包括以下重量配比的原料制成：粉料100份、减水剂0.5-4份和水15-25份。
2.根据权利要求1所述的混凝土灌注用水泥复合净浆，其特征在于：所述粉料包括以下重量配比的原料制成：水泥20～50份、活性矿物掺合料25～40份和惰性矿物掺合料25～40份，其中活性矿物掺合料和惰性矿物掺合料的细度均小于水泥的细度。
3.根据权利要求2所述的混凝土灌注用水泥复合净浆，其特征在于：所述水泥是硅酸盐水泥或硫(铁)铝酸盐水泥；所述活性矿物掺合料是矿粉、粉煤灰和微硅粉中的一种或者多种；所述惰性矿物掺合料是重钙粉、石英粉和花岗岩粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的混凝土灌注用水泥复合净浆，其特征在于：所述减水剂是高性能减水剂或者高效减水剂。
5.根据权利要求4所述的混凝土灌注用水泥复合净浆，其特征在于：所述高性能减水剂是聚羧酸系或氨基羧酸系减水剂；所述高效减水剂是萘系或三聚氰胺系减水剂。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的混凝土灌注用水泥复合净浆，其特征在于：所述水泥复合净浆通过以下步骤制备而成：
a、将粉料搅拌均匀，得A品；
b、在A品中加入减水剂和水，搅拌制得初始流动度为150mm以上的成品。
7.采用权利要求1-6任意一项所述的混凝土灌注用水泥复合净浆制得的预填骨料混凝土。
8.根据权利要求7所述的预填骨料混凝土，其特征在于：所述预填骨料混凝土通过以下步骤制备而成：
1)、填筑粗骨料；
2)、将水泥复合净浆灌入粗骨料内，使水泥复合净浆填充满粗骨料间的空隙，硬化后形成预填骨料混凝土。
9.根据权利要求8所述的预填骨料混凝土，其特征在于：所述步骤2)中，采用压力灌浆或者自重灌浆的方式将水泥复合净浆灌入粗骨料内。
10.根据权利要求9所述的预填骨料混凝土，其特征在于：所述压力灌浆为，水泥复合净浆从堆积的粗骨料底部预埋的灌浆管道加压注入，至水泥复合净浆从表面溢浆口溢出时停止注浆；所述自重灌浆为，将水泥复合净浆浇注在粗骨料表面，待水泥复合净浆渗入粗骨料内后再次浇注，直至浇注在粗骨料表面的水泥复合净浆不再下陷时停止注浆。
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