CN111153656B - 一种绿色缓凝混凝土及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绿色缓凝混凝土，涉及绿色建筑材料的技术领域，该绿色缓凝混凝土按重量份数计，包括以下组分：骨料800‑1200份、水泥90‑120份、粉煤灰30‑50份、矿粉35‑45份、偏高岭土20‑30份、硅胶粉10‑15份、外加剂6‑10份、水160‑240份，所述外加剂包括重量比为1:3的减水剂与缓凝剂。该绿色缓凝混凝土的生产方法包括以下步骤：S1.粉料预混合、S2.骨料预分散、S3.干湿料混合。本发明具有缓凝效果好、结构强度高、综合性能优异且使用方便的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及绿色建筑材料的技术领域，尤其是涉及一种绿色缓凝混凝土及其生产方法。
背景技术
混凝土的凝结时间是混凝土工作性能的一项重要指标，直接影响混凝土的可操作时间、施工工序的安排和工期，亦影响着凝土硬化性能及硬化后的其他工作性能。超缓凝混凝土是一种为了满足特殊施工要求而专门配制的初凝时间达到60-80h，28d强度不低于设计强度等级的新型混凝土，常用于大型的混凝土工程中，如地铁、车站等深基坑围护结构的钻孔咬合桩施工等。在相同外界环境下，混凝土的凝结时间取决于原材料的选择以及掺量，主要涉及水泥品种及强度等级、粉煤灰的掺量、骨料的颗粒级配、外加剂的品种及掺量、其他掺合料的性能和掺量等。
如专利公告号为CN110105006A的中国专利，公开了一种超缓凝混凝土及其生产方法，其是由以下组分按重量份制成：水泥175～200份、粉煤灰活性掺和料63～70份、矿粉62～70份、砂子685～770份、碎石916～1030份、水160～180份、缓凝剂5～6份、缓凝型高效聚羧酸减水剂3～4份。本发明通过对粉煤灰进行活化改性处理，使混凝土的凝结时间得以延缓并具有优良的后期抗压强度、抗渗性以及耐久性，具备较好的综合性能。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：该发明虽然通过对粉煤灰进行活化改性使混凝土具备较好的综合性能，但是粉煤灰的活化工艺步骤繁多、较为复杂，对于现场浇筑的混凝土来说，使用不方便。
发明内容
本发明的目的一是提供一种缓凝效果好、结构强度高、综合性能优异且使用方便的绿色缓凝混凝土。
本发明是通过以下技术方案得以实现的：
一种绿色缓凝混凝土，按重量份数计，包括以下组分：
所述外加剂包括重量比为1:3的减水剂与缓凝剂。
进一步设置为：所述缓凝剂为羟基羧酸、羟基羧酸盐、氨基羧酸、氨基羧酸盐中的一种或多种。
进一步设置为：所述减水剂为聚羧酸减水剂。
进一步设置为：所述骨料包括重量比为(4-6)：(2-3)：1的碎石、中砂与细砂。
进一步设置为：所述碎石为粒径10mm-35mm连续级配碎石，压碎值为6.5-9.8％，含泥量0.55-0.78％，泥块含量0.10-0.15％，针片状颗粒含量0.8-1.7％。
进一步设置为：所述中砂细度模数为2.8-3.3，表观密度为2.5-3.2g/cm3，MB值为0.9-1.2，石粉含量为5.0-8.0％。
进一步设置为：所述偏高领土粒径为0.5-1.0μm。
进一步设置为：所述硅胶粉粒度为40-45μm，比表面积为600-800m2/g。
本发明的目的二是提供一种上述绿色缓凝混凝土的生产方法，本发明的目的二是通过以下技术方案实现的；
一种绿色缓凝混凝土的生产方法，包括以下步骤：
S1.粉料预混合：将偏高岭土、硅胶粉混合并分散均匀，再加入矿粉和粉煤灰，搅拌分散均匀得预混合粉料；
S2.骨料预分散：将骨料进行搅拌分散，边搅拌边加入水泥并分散均匀，然后边搅拌边加入S1步骤得到的预混合粉料，搅拌分散均匀得到干料拌合物；
S3.干湿料混合：向S2步骤得到的干料拌合物中加入外加剂并分散均匀，再加入水充分分散湿润，得到拌合混凝土。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
(1)本发明中通过添加粉煤灰、矿粉、偏高岭土、硅胶粉等粉料，对拌合混凝土起到良好的填充增强作用，并借助外加剂即减水剂与缓凝剂的作用，增强拌合混凝土的缓凝作用，使混凝土既具有较长的初凝时间，也在28d具备良好的结构强度与力学性能，施工性能与使用性能更加优异；
(2)偏高岭土具有很高的火山灰活性，其活性成分与水泥水化析出的氢氧化钙反应生成具有凝胶性质的水化钙铝黄长石和二次C-S-H凝胶，这些水化产物使混凝土的抗压、抗弯和劈裂抗拉强度增强，从而使混凝土的早强与28d强度都得到不同程度提高；
(3)由于偏高领土可以与水泥水化析出的氢氧化钙反应，一定程度上会加快水泥水化速度，导致拌和混凝土的初凝时间缩短，因此向体系中加入硅胶粉，硅胶粉为多孔结构并具有良好的吸附性能，在吸附自由水的同时也可将细度更小的偏高岭土进行吸附，既抑制前期水泥水化反应，也抑制偏高岭土在水化前期与水化产物氢氧化钙反应胶凝，延长拌和混凝土的初凝时间。
具体实施方式
实施例1：
一种绿色缓凝混凝土，其组分及含量如表1所示。
表1实施例1-6组分含量表
其中，骨料为碎石、中砂与细砂的混合物，三者混合质量比为碎石：中砂：细砂＝4:2:1。碎石为粒径10mm-35mm的连续级配碎石，压碎值为7.6％，含泥量0.58％，泥块含量0.11％，针片状颗粒含量1.5％。中砂细度模数为2.9，表观密度为2.8g/cm3，MB值为1.0，石粉含量为5.6％。细砂的细度模数为2.0，平均粒径为0.27mm。
水泥选用云南国资水泥红河有限公司生产的P.O 42.5级水泥。
粉煤灰选用云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司生产Ⅱ级粉煤灰。
矿粉选用玉溪三和新型建材技术有限公司生产的S75矿粉。
偏高领土粒径范围为0.5-1.0μm。
硅胶粉粒度范围为40-45μm，比表面积范围为600-800m2/g。
外加剂为减水剂与缓凝剂按照重量比为1:3进行混合的复配物，其中减水剂为巴斯夫减水剂F10，缓凝剂为工业级葡萄糖酸。
该绿色缓凝混凝土的生产方法包括以下步骤：
S1.粉料预混合：将偏高岭土、硅胶粉混合并分散均匀，再加入矿粉和粉煤灰，搅拌分散均匀得预混合粉料；
S2.骨料预分散：将骨料进行搅拌分散，边搅拌边加入水泥并分散均匀，然后边搅拌边加入S1步骤得到的预混合粉料，搅拌分散均匀得到干料拌合物；
S3.干湿料混合：向S2步骤得到的干料拌合物中加入外加剂并分散均匀，再加入水充分分散湿润，得到拌合混凝土。
实施例2：
一种绿色缓凝混凝土，其组分及含量如表1所示。
其中，骨料为碎石、中砂与细砂的混合物，三者混合质量比为碎石：中砂：细砂＝4.5:3:1。碎石为粒径10mm-35mm的连续级配碎石，压碎值为7.0％，含泥量0.61％，泥块含量0.14％，针片状颗粒含量1.0％。中砂细度模数为3.1，表观密度为2.6g/cm3，MB值为0.9，石粉含量为5.2％。细砂的细度模数为1.6，平均粒径在0.25mm。
水泥选用云南国资水泥红河有限公司生产的P.O 42.5级水泥。
粉煤灰选用云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司生产Ⅱ级粉煤灰。
矿粉选用玉溪三和新型建材技术有限公司生产的S75矿粉。
偏高领土粒径范围为0.5-1.0μm。
硅胶粉粒度范围为40-45μm，比表面积范围为600-800m2/g。
外加剂为减水剂与缓凝剂按照重量比为1:3进行混合的复配物，其中减水剂为巴斯夫减水剂F10，缓凝剂为1-氨基环丙烷羧酸。
该绿色缓凝混凝土的生产方法包括以下步骤：
S1.粉料预混合：将偏高岭土、硅胶粉混合并分散均匀，再加入矿粉和粉煤灰，搅拌分散均匀得预混合粉料；
S2.骨料预分散：将骨料进行搅拌分散，边搅拌边加入水泥并分散均匀，然后边搅拌边加入S1步骤得到的预混合粉料，搅拌分散均匀得到干料拌合物；
S3.干湿料混合：向S2步骤得到的干料拌合物中加入外加剂并分散均匀，再加入水充分分散湿润，得到拌合混凝土。
实施例3：
一种绿色缓凝混凝土，其组分及含量如表1所示。
其中，骨料为碎石、中砂与细砂的混合物，三者混合质量比为碎石：中砂：细砂＝5:2:1。碎石为粒径10mm-35mm的连续级配碎石，压碎值为6.5％，含泥量0.63％，泥块含量0.11％，针片状颗粒含量1.2％。中砂细度模数为3.3，表观密度为2.9g/cm3，MB值为1.2，石粉含量为5.5％。细砂的细度模数为2.0，平均粒径为0.27mm。
水泥选用云南国资水泥红河有限公司生产的P.O 42.5级水泥。
粉煤灰选用云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司生产Ⅱ级粉煤灰。
矿粉选用玉溪三和新型建材技术有限公司生产的S75矿粉。
偏高领土粒径范围为0.5-1.0μm。
硅胶粉粒度范围为40-45μm，比表面积范围为600-800m2/g。
外加剂为减水剂与缓凝剂按照重量比为1:3进行混合的复配物，其中减水剂为巴斯夫减水剂F10，缓凝剂为工业级葡萄糖酸与1-氨基环丙烷羧酸按照质量比为1:1进行混合的复配物。
该绿色缓凝混凝土的生产方法包括以下步骤：
S1.粉料预混合：将偏高岭土、硅胶粉混合并分散均匀，再加入矿粉和粉煤灰，搅拌分散均匀得预混合粉料；
S2.骨料预分散：将骨料进行搅拌分散，边搅拌边加入水泥并分散均匀，然后边搅拌边加入S1步骤得到的预混合粉料，搅拌分散均匀得到干料拌合物；
S3.干湿料混合：向S2步骤得到的干料拌合物中加入外加剂并分散均匀，再加入水充分分散湿润，得到拌合混凝土。
实施例4：
一种绿色缓凝混凝土，其组分及含量如表1所示。
其中，骨料为碎石、中砂与细砂的混合物，三者混合质量比为碎石：中砂：细砂＝6:2:1。碎石为粒径10mm-35mm的连续级配碎石，压碎值为9.8％，含泥量0.68％，泥块含量0.13％，针片状颗粒含量1.6％。中砂细度模数为3.1，表观密度为3.1g/cm3，MB值为0.9，石粉含量为8.0％。细砂的细度模数为2.2，平均粒径为0.35mm。
水泥选用云南国资水泥红河有限公司生产的P.O 42.5级水泥。
粉煤灰选用云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司生产Ⅱ级粉煤灰。
矿粉选用玉溪三和新型建材技术有限公司生产的S75矿粉。
偏高领土粒径范围为0.5-1.0μm。
硅胶粉粒度范围为40-45μm，比表面积范围为600-800m2/g。
外加剂为减水剂与缓凝剂按照重量比为1:3进行混合的复配物，其中减水剂为巴斯夫减水剂F10，缓凝剂为工业级葡萄糖酸钠与1-氨基环丙烷羧酸钠按照质量比为1:1进行混合的复配物。
该绿色缓凝混凝土的生产方法包括以下步骤：
S1.粉料预混合：将偏高岭土、硅胶粉混合并分散均匀，再加入矿粉和粉煤灰，搅拌分散均匀得预混合粉料；
S2.骨料预分散：将骨料进行搅拌分散，边搅拌边加入水泥并分散均匀，然后边搅拌边加入S1步骤得到的预混合粉料，搅拌分散均匀得到干料拌合物；
S3.干湿料混合：向S2步骤得到的干料拌合物中加入外加剂并分散均匀，再加入水充分分散湿润，得到拌合混凝土。
实施例5：
一种绿色缓凝混凝土，其组分及含量如表1所示。
其中，骨料为碎石、中砂与细砂的混合物，三者混合质量比为碎石：中砂：细砂＝6:3:1。碎石为粒径10mm-35mm的连续级配碎石，压碎值为9.2％，含泥量0.78％，泥块含量0.15％，针片状颗粒含量1.4％。中砂细度模数为3.2，表观密度为3.2g/cm3，MB值为1.2，石粉含量为7.0％。细砂的细度模数为1.9，平均粒径为0.33mm。
水泥选用云南国资水泥红河有限公司生产的P.O 42.5级水泥。
粉煤灰选用云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司生产Ⅱ级粉煤灰。
矿粉选用玉溪三和新型建材技术有限公司生产的S75矿粉。
偏高领土粒径范围为0.5-1.0μm。
硅胶粉粒度范围为40-45μm，比表面积范围为600-800m2/g。
外加剂为减水剂与缓凝剂按照重量比为1:3进行混合的复配物，其中减水剂为巴斯夫减水剂F10，缓凝剂为工业级葡萄糖酸与1-氨基环丙烷羧酸钠按照质量比为2:1进行混合的复配物。
该绿色缓凝混凝土的生产方法包括以下步骤：
S1.粉料预混合：将偏高岭土、硅胶粉混合并分散均匀，再加入矿粉和粉煤灰，搅拌分散均匀得预混合粉料；
S2.骨料预分散：将骨料进行搅拌分散，边搅拌边加入水泥并分散均匀，然后边搅拌边加入S1步骤得到的预混合粉料，搅拌分散均匀得到干料拌合物；
S3.干湿料混合：向S2步骤得到的干料拌合物中加入外加剂并分散均匀，再加入水充分分散湿润，得到拌合混凝土。
实施例6：
一种绿色缓凝混凝土，其组分及含量如表1所示。
其中，骨料为碎石、中砂与细砂的混合物，三者混合质量比为碎石：中砂：细砂＝6:2:1。碎石为粒径10mm-35mm的连续级配碎石，压碎值为9.2％，含泥量0.70％，泥块含量0.14％，针片状颗粒含量1.7％。中砂细度模数为3.3，表观密度为3.0g/cm3，MB值为1.0，石粉含量为6.5％。细砂的细度模数为2.1，平均粒径为0.31mm。
水泥选用云南国资水泥红河有限公司生产的P.O 42.5级水泥。
粉煤灰选用云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司生产Ⅱ级粉煤灰。
矿粉选用玉溪三和新型建材技术有限公司生产的S75矿粉。
偏高领土粒径范围为0.5-1.0μm。
硅胶粉粒度范围为40-45μm，比表面积范围为600-800m2/g。
外加剂为减水剂与缓凝剂按照重量比为1:3进行混合的复配物，其中减水剂为巴斯夫减水剂F10，缓凝剂为工业级葡萄糖酸钠与1-氨基环丙烷羧酸按照质量比为1:2进行混合的复配物。
该绿色缓凝混凝土的生产方法包括以下步骤：
S1.粉料预混合：将偏高岭土、硅胶粉混合并分散均匀，再加入矿粉和粉煤灰，搅拌分散均匀得预混合粉料；
S2.骨料预分散：将骨料进行搅拌分散，边搅拌边加入水泥并分散均匀，然后边搅拌边加入S1步骤得到的预混合粉料，搅拌分散均匀得到干料拌合物；
S3.干湿料混合：向S2步骤得到的干料拌合物中加入外加剂并分散均匀，再加入水充分分散湿润，得到拌合混凝土。
对比例1：本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中不含有外加剂。
对比例2：本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中将偏高岭土与硅胶粉均等质量替换成粉煤灰。
对比例3：本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中将硅胶粉等质量替换成粉煤灰。
性能测试：
凝结时间测试
参照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080-2002，采用贯入阻力法测定实施例1-6与对比例1-3中拌合混凝土用5mm标准筛筛出砂浆的凝结时间，贯入阻力达到3.5Mpa时为初凝时间，达到28Mpa时为终凝时间。测试结果如表2所示。
表2凝结时间与抗压强度测试数据表
抗压强度测试：
参照《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002测定实施例1-6、对比例1-3中拌合混凝土的抗压强度。混凝土立方体抗压强度试件成型后立即用不透水的薄膜覆盖表面，且在温度为20±5℃的环境中带模养护至终凝后24h内拆模。拆模后立即放入温度为20±2℃、相对湿度为95％以上的标准养护室中养护，达到28d进行抗压强度测试。测试结果如表2所示。表2凝结时间与抗压强度测试数据表。
本实施例的实施原理及有益效果为：本发明中通过添加粉煤灰、矿粉、偏高岭土、硅胶粉等粉料，对拌合混凝土起到良好的填充增强作用，并借助外加剂即减水剂与缓凝剂的作用，增强拌合混凝土的缓凝作用，使混凝土既具有较长的初凝时间，也在28d具备良好的结构强度与力学性能，施工性能与使用性能更加优异。除此之外，向体系中加入硅胶粉，硅胶粉为多孔结构并具有良好的吸附性能，在吸附自由水的同时也可将细度更小的偏高岭土进行吸附，既抑制前期水泥水化反应，也抑制偏高岭土在水化前期与水化产物氢氧化钙反应胶凝，延长拌和混凝土的初凝时间。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种绿色缓凝混凝土，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
骨料 800-1200份；
水泥 90-120份；
粉煤灰 30-50份；
矿粉 35-45份；
偏高岭土 20-30份；
硅胶粉 10-15份；
外加剂 6-10份；
水 160-240份；
所述外加剂包括重量比为1:3的减水剂与缓凝剂; 所述硅胶粉粒度为40-45μm，比表面积为600-800m2/g；
其中，该绿色缓凝混凝土的制备至少包括如下步骤：
粉料预混合：将偏高岭土、硅胶粉混合并分散均匀，再加入矿粉和粉煤灰，搅拌分散均匀得预混合粉料。
2.根据权利要求1所述的一种绿色缓凝混凝土，其特征在于：所述缓凝剂为羟基羧酸、羟基羧酸盐、氨基羧酸、氨基羧酸盐中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种绿色缓凝混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂。
4.根据权利要求1所述的一种绿色缓凝混凝土，其特征在于：所述骨料包括重量比为（4-6）：（2-3）：1的碎石、中砂与细砂。
5.根据权利要求4所述的一种绿色缓凝混凝土，其特征在于：所述碎石为粒径10mm-35mm连续级配碎石，压碎值为6.5-9.8%，含泥量0.55-0.78%，泥块含量0.10-0.15%，针片状颗粒含量0.8-1.7%。
6.根据权利要求4所述的一种绿色缓凝混凝土，其特征在于：所述中砂细度模数为2.8-3.3，表观密度为2.5-3.2g/cm3，MB值为0.9-1.2，石粉含量为5.0-8.0%。
7.根据权利要求1所述的一种绿色缓凝混凝土，其特征在于：所述偏高岭土 粒径为0.5-1.0μm。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的绿色缓凝混凝土的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.粉料预混合：将偏高岭土、硅胶粉混合并分散均匀，再加入矿粉和粉煤灰，搅拌分散均匀得预混合粉料；
S2.骨料预分散：将骨料进行搅拌分散，边搅拌边加入水泥并分散均匀，然后边搅拌边加入S1步骤得到的预混合粉料，搅拌分散均匀得到干料拌合物；
S3.干湿料混合：向S2步骤得到的干料拌合物中加入外加剂并分散均匀，再加入水充分分散湿润，得到拌合混凝土。
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- 2020-01-18 CN CN202010058099.6A patent/CN111153656B/zh active Active
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| CN111153656A (zh) | 2020-05-15 |
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