CN111285648A - 一种高耐久低粘度高强机制砂混凝土、制备方法及应用 - Google Patents

一种高耐久低粘度高强机制砂混凝土、制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种高耐久低粘度高强机制砂混凝土、制备方法及应用，该混凝土由以下以重量份数计的材料组成：水泥275～340份，矿粉32～50份，粉煤灰45～100份，微珠32～75份，砂700～750份，碎石1000～1050份，水120～140份，聚羧酸多功能外加剂4.5～5份。上述的制备方法，包括：先将水泥、矿粉、粉煤灰、微珠、砂、碎石搅拌30s，使各物料充分混合均匀，随后将聚羧酸多功能外加剂和水一起加入到搅拌机中，总搅拌时间不低于150s，得到高耐久性低粘度高强机制砂混凝土。一种如所述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土的应用。本申请制备的混凝土具有强度高、耐久性好、粘度低的优点，可显著提高工程施工进度，减少因混凝土流动状态不佳而导致的蜂窝麻面、空洞等质量问题。

Description

一种高耐久低粘度高强机制砂混凝土、制备方法及应用
技术领域
本申请属于建筑材料领域，具体涉及一种高耐久低粘度高强机制砂混凝土、制备方法及应用。
背景技术
随着我国基础建设范围的不断扩大，混凝土的需求量呈现逐年上升的趋势，作为制备混凝土主要原材料之一的砂的需求量也逐年增加。由于天然砂是一种不可再生资源，过分的开采会导致生态环境的恶化，因此急需要寻找一种天然砂的替代品。机制砂是由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒，近年来已经被当作天然砂的替代品广泛用于混凝土生产，可填补天然砂空缺。
采用机制砂配制的混凝土具有一系列优良的性能，例如强度高、弹性模量大、抗渗性好等，但由于制备工艺的原因，致使机制砂颗粒表面多较为粗糙，棱角性明显且含有一定量的石粉，这使得采用机制砂配制的混凝土流动性差、粘度大，容易造成构件内部空洞等缺陷，在高强混凝土(C60及以上)中表现更加明显，严重影响混凝土施工效率以及工程质量。因此，开发一种高耐久低粘度高强机制砂混凝土有利于机制砂的推广和应用。
发明内容
针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种高耐久低粘度高强机制砂混凝土、制备方法及应用，本申请制备的混凝土具有强度高、耐久性好、粘度低的优点，可显著提高工程施工进度，减少因混凝土流动状态不佳而导致的蜂窝麻面、空洞等质量问题，该混凝土的坍落度不低于200mm，坍落度损失不超过20mm/h，倒置坍落度筒排空时间不超过15s，28d抗压强度不低于95MPa，含气量2％～4％，56天电通量小于750C，56天干燥收缩值小于500×10-6。
为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：
本申请提出了一种高耐久低粘度高强机制砂混凝土，由以下以重量份数计的材料组成：
Figure BDA0002388378400000021
进一步地，上述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其中，所述水泥采用P·O52.5普通硅酸盐水泥，比表面积不小于380m2/kg，初凝时间不低于60min，终凝时间不超过250min。
进一步地，上述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其中，所述矿粉为S95级，比表面积不小于420m2/kg，28d活性指数不低于97％。
进一步地，上述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其中，所述粉煤灰为F类II级，细度(45um方孔筛余)不超过5％，需水量比不超过95％。
进一步地，上述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其中，所述微珠的主要成分为SiO2球形颗粒，含量不低于98％，球形颗粒中位粒径不超过2um，活性指数不低于110％。其中，所述微珠是一种高新材料，具有降粘、密实、防腐等功效，微珠形状为密实球形颗粒，且具有分布连续且均匀的颗粒粒径，微观层面上，可以优化颗粒级配，提高密实度，提高强度；在物理特性上，接近球形的颗粒形状可带来极好的减水和滚珠润滑效应，可显著降低混凝土粘度。
进一步地，上述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其中，所述砂是由石灰岩经过颚式破碎机破碎并经过整形、除石粉等工艺而制成，属于I区粗砂，石粉含量不超过10％，MB值小于1.4，表观密度不低于2640kg/m3，空隙率不大于44％。
进一步地，上述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其中，所述碎石为5～25mm连续级配碎石，表观密度不低于2650kg/m3，空隙率不大于43％。
进一步地，上述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其中，所述聚羧酸多功能外加剂由降粘型聚羧酸减水剂、引气剂和消泡剂组成，其中，所述降粘型聚羧酸减水剂、引气剂和消泡剂的重量比为(95～98)：(1～2)：(1～3)。
进一步地，上述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其中，所述聚羧酸多功能外加剂的减水率不低于25％，固含量不低于20％。
本申请还提出了一种所述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土的制备方法，先将水泥、矿粉、粉煤灰、微珠、砂、碎石搅拌30s，使各物料充分混合均匀，随后将聚羧酸多功能外加剂和水一起加入到搅拌机中，总搅拌时间不低于150s，得到高耐久性低粘度高强机制砂混凝土。
本申请还提出了一种如所述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土的应用。
与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：
(1)本申请中的各组分其粒径搭配合理，可相互弥补彼此的间断级配，能够使得混凝土达到最佳密实状态，可以提高混凝土的耐久性。
(2)本申请针对机制砂混凝土流动性差、粘度大的问题，采用不同矿物掺合料复合掺加以此来发挥不同矿物掺合料的特点，其中，微珠是机制砂混凝土中的主要降粘组分，粉煤灰和矿粉用以调整混凝土的耐久性和流动性；采用专用聚羧酸多功能外加剂进一步降低高强机制砂混凝土粘度。
(3)本申请制备的混凝土具有强度高、耐久性好、粘度低的优点，可显著提高工程施工进度，减少因混凝土流动状态不佳而导致的蜂窝麻面、空洞等质量问题；该混凝土主要技术特点包括：混凝土坍落度不低于200mm；混凝土坍落度损失不超过20mm/h；倒置坍落度筒排空时间不超过15s；含气量2％～4％；56天电通量小于750C；56天干燥收缩值小于500×10-6。
具体实施方式
以下将对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本申请的目的、特征和效果。
本实施例所用的原材料来源见表1。
表1本实施例各原材料的来源
原材料 生产厂家
水泥 江苏八菱海螺水泥有限公司
粉煤灰 淮安华能再生资源利用有限公司
矿粉 日照京华新型材料有限公司
微珠 深圳道特科技有限公司
砂 连云港大岛山富强采石厂
碎石 山东临沭东月庄采石场
聚羧酸多功能外加剂 上海高铁化学建材有限公司
本申请各实施例中原材料按照重量分数的组成成分如下所示：
表2各实施例原材料组成(单位：kg)
Figure BDA0002388378400000041
本申请高耐久低粘度高强机制砂混凝土的制备方法如下所述。
按照表2称量各物料，先将水泥、矿粉、粉煤灰、微珠、砂、碎石搅拌30s，使各物料充分混合均匀，随后将多功能外加剂和水一起加入到搅拌机中，总搅拌时间不低于150s，即得到本申请所述的高耐久性低粘度高强机制砂混凝土。
本申请中各实施例的各项性能测试方法及测试结果如下所示：
(1)测试方法
混凝土拌合物性能测试按照《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》(GB/T50080-2002)中有关规定进行，并用倒置坍落度筒排空时间表征，其值越小则粘度越低；力学性能的测定按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50204)相关规定进行；耐久性测试按照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009)进行，并以电通量表征，其值越小，耐久性越好。
(2)测试结果
采用本申请制备的不同实施例混凝土的各项性能测试结果见表3。
表3不同实施例混凝土的各项性能测试结果
编号 实施例一 实施例二 实施例三 实施例四 实施例五
坍落度/mm 225 230 210 230 220
坍落度损失/(mm/h) 15 15 10 5 5
含气量/％ 2.4 2.6 2.2 3.1 3.3
倒置坍落度筒排空时间/s 10.4 8.2 14.4 11.2 8.4
28d抗压强度/MPa 96.2 98.2 95.2 103.7 106.2
56d电通量/C 604 552 612 724 740
56d干燥收缩/(×10<sup>-6</sup>) 454 469 462 485 492
如上述表3的数据可知，本申请高耐久性低粘度高强机制砂混凝土的坍落度超过200mm，倒置坍落度筒排空时间均小于15s，电通量不超过750C，28d抗压强度超过95MPa，56d干燥收缩小于500×10-6，达到了“高耐久、低粘度、高强度、低收缩”的要求，具有良好的施工性，在提高混凝土施工效率同时可确保工程质量。因此，本申请解决了机制砂混凝土在应用过程中的关键问题。
本申请还提出了一种高耐久低粘度高强机制砂混凝土的应用。
本申请制备的混凝土可广泛应用于建筑材料等技术领域。
本申请中各组分的粒径搭配合理，可相互弥补彼此的间断级配，能够使得混凝土达到最佳密实状态，可以提高混凝土的耐久性。本申请针对机制砂混凝土流动性差、粘度大的问题，采用不同矿物掺合料复合掺加以此来发挥不同矿物掺合料的特点，其中，微珠是机制砂混凝土中的主要降粘组分，粉煤灰和矿粉用以调整混凝土的耐久性和流动性；采用专用聚羧酸多功能外加剂进一步降低高强机制砂混凝土粘度。本申请制备的混凝土具有强度高、耐久性好、粘度低的优点，可显著提高工程施工进度，减少因混凝土流动状态不佳而导致的蜂窝麻面、空洞等质量问题。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本申请进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其特征在于，由以下以重量份数计的材料组成：
Figure FDA0002388378390000011
2.根据权利要求1所述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其特征在于，所述水泥采用P·O52.5普通硅酸盐水泥，比表面积不小于380m2/kg，初凝时间不低于60min，终凝时间不超过250min。
3.根据权利要求1所述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其特征在于，所述矿粉为S95级，比表面积不小于420m2/kg，28d活性指数不低于97％。
4.根据权利要求1所述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为F类II级，细度不超过5％，需水量比不超过95％。
5.根据权利要求1所述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其特征在于，所述微珠的主要成分为SiO2球形颗粒，含量不低于98％，球形颗粒中位粒径不超过2um，活性指数不低于110％。
6.根据权利要求1至5任一项所述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其特征在于，所述砂是由石灰岩经过颚式破碎机破碎并经过整形、除石粉工艺而制成，属于I区粗砂，石粉含量不超过10％，MB值小于1.4，表观密度不低于2640kg/m3，空隙率不大于44％。
7.根据权利要求1所述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其特征在于，所述碎石为5～25mm连续级配碎石，表观密度不低于2650kg/m3，空隙率不大于43％。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或7所述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其特征在于，所述聚羧酸多功能外加剂由降粘型聚羧酸减水剂、引气剂和消泡剂组成，其中，所述降粘型聚羧酸减水剂、引气剂和消泡剂的重量比为(95～98)：(1～2)：(1～3)。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或7所述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土，其特征在于，所述聚羧酸多功能外加剂的减水率不低于25％，固含量不低于20％。
10.一种如权利要求1至9任一项所述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：先将水泥、矿粉、粉煤灰、微珠、砂、碎石搅拌30s，使各物料充分混合均匀，随后将聚羧酸多功能外加剂和水一起加入到搅拌机中，总搅拌时间不低于150s，得到高耐久性低粘度高强机制砂混凝土。
11.一种如权利要求1至9任一项所述的高耐久低粘度高强机制砂混凝土的应用。
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