CN111574148A - 一种自密实大体积混凝土 - Google Patents

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张园华
李卫周
赵东黎
王员根
龚士平
焦剑英
周辉
郑周凯
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
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    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack

Abstract

本申请提供了一种自密实大体积混凝土，所述混凝土是由水泥、粉煤灰、天然中粗砂、级配碎石、水、减水剂以及改性剂组成，按照单方用量计，该混凝土个成分的用量如下：水泥416kg/m3～474Kg/m3，粉煤灰45Kg/m3～52Kg/m3，骨料756Kg/m3～787Kg/m3，级配碎石1004Kg/m3～1045Kg/m3，水162Kg/m3，减水剂7.59Kg/m3～8.67Kg/m3，改性剂45Kg/m3～52Kg/m3。采用的减水剂具有减水和缓凝的双重效果，在保证高流动性及高强度的前提下，大大减少水泥和水的用量，可节约施工成本；采用的改性剂具有密实增强、抗离析、耐腐蚀等诸多性能，可以增加混凝土结构的密实度，改善混凝土浇筑的外观质量，提高其耐久性。

Description

一种自密实大体积混凝土
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种自密实大体积混凝土。
背景技术
自密实混凝土是指具有高流动性、良好的粘聚性，不离析、不泌水的特点，能在不经过振捣或少振捣的情况下可充满复杂性模型、能够通过密集的钢筋，并在这一过程中保持自身的均匀性和稳定性。同时自密实混凝土也具有其余优点，如：加快施工速度、节省劳动力、提高混凝土质量、降低综合造价等，因此，其应用越来越广泛。
随着我国桥梁建设的发展，越来越多的大型桥梁跨越高山峡谷，江河湖海。其地理环境条件的恶劣对桥梁结构的性能要求也越来越高，避免不了出现桥梁的结构物存在钢筋、预埋件、预应力管道等布置密集，混凝土的强度高、结构物体型大、形状特殊的问题。由于桥梁地理位置的特殊性，其附近的砂石料的供应的种类有限，在干热河谷气候环境中浇筑混凝土不可避免，为了确保桥梁的结构物强度、刚度、稳定性、耐久性，高强化、高性能化的特种混凝土应用越来越广泛。
现有技术中的C50高强度自密实混凝土的粗集料粒径通常采用连续级配碎石，且最大公称粒径不宜大于20mm，胶凝材料的用量一般在500kg/m3以上。对于大体积高强度混凝土来说，为了减少水化热，应采用低水化热水泥、低水胶比、低用水量、粒径较大级配良好的石子的混凝土。高强度自密实大体积混凝土的工作性能与其力学性能、耐久性能也存在的一定的矛盾，影响结构的质量。因此，为了既能保证自密实混凝土的性能，又能满足大体积高强混凝土的要求，提出的一种大粒径粗骨料C50自密实大体积混凝土，用以可以解决上述问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种自密实大体积混凝土，所述混凝土是由水泥、粉煤灰、天然中粗砂、级配碎石、水、减水剂以及改性剂组成，按照单方用量计，该混凝土个成分的用量如下：水泥416kg/m3～474Kg/m3，粉煤灰45Kg/m3～52Kg/m3，骨料756Kg/m3～787Kg/m3，级配碎石1004Kg/m3～1045Kg/m3，水162Kg/m3，减水剂7.59Kg/m3～8.67Kg/m3，改性剂45Kg/m3～52Kg/m3。
在本发明的一些实施方式中，所述水泥为普通硅酸盐水泥P.O52.5。
在本发明的一些实施方式中，所述粉煤灰为F类Ⅰ级粉煤灰。
在本发明的一些实施方式中，所述天然中粗砂的细度模数在2.7～2.9之间，含泥量小于2％，泥块含量小于0.5％，孔隙率小于47％。
在本发明的一些实施方式中，所述级配碎石包括粒径为5-9.5mm的小粒径级配碎石及9.5mm-26.5mm的大粒径级配碎石，碎石中小粒径级配碎石与大粒径级配碎石的质量参合比为3:7，其针片状颗粒含量小于5％；其中，小粒径级配碎石与大粒径级配碎石的级配范围为：26.5mm标准筛累计筛余量占0％～5％；19mm标准筛累计筛余量占30％～70％；16mm标准筛累计筛余量占90％～100％；9.5mm标准筛累计筛余量占90％～100％；4.75mm标准筛累计筛余量占90％～100％。
本发明提供的自密实大体积混凝土，存在以下有益效果：
1、采用的减水剂具有减水和缓凝的双重效果，在保证高流动性及高强度的前提下，大大减少水泥和水的用量，可节约施工成本。
2、采用的改性剂具有密实增强、抗离析、耐腐蚀等诸多性能，可以增加混凝土结构的密实度，改善混凝土浇筑的外观质量，提高其耐久性。
附图说明
图1为本发明一实施方式的一种自密实大体积混凝土的材料配比表图；
图2为本发明一实施方式的一种自密实大体积混凝土性能分析表图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
一种自密实大体积混凝土，混凝土是由水泥、粉煤灰、天然中粗砂、级配碎石、水、减水剂以及改性剂组成，按照单方用量计，该混凝土个成分的用量如下：水泥416kg/m3～474Kg/m3，粉煤灰45Kg/m3～52Kg/m3，骨料756Kg/m3～787Kg/m3，级配碎石1004Kg/m3～1045Kg/m3，水162Kg/m3，减水剂7.59Kg/m3～8.67Kg/m3，改性剂45Kg/m3～52Kg/m3。
应用本实施例的技术方案，改性剂是以超细微硅粉为活性载体的复合特种纳米材料，具备保水增塑、润滑填充、密实增强、抗离析、耐腐蚀等诸多性能，改善混凝土的和易性，增大混凝土的流动性的同时保持较好的黏聚性、保水性的作用。外加剂采用TK-PAC2聚羧酸系高性能减水剂，该减水剂缓凝时间长，具有高减水、高保坍的特点，该减水剂不仅能使混凝土的工作性能有了明显的改善，同时又能大量减少拌和用水，减水率高达38％，节约水泥，从而降低了水化热，且还能使混凝土较长时间保持塑性、方便浇筑，提高施工效率，而对后期强度无明显影响，可适用大体积、大流动自密实、高扬程和超长距离泵送、高温施工的各类高性能混凝土中。
进一步地，水泥为普通硅酸盐水泥P.O52.5，水泥水化热测定按现行国家标准《水泥水化热试验方法(直接法)》测定，要求配制混凝土所用水泥7d的水化热不大于250j/kg。
具体地，粉煤灰为F类Ⅰ级粉煤灰。其代替部分水泥，降低水泥的用量，降低混凝土的水化热，提高混凝土后期强度，并能改善混凝土的粘塑性及可泵性。
天然中粗砂的细度模数在2.7～2.9之间，含泥量小于2％，泥块含量小于0.5％，孔隙率小于47％。该指标范围内的砂、石级配良好，砂率适中，组成的骨架密实，解决自密实混凝土大流动度和稳定性的矛盾，从而提高混凝土的质量。
级配碎石包括粒径为5-9.5mm的小粒径级配碎石及9.5mm-26.5mm的大粒径级配碎石，碎石中小粒径级配碎石与大粒径级配碎石的质量参合比为3:7，其针片状颗粒含量小于5％；其中，小粒径级配碎石与大粒径级配碎石的级配范围为：26.5mm标准筛累计筛余量占0％～5％；19mm标准筛累计筛余量占30％～70％；16mm标准筛累计筛余量占90％～100％；9.5mm标准筛累计筛余量占90％～100％；4.75mm标准筛累计筛余量占90％～100％。通过增加粒径25mm的大粒径粗骨料，增大了骨料之间的孔隙率，且控制其针片状颗粒的含量小于5％，提高了混凝土的强度，降低混凝土的水化热。
在具体地实施方式中，根据自密实大体积混凝土的性能要求，制定如下三组配比的混凝土，其参数如图1所示：
根据图1中的混凝土配比，并检测混凝土的相关性能，如：和易性、混凝土的凝结时间、混凝土强度、泵送性能等参数如图1所示：
通过图2的各项性能对比分析可以看出一些明显的规律：
1)各组分的重量配比在本发明的配比范围内，混凝土的各个性能会有所不同，上述三组混凝土都符合标准，但随着配比的优化，混凝土的各项基本性能会有所提升。
2)最优选的方案为编号B组的混凝土，各组分的重量配比为水泥440kg/m3，粉煤灰50Kg/m3，改性剂50Kg/m3，天然中粗砂773Kg/m3，级配碎石1025Kg/m3，减水剂8.1Kg/m3，水162Kg/m3，混凝土的各项性能最优。
方案为编号B组的混凝土经过搅拌站拌制应用于云南大永高速金鸡达旦大桥异形大体积拱座施工中，金鸡达旦大桥位于鲁地拉电站蓄水淹没区，属于干热河谷地带，混凝土的质量控制难度大。经试验检测及外观观测检验金鸡达旦大桥拱座所用的混凝土实测坍落扩展度620mm，混凝土状态良好，不泌水，不分层，气泡极少，拱座混凝土浇筑完成后表面光滑，无裂缝，28天混凝土的强度高达59MPa，且拱座混凝土泵送浇筑后，通水冷却前，冷却管中的水温只有65℃，相较普通的C50大体积混凝土浇筑后的水温76℃温度降低很多，混凝土表面无裂纹，完全具备大体积自密实混凝土各项标准。
以上的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种自密实大体积混凝土，其特征在于，所述混凝土是由水泥、粉煤灰、天然中粗砂、级配碎石、水、减水剂以及改性剂组成，按照单方用量计，该混凝土个成分的用量如下：水泥416kg/m3～474Kg/m3，粉煤灰45Kg/m3～52Kg/m3，骨料756Kg/m3～787Kg/m3，级配碎石1004Kg/m3～1045Kg/m3，水162Kg/m3，减水剂7.59Kg/m3～8.67Kg/m3，改性剂45Kg/m3～52Kg/m3。
2.根据权利要求1所述的自密实大体积混凝土，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥P.O52.5。
3.根据权利要求1所述的自密实大体积混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为F类Ⅰ级粉煤灰。
4.根据权利要求1所述的自密实大体积混凝土，其特征在于，所述天然中粗砂的细度模数在2.7～2.9之间，含泥量小于2％，泥块含量小于0.5％，孔隙率小于47％。
5.根据权利要求1所示的自密实大体积混凝土，其特征在于，所述级配碎石包括粒径为5-9.5mm的小粒径级配碎石及9.5mm-26.5mm的大粒径级配碎石，碎石中小粒径级配碎石与大粒径级配碎石的质量参合比为3:7，其针片状颗粒含量小于5％；
其中，小粒径级配碎石与大粒径级配碎石的级配范围为：
26.5mm标准筛累计筛余量占0％～5％；
19mm标准筛累计筛余量占30％～70％；
16mm标准筛累计筛余量占90％～100％；
9.5mm标准筛累计筛余量占90％～100％；
4.75mm标准筛累计筛余量占90％～100％。
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