CN111662058A - 一种复合砂混凝土 - Google Patents

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Abstract

本申请的目的是提供一种复合砂混凝土，所述复合砂混凝土的组分及重量份数为：复合砂700～800份；石子1000～1100份；胶凝材料300～550份；减水剂3～6份；养护剂2～4份；抗冻剂10～30份；水160～180份；其中，所述复合砂由戈壁砂和沙漠砂组成，所述戈壁砂的细度模数为3.1～3.5，所述沙漠砂的细度模数为0.6～1.0，所述复合砂中戈壁砂的质量百分比为60％～75％，所述沙漠砂的质量百分比为25％～40％。本申请遵循因地制宜、就地取材和合理开发利用自然资源的原则，充分利用了戈壁沙漠地区闲置且丰富的砂源，解决了戈壁沙漠地区配制混凝土河沙资源短缺问题，所制备的复合砂混凝土具有良好的施工性能、较高的力学性能和耐久性能，适用于戈壁沙漠地区。

Description

一种复合砂混凝土
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种复合砂混凝土。
背景技术
近些年来，国家对西部地区的基本设施建设加大了力度和规模，这对新建混凝土工程提出了更大的挑战。
一方面，我国西部戈壁沙漠地区气候环境极其恶劣，以气候干燥，降雨量小，冰冻期长，昼夜温差大，春秋多强风，夏季短促而炎热，冬季漫长且严寒为其主要特征。在这种以昼夜温差大、干燥、强风为特征的戈壁沙漠地区气候环境下，配制的混凝土存在施工性能不易控制以及服役性能容易劣化等技术难题。
另一方面，我国西部戈壁沙漠地区无河沙资源，迫使许多工程采取跨地域购买、运输的方式以满足混凝土生产需要，导致了工程成本增加。但是戈壁沙漠地区存在丰富且价格低廉的戈壁砂、沙漠砂等资源。其中，戈壁砂在洗砂除泥的过程中，小于0.075mm的粉体，乃至大于0.15mm(＜0.6mm)的细颗粒会被除去，导致细度模数大，且外观粗拙棱角数量大，属于粗砂；而沙漠砂细度模数较小，小于0.3mm组分较多，属于超细砂，级配单一，导致沙漠砂配制的混凝土和易性差，不能满足施工性能，且浇筑的混凝土构件易开裂，存在安全隐患。
近些年，混凝土配制技术得到了广泛提高，但针对戈壁沙漠地区气候环境下配制的混凝土依然存在施工性能不易控制以及服役性能容易劣化等技术难题。因此如何利用戈壁沙漠地区的现有资源，配制出一种适用于戈壁沙漠地区气候环境的混凝土是当前西部戈壁沙漠地区建筑施工过程中面临的难题。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供了一种复合砂混凝土，所述复合砂混凝土适用于戈壁沙漠地区，所述复合砂混凝土的组分及重量份数为：
复合砂700～800份；
石子1000～1100份；
胶凝材料300～550份；
减水剂3～6份；
养护剂2～4份；
抗冻剂10～30份；
水160～180份；
其中，所述复合砂由戈壁砂和沙漠砂组成，所述戈壁砂的细度模数为3.1～3.5，所述沙漠砂的细度模数为0.6～1.0，所述复合砂中戈壁砂的质量百分比为60％～75％，所述沙漠砂的质量百分比为25％～40％。
进一步地，所述沙漠砂由第一沙漠砂、第二沙漠砂和第三沙漠砂组成，所述第一沙漠砂的粒径为0.3～0.6mm，所述第二沙漠砂的粒径为0.15～0.3mm，所述第三沙漠砂的粒径为0～0.15mm；所述复合砂中第一沙漠砂的质量百分比为10～15％，第二沙漠砂的质量百分比为10～15％，第三沙漠砂的质量百分比为0～5％。
进一步地，所述复合砂的细度模数为2.3～3.0，所述复合砂的级配区符合2区。
进一步地，所述石子的粒径为5～31.5mm。
进一步地，所述凝胶材料的组分和质量百分比为：
水泥60～80％；
粉煤灰10～25％
矿粉10～15％。
进一步地，所述减水剂的减水率不低于25％。
进一步地，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
进一步地，所述养护剂的吸水倍率不低于15。
进一步地，所述养护剂为吸水树脂。
进一步地，所述抗冻剂为羧酸盐。
与现有技术相比，本申请提供的一种复合砂混凝土，组分包括复合砂700～800份；石子1000～1100份；胶凝材料300～550份；减水剂3～6份；养护剂2～4份；抗冻剂10～30份；水160～180份；其中复合砂由戈壁砂和沙漠砂组成，所述戈壁砂的细度模数为3.1～3.5，所述沙漠砂的细度模数为0.6～1.0，所述复合砂中戈壁砂的质量百分比为60％～75％，所述沙漠砂的质量百分比为25％～40％，所述复合砂混凝土中的复合砂组分采用沙漠砂和戈壁砂混合而成，充分利用西部戈壁沙漠地区砂资源，配制出一种适用于戈壁沙漠地区气候环境的混凝土，因地制宜，节省砂资源，克服戈壁沙漠地区混凝土施工性能容易劣化的技术难题。
本申请配制的复合砂混凝土具有良好的施工性能、较高的力学性能和耐久性能，解决了以昼夜温差大、干燥、强风为特征的戈壁沙漠地区气候环境下混凝土施工性能不易满足以及服役性能容易劣化的技术难题，能够广泛推广应用。
具体实施方式
下面通过实施例对本申请作进一步的详细描述。
需要说明的是，下述实施例仅为本申请的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本申请的保护范围。
根据本申请的一方面，提供了一种复合砂混凝土，所述复合砂混凝土的组分及重量份数为：
复合砂700～800份；
石子1000～1100份；
胶凝材料300～550份；
减水剂3～6份；
养护剂2～4份；
抗冻剂10～30份；
水160～180份；
其中，所述复合砂由戈壁砂和沙漠砂组成，所述戈壁砂的细度模数为3.1～3.5，所述沙漠砂的细度模数为0.6～1.0，所述复合砂中戈壁砂的质量百分比为60％～75％，所述沙漠砂的质量百分比为25％～40％。本申请所提供的复合砂混凝土适用于戈壁沙漠地区气候环境，解决了以昼夜温差大、干燥、强风为特征的戈壁沙漠地区气候环境下混凝土施工性能不易满足以及服役性能容易劣化的技术难题。
在戈壁沙漠地区，戈壁砂和沙漠砂资源众多，所述复合砂采用戈壁沙漠地区常见的戈壁砂和沙漠砂按一定的质量百分比混合而成，物尽其用，节省资源。所述的戈壁砂为西部戈壁滩开采的水洗砂，细度模数为3.1～3.5的粗砂；沙漠砂为沙漠中开采的沙漠砂，细度模数为0.6～1.0的超细沙，其中，戈壁砂的细度模数大，而沙漠砂的细度模数小，级配单一，因此单独使用戈壁砂或者单独使用沙漠砂来制作混凝土都不能满足施工性能。而将戈壁砂和沙漠砂按一定的质量百分比混合后，戈壁砂中混入沙漠砂组分，弥补了戈壁砂所缺失的细颗粒组分，能改善所配制的混凝土的密实度。本申请遵循因地制宜、就地取材和合理开发利用自然资源的原则，充分利用了戈壁沙漠地区闲置且丰富的砂源，解决了戈壁沙漠地区配制混凝土河沙资源短缺问题。
接上述实施例，所述复合砂将戈壁砂和沙漠砂按照一定比例混合后，复合砂的细度模数在2.3～3.0之间，所述复合砂的级配区符合2区，且满足《建设用砂》(GB/T14684-2011)的标准技术要求。
在本申请的一些实施例中，所述沙漠砂由第一沙漠砂、第二沙漠砂和第三沙漠砂组成，所述第一沙漠砂的粒径为0.3～0.6mm，所述第二沙漠砂的粒径为0.15～0.3mm，所述第三沙漠砂的粒径为0～0.15mm；所述复合砂中第一沙漠砂的质量百分比为10～15％，第二沙漠砂的质量百分比为10～15％，第三沙漠砂的质量百分比为0～5％。通过向戈壁砂中添加不同粒径组成的沙漠砂组分，弥补戈壁砂缺失的0.075mm、0.15mm、0.3mm等细颗粒成分，沙漠砂的细颗粒可以起到填充戈壁砂颗粒之间的空隙，使得配制的复合砂混凝土的密实度也相应的得到改善，显著提高了复合砂混凝土的力学性能和耐久性能。
在本申请的另一些实施例中，所述石子为连续级配的碎石，石子的粒径为5～31.5mm。便于与复合砂混合制备混凝土。
根据本申请的另一方面，所述胶凝材料的组分和质量百分比为：
水泥60～80％；
粉煤灰10～25％
矿粉10～15％。
所述的水泥为普通硅酸盐水泥，矿粉等级不低于S95级以及粉煤灰等级不低于II级。所述的粉煤灰、矿粉可提升戈壁沙漠地区气候环境下的复合砂混凝土施工性能和保证后期强度增长，有利于复合砂混凝土的耐久性。
所述减水剂的减水率不低于25％。所述减水剂为缓凝型高性能减水剂，可有效降低复合砂混凝土的水灰比，减少戈壁沙漠地区气候环境下的复合砂混凝土坍落度损失，能保证其施工性能。
接上述实施例，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
所述养护剂的吸水倍率不低于15。戈壁沙漠地区气候环境下的复合砂混凝土结构在养护的过程中，吸水树脂释放水分，进而提高混凝土内部的含湿量，改善内部相对湿度梯度，能够为混凝土提供自养护，大大提高了戈壁沙漠地区气候环境下的复合砂混凝土的服役性能。
接上述实施例，所述养护剂为吸水树脂。
在本申请的部分实施例中，所述抗冻剂为羧酸盐，可以为甲酸钙、乙酸钠、乙酸钙或几种的混合物等。抗冻剂可有效提升戈壁沙漠地区气候环境下的复合砂混凝土拌合物的抗冻能力。
以下实施例中，采用如下原材料来制备复合砂混凝土，根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)和《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-87)的规定，以下实施例记录通过不同比例的组分混合制备的混凝土，并对各混凝土进行性能测试，以此来具体说明本申请中的复合砂混凝土的性能。其中，配制所述混合砂混凝土的原料如下：
水泥：P·O42.5水泥；
粉煤灰：II级粉煤灰，需水量比93％；
矿粉：S95级矿粉；
戈壁砂：采用新疆某处戈壁滩采砂厂生产的戈壁砂，细度模数为3.4；
沙漠砂：采用塔克拉玛干沙漠某处沙丘沙，细度模数为0.9；
石子：5～31.5mm连续级天然碎石；
减水剂：聚羧酸减水剂；
抗冻剂：甲酸钙；
养护剂：吸水树脂；
水：普通自来水。
实施例复合砂混凝土配合比如表1所示。
表1复合砂混凝土配合比/份
Figure BDA0002559535840000071
通过对沙漠砂进行筛分，按照粒径的不同，粒径0.30～0.6mm为第一沙漠砂，粒径0.15～0.30mm细颗粒记为第二沙漠砂，粒径0～0.15mm细颗粒记为第三沙漠砂；在常温常压下，按表1指定的各组分含量将水泥、粉煤灰、矿粉、戈壁砂、第一沙漠砂、第二沙漠砂、第三沙漠砂、石子、水、减水剂、抗冻剂、养护剂混合在一起搅拌，得到六种不同的复合砂混凝土。
随后对上述六种不同的混凝土进行了坍落度、强度、抗冻等级、电通量试验，这六种实施例复合砂混凝土各性能测试结果如表2所示。
表2复合砂混凝土各性能测试结果
Figure BDA0002559535840000072
测试结果表明，本实施例中配制了六种混凝土，这六种不同等级复合砂混凝土初始坍落度均不低于195mm，2h坍落度损失低于15％，抗压强度均达到目标混凝土等级要求，28d抗冻等级、电通量满足甚至超过相应等级混凝土的耐久性要求，且28d试件外观良好，未产生裂缝。说明本实施例中配制的复合砂混凝土具有良好的施工性能、较高的力学性能和耐久性能。解决了以昼夜温差大、干燥、强风为特征的戈壁沙漠地区气候环境下混凝土施工性能不易满足以及服役性能容易劣化的技术难题，能够广泛推广应用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限定，仅仅参考较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和说明，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种复合砂混凝土，其特征在于，所述复合砂混凝土的组分及重量份数为：
复合砂700～800份；
石子1000～1100份；
胶凝材料300～550份；
减水剂3～6份；
养护剂2～4份；
抗冻剂10～30份；
水160～180份；
其中，所述复合砂由戈壁砂和沙漠砂组成，所述戈壁砂的细度模数为3.1～3.5，所述沙漠砂的细度模数为0.6～1.0，所述复合砂中戈壁砂的质量百分比为60％～75％，所述沙漠砂的质量百分比为25％～40％。
2.根据权利要求1所述的复合砂混凝土，其特征在于，所述沙漠砂由第一沙漠砂、第二沙漠砂和第三沙漠砂组成，所述第一沙漠砂的粒径为0.3～0.6mm，所述第二沙漠砂的粒径为0.15～0.3mm，所述第三沙漠砂的粒径为0～0.15mm；所述复合砂中第一沙漠砂的质量百分比为10～15％，第二沙漠砂的质量百分比为10～15％，第三沙漠砂的质量百分比为0～5％。
3.根据权利要求1所述的复合砂混凝土，其特征在于，所述复合砂的细度模数为2.3～3.0，所述复合砂的级配区符合2区。
4.根据权利要求1所述的复合砂混凝土，其特征在于，所述石子的粒径为5～31.5mm。
5.根据权利要求1所述的复合砂混凝土，其特征在于，所述胶凝材料的组分和质量百分比为：
水泥60～80％；
粉煤灰10～25％
矿粉10～15％。
6.根据权利要求1所述的复合砂混凝土，其特征在于，所述减水剂的减水率不低于25％。
7.根据权利要求6所述的复合砂混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
8.根据权利要求1中所述的复合砂混凝土，其特征在于，所述养护剂的吸水倍率不低于15。
9.根据权利要求8中所述的复合砂混凝土，其特征在于，所述养护剂为吸水树脂。
10.根据权利要求1中所述的复合砂混凝土，其特征在于，所述抗冻剂为羧酸盐。
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