CN112521088A - 全洞渣骨料超高性能混凝土及制备方法 - Google Patents

全洞渣骨料超高性能混凝土及制备方法 Download PDF

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    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Abstract

本发明公开了一种全洞渣骨料超高性能混凝土及制备方法，其原料包括普通硅酸盐水泥680‑720份、超细粉煤灰270‑320份、硅灰100‑130份、全洞渣机制砂950‑980份、钢纤维230‑250份、聚羧酸减水剂56‑64份、水180‑200份。本发明原料采用全洞渣机制砂作为细集料，可以制备出力学性能较为优异的超高性能混凝土，使得洞渣得到充分利用，降低了工程成本。

Description

全洞渣骨料超高性能混凝土及制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料制备，具体涉及一种全洞渣骨料超高性能混凝土及制备方法。
背景技术
随着土木工程技术的不断发展，对混凝土的性能也提出了更高的要求。目前，普通混凝土已难以应对现代建筑工程高要求的前景，混凝土以优异的工作性、高强、高韧性、高耐久性为目标进行发展，正是在此趋势下，超高性能混凝土(Ultra High PerformanceConcrete，UHPC)成为现代水泥基复合材料的重要发展方向。但是普通超高性能混凝土所采用的天然砂是一种地方性资源，分布不均匀且短时间内不可再生，长距离运输将大大提高给工程项目建设的成本。在巨大需求的推动下，天然砂资源日益匮乏，以河砂为主的天然砂难以充分满足混凝土的生产需求，砂石供需矛盾十分突出。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种全洞渣骨料超高性能混凝土及制备方法，解决现有超高性能混凝土采用天然砂，消耗天然资源，成本高的问题。
技术方案：本发明所述的全洞渣骨料超高性能混凝土，其原料以重量份计包括：
普通硅酸盐水泥680-720份、超细粉煤灰270-320份、硅灰100-130份、全洞渣机制砂950-980份、钢纤维230-250份、聚羧酸减水剂56-64份、水180-200份，其中全洞渣机制砂细度模数为2.4-2.8，粒径为0-4.75mm，密度为2.81-2.90g/cm3，钢纤维为微细镀铜钢纤维，直径≥0.2mm，长度≥13mm，长径比为65，抗拉强度≥3000MPa。
其中，所述超细粉煤灰呈实心球状，连续粒径分布、超细，激光粒度的中位粒径为5.5mm，其中SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％。
所述硅灰中SiO2含量≥95％，比表面积≥15000m2/kg。
所述聚羧酸减水剂的固含量≥40％，减水率≥33.9％。
本发明所述的全洞渣骨料超高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)取普通硅酸盐水泥、超细粉煤灰和硅灰，在转速为140±5r/min下混合搅拌30±1s，得到混合胶凝材料；
(2)将全洞渣机制砂均匀加入混合胶凝材料中，在转速为140±5r/min下搅拌30±1s，得到均匀料；
(3)向均匀料中加入水与减水剂的混合溶液，得到均匀混合浆体，先在转速为140±5r/min下搅拌30±1s，再在转速为285±10r/min下搅拌60±1s；
(4)将速度调至转速140±5r/min，缓慢加入钢纤维，搅拌60±1s后再搅拌60±1s，混合均匀后装模，最后成型养护，即可得到全洞渣骨料超高性能混凝土。
有益效果：本发明原料采用全洞渣机制砂作为细集料，全部替代河砂，可以制备出力学性能较为优异的超高性能混凝土，使得洞渣得到充分利用，减少了河砂的开采以及降低了工程的施工成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
一种全洞渣骨料超高性能混凝土，按重量份数计包括以下组分：普通硅酸盐水泥700份、超细粉煤灰300份、硅灰120份、全洞渣机制砂980份、钢纤维240份、聚羧酸减水剂60份、水180份，其中全洞渣机制砂细度模数为2.4-2.8，粒径为0-4.75mm，密度为2.81-2.90g/cm3，钢纤维为微细镀铜钢纤维，直径≥0.2mm，长度≥13mm，长径比为65，抗拉强度≥3000MPa，超细粉煤灰呈实心球状，连续粒径分布、超细，激光粒度的中位粒径为5.5mm，其中SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％，硅灰中SiO2含量≥95％，比表面积≥15000m2/kg，聚羧酸减水剂的固含量≥40％，减水率≥33.9％。
实施例2
一种全洞渣骨料超高性能混凝土，按重量份数计包括以下组分：普通硅酸盐水泥700份、超细粉煤灰300份、硅灰120份、全洞渣机制砂980份、钢纤维240份、聚羧酸减水剂60份、水192份。其中全洞渣机制砂细度模数为2.4-2.8，粒径为0-4.75mm，密度为2.81-2.90g/cm3，钢纤维为微细镀铜钢纤维，直径≥0.2mm，长度≥13mm，长径比为65，抗拉强度≥3000MPa，超细粉煤灰呈实心球状，连续粒径分布、超细，激光粒度的中位粒径为5.5mm，其中SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％，硅灰中SiO2含量≥95％，比表面积≥15000m2/kg，聚羧酸减水剂的固含量≥40％，减水率≥33.9％。
实施例3
一种全洞渣骨料超高性能混凝土，按重量份数计包括以下组分：普通硅酸盐水泥700份、超细粉煤灰300份、硅灰120份、全洞渣机制砂980份、钢纤维240份、聚羧酸减水剂60份、水200份。其中，全洞渣机制砂细度模数为2.4-2.8，粒径为0-4.75mm，密度为2.81-2.90g/cm3，钢纤维为微细镀铜钢纤维，直径≥0.2mm，长度≥13mm，长径比为65，抗拉强度≥3000MPa，超细粉煤灰呈实心球状，连续粒径分布、超细，激光粒度的中位粒径为5.5mm，其中SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％，硅灰中SiO2含量≥95％，比表面积≥15000m2/kg，聚羧酸减水剂的固含量≥40％，减水率≥33.9％。
实施例4
一种全洞渣骨料超高性能混凝土，按重量份数计包括以下组分：普通硅酸盐水泥720份、超细粉煤灰270份、硅灰130份、全洞渣机制砂950份、钢纤维250份、聚羧酸减水剂56份、水180份。其中，全洞渣机制砂细度模数为2.4-2.8，粒径为0-4.75mm，密度为2.81-2.90g/cm3，钢纤维为微细镀铜钢纤维，直径≥0.2mm，长度≥13mm，长径比为65，抗拉强度≥3000MPa，超细粉煤灰呈实心球状，连续粒径分布、超细，激光粒度的中位粒径为5.5mm，其中SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％，硅灰中SiO2含量≥95％，比表面积≥15000m2/kg，聚羧酸减水剂的固含量≥40％，减水率≥33.9％。
实施例5
一种全洞渣骨料超高性能混凝土，按重量份数计包括以下组分：普通硅酸盐水泥720份、超细粉煤灰270份、硅灰130份、全洞渣机制砂950份、钢纤维250份、聚羧酸减水剂56份、水192份。其中，全洞渣机制砂细度模数为2.4-2.8，粒径为0-4.75mm，密度为2.81-2.90g/cm3，钢纤维为微细镀铜钢纤维，直径≥0.2mm，长度≥13mm，长径比为65，抗拉强度≥3000MPa，超细粉煤灰呈实心球状，连续粒径分布、超细，激光粒度的中位粒径为5.5mm，其中SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％，硅灰中SiO2含量≥95％，比表面积≥15000m2/kg，聚羧酸减水剂的固含量≥40％，减水率≥33.9％。
实施例6
一种全洞渣骨料超高性能混凝土，按重量份数计包括以下组分：普通硅酸盐水泥720份、超细粉煤灰270份、硅灰130份、全洞渣机制砂950份、钢纤维250份、聚羧酸减水剂56份、水200份。其中，全洞渣机制砂细度模数为2.4-2.8，粒径为0-4.75mm，密度为2.81-2.90g/cm3，钢纤维为微细镀铜钢纤维，直径≥0.2mm，长度≥13mm，长径比为65，抗拉强度≥3000MPa，超细粉煤灰呈实心球状，连续粒径分布、超细，激光粒度的中位粒径为5.5mm，其中SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％，硅灰中SiO2含量≥95％，比表面积≥15000m2/kg，聚羧酸减水剂的固含量≥40％，减水率≥33.9％。
实施例7
一种全洞渣骨料超高性能混凝土，按重量份数计包括以下组分：普通硅酸盐水泥680份、超细粉煤灰320份、硅灰100份、全洞渣机制砂980份、钢纤维230份、聚羧酸减水剂56份、水180份。其中，全洞渣机制砂细度模数为2.4-2.8，粒径为0-4.75mm，密度为2.81-2.90g/cm3，钢纤维为微细镀铜钢纤维，直径≥0.2mm，长度≥13mm，长径比为65，抗拉强度≥3000MPa，超细粉煤灰呈实心球状，连续粒径分布、超细，激光粒度的中位粒径为5.5mm，其中SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％，硅灰中SiO2含量≥95％，比表面积≥15000m2/kg，聚羧酸减水剂的固含量≥40％，减水率≥33.9％。
实施例8
一种全洞渣骨料超高性能混凝土，按重量份数计包括以下组分：普通硅酸盐水泥680份、超细粉煤灰320份、硅灰130份、全洞渣机制砂980份、钢纤维230份、聚羧酸减水剂64份、水192份。其中，全洞渣机制砂细度模数为2.4-2.8，粒径为0-4.75mm，密度为2.81-2.90g/cm3，钢纤维为微细镀铜钢纤维，直径≥0.2mm，长度≥13mm，长径比为65，抗拉强度≥3000MPa，超细粉煤灰呈实心球状，连续粒径分布、超细，激光粒度的中位粒径为5.5mm，其中SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％，硅灰中SiO2含量≥95％，比表面积≥15000m2/kg，聚羧酸减水剂的固含量≥40％，减水率≥33.9％。
实施例9
一种全洞渣骨料超高性能混凝土，按重量份数计包括以下组分：普通硅酸盐水泥680份、超细粉煤灰320份、硅灰120份、全洞渣机制砂980份、钢纤维240份、聚羧酸减水剂56份、水200份。其中，全洞渣机制砂细度模数为2.4-2.8，粒径为0-4.75mm，密度为2.81-2.90g/cm3，钢纤维为微细镀铜钢纤维，直径≥0.2mm，长度≥13mm，长径比为65，抗拉强度≥3000MPa，超细粉煤灰呈实心球状，连续粒径分布、超细，激光粒度的中位粒径为5.5mm，其中SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％，硅灰中SiO2含量≥95％，比表面积≥15000m2/kg，聚羧酸减水剂的固含量≥40％，减水率≥33.9％。
实施例1-9的全洞渣骨料超高性能混凝土的制备方法为：粉料的称量，按比例称取水泥、超细粉煤灰、硅灰，置于标准水泥胶砂行星搅拌机中进行干拌，在转速为140±5r/min下混合搅拌30±1s，搅拌均匀得到混合胶凝材料；将全洞渣机制砂均匀加入上述混合材料中，在转速为140±5r/min下搅拌30±1s；向上述混合料中加入已搅拌均匀的水及减水剂混合溶液，得到均匀混合浆体，先在转速为140±5r/min下搅拌30±1s后，此时减水剂效果显现，浆体已具有粘聚性及流动性，再在转速为285±10r/min下搅拌60±1s；向上述混合浆体中缓慢加入钢纤维，在140±5r/min搅拌60±1s后在转速为285±10r/min下搅拌60±1s，混合均匀后装模，最后成型养护，即可得到全洞渣骨料超高性能混凝土。
对实施例1-9的混凝土进行性能测试，并与对比例进行比较，对比例的混凝土原料为：普通硅酸盐水泥720份、超细粉煤灰300份、硅灰120份、全洞渣机制砂980份、钢纤维240份、聚羧酸减水剂60份、水172份。对比例和实施例1-9的性能测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0002820103880000051
由上表1可知，与对比例相比较，本发明实施例1-5、8所得超高性能混凝土，其流动性和抗压强度变化不大，都能满足超高性能混凝土的基本要求，实施例6、7、9流动性和抗压强度变化较大。

Claims (5)

1.一种全洞渣骨料超高性能混凝土，其特征在于，其原料以重量份计包括：
普通硅酸盐水泥680-720份、超细粉煤灰270-320份、硅灰100-130份、全洞渣机制砂950-980份、钢纤维230-250份、聚羧酸减水剂56-64份、水180-200份，其中全洞渣机制砂细度模数为2.4-2.8，粒径为0-4.75mm，密度为2.81-2.90g/cm3，钢纤维为微细镀铜钢纤维，直径≥0.2mm，长度≥13mm，长径比为65，抗拉强度≥3000MPa。
2.根据权利要求1所述的全洞渣骨料超高性能混凝土，其特征在于，所述超细粉煤灰呈实心球状，连续粒径分布、超细，激光粒度的中位粒径为5.5mm，其中SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％。
3.根据权利要求1所述的全洞渣骨料超高性能混凝土，其特征在于，所述硅灰中SiO2含量≥95％，比表面积≥15000m2/kg。
4.根据权利要求1所述的全洞渣骨料超高性能混凝土，其特征在于，所述聚羧酸减水剂的固含量≥40％，减水率≥33.9％。
5.如权利要求1-4任一项所述的全洞渣骨料超高性能混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取普通硅酸盐水泥、超细粉煤灰和硅灰，在转速为140±5r/min下混合搅拌30±1s，得到混合胶凝材料；
(2)将全洞渣机制砂均匀加入混合胶凝材料中，在转速为140±5r/min下搅拌30±1s，得到均匀料；
(3)向均匀料中加入水与减水剂的混合溶液，得到均匀混合浆体，先在转速为140±5r/min下搅拌30±1s，再在转速为285±10r/min下搅拌60±1s；
(4)将速度调至转速140±5r/min，缓慢加入钢纤维，搅拌60±1s后再搅拌60±1s，混合均匀后装模，最后成型养护，即可得到全洞渣骨料超高性能混凝土。
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