CN112521089A - 全洞渣高性能混凝土及制备方法 - Google Patents

全洞渣高性能混凝土及制备方法 Download PDF

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蒋金洋
孟凡旭
辛忠毅
郭乐
刘莉
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Abstract

本发明公开了一种全洞渣高性能混凝土及制备方法其原料以重量份计包括：普通硅酸盐水泥720‑770份、粉煤灰300‑330份、洞渣粗骨料2000‑2200份、洞渣细骨料1460‑1760份、聚羧酸减水剂35‑55份和水320‑370份，其中，洞渣粗骨料为粒径5‑25mm的洞渣，洞渣细骨料为粒径0‑5mm，将各原料依次混合搅拌制备得到全洞渣高性能混凝土。本发明利用洞渣作为混凝土的粗骨料和细骨料，制备出的全洞渣高性能混凝土具有优异的工作性能和力学性能，既减少了天然砂石资源的消耗，提高了工程建设效率，降低了工程成本。

Description

全洞渣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高性能混凝土及制备方法。
背景技术
传统的混凝土一般以河砂为细骨料，卵石或碎石为粗骨料，然而随着基础设施建设的飞速发展，混凝土材料的需求量不断增加，造成了对河砂及卵石、碎石的需求量不断增加，天然河砂的过度开采对于河岸稳定、防洪安全及生态环境都会带来很大的负面影响，碎石的过度开采会破坏地表植被，导致洪水、干旱等一系列问题。
基础设施的快速推进需要消耗大量的混凝土原材料，现有混凝土消耗天然砂石资源、成本高。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种全洞渣高性能混凝土及制备方法，解决现有混凝土需要消耗天然砂石资源，成本高，强度和耐久性不够的问题。
技术方案：本发明所述的全洞渣高性能混凝土，其原料以重量份计包括：
普通硅酸盐水泥720-770份、粉煤灰300-330份、洞渣粗骨料2000-2200份、洞渣细骨料1460-1760份、聚羧酸减水剂35-55份和水320-370份，其中，洞渣粗骨料为粒径5-25mm的洞渣，洞渣细骨料为粒径0-5mm的洞渣。
其中，所述普通硅酸盐水泥为PII·52.5级普通硅酸盐水泥。
所述粉煤灰为球状，连续粒径分布，激光粒度中位粒径为10μm，其SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％。
所述洞渣粗骨料的表观密度为2.796-2.955g/cm3，压碎指标为8％。
所述洞渣细骨料的细度模数为2.6，表观密度为2.75-2.89g/cm3，堆积密度为1.63-1.78g/cm3，石粉含量为4.1％。
所述聚羧酸减水剂固含量为40％，减水率≥35％。
本发明所述的全洞渣高性能混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将普通硅酸盐水泥与粉煤灰在强制式混凝土搅拌机中搅拌混合，得到混合胶凝材料；
(2)将水加入混合胶凝材料中，使水与混合胶凝材料均匀混合，得到搅拌均匀的胶凝材料浆体；
(3)将洞渣细骨料加入胶凝材料浆体中，在强制式搅拌机中混合均匀，得到均匀的砂浆；
(4)将洞渣粗骨料缓慢加入上述砂浆中，在强制式搅拌机中均匀混合，得到混凝土砂浆；
(5)将聚羧酸减水剂溶于水中得到混合溶液，将混合溶液加入混凝土砂浆中，成型养护后即可得到全洞渣高性能混凝土。
其中，所述强制式混凝土搅拌机的转子逆时针转速为110-120r/min。
有益效果：本发明利用洞渣作为混凝土的粗骨料和细骨料，通过调控减水剂掺量及粗细骨料比例制备出的全洞渣高性能混凝土具有优异的工作性能和力学性能，既减少了天然砂石资源的消耗，又能够就地取材、变废为宝，充分利用了隧道建设中的副产品，洞渣中的适量石粉能够填充混凝土中的孔隙，增加混凝土的密实度，全洞渣高性能混凝土能够满足工程要求，提高了工程建设效率，降低了工程成本。
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
一种全洞渣高性能混凝土，按重量份计，原料包括：
PII·52.5级普通硅酸盐水泥720份、粉煤灰310份、洞渣粗骨料2100份、洞渣细骨料1660份、聚羧酸减水剂45份、水320份，粉煤灰为球状，连续粒径分布，激光粒度中位粒径为10μm，其SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％，洞渣粗骨料为粒径5-25mm的洞渣，其表观密度为2.796-2.955g/cm3，压碎指标为8％，洞渣细骨料为粒径0-5mm的洞渣，其细度模数为2.6，表观密度2.75-2.89g/cm3,堆积密度为1.63-1.78g/cm3，石粉含量为4.1％。
实施例2
一种全洞渣高性能混凝土，按重量份计，原料包括：
普通硅酸盐水泥720份、粉煤灰310份、洞渣粗骨料2100份、洞渣细骨料1660份、聚羧酸减水剂45份、水340份，粉煤灰为球状，连续粒径分布，激光粒度中位粒径为10μm，其SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％，洞渣粗骨料为粒径5-25mm的洞渣，其表观密度为2.796-2.955g/cm3，压碎指标为8％，洞渣细骨料为粒径0-5mm的洞渣，其细度模数为2.6，表观密度2.75-2.89g/cm3,堆积密度为1.63-1.78g/cm3，石粉含量为4.1％。
实施例3
一种全洞渣高性能混凝土，按重量份计，原料包括：
普通硅酸盐水泥720份、粉煤灰310份、洞渣粗骨料2100份、洞渣细骨料1660份、聚羧酸减水剂45份、水360份，粉煤灰为球状，连续粒径分布，激光粒度中位粒径为10μm，其SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％，洞渣粗骨料为粒径5-25mm的洞渣，其表观密度为2.796-2.955g/cm3，压碎指标为8％，洞渣细骨料为粒径0-5mm的洞渣，其细度模数为2.6，表观密度2.75-2.89g/cm3,堆积密度为1.63-1.78g/cm3，石粉含量为4.1％。
实施例4
一种全洞渣高性能混凝土，按重量份计，原料包括：
普通硅酸盐水泥720份、粉煤灰310份、洞渣粗骨料2100份、洞渣细骨料1460份、聚羧酸减水剂45份、水340份，粉煤灰为球状，连续粒径分布，激光粒度中位粒径为10μm，其SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％，洞渣粗骨料为粒径5-25mm的洞渣，其表观密度为2.796-2.955g/cm3，压碎指标为8％，洞渣细骨料为粒径0-5mm的洞渣，其细度模数为2.6，表观密度2.75-2.89g/cm3,堆积密度为1.63-1.78g/cm3，石粉含量为4.1％。
实施例5
一种全洞渣高性能混凝土，按重量份计，原料包括：
普通硅酸盐水泥720份、粉煤灰310份、洞渣粗骨料2100份、洞渣细骨料1560份、聚羧酸减水剂45份、水340份，粉煤灰为球状，连续粒径分布，激光粒度中位粒径为10μm，其SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％，洞渣粗骨料为粒径5-25mm的洞渣，其表观密度为2.796-2.955g/cm3，压碎指标为8％，洞渣细骨料为粒径0-5mm的洞渣，其细度模数为2.6，表观密度2.75-2.89g/cm3,堆积密度为1.63-1.78g/cm3，石粉含量为4.1％。
实施例6
一种全洞渣高性能混凝土，按重量份计，原料包括：
普通硅酸盐水泥720份、粉煤灰310份、洞渣粗骨料2100份、洞渣细骨料1760份、聚羧酸减水剂45份、水340份，粉煤灰为球状，连续粒径分布，激光粒度中位粒径为10μm，其SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％，洞渣粗骨料为粒径5-25mm的洞渣，其表观密度为2.796-2.955g/cm3，压碎指标为8％，洞渣细骨料为粒径0-5mm的洞渣，其细度模数为2.6，表观密度2.75-2.89g/cm3,堆积密度为1.63-1.78g/cm3，石粉含量为4.1％。
制备实施例1-6的全洞渣高性能混凝土的方法为：按重量份比例分别称取普通硅酸盐水泥、粉煤灰、洞渣粗骨料、洞渣细骨料、聚羧酸减水剂和水；将普通硅酸盐水泥和粉煤灰置于强制式搅拌机中，在110-120r/min的转速下，搅拌60s，得到混合均匀的胶凝材料；向上述混合胶凝材料中加入大部分的水(剩余的少量水用于溶解减水剂)，在110-120r/min的转速下，搅拌100s，得到混合均匀的胶凝材料浆体；将洞渣细骨料加入上述胶凝材料浆体中，在在110-120r/min的转速下，搅拌100s，得到混合均匀的砂浆；将洞渣粗骨料缓慢加入上述砂浆中，在110-120r/min的转速下，搅拌100s；将聚羧酸减水剂溶于剩余的水中得到混合溶液并加入到混凝土中，加入减水剂溶液的过程中保持强制式搅拌机转速为110-120r/min，在60s内将混合溶液全部加入混凝土中，最后成型养护，即可得到全洞渣高性能混凝土。
测试实施例1-6制得的混凝土的塌落度值以及28d抗压强度，采用的对比例将实施例1中的洞渣粗骨料全部替换为等质量的碎石，将洞渣细骨料全部替换为等质量的天然河砂，其他均不变，进行测试后结果如表1所示：
表1
编号 塌落度/mm 28d抗压强度/MPa
实施例1 200 68.7
实施例2 207 65.0
实施例3 225 60.5
实施例4 210 64.6
实施例5 195 59.8
实施例6 168 61.2
对比例 217 67.3
从表1结果可以看出，与对比例1相比较，实施例1-6所得的全洞渣高性能混凝土的塌落度和28d抗压强度能够满足实际工程的需求，全洞渣高性能混凝土能够实现变废为宝，降低工程建设成本。

Claims (8)

1.一种全洞渣高性能混凝土，其特征在于，其原料以重量份计包括：
普通硅酸盐水泥720-770份、粉煤灰300-330份、洞渣粗骨料2000-2200份、洞渣细骨料1460-1760份、聚羧酸减水剂35-55份和水320-370份，其中，洞渣粗骨料为粒径5-25mm的洞渣，洞渣细骨料为粒径0-5mm的洞渣。
2.根据权利要求1所述的全洞渣高性能混凝土，其特征在于，所述普通硅酸盐水泥为PII·52.5级普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的全洞渣高性能混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为球状，连续粒径分布，激光粒度中位粒径为10μm，其SiO2含量为52％，Al2O3含量为22％，Fe2O3含量为4％，CaO含量为12％。
4.根据权利要求1所述的全洞渣高性能混凝土，其特征在于，所述洞渣粗骨料的表观密度为2.796-2.955g/cm3，压碎指标为8％。
5.根据权利要求1所述的全洞渣高性能混凝土，其特征在于，所述洞渣细骨料的细度模数为2.6，表观密度为2.75-2.89g/cm3，堆积密度为1.63-1.78g/cm3，石粉含量为4.1％。
6.根据权利要求1所述的全洞渣高性能混凝土，其特征在于，所述聚羧酸减水剂固含量为40％，减水率≥35％。
7.如权利要求1-6任一项所述的全洞渣高性能混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将普通硅酸盐水泥与粉煤灰在强制式混凝土搅拌机中搅拌混合，得到混合胶凝材料；
(2)将水加入混合胶凝材料中，使水与混合胶凝材料均匀混合，得到搅拌均匀的胶凝材料浆体；
(3)将洞渣细骨料加入胶凝材料浆体中，在强制式搅拌机中混合均匀，得到均匀的砂浆；
(4)将洞渣粗骨料缓慢加入上述砂浆中，在强制式搅拌机中均匀混合，得到混凝土砂浆；
(5)将聚羧酸减水剂溶于水中得到混合溶液，将混合溶液加入混凝土中，成型养护后即可得到全洞渣高性能混凝土。
8.根据权利要求7所所述的全洞渣高性能混凝土的制备方法，其特征在于，所述强制式混凝土搅拌机的转子逆时针转速为110-120r/min。
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