CN112960952A - 一种高抗裂轻质高强自密实混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高抗裂轻质高强自密实混凝土及其制备方法，属于混凝土材料技术领域。本发明提供的高抗裂轻质高强自密实混凝土，除常规混凝土使用的水泥、水、轻砂、河砂、轻骨料、复合掺合料和功能型外加剂以外，添加了微珠、减缩剂和聚丙烯纤维，轻砂采用页岩陶砂，轻骨料采用赤泥陶粒，采用页岩陶砂与河砂重量比10:9的比例进行混合，复合掺合料由矿渣粉、粉煤灰和硅灰混合而成。本发明提供的混凝土容重相比同强度等级混凝土降低40％～50％，干燥收缩值仅为同强度等级混凝土的80％左右。

Description

一种高抗裂轻质高强自密实混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土材料技术领域，尤其涉及一种高抗裂轻质高强自密实混凝土及其制备方法。
背景技术
通常，容重为低于1500kg/m3、强度等级为C60-C80的混凝土称为轻质高强混凝土。
目前随着装配式建筑、大跨径结构等新型建筑结构和构件的兴起，预制结构的轻量化成为工业化建筑安装和快速施工等的必然要求而实现混凝土的自密实，有效避免了施工现场的不规则振捣导致的混凝土离析。随着建筑工业化的快速发展和世界对建筑节能的要求，轻质和自密实成为水泥基材料发展的必然趋势。
对于混凝土结构的轻型化，就普通混凝土而言，目前主要存在两个技术路线，一是高强、高韧性材料，如UHPC等，通过材料的高强高韧性提高结构的承载力，进而减小构件的截面尺寸，降低构件质量；二是制备具有一定强度等级(一般在结构混凝土的范畴内，即混凝土强度等级>C20)、低容重(一般容重<1800kg/m3)，即在结构承载力无明显降低的情况下，通过降低材料容重，减轻结构重量。
目前在装配式建筑的预制外墙板、楼板等，以及大跨径桥梁结构的桥面铺装材料均在探索使用轻质高强混凝土的必要性，其优势在于：
1.保证承载力不降低的情况下，有效减少构件重量40％以上，克服了结构由于自重过大而引起的挠度过大、沉降过大的问题；
2.解决了构件现场吊装、安装受制于机械吨位等问题，确保了结构安全，提高了运输安装效率，同时降低了工程造价；
3.材料本身的导热系数仅为普通混凝土的70％，节能保温效果非常显著，对于北方地区有75％以上节能要求的墙体，以及南方地区有很高隔热要求的墙体，都是非常适用的建筑材料；
4.高强高延性可以提高墙体与建构筑物的抗震性能，同时在确保承载力的条件下减少截面尺寸，进一步降低容重；
5.混凝土在制备的过程中可以大量采用铁尾矿渣、粉煤灰等固体废弃物(一般可30％-50％替代水泥熟料)，混凝土生产成本可降低10％，经济和社会效益显著。
目前常用的轻质混凝土主要是容重1800～1950kg/m3的轻骨料混凝土和容重300～550kg/m3的泡沫混凝土，但是就预制构件而言，轻骨料混凝土的容重虽然较普通混凝土降低30％，但对于预制构件的生产，特别是最新型的整体外墙板和整体式管廊，由于自身体积庞大，轻骨料混凝土的容重仍然偏大，目前传统的吊装和运输机械仍然不能满足要求；对于后者，由于自身的强度过低，工程建设中一般用于充填材料，而非结构材料。
现有技术至少存在以下不足：
1.轻骨料混凝土的容重仍然偏大，目前传统的吊装和运输机械仍然不能满足要求，无法用于预制构件的生产，特别是最新型的整体外墙板和整体式管廊。
2.容重低的泡沫混凝土由于自身的强度过低，工程建设中一般用于充填材料，而非结构材料。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高抗裂轻质高强自密实混凝土，除常规混凝土使用的水泥、水、轻砂、河砂、轻骨料、复合掺合料和功能型外加剂以外，添加了分微珠、减缩剂和聚丙烯纤维，轻砂采用页岩陶砂，轻骨料采用赤泥陶粒，所述页岩陶砂与所述河砂采用页岩陶砂:河砂＝10:9的重量比例进行混合，复合掺合料由矿渣粉、粉煤灰和硅灰混合而成，其中，粉煤灰与矿渣的重量比为(1-1.3):1，粉煤灰与硅灰的重量比为10:1。本发明提供的混凝土容重相比同强度等级混凝土降低40％左右，干燥收缩值仅为同强度等级混凝土的80％左右。
本发明提供了一种高抗裂轻质高强自密实混凝土，包括组分水泥、水、轻砂、河砂、轻骨料、复合掺合料和功能型外加剂，还包括组分微珠、减缩剂和聚丙烯纤维；
各所述组分按以下重量份配比：
水泥330-355份；水115-125份；轻砂200-220份；河砂180-195份；轻骨料490-520份；复合掺合料125-140份；功能型外加剂9.8-10.8份；微珠15-20份；减缩剂24-33份；聚丙烯纤维1.8份；
所述复合掺合料由矿渣粉、粉煤灰和硅灰混合而成，其中，粉煤灰与矿渣的重量比为(1-1.3):1，粉煤灰与硅灰的重量比为10:1。
优选地，所述轻砂为页岩陶砂，所述轻骨料为赤泥陶粒或污泥陶粒；
所述轻砂堆积密度600～700kg/m3，筒压强度>5.0Mpa，吸水率<3％；
所述轻骨料堆积密度600～700kg/m3，筒压强度>8.0Mpa，吸水率<5％。
优选地，所述页岩陶砂与所述河砂按照重量比10:9的比例进行混合。
优选地，所述功能型外加剂由早强剂、聚羧酸减水剂和引气剂复合配置而成。
优选地：
所述早强剂用量为胶凝材料总量的0.2％～0.3％，所述引气剂用量为水泥用量的0.25％～0.35％，所述聚羧酸减水剂用量为胶凝材料总量的1.8％～2.5％；
所述胶凝材料总量为水泥和矿物掺合料用量的总和；
所述矿物掺合料包括轻砂、河砂、轻骨料和复合掺合料。
优选地，所述功能型外加剂减水率≥35％，含气量3.5～4％，28d气泡间距系数≤250μm。
优选地，所述减缩剂符合建材行业标准JC/T 2361-2016《砂浆、混凝土减缩剂》的要求；
制备强度等级为C60-C80的高强混凝土使用P.Ⅱ52.5水泥。
本发明提供了一种上述高抗裂轻质高强自密实混凝土的制备方法，包括如下步骤：
将330-355份水泥、125-140份复合掺合料和180-195份河砂混合振动搅拌T1时间；
加入490-520份轻骨料和200-220份轻砂，再混合振动搅拌T2时间；
加入115-125份水和9.8-10.8份功能型外加剂，混合振动搅拌，在混合振动搅拌过程中缓慢、分散加入15-20份微珠、24-33份减缩剂和1.8份聚丙烯纤维，混合振动搅拌时间为T3时间；
各组分的份数为重量份；
所述轻骨料和轻砂在加入前需提前润湿，至少充分吸水1一天，吸水量在加入的水组分重量中扣除。
优选地，制备过程中的几次搅拌时间具体为：T1为30s，T2为30s，T3为120s。
优选地，制备过程中添加的材料具体为：
所述轻砂为页岩陶砂，所述轻骨料为赤泥陶粒或污泥陶粒；
所述页岩陶砂与所述河砂按照重量比10:9的比例进行混合；
所述复合掺合料由矿渣粉、粉煤灰和硅灰混合而成，其中，粉煤灰与矿渣的重量比为(1-1.3):1，粉煤灰与硅灰的重量比为10:1。
与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明中采用重量比页岩陶砂与河砂＝10:9的比例混合使用，发挥了陶砂密度低的优势，降低混凝土的容重，同时由于陶砂吸水率高，拌和过程中容易吸水，导致混凝土流动性变差，因此加入一定比例的河砂，保证混凝土拌和和成型过程中的工作性；
(2)本发明提出的制备混凝土的成分配比及制备方法，提供了一种容重仅为普通混凝土45-55％，为一般轻骨料混凝土容重65-75％，混凝土强度等级C60\C70\C80的轻质高强混凝土，在保证混凝土强度不低于C60的前提下，且耐久性没有明显下降的情况下，混凝土容重大幅降低，早龄期收缩减少15％；
(3)本发明采用振动搅拌的成型工艺，在不增加用水量和外加剂用量的前提下，使混凝土达到了自密实状态；
(4)本发明采用单立方米混凝土掺加1.8kg聚丙烯纤维，其与减缩剂复合作用，在不提高混凝土容重的基础上，显著降低了混凝土的早龄期收缩，有效抑制了混凝土的开裂风险；
(5)本发明采用由页岩陶砂制成的轻砂与赤泥陶粒或污泥陶粒制成的轻骨料，每立方混凝土中使用河砂的量为同强度等级混凝土的25～30％，不仅减少了河砂用量，降低了混凝土制备对天然材料的依赖，而且采用大宗工业固体废弃物制品替代石子、砂等天然材料，降低了混凝土容重的同时，符合国家可持续发展的战略，是一种绿色混凝土材料。
(6)本发明在混凝土中加入引气剂，适量引入气泡，填充在水泥石和水泥与轻骨料的界面过渡区，提高了混凝土的流动性和抗冻性，同时降低了混凝土的容重，虽然会适度降低混凝土的抗压强度(一般10％左右)，但可以通过降低水胶比的方法保证混凝土的强度等级。
附图说明
图1是本发明高抗裂轻质高强自密实混凝土制备工艺流程图；
具体实施方式
下面结合附图1，对本发明的具体实施方式作详细的说明。
本发明提供了一种高抗裂轻质高强自密实混凝土，包括组分水泥、水、轻砂、河砂、轻骨料、复合掺合料和功能型外加剂，还包括组分微珠、减缩剂和聚丙烯纤维；
各所述组分按以下重量份配比：
水泥330-355份；水115-125份；轻砂200-220份；河砂180-195份；轻骨料490-520份；复合掺合料125-140份；功能型外加剂9.8-10.8份；微珠15-20份；减缩剂24-33份；聚丙烯纤维1.8份；
所述复合掺合料由矿渣粉、粉煤灰和硅灰混合而成，其中，粉煤灰与矿渣的重量比为(1-1.3):1，粉煤灰与硅灰的重量比为10:1。
复合掺合料中的三种矿物掺合料是目前常规的矿物掺合料，三种掺合料的活性指数为粉煤灰<矿渣<硅灰。制备强度等级大于C60的混凝土，一般必须掺加硅灰。但硅灰颗粒过细，黏性过大，混凝土中掺量过多的话，严重影响流动性，而且三种矿物掺合料中硅灰价格最为昂贵，其造价为粉煤灰和矿粉的10倍。因此通过大量试验，本发明中硅灰掺量为粉煤灰重量的10％即可达到最佳效果，即粉煤灰与硅灰的重量比为10:1。目前的混凝土拌合站中均采用粉煤灰和矿粉双掺的方式，比例2:1或1:1，因为矿粉和粉煤灰从价格、功能到性能参数差别不大。本发明基于大量试验结果证明，粉煤灰:矿渣＝(1-1.3):1更好，其中由于粉煤灰对混凝土流动性的提高更为有利，其掺量可稍微比矿粉多一点。
其中粉煤灰为F类I或Ⅱ级，技术参数符合GB/T 1596《用于水泥和混凝土的粉煤灰》的要求，矿渣粉为S95级，技术参数应符合GB/T《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的要求；硅灰技术参数应符合GB/T 27690《砂浆和混凝土用硅灰》的要求
水泥技术参数符合GB175《通用硅酸盐水泥》的要求；
河砂含泥量<1.0％，细度模数2.4-2.8，其他技术参数应符合GB14684《建筑用砂》的要求；
作为优选实施方式，所述轻砂为页岩陶砂，所述轻骨料为赤泥陶粒或污泥陶粒；
所述轻砂堆积密度600～700kg/m3，筒压强度>5.0Mpa，吸水率<3％；
所述轻骨料堆积密度600～700kg/m3，筒压强度>8.0Mpa，吸水率<5％。
作为优选实施方式，所述页岩陶砂与所述河砂按照重量比10:9的比例进行混合，发挥了页岩陶砂密度低的优势，降低混凝土的容重，同时由于页岩陶砂吸水率高，拌和过程中容易吸水，导致混凝土流动性变差，因此加入一定比例的河砂，保证混凝土拌和和成型过程中的工作性，注意：陶砂和陶粒在使用前必须充分保水，其吸水量从总用水量中扣除。
一般轻骨料混凝土均采用河砂，有的为了减轻重量，全部采用陶砂，但试验发现：如果全部采用陶砂，由于陶砂的颗粒形状(陶砂是人工制备的)和吸水性，混凝土的流动性非常差，不能达到自密实的效果，而全部采用河砂的话，混凝土的容重要提高10％，且目前河砂由于国家政策限制，市场稀缺，价格昂贵，材料性能也非常不稳定(含泥量多，还可能出现海砂等)。因此通过试验表明了页岩陶砂与河砂的重量比为10:9，可以充分发挥页岩陶砂和河砂各自的优势，达到既降低自重，又达到自密实的效果。
作为优选实施方式，所述功能型外加剂由早强剂、聚羧酸减水剂和引气剂复合配置而成。
作为优选实施方式：
所述早强剂用量为胶凝材料总量的0.2％～0.3％，所述引气剂用量为水泥用量的0.25％～0.35％，所述聚羧酸减水剂用量为胶凝材料总量的1.8％～2.5％；
所述胶凝材料总量为水泥和矿物掺合料用量的总和；
所述矿物掺合料包括轻砂、河砂、轻骨料和复合掺合料。
本发明中早强剂和减水剂的掺量依据混凝土的初凝和终凝时间(早强剂)、流动性(减水剂)决定，本发明推荐的掺量为试验所得，使得制备混凝土的过程流动性及凝固时间很好地配合，流动性好，且凝固时间又不太长；本发明中引气剂的掺量为常规混凝土拌合物的10-15倍，常规混凝土中的引气剂主要起抗冻的作用，而本发明中引气剂主要起到降低混凝土容重的作用，混凝土中掺加引气剂引入气泡，在混凝土中均匀排列，试验证明可在轻骨料混凝土的基础上再降低容重20～30％，虽然同时带来了混凝土强度损失10％的弊病，但可通过降低混凝土水胶比的办法来克服强度损失的问题。
作为优选实施方式，所述功能型外加剂减水率≥35％，含气量3.5～4％，28d气泡间距系数≤250μm。其他性能指标应符合GB8076《混凝土外加剂》的要求。
作为优选实施方式，所述减缩剂符合建材行业标准JC/T 2361-2016《砂浆、混凝土减缩剂》的要求；
制备强度等级为C60-C80的高强混凝土使用P.Ⅱ52.5水泥。
减缩剂应符合JC/T2361-2016《砂浆、混凝土减缩剂》的相关技术要求，主要作用为抑制混凝土早龄期的自收缩和干燥收缩；聚丙烯纤维，应符合JGJ/T《纤维混凝土应用技术规程》的相关技术要求，主要作用为抑制混凝土早龄期的收缩和开裂；微珠是粉煤灰的一种重要组成成分，目前市场上将其从粉煤灰中提纯出来，作为一种单独的矿物掺合料，主要作用是既具有粉煤灰的活性，又具有减水剂的减水效果，自重轻，而且水化后可以作为具有一定强度的空隙结构存在，降低混凝土的容重。
本发明提供了上述高抗裂轻质高强自密实混凝土的制备方法，包括如下步骤：
将330-355份水泥、125-140份复合掺合料和180-195份河砂混合振动搅拌T1时间；
加入490-520份轻骨料和200-220份轻砂，再混合振动搅拌T2时间；
加入115-125份水和9.8-10.8份功能型外加剂，混合振动搅拌，在混合振动搅拌过程中缓慢、分散加入15-20份微珠、24-33份减缩剂和1.8份聚丙烯纤维，混合振动搅拌时间为T3时间；
各组分的份数为重量份；
所述轻骨料和轻砂在加入前需提前润湿，至少充分吸水1天，吸水量在加入的水组分重量中扣除。
采用先干料充分搅拌，再加水湿搅拌的工艺，保证轻骨料搅拌前充分润湿，首先有利于干料充分拌和均匀，水泥充分包裹骨料，其次加入水后可充分与水泥水化，而不会被轻骨料吸收，保障混凝土微结构的密实。
作为优选实施方式，制备过程中的几次搅拌时间具体为：T1为30s，T2为30s，T3为120s。
搅拌时间充分考虑了原材料之间的相容性和经济性，搅拌时间过短原材料不能充分混合，混凝土质量难以保证，搅拌时间过长，不仅原材料之间可能会过渡搅拌而离析，而且耗电，增加混凝土成本。
作为优选实施方式，制备过程中添加的材料具体为：
所述轻砂为页岩陶砂，所述轻骨料为赤泥陶粒或污泥陶粒；
所述页岩陶砂与所述河砂按照重量比10:9的比例进行混合；
所述复合掺合料由矿渣粉、粉煤灰和硅灰混合而成，其中，粉煤灰与矿渣的重量比为(1-1.3):1，粉煤灰与硅灰的重量比为10:1。
实施例1
根据本发明的一个具体实施方案，下面具体介绍本发明的详细内容，本实施方案提供了设计强度等级为C60的高抗裂轻质高强自密实混凝土。
本发明提供了一种高抗裂轻质高强自密实混凝土，包括组分水泥、水、轻砂、河砂、轻骨料、复合掺合料和功能型外加剂，还包括组分微珠、减缩剂和聚丙烯纤维；
各所述组分按以下重量份配比：
水泥330份；水125份；轻砂200份；河砂180份；轻骨料490份；复合掺合料125份；功能型外加剂9.8份；微珠15份；减缩剂24份；聚丙烯纤维1.8份。
所述轻砂为页岩陶砂，所述轻骨料为赤泥陶粒或污泥陶粒；
所述轻砂堆积密度600～700kgkg/m3，筒压强度>5.0Mpa，吸水率<3％；
所述轻骨料堆积密度600～700kg/m3，筒压强度>8.0Mpa，吸水率<5％。
所述页岩陶砂与所述河砂按照重量比10:9的比例进行混合。
所述功能型外加剂由早强剂、聚羧酸减水剂和引气剂复合配置而成。
所述功能型外加剂减水率≥35％，含气量3.5～4％，28d气泡间距系数≤250μm。
所述复合掺合料由矿渣粉、粉煤灰和硅灰混合而成，其中，粉煤灰与矿渣的重量比为(1-1.3):1，粉煤灰与硅灰的重量比为10:1。
本发明提供了上述高抗裂轻质高强自密实混凝土的制备方法，包括如下步骤：
将330份水泥、125份复合掺合料和180份河砂混合振动搅拌30s；
加入490份轻骨料和200份轻砂，再混合振动搅拌30s；
加入125份水和9.8份功能型外加剂，混合振动搅拌，在混合振动搅拌过程中缓慢、分散加入15份微珠、24份减缩剂和1.8份聚丙烯纤维，混合振动搅拌时间为120s。
制备过程中，所述轻骨料和轻砂在加入前需提前润湿，至少充分吸水1天，吸水量在加入的水组分重量中扣除。
制备过程中添加的：
所述轻砂为页岩陶砂，所述轻骨料为赤泥陶粒或污泥陶粒；
所述页岩陶砂与所述河砂按照重量比10:9的比例进行混合；
所述复合掺合料由矿渣粉、粉煤灰和硅灰混合而成，其中，粉煤灰与矿渣的重量比为(1-1.3):1，粉煤灰与硅灰的重量比为10:1。
表1设计强度等级为C60的各组分配比及混凝土性能指标
Figure BDA0002957043720000081
实施例2
根据本发明的一个具体实施方案，下面具体介绍本发明的详细内容，本实施方案提供了设计强度等级为C70的高抗裂轻质高强自密实混凝土。
本发明提供了一种高抗裂轻质高强自密实混凝土，包括组分水泥、水、轻砂、河砂、轻骨料、复合掺合料和功能型外加剂，还包括组分微珠、减缩剂和聚丙烯纤维；
各所述组分按以下重量份配比：
水泥340份；水120份；轻砂210份；河砂190份；轻骨料500份；复合掺合料130份；功能型外加剂10.2份；微珠18份；减缩剂28份；聚丙烯纤维1.8份。
所述轻砂为页岩陶砂，所述轻骨料为赤泥陶粒或污泥陶粒；
所述轻砂堆积密度600～700kgkg/m3，筒压强度>5.0Mpa，吸水率<3％；
所述轻骨料堆积密度600～700kg/m3，筒压强度>8.0Mpa，吸水率<5％。
所述页岩陶砂与所述河砂按照重量比10:9的比例进行混合。
所述功能型外加剂由早强剂、聚羧酸减水剂和引气剂复合配置而成。
所述功能型外加剂减水率≥35％，含气量3.5～4％，28d气泡间距系数≤250μm。
所述复合掺合料由矿渣粉、粉煤灰和硅灰混合而成，其中，粉煤灰与矿渣的重量比为(1-1.3):1，粉煤灰与硅灰的重量比为10:1。
本发明提供了上述高抗裂轻质高强自密实混凝土的制备方法，包括如下步骤：
将340份水泥、130份复合掺合料和190份河砂混合振动搅拌30s；
加入500份轻骨料和210份轻砂，再混合振动搅拌30s；
加入120份水和10.2份功能型外加剂，混合振动搅拌，在混合振动搅拌过程中缓慢、分散加入18份微珠、28份减缩剂和1.8份聚丙烯纤维，混合振动搅拌时间为120s。
制备过程中，所述轻骨料和轻砂在加入前需提前润湿，至少充分吸水1天，吸水量在加入的水组分重量中扣除。
制备过程中添加的：
所述轻砂为页岩陶砂，所述轻骨料为赤泥陶粒或污泥陶粒；
所述页岩陶砂与所述河砂按照重量比10:9的比例进行混合；
所述复合掺合料由矿渣粉、粉煤灰和硅灰混合而成，其中，粉煤灰与矿渣的重量比为(1-1.3):1，粉煤灰与硅灰的重量比为10:1。
表2设计强度等级为C70的各组分配比及混凝土参数
Figure BDA0002957043720000091
Figure BDA0002957043720000101
实施例3
根据本发明的一个具体实施方案，下面具体介绍本发明的详细内容，本实施方案提供了设计强度等级为C80的高抗裂轻质高强自密实混凝土。
本发明提供了一种高抗裂轻质高强自密实混凝土，包括组分水泥、水、轻砂、河砂、轻骨料、复合掺合料和功能型外加剂，还包括组分微珠、减缩剂和聚丙烯纤维；
各所述组分按以下重量份配比：
水泥355份；水115份；轻砂220份；河砂195份；轻骨料520份；复合掺合料140份；功能型外加剂10.8份；微珠20份；减缩剂33份；聚丙烯纤维1.8份。
所述轻砂为页岩陶砂，所述轻骨料为赤泥陶粒或污泥陶粒；
所述轻砂堆积密度600～700kgkg/m3，筒压强度>5.0Mpa，吸水率<3％；
所述轻骨料堆积密度600～700kg/m3，筒压强度>8.0Mpa，吸水率<5％。
所述页岩陶砂与所述河砂按照重量比10:9的比例进行混合。
所述功能型外加剂由早强剂、聚羧酸减水剂和引气剂复合配置而成。
所述功能型外加剂减水率≥35％，含气量3.5～4％，28d气泡间距系数≤250μm。
所述复合掺合料由矿渣粉、粉煤灰和硅灰混合而成，其中，粉煤灰与矿渣的重量比为(1-1.3):1，粉煤灰与硅灰的重量比为10:1。
本发明提供了上述高抗裂轻质高强自密实混凝土的制备方法，包括如下步骤：
将355份水泥、140份复合掺合料和195份河砂混合振动搅拌30s；
加入520份轻骨料和220份轻砂，再混合振动搅拌30s；
加入115份水和10.8份功能型外加剂，混合振动搅拌，在混合振动搅拌过程中缓慢、分散加入20份微珠、33份减缩剂和1.8份聚丙烯纤维，混合振动搅拌时间为120s。
制备过程中，所述轻骨料和轻砂在加入前需提前润湿，至少充分吸水1天，吸水量在加入的水组分重量中扣除。
制备过程中添加的：
所述轻砂为页岩陶砂，所述轻骨料为赤泥陶粒或污泥陶粒；
所述页岩陶砂与所述河砂按照重量比10:9的比例进行混合；
所述复合掺合料由矿渣粉、粉煤灰和硅灰混合而成，其中，粉煤灰与矿渣的重量比为(1-1.3):1，粉煤灰与硅灰的重量比为10:1。
表3设计强度等级为C80的各组分配比及性能指标
Figure BDA0002957043720000111
综合以上三个实施例的数据可以看出，根据不同强度等级混凝土设计的要求，通过降低水胶比(水/水泥+复合掺合料)、增加骨胶比(轻砂+河砂+轻骨料/水泥+胶凝材料)的量，相应的根据混凝土初始工作性的要求，增加功能型外加剂的量，增加了56d强度(抗压强度、抗折强度和轴心抗拉强度)，降低了混凝土的氯离子渗透系数，同时混凝土容重和干燥收缩值略有提高，但仍在轻质高强结构混凝土的范畴内，且不影响材料的安全使用。
实施例4
根据本发明的上述三个实施例，结合现有技术中相同强度等级的混凝土指标进行对比。
表4普通C60-C80混凝土各组分配比及性能指标
Figure BDA0002957043720000112
Figure BDA0002957043720000121
表5本发明C60-C80混凝土各组分配比及性能指标
Figure BDA0002957043720000122
综合上面三个实施例的数据表5以及现有技术中的普通C60-C80混凝土数据表4，可以看出，本发明提供的高抗裂轻质高强自密实混凝土，在保证混凝土强度的前提下，混凝土容重相较同强度等级混凝土降低40％左右，干燥收缩值仅为同强度等级混凝土的80％左右，在保证混凝土强度不低于C60的前提下，且耐久性没有明显下降的情况下，混凝土容重大幅降低，早龄期收缩减少15％，而且实现了高强混凝土的自密实化，避免了施工过程中的不规则振捣导致的混凝土离析。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高抗裂轻质高强自密实混凝土，包括组分水泥、水、轻砂、河砂、轻骨料、复合掺合料和功能型外加剂，其特征在于，还包括组分微珠、减缩剂和聚丙烯纤维；
各所述组分按以下重量份配比：
水泥330-355份；水115-125份；轻砂200-220份；河砂180-195份；轻骨料490-520份；复合掺合料125-140份；功能型外加剂9.8-10.8份；微珠15-20份；减缩剂24-33份；聚丙烯纤维1.8份；
所述复合掺合料由矿渣粉、粉煤灰和硅灰混合而成，其中，粉煤灰与矿渣的重量比为(1-1.3):1，粉煤灰与硅灰的重量比为10:1。
2.根据权利要求1所述的高抗裂轻质高强自密实混凝土，其特征在于，所述轻砂为页岩陶砂，所述轻骨料为赤泥陶粒或污泥陶粒；
所述轻砂堆积密度600～700kg/m3，筒压强度>5.0Mpa，吸水率<3％；
所述轻骨料堆积密度600～700kg/m3，筒压强度>8.0Mpa，吸水率<5％。
3.根据权利要求2所述的高抗裂轻质高强自密实混凝土，其特征在于，所述页岩陶砂与所述河砂按照重量比10:9的比例进行混合。
4.根据权利要求1所述的高抗裂轻质高强自密实混凝土，其特征在于，所述功能型外加剂由早强剂、聚羧酸减水剂和引气剂复合配置而成。
5.根据权利要求1所述的高抗裂轻质高强自密实混凝土，其特征在于，所述早强剂用量为胶凝材料总量的0.2％～0.3％，所述引气剂用量为水泥用量的0.25％～0.35％，所述聚羧酸减水剂用量为胶凝材料总量的1.8％～2.5％；
所述胶凝材料总量为水泥和矿物掺合料用量的总和；所述矿物掺合料包括轻砂、河砂、轻骨料和复合掺合料。
6.根据权利要求1所述的高抗裂轻质高强自密实混凝土，其特征在于，所述功能型外加剂减水率≥35％，含气量3.5～4％，28d气泡间距系数≤250μm。
7.根据权利要求1所述的高抗裂轻质高强自密实混凝土，其特征在于，所述减缩剂符合建材行业标准JC/T 2361-2016《砂浆、混凝土减缩剂》的要求；
制备强度等级为C60-C80的高强混凝土使用P.Ⅱ52.5水泥。
8.一种权利要求1-7任一项所述的高抗裂轻质高强自密实混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将330-355份水泥、125-140份复合掺合料和180-195份河砂混合振动搅拌T1时间；
加入490-520份轻骨料和200-220份轻砂，再混合振动搅拌T2时间；
加入115-125份水和9.8-10.8份功能型外加剂，混合振动搅拌，在混合振动搅拌过程中缓慢、分散加入15-20份微珠、24-33份减缩剂和1.8份聚丙烯纤维，混合振动搅拌时间为T3时间；
各组分的份数为重量份；
所述轻骨料和所述轻砂在加入前需提前润湿，至少充分吸水1天，吸水量在加入的水组分重量中扣除。
9.根据权利要求8所述的高抗裂轻质高强自密实混凝土的制备方法，其特征在于，T1为30s，T2为30s，T3为120s。
10.根据权利要求8所述的高抗裂轻质高强自密实混凝土的制备方法，其特征在于，所述轻砂为页岩陶砂，所述轻骨料为赤泥陶粒或污泥陶粒；
所述页岩陶砂与所述河砂按照重量比10:9的比例进行混合；
所述复合掺合料由矿渣粉、粉煤灰和硅灰混合而成，其中，粉煤灰与矿渣的重量比为(1-1.3):1，粉煤灰与硅灰的重量比为10:1。
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