CN113149572A - 一种配重混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种配重混凝土及其制备方法。本发明提供的配重混凝土，包括如下质量百分含量的组分：水泥3－7％；水2.2－5.1％；集料50.1－90.7％；高密度骨料4.1－37.8％。本发明根据填充容积大小和配重要求，合理确定水泥、水、低密度集料和高密度骨料的加入量，满足不同配重密度要求；通过降低水泥占比，提高低密度集料占比，降低高密度骨料占比，大大降低了经济成本，缓解了高密度骨料需要冶炼带来的环境污染和能耗问题。经测试，本发明提供的混凝土抗压强度达到C15，通过振动试验，满足工程机械领域配重混凝土的强度要求。

Description

一种配重混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种配重混凝土及其制备方法。
背景技术
配重混凝土广泛用于工程机械、起重机械、船舶、交通、水利水电等需要压载、配重的工程部位，以及家电、健身沙袋等方面，以水泥为胶结材料，以废钢、铁矿石、重晶石、铁砂为骨料加水搅拌凝结而成。传统的工程机械配重混凝土一般采用建筑行业混凝土配方，以一定组分的水泥、水、砂、集料等进行配比，水泥一般占混凝土重量的10％以上、集料占混凝土重量51％，但是，由于填充容积受工程机械整体体积大小要素限制不能随意扩大，混凝土密度一般要求在3.2－6之间甚至更高。为达到设计重量要求，一般在上述配重混凝土体系中直接填入高密度骨料，但是，高密度骨料单价高，如填入过多导至填充材料成本大幅增加；另外，高密度骨料需要冶炼，还会带来环境污染和能耗增加的问题。如果大幅调整各组分的用量，则有可能导致混凝土的强度不足，不能满足工程机械领域的使用要求。因此，开发一种配比合理、经济环保、同时强度能够满足工程机械领域使用要求的配重混凝土及制备方法，将有效解决上述技术问题。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种配比合理、经济环保、同时强度能够满足工程机械强度要求的配重混凝土及其制备方法，克服现有技术中工程机械用配重混凝土的高密度骨料用量大、成本高，还会带来环境污染的问题。为此，本发明提供如下技术方案：
一种配重混凝土，包括如下质量百分含量的组分：
水泥3－7％；
水2.2－5.2％；
集料48.4－90.7％；
高密度骨料4.1－39.4％。
可选的，所述配重混凝土还包括占水泥总质量0.02－1.5％的早强剂。
本发明所用集料没有特别要求，可以为混凝土领域内常规集料，本领域技术人员可根据配重混凝土的配重要求进行选择。可选的，所述集料的密度为4.2－5.0g/cm3；
本发明所用高密度骨料没有特别要求，可以为混凝土领域内常规高密度骨料，本领域技术人员可根据配重混凝土的配重要求进行选择。所述高密度骨料的密度为7－7.3g/cm3。
可选的，所述配重混凝土的水灰比为0.7－0.75。
可选的，所述配重混凝土中各组分用量的确定方法为：
确定配重混凝土的水灰比和水泥占比；
根据选用集料及高密度骨料的密度，实际配重重量及配重体积确定集料及高密度骨料的占比。该方法在水泥占比以及水灰比确定后，集料及高密度骨料配比可根据实际配重重量及体积需求进行计算灵活配比。
可选的，所述集料的颗粒料级为5－40mm连续料级。
本发明所用水泥没有特别要求，可以为混凝土领域内常规水泥，本领域技术人员可根据配重混凝土的性能要求进行选择。优选的，所述水泥为425号水泥。
所述集料为磁铁矿、硫铁矿或重金属矿中的至少一种。
可选的，所述高密度骨料为铁砂或废钢料。
可选的，包括占水泥总质量1－1.5％的氯化物系早强剂或硫化物系早强剂；
或者，包括占水泥总质量0.02－0.05％的有机胺类早强剂。
优选的，所述配重混凝土，包括如下质量百分含量的组分：
水泥3.5％；
水2.6％；
密度为4.6g/cm3的集料85.4％；
密度为7.3g/cm3的高密度骨料8.5％。
本发明还提供一种上述配重混凝土的制备方法，包括如下步骤：
按照上述配比称量各原料，混合均匀，即得。
可选的，所述配重混凝土在填充时要充分振动。
本发明提供的配重混凝土能够用于工程机械、起重机械、船舶、交通、水利水电等需要压载、配重的工程部位，以及家电、健身沙袋等需要配重的部位。尤其适用于工程机械配重。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的配重混凝土，包括如下质量百分含量的组分：水泥3－7％；水2.2－5.1％；集料50.1－90.7％；高密度骨料4.1－37.8％。本发明根据工程机械用配重混凝土对填充容积大小和配重密度的要求，合理确定水泥、水、低密度集料和高密度骨料的加入量，满足不同配重密度要求，减少技术冗余；同时，通过降低水泥占比，提高低密度集料占比，降低高密度骨料占比，大大降低了经济成本，缓解了高密度骨料需要冶炼带来的环境污染和能耗问题。经测试，本发明提供的混凝土抗压强度C15，通过振动试验，发现强度满足配重的强度要求。
2.本发明提供的配重混凝土，所述配重混凝土的水灰比为0.7－0.75。本发明通过对混凝土水灰比的限定，能够保证混凝土的强度要求，同时能够根据实际重量及体积要求灵活配比，不再拘泥于固定组分配方，可以根据实际体积重量灵活调整。
3.本发明提供的配重混凝土的制备方法，包括如下步骤：按照上述配比称量各原料，混合均匀，即得。该方法可根据填充容积大小和配重要求，合理确定水泥、水、低密度集料和高密度骨料的加入量，能够满足不同配重密度要求，大大降低经济成本。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
本实施例提供一种配重混凝土，具体的，本实施例中，设计填充重量为7660kg，设计填充体积为1.8m3，填充的混凝土的组成和成本核算如下表：
Figure BDA0003090778910000051
按表格中的用量称量各组分，混合均匀，填充至配重壳体内，填充过程中充分震动。
对所得配重混凝土进行抗压强度测试，测试方法为：按照GB50107《混凝土强度检验评定标准》的规定：立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一个值。混凝土强度代表值的确定，应符合下列规定：
1、当一组试件中强度的最大值和最小值与中间值之差均未超过中间值的15％时，取3个试件强度的算数平均值做为每组试件的强度代表值。
2、当一组试件中强度的最大值或最小值与中间值之差高于中间值的15％时，取中间值作为该组试件的强度代表值。
3、当一组试件中强度的最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的15％时，该组试件的强度不应作为评定的依据。
经测试，本实施例提供的配重混凝土的抗压强度C15，通过振动试验，强度满足工程机械配重的强度要求、在长期使用振动条件下不破碎、不开裂。
实施例2
本实施例提供一种配重混凝土，具体的，本实施例中，设计填充重量为7660kg，设计填充体积为1.8m3，填充的混凝土的组成和成本核算如下表：
Figure BDA0003090778910000061
按表格中的用量称量各组分，混合均匀，填充至配重壳体内，填充过程中充分震动。
对所得配重混凝土进行抗压强度测试，对所得配重混凝土进行抗压强度测试，测试方法为：按照GB50107《混凝土强度检验评定标准》的规定：立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一个值。经测试，本实施例提供的配重混凝土的抗压强度C15，通过振动试验，强度满足工程机械配重的强度要求、在长期使用振动条件下不破碎、不开裂。
实施例3
本实施例提供一种配重混凝土，具体的，本实施例中，设计填充重量为7660kg，设计填充体积为1.8m3，填充的混凝土的组成和成本核算如下表：
Figure BDA0003090778910000062
Figure BDA0003090778910000071
按表格中的用量称量各组分，混合均匀，填充至配重壳体内，填充过程中充分震动。
对所得配重混凝土进行抗压强度测试，对所得配重混凝土进行抗压强度测试，测试方法为：按照GB50107《混凝土强度检验评定标准》的规定：立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一个值。经测试，本实施例提供的配重混凝土的抗压强度C15，通过振动试验，强度满足工程机械配重的强度要求、在长期使用振动条件下不破碎、不开裂。
实施例4
本实施例提供一种配重混凝土，具体的，本实施例中，设计填充重量为7660kg，设计填充体积为1.8m3，填充的混凝土的组成和成本核算如下表：
Figure BDA0003090778910000072
按表格中的用量称量各组分，混合均匀，填充至配重壳体内，填充过程中充分震动。
对所得配重混凝土进行抗压强度测试，对所得配重混凝土进行抗压强度测试，测试方法为：按照GB50107《混凝土强度检验评定标准》的规定：立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一个值。经测试，本实施例提供的配重混凝土的抗压强度C15，通过振动试验，发现强度满足工程机械配重的强度要求、在长期使用振动条件下不破碎、不开裂。
实施例5
本实施例提供一种配重混凝土，具体的，本实施例中，设计填充重量为7660kg，设计填充体积为1.8m3，填充的混凝土的组成和成本核算如下表：
Figure BDA0003090778910000081
按表格中的用量称量各组分，混合均匀，填充至配重壳体内，填充过程中充分震动。
对所得配重混凝土进行抗压强度测试，对所得配重混凝土进行抗压强度测试，测试方法为：按照GB50107《混凝土强度检验评定标准》的规定：立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一个值。经测试，本实施例提供的配重混凝土的抗压强度C15，通过振动试验，发现强度满足工程机械配重的强度要求、在长期使用振动条件下不破碎、不开裂。
实施例6
本实施例提供一种配重混凝土，具体的，本实施例中，设计填充重量为7660kg，设计填充体积为1.8m3，填充的混凝土的组成和成本核算如下表：
Figure BDA0003090778910000091
按表格中的用量称量各组分，混合均匀，填充至配重壳体内，填充过程中充分震动。
对所得配重混凝土进行抗压强度测试，对所得配重混凝土进行抗压强度测试，测试方法为：按照GB50107《混凝土强度检验评定标准》的规定：立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一个值。经测试，本实施例提供的配重混凝土的抗压强度C15，通过振动试验，发现强度满足工程机械配重的强度要求、在长期使用振动条件下不破碎、不开裂。
实施例7
本实施例提供一种配重混凝土，具体的，本实施例中，设计填充重量为7660kg，设计填充体积为1.8m3，填充的混凝土的组成和成本核算如下表：
Figure BDA0003090778910000092
Figure BDA0003090778910000101
按表格中的用量称量各组分，混合均匀，填充至配重壳体内，填充过程中充分震动。
对所得配重混凝土进行抗压强度测试，对所得配重混凝土进行抗压强度测试，测试方法为：按照GB50107《混凝土强度检验评定标准》的规定：立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一个值。经测试，本实施例提供的配重混凝土的抗压强度C15，通过振动试验，发现强度满足工程机械配重的强度要求、在长期使用振动条件下不破碎、不开裂。
对比例1
本对比例提供一种配重混凝土，具体的，本对比例中，设计填充重量为7660kg，设计填充体积为1.8m3，填充的混凝土的组成和成本核算如下表：
Figure BDA0003090778910000102
Figure BDA0003090778910000111
按表格中的用量称量各组分，混合均匀，填充至配重壳体内，填充过程中充分震动。
对所得配重混凝土进行抗压强度测试，对所得配重混凝土进行抗压强度测试，测试方法为：按照GB50107《混凝土强度检验评定标准》的规定：立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一个值。经测试，本对比例提供的配重混凝土的抗压强度C15，通过振动试验，发现强度满足工程机械配重的强度要求、在长期使用振动条件下不破碎、不开裂。
从上述实施例和对比例的数据可知，本发明根据填充容积大小和配重要求，合理确定水泥、水、低密度集料和高密度骨料的加入量，在保证配重混凝土强度要求的前提下，高密度骨料的用量明显减少，能够显著降低配重混凝土的经济成本，降低幅度最高可达50％左右。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种配重混凝土，其特征在于，包括如下质量百分含量的组分：
水泥3－7％；
水2.2－5.2％；
集料48.4－90.7％；
高密度骨料4.1－39.4％。
2.根据权利要求1所述的配重混凝土，其特征在于，还包括占水泥总质量0.02－1.5％的早强剂。
3.根据权利要求1或2所述的配重混凝土，其特征在于，所述集料的密度为4.2－5.0g/cm3；
所述高密度骨料的密度为7－7.3g/cm3。
4.根据权利要求1或2所述的配重混凝土，其特征在于，所述配重混凝土的水灰比为0.7－0.75。
5.根据权利要求4所属的配重混凝土，其特征在于，所述配重混凝土中各组分用量的确定方法为：
确定配重混凝土的水灰比和水泥占比；
根据选用集料及高密度骨料的密度，实际配重重量及配重体积确定集料及高密度骨料的占比。
6.根据权利要求1或2所述的配重混凝土，其特征在于，所述集料的颗粒料级为5－40mm连续料级；
所述集料为磁铁矿、硫铁矿或重金属矿中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的配重混凝土，其特征在于，所述水泥为425号水泥；
所述高密度骨料为铁砂或废钢料。
8.根据权利要求1或2所述的配重混凝土，其特征在于，包括占水泥总质量1－1.5％的氯化物系早强剂或硫化物系早强剂；
或者，包括占水泥总质量0.02－0.05％的有机胺类早强剂。
9.根据权利要求1所述的配重混凝土，其特征在于，包括如下质量百分含量的组分：
水泥3.5％；
水2.6％；
密度为4.6g/cm3的集料85.4％；
密度为7.3g/cm3的高密度骨料8.5％。
10.一种权利要求1－9任一项所述的配重混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照上述配比称量各原料，混合均匀，即得。
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