CN113773021A - 一种自密实混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了本发明提供了一种自密实混凝土，由下列重量份的原料组成：普通硅酸盐水泥190‑260份、粉煤灰30‑60份，矿粉30‑50份、超细石粉10‑20份，多晶硅粉0‑20份、石灰岩碎石机制砂700‑1000份，石灰岩碎石800‑1000份，功能型聚羧酸减水剂6‑10份，抗离析剂0.5‑2份，纳米C‑S‑H凝胶早强剂1‑3份，水160‑180份；所述超细石粉比表面积为1500‑2500m2/kg；所述石灰岩碎石机制砂为粒径小于4.75mm的岩石颗粒。本发明浆体饱满、混凝土流动速度快，具有优异的体积稳定性、力学性能，并且能在保证混凝土自密实条件下，缩短混凝土凝结时间，提高了早期强度，并对混凝土后期强度发展无负面影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑技术领域，特别是涉及一种自密实混凝土及其制备方法。
背景技术
自密实混凝土作为高性能混凝土的一种，浇筑时依靠其自重流动，无需振捣而达到密实，属于绿色建材。现有自密实混凝土，多采用河砂来制备，而随着环保要求提高，全面禁采长江砂后，自密实混凝土的制备采用机制砂配制混凝土就变得顺理成章。
而采用机制砂制备的自密实混凝土其流动性不高，易产生间隙通过性和抗离析性差等情况。
因此本领域技术人员致力于开发一种流动性好的自密实混凝土。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种流动性好的自密实混凝土。
为实现上述目的，本发明提供了一种自密实混凝土，由下列重量份的原料组成：
普通硅酸盐水泥190-260份、粉煤灰30-60份，矿粉30-50份、超细石粉10-20份，多晶硅粉0-20份、石灰岩碎石机制砂700-1000份，石灰岩碎石800-1000份，功能型聚羧酸减水剂6-10份，抗离析剂0.5-2份，纳米C-S-H凝胶早强剂1-3份，水160-180份；
所述超细石粉比表面积为1500-2500m2/kg；
所述石灰岩碎石机制砂为粒径小于4.75mm的岩石颗粒。
本发明采用千级比表面积超细石粉，对粉体密级配的实现，使得更细的石粉易与骨料表面结合，改善混凝土在大流动度下的包裹性，提高了整个浆体的稠度，体现良好的流动性。粉体密级配的实现，小幅提供了整个浆体的稠度，使得更细的石粉易与骨料表面结合，骨料在混凝土中呈现悬浮状态，提高混凝土均质性的同时减少了内摩阻力，使本发明粗集裹浆改善、混凝土在大流动度下仍具有极佳的包裹性、均质性，甚至采用本申请中，可以不用多晶硅粉。现有技术中，比表面积在300-500m2/kg内即可满足混凝土制备要求，至今，未在本领域采用成本更高，研磨更具难度的超细石粉。
较佳的，所述粉煤灰为Ⅱ级F类粉煤灰，所述矿粉为S97级矿粉，所述普通硅酸盐水泥为P·O42.5，所述多晶硅粉的SiO2含量≥85％。
较佳的，所述功能型聚羧酸减水剂为含有双羧基和磺酸基的聚羧酸标准型减水剂，含固量12％。
功能型聚羧酸减水剂是将普通类聚羧酸减水剂主链上的单羧基(-COOH-)基团改为含有双羧基和磺酸基的新型结构。因为单羧基的吸附能力较弱，水泥适应性较差，混凝土易泌水，当分子结构中含有双羧基和磺酸基阴离子强极性基团时，可以有效提高减水剂的吸附能力，从而提高其分散性能和保坍性能，降低混凝土的压力泌率。
较佳的，所述抗离析剂为含有磺酸基和酰胺基的高分子共聚物，重均分子量为100000-500000，含固量5％；众所周知，高分子聚合物的功能特性受分子量影响极大，分子量低将无法体现抗离析效果；目标分子量过大，则在生产制备过程中放热剧烈，将产生高粘度或者胶状物产品，无法正常生产和使用。本专利要求抗离析剂分子量范围在100000-500000之间、含固量5％，此种配置，与本申请中其他成分配合，能有达到自密实混凝土前所未有的抗离析效果。
所述纳米C-S-H凝胶早强剂为含有纳米尺度的C-S-H籽晶水剂，含固量10％，提升低胶材混凝土的早期强度。
较佳的，所述石灰岩碎石直径为5-10mm和10-20mm的二种粒径，按照3-8:5的质量比搭配。
较佳的，所述石灰岩碎石机制砂细度模数为2.4-2.8，级配位于Ⅱ区，含粉量5-10％。
本发明通过石灰岩碎石、石灰岩碎石机制砂的合理搭配，有利于充分发挥机制砂颗粒组分的填充密实与次骨架结构作用效应，该级配下骨料、细集料之间达到最佳紧密堆积状态，从而提高机制砂自密实混凝土的整体性能，对混凝土强度及工作性能影响效果显著。
较佳的，由下列重量份的原料组成：
普通硅酸盐水泥240-255份、粉煤灰40-55份，矿粉35-40份、超细石粉15-20份，多晶硅粉0-20份、石灰岩碎石机制砂950-1000份，石灰岩碎石950-1000份，功能型聚羧酸减水剂6-7份，抗离析剂0.5-1.5份，纳米C-S-H凝胶早强剂2-2.5份，水175-180份；
本发明还提供一种自密实混凝土的制备方法，采用上述的原料组分，包括以下步骤：
1)将计量好的功能型聚羧酸减水剂和抗离析剂混合搅拌均匀，得第一预混剂；
2)将计量好的超细石粉和多晶硅粉混合搅拌均匀，得第二预混剂；
3)将计量好的的砂、石和水泥材料组分投放至搅拌机，搅拌20-50s，加入第二预混剂，继续干拌0.5-2min，保证粉料混合均匀；
4)加入水湿拌20-50s，加入第一预混剂，持续搅拌0.5-2min加入计量好的C-S-H早强剂，再搅拌混合均匀即得。
本发明的有益效果是：本发明浆体饱满、混凝土流动速度快，具有优异的体积稳定性、力学性能，并且能在保证混凝土自密实条件下，缩短混凝土凝结时间，提高了早期强度，并对混凝土后期强度发展无负面影响。
具体实施方式
下面以实施例对本发明作进一步说明，此处所描述的实施例仅用以解释本发明，并不用以限定本发明。
本发明所有实施例中未经特别说明的均为市售常规产品。
本发明共设5个实施例，实施例1至实施例5的原料及用量如表1：
表1：实施例原料成份表单位：kg
实施例1至5中，普通硅酸盐水泥量为P·O42.5普通硅酸盐水泥。粉煤灰为Ⅱ级F类粉煤灰，矿粉为S97级矿粉，超细石粉比表面积为1500-2500m2/kg，石灰岩碎石机制砂为粒径小于4.75mm的岩石颗粒。
实施例1至5中，超细石粉是石灰岩、硅粉、天然石膏、助磨剂共同粉磨而成的，其中石灰岩占超细石粉重量的85％-95％，硅粉占细石粉重量的2％-8％，天然石膏占细石粉重量的2％-8％，即二者在此比例内取2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％均可，其余为助磨剂。
实施例1至5中，多晶硅粉的SiO2含量≥85％，功能型聚羧酸减水剂为含有双羧基和磺酸基的聚羧酸标准型减水剂，含固量12％，抗离析剂为含有磺酸基和酰胺基的高分子共聚物，重均分子量为100000-500000，含固量5％，具体以甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯磺酸和N,N-二甲基丙烯酰胺为主要组分通过碳碳双键进行反应合成。纳米C-S-H凝胶早强剂为含有纳米尺度的C-S-H籽晶水剂，含固量10％。实施例1至实施例5中，超细石粉、抗离析剂、功能型聚羧酸减水剂和纳米C-S-H凝胶早强剂来自于重庆三圣实业股份有限公司。
实施例1至5中，石灰岩碎石机制砂细度模数为2.4-2.8，级配位于Ⅱ区，含粉量5-10％。
实施例1至5中，石灰岩碎石直径为5-10mm和10-20mm的二种粒径，按照3-8:5的质量比搭配，其中实施例1和2分别为3:5和8:5，实施例3至5的比例为5：5。
将以上原料，按照下列方法制备：
1)将计量好的功能型聚羧酸减水剂和抗离析剂混合搅拌均匀，得第一预混剂；
2)将计量好的超细石粉和多晶硅粉混合搅拌均匀，得第二预混剂；
3)将计量好的的砂、石和水泥材料组分投放至搅拌机，搅拌20-50s，加入第二预混剂，继续干拌0.5-2min，保证粉料混合均匀；
4)加入水湿拌20-50s，加入第一预混剂，持续搅拌0.5-2min加入计量好的C-S-H早强剂，再搅拌混合均匀即得。
将实施例1至5制备所得混凝土分别按照行业标准JGJ/T 283-2012《自密实混凝土应用技术规程》，抗压强度试验按照国家标准GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》进行下列性能的测试，测试结果见表2。
表2实施例1至5性能结果检测表
表2中，基准试验是指用使用市售普通聚羧酸减水剂配制的混凝土试验结果，无本专利提到的千级比表面积超细石粉、含双羧基和磺酸基的功能型聚羧酸减水剂和C-S-H凝胶早强剂。
以上数据表明，采用本发明方案的自密实混凝土具有较高的流动性，离析率低，具有较高的分散性能和保坍性能，降低混凝土的压力泌水率且具有更高的抗压强度。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种自密实混凝土，其特征是，由下列重量份的原料组成：
普通硅酸盐水泥190-260份、粉煤灰30-60份，矿粉30-50份、超细石粉10-20份，多晶硅粉0-20份、石灰岩碎石机制砂700-1000份，石灰岩碎石800-1000份，功能型聚羧酸减水剂6-10份，抗离析剂0.5-2份，纳米C-S-H凝胶早强剂1-3份，水160-180份；
所述超细石粉比表面积为1500-2500m2/kg；
所述石灰岩碎石机制砂为粒径小于4.75mm的岩石颗粒。
2.如权利要求1所述的自密实混凝土，其特征是：所述粉煤灰为Ⅱ级F类粉煤灰，所述矿粉为S97级矿粉，所述普通硅酸盐水泥为P·O42.5，所述多晶硅粉的SiO2含量≥85％。
3.如权利要求1所述的自密实混凝土，其特征是：所述功能型聚羧酸减水剂为含有双羧基和磺酸基的聚羧酸标准型减水剂，含固量12％。
4.如权利要求1所述的自密实混凝土，其特征是：所述抗离析剂为含有磺酸基和酰胺基的高分子共聚物，重均分子量为100000-500000，含固量5％；所述纳米C-S-H凝胶早强剂为含有纳米尺度的C-S-H籽晶水剂，含固量10％。
5.如权利要求1所述的自密实混凝土，其特征是：所述石灰岩碎石直径为5-10mm和10-20mm的二种粒径，按照3-8:5的质量比搭配。
6.如权利要求1所述的自密实混凝土，其特征是：所述石灰岩碎石机制砂细度模数为2.4-2.8，级配位于Ⅱ区，含粉量5-10％。
7.如权利要求1所述的自密实混凝土，其特征是，由下列重量份的原料组成：
普通硅酸盐水泥240-255份、粉煤灰40-55份，矿粉35-40份、超细石粉15-20份，多晶硅粉0-20份、石灰岩碎石机制砂950-1000份，石灰岩碎石950-1000份，功能型聚羧酸减水剂6-7份，抗离析剂0.5-1.5份，纳米C-S-H凝胶早强剂2-2.5份，水175-180份。
8.如权利要求1至7任一所述的自密实混凝土的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
1)将计量好的功能型聚羧酸减水剂和抗离析剂混合搅拌均匀，得第一预混剂；
2)将计量好的超细石粉和多晶硅粉混合搅拌均匀，得第二预混剂；
3)将计量好的的砂、石和水泥材料组分投放至搅拌机，搅拌20-50s，加入第二预混剂，继续干拌0.5-2min，保证粉料混合均匀；
4)加入水湿拌20-50s，加入第一预混剂，持续搅拌0.5-2min加入计量好的C-S-H早强剂，再搅拌混合均匀即得。
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