CN113788652B - 一种高流动性轻质高强混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高流动性轻质高强混凝土,所述混凝土由以下重量份的原材料组成:500‑600份的水泥,300‑400份的硅灰,50‑100份的矿粉,50‑70份的玻璃微珠,50‑150份的粉煤灰,10‑30份的轻砂,50‑100份的黄砂,1‑10份的降粘剂,130‑150份的水,25‑35份的减水剂,50‑160份的钢纤维。本发明制备方法简单,所制备的混凝土具有容重低,强度高,流动性好,可泵送的优点。

Description

一种高流动性轻质高强混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种高流动性轻质高强混 凝土及其制备方法。
背景技术
高强混凝土表观密度大,一般为2400kg/m3,结构承载力大。轻质 混凝土抗压强度低,一般小于50MPa,一般用于保温结构,较少用于承 重结构。而在高层、超高层建筑结构、大跨度桥梁和城市立交桥及海洋 工程中,为了减轻结构自重并降低工程造价,轻质高强混凝土得到广泛 应用。现有技术制备的轻质高强混凝土表观密度较大,一般为1800 kg/m3,和易性差,不易泵送。因此,为了满足施工及泵送要求,防止堵 管,高流动性的轻质高强混凝土成为目前的研究热点。
专利申请CN111302729 A公开了一种轻质高强混凝土,该混凝土按 照重量份计数包含水泥550-650份、纳米级活性材料250-350份、铁矿 粉250-350份、玻璃漂珠100-150份、页岩陶砂100-120份、圆球形粗骨 料350-450份、水135-150份、外加剂20-30份、钢纤维50-100,制备 出了表观密度1850kg/m3、抗压强度70MPa、扩展度640-680mm的混凝 土。但该发明所用粗骨料和陶砂粒径较大,骨料与胶凝材料颗粒堆积不 紧密,界面过渡区薄弱;且粗骨料需提前预湿24h,并自然晾干,控制 其含水率,较复杂,难以工程施工;所制备的混凝土表观密度较高,扩 展度较低。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种高流动性轻质高强混 凝土,本发明的部分实施例能够降低混凝土自重的同时还能保持良好的 力学性能和工作性能。本发明能够制备得到表观密度小于1550kg/m3, 抗压强度大于50MPa,扩展度700mm-800mm的高流动性轻质高强混 凝土。本发明具有制备方法简单,所制备的混凝土表观密度低,抗压强 度高,流动性好的优点。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种高流动性轻质高强混凝土,所述混凝土由以下重量份的原材料 组成:500-600份的水泥,300-400份的硅灰,50-100份的矿粉,50-70 份的玻璃微珠,50-150份的粉煤灰,10-30份的轻砂,50-100份的黄砂, 1-10份的降粘剂,130-150份的水,25-35份的减水剂,50-160份的钢纤 维。
优选地,所述硅灰为半增密硅灰,SiO2大于94%,烧失量小于3%, 45μm筛余小于1%,表观密度为1900kg/m3,堆积密度在200-450kg/m3之间,比表面积为22000m2/kg,粒径分布在0.1-0.3μm之间。
优选地,所述矿粉为S95级,比表面积为450m2/kg,28d活性指数 为98%。
优选地,所述玻璃微珠为中空玻璃微珠,成分为硼硅酸盐,粒径为 60μm,真密度为200kg/m3,堆积密度为120kg/m3
优选地,所述粉煤灰为F类粉煤灰,Ⅱ级,细度15.0%,需水量比 100%。
优选地,所述轻砂的堆积密度为740kg/m3,含水率4.0%,吸水率 6.0%以上。
优选地,所述黄砂为中砂,细度模数为2.5,含泥量为1.0%,泥块 含量为0.8%,表观密度为2600kg/m3,堆积密度为1480kg/m3
优选地,所述降粘剂含固量为20%。
优选地,所述减水剂为聚羧酸型高性能减水剂,其减水率>25%, 含固量为24%,密度为1020-1080kg/m3
优选地,所述钢纤维为端钩形,长度为14mm,直径为0.22mm,长 径比为65,密度为7850kg/m3,抗拉强度为2000MPa以上。
优选地,所述水泥为硅酸盐水泥,强度等级为P.Ⅱ52.5,比表面积 为455m2/kg,表观密度为3050kg/m3,堆积密度为1250kg/m3
一种高流动性轻质高强混凝土的制备方法,包括如下步骤:步骤一、 将500-600份的水泥,300-400份的硅灰,50-100份的矿粉,50-70份的 玻璃微珠,50-150份的粉煤灰,10-30份的轻砂,50-100份的黄砂在机 械搅拌下混合均匀,得到干料A;步骤二、将25-35份的减水剂和1-10 份的降粘剂倒入130-150份的水中搅拌均匀,加入到干料A中混合搅拌 均匀,得到浆料B;步骤三、将50-160份的钢纤维顺着搅拌方向加入浆 料B内,搅拌均匀得到高流动性轻质高强混凝土。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明使用的空心玻璃微珠真密度200kg/m3,等体积替代粉煤 灰,可使容重降低90%以上;球状的空心玻璃微珠与其他不规则形状填 料相比,更容易流动,可提高混凝土的流动性;空心玻璃微珠具有抗老 化、耐低温和高温、防火等特性,所以混凝土掺加玻璃微珠之后,其耐 久性能和防火性能等都会有一定程度的提高;此外掺加空心玻璃微珠的混凝土具有良好保温性能;
2、本发明使用的轻砂堆积密度为740kg/m3,为黄砂的1/2,等体积 替代黄砂,可降低混凝土表观密度;轻砂的多孔结构可在水泥水化早期 吸收多余的水分,随着水泥水化,再释放吸收的水分,从而补充消耗的 水分,提高水化反应程度;
3、本发明使用的降粘剂可提高混凝土的流动性,提高其扩展度,降 低其粘度;
4、本发明使用的钢纤维能显著提高混凝土的强度,提高其韧性、抗 折和抗拉性能;
5、本发明制备的混凝土表观密度为1500kg/m3,抗压强度能达到 60.0MPa,扩展度达800mm;且无需蒸压养护,工艺流程简单,制备成 本较低。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然, 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基 于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、 “下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关 系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理 解为对本发明的限制。
实施例1
一种高流动性轻质高强混凝土,由以下的制备步骤所得:
步骤一、将580份的水泥,371份的硅灰,81份的矿粉,60份的玻 璃微珠,66份的粉煤灰,26份的轻砂,65份的黄砂在机械搅拌下混合 均匀,得到干料A1;
步骤二、将30份的减水剂和5份的降粘剂倒入140份的水中搅拌均 匀,加入到干料A1中混合搅拌均匀,得到浆料B1;
步骤三、将63份的钢纤维顺着搅拌方向加入浆料B1内,搅拌均匀 得到高流动性轻质高强混凝土。
实施例2
一种高流动性轻质高强混凝土,由以下的制备步骤所得:
步骤一、将580份的水泥,371份的硅灰,81份的矿粉,55份的玻 璃微珠,132份的粉煤灰,26份的轻砂,65份的黄砂在机械搅拌下混合 均匀,得到干料A2;
步骤二、将30份的减水剂和5份的降粘剂倒入140份的水中搅拌均 匀,加入到干料A2中混合搅拌均匀,得到浆料B2;
步骤三、将63份的钢纤维顺着搅拌方向加入浆料B2内,搅拌均匀 得到高流动性轻质高强混凝土。
实施例3
一种高流动性轻质高强混凝土,由以下的制备步骤所得:
步骤一、将580份的水泥,371份的硅灰,81份的矿粉,60份的玻 璃微珠,66份的粉煤灰,13份的轻砂,91份的黄砂在机械搅拌下混合 均匀,得到干料A3;
步骤二、将30份的减水剂和5份的降粘剂倒入140份的水中搅拌均 匀,加入到干料A3中混合搅拌均匀,得到浆料B3;
步骤三、将63份的钢纤维顺着搅拌方向加入浆料B3内,搅拌均匀 得到高流动性轻质高强混凝土。
实施例4
一种高流动性轻质高强混凝土,由以下的制备步骤所得:
步骤一、将580份的水泥,371份的硅灰,81份的矿粉,60份的玻 璃微珠,66份的粉煤灰,26份的轻砂,65份的黄砂在机械搅拌下混合 均匀,得到干料A4;
步骤二、将30份的减水剂和2份的降粘剂倒入143份的水中搅拌均 匀,加入到干料A4中混合搅拌均匀,得到浆料B4;
步骤三、将63份的钢纤维顺着搅拌方向加入浆料B4内,搅拌均匀 得到高流动性轻质高强混凝土。
将实施例1-4中各组分的重量份数汇总如表1所示。
表1实施例1-4中各组分的重量份数
Figure BDA0003181883270000061
检测数据如表2所示。
表2检测数据
Figure BDA0003181883270000062
Figure BDA0003181883270000071
实施效果:
由实施例1与实施例2可知玻璃微珠等体积替代粉煤灰可降低混凝 土的干表观密度,提高其流动性;由实施例1与实施例3可知轻砂等体 积替代黄砂可降低混凝土的干表观密度;由实施例1与实施例4可知降 粘剂可大幅提高混凝土的流动性,降低其粘度;总的来说,本发明制备 的混凝土在保证其强度的基础上,具有质量轻、流动性好的优点。
尽管上述实施例已对本发明作出具体描述,但是对于本领域的普通 技术人员来说,应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基 于本发明公开的内容进行修改或改进,这些修改和改进都在本发明的精 神以及范围之内。

Claims (8)

1.一种高流动性轻质高强混凝土,其特征在于,所述混凝土由以下重量份的原材料组成:500-600份的水泥,300-400份的硅灰,50-100份的矿粉,50-70份的玻璃微珠,50-150份的粉煤灰,10-30份的轻砂,50-100份的黄砂,1-10份的降粘剂,130-150份的水,25-35份的减水剂,50-160份的钢纤维;
所述轻砂的堆积密度为740kg/m3,含水率4.0%,吸水率6.0%以上;
所述玻璃微珠为中空玻璃微珠,成分为硼硅酸盐,粒径为60μm,真密度为200kg/m3,堆积密度为120kg/m3
所述钢纤维为端钩形,长度为14mm,直径为0.22mm,长径比为65,密度为7850kg/m3,抗拉强度为2000MPa以上;
所述降粘剂含固量为20%。
2.根据权利要求1所述的高流动性轻质高强混凝土,其特征在于,所述硅灰为半增密硅灰,SiO2大于94%,烧失量小于3%,45μm筛余小于1%,表观密度为1900kg/m3,堆积密度在200-450kg/m3之间,比表面积为22000m2/kg,粒径分布在0.1-0.3μm之间。
3.根据权利要求1所述的高流动性轻质高强混凝土,其特征在于,所述矿粉为S95级,比表面积为450m2/kg,28d活性指数为98%。
4.根据权利要求1所述的高流动性轻质高强混凝土,其特征在于,所述粉煤灰为F类粉煤灰,Ⅱ级,细度15.0%,需水量比100%。
5.根据权利要求1所述的高流动性轻质高强混凝土,其特征在于,所述黄砂为中砂,细度模数为2.5,含泥量为1.0%,泥块含量为0.8%,表观密度为2600kg/m3,堆积密度为1480kg/m3
6.根据权利要求1所述的高流动性轻质高强混凝土,其特征在于,所述减水剂为聚羧酸型高性能减水剂,其减水率>25%,含固量为24%,密度为1020-1080kg/m3
7.根据权利要求1所述的高流动性轻质高强混凝土,其特征在于,所述水泥为硅酸盐水泥,强度等级为P.Ⅱ52.5,比表面积为455m2/kg,表观密度为3050kg/m3,堆积密度为1250kg/m3
8.一种高流动性轻质高强混凝土的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、将500-600份的水泥,300-400份的硅灰,50-100份的矿粉,50-70份的玻璃微珠,50-150份的粉煤灰,10-30份的轻砂,50-100份的黄砂在机械搅拌下混合均匀,得到干料A;
步骤二、将25-35份的减水剂和1-10份的降粘剂倒入130-150份的水中搅拌均匀,加入到干料A中混合搅拌均匀,得到浆料B;
步骤三、将50-160份的钢纤维顺着搅拌方向加入浆料B内,搅拌均匀得到高流动性轻质高强混凝土。
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