CN113955983A - 一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，其包括以下步骤，S1准备所述混凝土的原料；S2先向搅拌机内加入水泥、粉煤灰，搅拌1~2min，再加入细骨料，搅拌1~2min，然后加入粗骨料，搅拌1~2min，最后以同掺法加入所述混凝土的剩余原料，湿拌2~3min，至拌合物分散均匀；S3将所述拌合物分层分次加入试模，振动成型1.5~2.5min，振动成型12~24h后脱模，养护，得到所述混凝土。本发明通过控制胶凝材料用量来改变混凝土的平均浆体厚度，并控制疏浚砂取代率和混凝土目标强度，掺有25%疏浚砂的混凝土坍落度至少能达到120mm以上，以使混凝土在达到预定强度等级的同时，具有较好的工作性能。

Description

一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土的技术领域，尤其是涉及一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法。
背景技术
混凝土作为现代建筑建材的重要材料，是以水泥为主要凝胶材料，与骨料、水，必要时可掺入化学外加剂（减水剂、膨胀剂等）和矿物掺合料（掺合料、矿渣粉等），按适当的比例配合，经过均匀浇灌搅拌、密实及养护硬化形成的人造石材。
目前，我国大多数地区用于混凝土的细骨料仍然是天然砂，天然砂资源分布很不均匀，且形成过程漫长，一旦用尽，短期不可再生。因此，利用当地岩石资源或者工程弃置的废石生产人工砂，缓解天然砂资源的短缺，已成为目前工程建设的必然选择。但是，混合型人工砂的成分复杂，其制备得到的混凝土坍落度较小，且需水量较大，工作性能差。尤其在配制C30~C50混凝土时，由于混凝土浆体量更少，混凝土的工作性能差尤其严重。因此，目前亟需对混凝土配合比进行优化，在达到预定强度等级的同时，使混凝土具有较好的工作性能。
发明内容
本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，其在达到预定强度等级的同时，具有较好的工作性能。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，包括以下步骤，S1准备所述混凝土的原料，每立方米所述混凝土包括358.00~550.00kg胶凝材料、1553.00~1806.00kg骨料、占所述胶凝材料总重27.50~43.50%的水、以及减水剂，所述胶凝材料包括水泥和占所述胶凝材料总重35.00%的粉煤灰，所述骨料包括粗骨料和占所述骨料总重19.00~37.00%的细骨料，所述细骨料包括机制砂和占所述细骨料总重25.00%的机制砂；S2先向搅拌机内加入水泥、粉煤灰，搅拌1~2min，再加入细骨料，搅拌1~2min，然后加入粗骨料，搅拌1~2min，最后以同掺法加入所述混凝土的剩余原料，湿拌2~3min，至拌合物分散均匀；S3将所述拌合物分层分次加入试模，振动成型1.5~2.5min，振动成型12~24h后脱模，养护，得到所述混凝土。
通过采用上述技术方案，通过调整胶凝材料和骨料的比例，可将每立方米所述混凝土包裹骨料的平均浆体厚度控制在10~30μm左右，由于机制砂质地坚硬、界面新鲜，且机制砂表面粗糙、多棱角，在疏浚砂和浆体形成的高浓度氢氧化钙环境中，表面会发生微弱化学反应，进而增强混凝土强度；同时，通过疏浚砂的填充效应、活性效应和品核效应，因此能在机制砂之间起到润滑作用，并补偿了中低强度混凝土用量较少的不足，能进一步协调混凝土的工作性能和抗压强度，并且掺有25%疏浚砂的混凝土坍落度至少能达到120mm以上，具有良好的工作性能；综上所述，通过控制胶凝材料用量来改变混凝土的平均浆体厚度，并控制疏浚砂取代率和混凝土目标强度，掺有25%疏浚砂的混凝土坍落度至少能达到120mm以上，以使混凝土在达到预定强度等级的同时，具有较好的工作性能。
进一步地，每立方米所述混凝土包裹骨料的平均浆体厚度为10μm，所述水占所述胶凝材料总重43.08%，所述胶凝材料和所述骨料的体积比为0.41:1。
或者，每立方米所述混凝土包裹骨料的平均浆体厚度为20μm，所述水占所述胶凝材料总重34.48%，所述胶凝材料和所述骨料的体积比为0.55:1。
或者，每立方米所述混凝土包裹骨料的平均浆体厚度为30μm，所述水占所述胶凝材料总重27.97%，所述胶凝材料和所述骨料的体积比为0.66:1。
进一步地，所述混凝土的强度等级为C30，所述骨料的重量为1805.40kg，所述细骨料占所述骨料总重的36.75%。优选地，水泥的表观密度为3145kg/m³，粉煤灰的表观密度为2150kg/m³。
或者，所述混凝土的强度等级为C40，所述骨料的重量为1650.61kg，所述细骨料占所述骨料总重的26.89%。
或者，所述混凝土的强度等级为C50，所述骨料的重量为1553.76kg，所述细骨料占所述骨料总重的19.09%。
进一步地，所述粗骨料包括2.36~10.00mm的小碎石和10.00~19.00mm的大碎石，所述粗骨料的表观密度为2638.40kg/m³，所述小碎石和大碎石的质量比为3:7。
进一步地，所述细骨料的表观密度为2459kg/m³。
进一步地，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，所述减水剂占水泥总重的1.50%，且所述减水剂的固含量为18%。
综上所述，本发明的有益技术效果为：通过控制胶凝材料用量来改变混凝土的平均浆体厚度，并控制疏浚砂取代率和混凝土目标强度，掺有25%疏浚砂的混凝土坍落度至少能达到120mm以上，以使混凝土在达到预定强度等级的同时，具有较好的工作性能。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述。
实施例
实施例1：为本发明公开的一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，S1准备混凝土的原料，每立方米混凝土包括358.00~550.00kg胶凝材料、1553.00~1806.00kg骨料、占胶凝材料总重27.50~43.50%的水、以及减水剂，胶凝材料包括水泥和占胶凝材料总重35.00%的粉煤灰，骨料包括粗骨料和占骨料总重19.00~37.00%的细骨料；
S2先向搅拌机内加入水泥、粉煤灰，搅拌1~2min，再加入细骨料，搅拌1~2min，然后加入粗骨料，搅拌1~2min，最后以同掺法加入混凝土的剩余原料，湿拌2~3min，至拌合物分散均匀；
S3将拌合物分层分次加入试模，振动成型1.5~2.5min，振动成型12~24h后脱模，养护，得到混凝土。
为进一步提高混凝的工作性能，每立方米混凝土包裹骨料的平均浆体厚度（ATP）为10μm，水占胶凝材料总重43.08%，胶凝材料和骨料的体积比（Vp：VSG）为0.41:1，并且在胶凝材料中，水泥的表观密度为3145kg/m³，粉煤灰的表观密度为2150kg/m³。
同时，混凝土的强度等级为C30，骨料的重量为1805.40kg，细骨料占骨料总重的36.75%。其中粗骨料包括2.36~10.00mm的小碎石和10.00~19.00mm的大碎石，粗骨料的表观密度为2638.40kg/m³，小碎石和大碎石的质量比为3:7。细骨料包括机制砂和占细骨料总重25.00%的机制砂，细骨料的表观密度为2459kg/m³。
另外。减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水剂占水泥总重的1.50%，且减水剂的固含量为18%。
实施例2：为本发明公开的一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，与实施例1的不同之处在于，ATP、混凝土的强度等级、胶凝材料的用量、骨料的用量、水胶比（水占胶凝材料总重的百分比）、胶凝材料和骨料的体积比、砂率（细骨料占骨料总重的百分比）如表1所示。
实施例3：为本发明公开的一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，与实施例1的不同之处在于，ATP、混凝土的强度等级、胶凝材料的用量、骨料的用量、水胶比、胶凝材料和骨料的体积比、砂率如表1所示。
实施例4：为本发明公开的一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，与实施例1的不同之处在于，ATP、混凝土的强度等级、胶凝材料的用量、骨料的用量、水胶比、胶凝材料和骨料的体积比、砂率如表1所示。
实施例5：为本发明公开的一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，与实施例1的不同之处在于，ATP、混凝土的强度等级、胶凝材料的用量、骨料的用量、水胶比、胶凝材料和骨料的体积比、砂率如表1所示。
实施例6：为本发明公开的一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，与实施例1的不同之处在于，ATP、混凝土的强度等级、胶凝材料的用量、骨料的用量、水胶比、胶凝材料和骨料的体积比、砂率如表1所示。
表1
APT 混凝土的强度等级 胶凝材料的用量（kg） 骨料的用量（kg） 水胶比 V<sub>p</sub>：V<sub>SG</sub> 砂率
实施例1 10.00 C30 358.77 1805.40 43.08% 0.41 36.75%
实施例2 10.00 C40 402.12 1805.40 34.48% 0.41 36.75%
实施例3 20.00 C30 439.59 1650.61 43.08% 0.55 26.89%
实施例4 20.00 C40 492.71 1650.61 34.48% 0.55 26.89%
实施例5 20.00 C50 542.26 1650.61 27.97% 0.55 26.89%
实施例6 30.00 C40 549.78 1553.76 34.48% 0.66 19.09%
性能检测试验
取实施例1~6的混凝土，并根据JGJT 283-2012进行坍落扩展度以及抗压强度测试，其中，抗压强度包括7天和28天抗压强度，测试结果如表2所示。
表2
坍落度 强度 7d 28d 预测强度
实施例1 175 C30 34.9 44.6 38.225
实施例2 140 C40 40.7 53.8 48.225
实施例3 205 C30 33.3 43.3 38.225
实施例4 165 C40 41.1 54.0 48.225
实施例5 150 C50 50.3 65.3 59.87
实施例6 210 C40 34.7 54.3 48.225
由表2可得，实施例1~6的混凝土在达到预定强度等级C30~C50的同时，其坍落扩展度达到140~210mm，具有较好的工作性能。这主要是通过调整胶凝材料和骨料的比例，可将每立方米所述混凝土包裹骨料的平均浆体厚度控制在10~30μm左右，由于机制砂质地坚硬、界面新鲜，且机制砂表面粗糙、多棱角，在疏浚砂和浆体形成的高浓度氢氧化钙环境中，表面会发生微弱化学反应，进而增强混凝土强度；同时，通过疏浚砂的填充效应、活性效应和品核效应，因此能在机制砂之间起到润滑作用，并补偿了中低强度混凝土用量较少的不足，能进一步协调混凝土的工作性能和抗压强度，并且掺有25%疏浚砂的混凝土坍落度至少能达到120mm以上，具有良好的工作性能。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1准备所述混凝土的原料，每立方米所述混凝土包括358.00~550.00kg胶凝材料、1553.00~1806.00kg骨料、占所述胶凝材料总重27.50~43.50%的水、以及减水剂，所述胶凝材料包括水泥和占所述胶凝材料总重35.00%的粉煤灰，所述骨料包括粗骨料和占所述骨料总重19.00~37.00%的细骨料，所述细骨料包括机制砂和占所述细骨料总重25.00%的机制砂；
S2先向搅拌机内加入水泥、粉煤灰，搅拌1~2min，再加入细骨料，搅拌1~2min，然后加入粗骨料，搅拌1~2min，最后以同掺法加入所述混凝土的剩余原料，湿拌2~3min，至拌合物分散均匀；
S3将所述拌合物分层分次加入试模，振动成型1.5~2.5min，振动成型12~24h后脱模，养护，得到所述混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，其特征在于：每立方米所述混凝土包裹骨料的平均浆体厚度为10μm，所述水占所述胶凝材料总重43.08%，所述胶凝材料和所述骨料的体积比为0.41:1。
3.根据权利要求1所述的一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，其特征在于：每立方米所述混凝土包裹骨料的平均浆体厚度为20μm，所述水占所述胶凝材料总重34.48%，所述胶凝材料和所述骨料的体积比为0.55:1。
4.根据权利要求1所述的一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，其特征在于：每立方米所述混凝土包裹骨料的平均浆体厚度为30μm，所述水占所述胶凝材料总重27.97%，所述胶凝材料和所述骨料的体积比为0.66:1。
5.根据权利要求1所述的一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，其特征在于：所述混凝土的强度等级为C30，所述骨料的重量为1805.40kg，所述细骨料占所述骨料总重的36.75%。
6.根据权利要求1所述的一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，其特征在于：所述混凝土的强度等级为C40，所述骨料的重量为1650.61kg，所述细骨料占所述骨料总重的26.89%。
7.根据权利要求1所述的一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，其特征在于：所述混凝土的强度等级为C50，所述骨料的重量为1553.76kg，所述细骨料占所述骨料总重的19.09%。
8.根据权利要求1~7任一所述的一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，其特征在于：所述粗骨料包括2.36~10.00mm的小碎石和10.00~19.00mm的大碎石，所述粗骨料的表观密度为2638.40kg/m³，所述小碎石和大碎石的质量比为3:7。
9.根据权利要求1~7任一所述的一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，其特征在于：所述细骨料的表观密度为2459kg/m³。
10.根据权利要求1~7任一所述的一种高掺量长江疏浚超细砂混凝土的制备方法，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，所述减水剂占水泥总重的1.50%，且所述减水剂的固含量为18%。
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