CN114560663A - 一种基于重钙粉的超低色差混凝土及其制备方法 - Google Patents

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CN114560663A CN202210319667.2A CN202210319667A CN114560663A CN 114560663 A CN114560663 A CN 114560663A CN 202210319667 A CN202210319667 A CN 202210319667A CN 114560663 A CN114560663 A CN 114560663A
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Abstract

本发明公开了一种基于重钙粉的超低色差混凝土,其各组分及用量为:水泥200‑450kg/m3、矿渣粉0‑150kg/m3、碎石1000‑1200kg/m3、砂700‑800kg/m3、液态水150‑180kg/m3、固态冰0‑80kg/m3、重钙粉70‑150kg/m3、专用外加剂0.8‑5.0kg/m3。本发明还公开一种基于重钙粉的超低色差混凝土的制备方法。本发明经过合理的配比设计,使浇筑出的混凝土外观色泽均匀,无气泡,饰面效果非常好,不用修饰即可达到清水混凝土效,不仅满足了桥梁结构饰面效果,而且还对重钙粉、粒化高炉矿渣粉固体废物提供了一种高附加值利用;降低水泥用量进而减少碳排放,制备低碳混凝土;在重钙粉、粒化高炉矿渣粉、水泥三相体系中能够把机制砂应用于混凝土外观要较高的桥梁饰面混凝土中,进一步拓宽了机制砂的应用范围。

Description

一种基于重钙粉的超低色差混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域,具体涉及一种基于重钙粉的超低色差混凝土及其制备方法。
背景技术
清水混凝土浇筑,在保证了施工质量的同时形成了良好的清水饰面效果,《清水混凝土应用技术规程》JGJ 169-2009中对于清水混凝土表面的颜色、修补、气泡、光洁度的要求与检查方法进行了规定。对于一般混凝土结构颜色的不均匀、色差,以及光洁度是清水混凝土的主要病害,伴随的修补、气泡也是制约清水混凝土发展的主要因素。
造成气泡主要原因是混凝土自身流动性差,不利于振捣,脱模剂与混凝土胶凝材料体系和模板之间的适应性没有选择好。气泡问题有混凝土含气量未控制好等原因导致。所以需要从混凝土自身含气量、混凝土性能易于振捣特性、脱模剂品种、现场施工振捣几个方面形成合力控制。混凝土本身性能如果不利于振捣,还会引起蜂窝麻面。
目前混凝土通常使用粉煤灰作为掺合料,但是粉煤灰由于煤质的不同,容易造成混凝土的色差,有些粉煤灰甚至还会引起混凝土黑色漂浮物的出现,对外观极为不利,并且P·O水泥中所带的掺合料也容易引起混凝土表面的色差,混凝土表面有时出现局部黑色油污。当然搅拌时间、外加剂的性能、模板的清洁度也会造成混凝土外观色差的不均匀。
混凝土水纹、砂线等常规病害对清水混凝土外观极为不利,这主要是混凝土的和易性没有调控好,集料含水率以及外加剂的适应性影响,甚至水泥温度影响造成。
所以超低色差混凝土的制备对清水混凝土的外观控制至为关键。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种基于重钙粉的超低色差混凝土及其制备方法,经过合理的配比设计,使浇筑出的混凝土外观色泽均匀,无气泡,饰面效果非常好,不用修饰即可达到清水混凝土效,不仅满足了桥梁结构饰面效果,而且还对重钙粉、粒化高炉矿渣粉固体废物提供了一种高附加值利用;降低水泥用量进而减少碳排放,制备低碳混凝土;在重钙粉、粒化高炉矿渣粉、水泥三相体系中能够把机制砂应用于混凝土外观要较高的桥梁饰面混凝土中,进一步拓宽了机制砂的应用范围。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现:
一种基于重钙粉的超低色差混凝土,其特征在于,其各组分及用量为:水泥200-450kg/m3、矿渣粉0-150kg/m3、碎石1000-1200kg/m3、砂700-800kg/m3、液态水150-180kg/m3、固态冰0-80kg/m3、重钙粉70-150kg/m3、专用外加剂0.8-5.0kg/m3
在本发明中,作为一种优选的实施例,其各组分及用量为:水泥200-450kg/m3、粒化高炉矿渣粉30-150kg/m3、碎石1000-1200kg/m3、机制砂700-800kg/m3、液态水150-180kg/m3、固态冰0-80kg/m3、重钙粉70-150kg/m3、专用外加剂0.8-5.0kg/m3
在本发明中,作为一种优选的实施例,其各组分及用量为:水泥200-450kg/m3、粒化高炉矿渣粉30-150kg/m3、碎石1000-1200kg/m3、机制砂700-800kg/m3、液态水150-180kg/m3、固态冰10-80kg/m3、重钙粉70-150kg/m3、专用外加剂0.8-5.0kg/m3
在本发明中,作为一种优选的实施例,其各组分及用量为:水泥247-254kg/m3、粒化高炉矿渣粉38-39kg/m3、碎石1100-1154kg/m3、机制砂708-733kg/m3、液态水148-167kg/m3、固态冰0kg/m3、重钙粉95-97kg/m3、专用外加剂3.8-3.9kg/m3
在本发明中,作为一种优选的实施例,所述专用外加剂包括按重量百分含量计的如下组分:萘磺酸甲醛缩合物减水剂16%-29%、聚乙烯醇0.08%-0.10%、十二烷基硫酸钠0.7%-1.0%、柠檬酸2.5%-5.5%、葡萄糖酸钠1.5%-4.0%、余量的水。
在本发明中,作为一种优选的实施例,
所述水泥为硅酸盐水泥,碱含量小于等于0.6%、氯离子含量小于等于0.03%,其他指标符合GB 175-2007规定;
和/或,所述矿渣粉为S95级的粒化高炉矿渣粉,指标满足GB/T 18046-2017;
和/或,所述碎石为5mm-25mm两档连续级配,含泥量小于0.9%、表观密度大于等于2600kg/m3、氯离子含量小于等于0.02%,其他指标符合JTG/T 3650-2020规定;
和/或,所述机制砂的指标符合JTG/T 3650-2020规定;
和/或,所述液态水为生产用水,指标符合JTG/T 3650-2020规定;
和/或,所述固态冰为折算的液态水质量,指标融成液态水检测符合JTG/T 3650-2020规定;
和/或,所述重钙粉为选用优质的石灰石为原料,经过破碎、磨细及风选制备而成,碳酸钙含量大于95%、白度要求大于90%、细度小于15%、7d及28d活性指数大于60%、流动度比大于等于100%。
在本发明中,作为一种优选的实施例,所述碎石包括第一碎石和第二碎石,第一碎石的粒径为10-20mm,第二碎石的粒径为5-10mm,第一碎石与第二碎石的重量比小于4:1。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现:
一种基于重钙粉的超低色差混凝土的制备方法,包括如下步骤:
备料步骤:按配方配比分别称取如下组分:水泥、粒化高炉矿渣粉、碎石、砂、液态水、固态冰、重钙粉、专用外加剂,备用;
搅拌步骤:在强制式混凝土搅拌机中,采用二次投料的砂浆裹石搅拌工艺,在搅拌混凝土时,投料顺序为:先向搅拌机中依次投入配方量的砂、配方量的固态冰、配方量的70%的液态水以及配方量的专用外加剂、配方量的水泥、配方量的矿渣粉、配方量的重钙粉,再投放配方量的碎石,最后再加入剩余配方量的30%的液态水进行搅拌,搅拌机搅拌功率满足GB/T 9142-2000《混凝土搅拌机》要求,搅拌时间为120s-180s,即得。
本发明中,进一步优选的方案为,备料步骤中,专用外加剂制备方法包括以下步骤:
S10:各组成原材料及重量百分比为萘磺酸甲醛缩合物减水剂16%-29%、聚乙烯醇0.08%-0.10%、十二烷基硫酸钠0.7%-1.0%、柠檬酸2.5%-5.5%、葡萄糖酸钠1.5%-4.0%、余量的水;
S20:各组分原材料称量好后,首先把水加入反应釜中,再按照顺序将萘磺酸甲醛缩合物减水剂、聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠、柠檬酸、葡萄糖酸钠依次加入反应釜中,搅拌均匀;
S30:反应釜升温至50℃-60℃,进一步搅拌均匀、所有成分溶解均匀,保温反应3h-6h,得到棕褐色液态专用外加剂;其中,所制得专用外加剂2h-3h坍落度无损失,泌水率为0%,含气量小于4.0%。
本发明中,进一步优选的方案为,所述混凝土的性能为:2h坍落度损失小于5mm,3h坍落度损失小于10mm,含气量指标为小于等于2.5%,表观密度指标为2300kg/m3-2400kg/m3,28d抗压强度指标为C30-C50,28d回弹强度满足设计要求。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
1、随着我国交通强国的践行,桥梁建设在细节处理上越来越精细化,尤其是市政桥梁外观要求高,混凝土现浇或者预制出的桥梁结构物,其外观如果通过额外修饰,不仅会直接增加成本,同时也与交通强国相背而行。所以本发明提供的一种基于重钙粉的超低色差混凝土及其制备方法能够利用现有建筑市场通用的原材料,具体包括水泥、粒化高炉矿渣粉、碎石、砂、液态水、固态冰、重钙粉、专用外加剂,经过合理的配比设计,使浇筑出的混凝土外观色泽均匀,无气泡,饰面效果非常好,不用修饰即可达到清水混凝土效,不仅满足了桥梁结构饰面效果,而且还对重钙粉、粒化高炉矿渣粉固体废物提供了一种高附加值利用;降低水泥用量进而减少碳排放,制备低碳混凝土;在重钙粉、粒化高炉矿渣粉、水泥三相体系中能够把机制砂应用于混凝土外观要较高的桥梁饰面混凝土中,进一步拓宽了机制砂的应用范围。本发明对重钙粉进行高价值利用,利用重钙灰颗粒细度填充效益、重钙灰颗粒粒形对混凝土工作性的有利调控作用,针对重钙灰及水泥、粒化高炉矿渣粉三相组分设计专用外加剂,从减水、流动性、气泡、保坍等进行针对性组合设计,进而使混凝土降黏增强致密作用,易于振捣施工,提高混凝土外观质量,提高混凝土耐久性。同时减少混凝土水泥用量。
2、本发明利用的重钙灰可以通过石灰石加工过程中剩余的石粉进行磨细选粉工艺制得,解决了石灰石加工过程中的尾料应用,进而也是一种固体废弃物高价值利用的体现,同时为重钙灰在混凝土中的应用提供了一种方案,尤其是对桥梁混凝土结构有外观要求的应用场景。
3、通过利用重钙灰,可以在桥梁混凝土结构中完全取代粉煤灰,目前市场粉煤灰质量良莠不齐,尤其是I级粉煤灰货源少、质量不稳定,容易造成工程质量事故。重钙灰由于其主要成分为碳酸钙,通过检测碳酸钙含量可以直接有效的判定是否掺假,并且重钙灰的白度在同等市场价格前提下不宜替换,所以重钙灰易于检测甄别,更重要的是取代粉煤灰可以增加混凝土结构的白度,尤其减少粉煤灰带来的色差问题,利用工程质量控制。
4、针对重钙灰、水泥、粒化高炉矿渣粉三相体系,针对性的制备出专用外加剂,一方面可以很好的调控混凝土的工作性能,如解决泌水等不利情况,进而可以解决混凝土水纹等缺陷;另一方面能够解决石粉对混凝土坍落度损失影响,保证混凝土坍落度经时能够满足要求,进而可以保证施工提高密实度减少气泡;第三可以对混凝土的含气量进行调控,含气量的有效控制对混凝土外观气泡的控制至为重要。
5、重钙灰对混凝土空间结构的填充作用、加上重钙灰对混凝土流动性能的调控有利作用,在此基础上配制专用外加剂,可以使混凝土结构更加密实,进而提高混凝土的强度,那么在同等标号的前提下,可以增加重钙灰、粒化高炉矿渣粉的利用率,提高固体废弃物重钙灰、粒化高炉矿渣粉的高价值利用,水泥作为碳排放的大宗建材之一,进而降低水泥的使用量,因此是一种低碳混凝土应用。
6、近年来,随着高质量的天然砂石资源枯竭,机制砂逐渐成为混凝土生产的主要原材料来源。一方面随着优质河砂资源的日益匮乏和国家对河砂限采限挖力度加强,机制砂迅速成为主力,河砂价格居高不下;另一方面河砂质量,尤其是氯离子含量等指标得不到有效控制,需要在现有国标检测频率基础上加大抽检频率,这样一来需要加大试验室人员的投入。所以使用河砂不仅对单方混凝土成本直接提高,并且混凝土的耐久性等质量问题得不到有效保证。当前结合行业的发展,“科技引领、融合发展”已经成为行业发展的重要理念,本发明将石粉与机制砂完美的结合到一起,尤其是与花岗岩机制砂组合应用,解决了机制砂石粉含量高的应用问题,为机制砂的应用提供了一种很好的思路。
附图说明
图1系梁同步试件效果;
图2立柱现场应用效果;
图3立柱现场应用效果;
图4立柱现场应用效果;
图5现场碳化测试;
图6重钙灰上限用量现场应用效果;
图7粉煤灰等量取代重钙灰同步小模具试件效果;
图8对比例专用外加剂混凝土出机效果;
图9对比例普通外加剂混凝土出机效果。
图10未加固态冰混凝土实测温度。
图11加固态冰混凝土实测温度。
具体实施例方式
下面,结合具体实施例方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外,本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。
一种基于重钙粉的超低色差混凝土,其特征在于,其各组分及用量为:水泥200-450kg/m3、矿渣粉0-150kg/m3、碎石1000-1200kg/m3、砂700-800kg/m3、液态水150-180kg/m3、固态冰0-80kg/m3、重钙粉70-150kg/m3、专用外加剂0.8-5.0kg/m3
作为优选的实施方式,其各组分及用量为:水泥200-450kg/m3、粒化高炉矿渣粉30-150kg/m3、碎石1000-1200kg/m3、机制砂700-800kg/m3、液态水150-180kg/m3、固态冰0-80kg/m3、重钙粉70-150kg/m3、专用外加剂0.8-5.0kg/m3
作为优选的实施方式,其各组分及用量为:水泥200-450kg/m3、粒化高炉矿渣粉30-150kg/m3、碎石1000-1200kg/m3、机制砂700-800kg/m3、液态水150-180kg/m3、固态冰10-80kg/m3、重钙粉70-150kg/m3、专用外加剂0.8-5.0kg/m3
作为优选的实施方式,其各组分及用量为:水泥247-254kg/m3、粒化高炉矿渣粉38-39kg/m3、碎石1100-1154kg/m3、机制砂708-733kg/m3、液态水148-167kg/m3、固态冰0kg/m3、重钙粉95-97kg/m3、专用外加剂3.8-3.9kg/m3
作为优选的实施方式,所述专用外加剂包括按重量百分含量计的如下组分:萘磺酸甲醛缩合物减水剂16%-29%、聚乙烯醇0.08%-0.10%、十二烷基硫酸钠0.7%-1.0%、柠檬酸2.5%-5.5%、葡萄糖酸钠1.5%-4.0%、余量的水。
作为优选的实施方式,
所述水泥为硅酸盐水泥,碱含量小于等于0.6%、氯离子含量小于等于0.03%,其他指标符合GB175-2007规定;
和/或,所述矿渣粉为S95级的粒化高炉矿渣粉,指标满足GB/T 18046-2017;
和/或,所述碎石为5mm-25mm两档连续级配,含泥量小于0.9%、表观密度大于等于2600kg/m3、氯离子含量小于等于0.02%,其他指标符合JTG/T3650-2020规定;
和/或,所述机制砂的指标符合JTG/T 3650-2020规定;
和/或,所述液态水为生产用水,指标符合JTG/T 3650-2020规定;
和/或,所述固态冰为折算的液态水质量,指标融成液态水检测符合JTG/T3650-2020规定;
和/或,所述重钙粉为选用优质的石灰石为原料,经过破碎、磨细及风选制备而成,碳酸钙含量大于95%、白度要求大于90%、细度小于15%、7d及28d活性指数大于60%、流动度比大于等于100%。
作为优选的实施方式,所述碎石包括第一碎石和第二碎石,第一碎石的粒径为10-20mm,第二碎石的粒径为5-10mm,第一碎石与第二碎石的重量比小于4:1。
作为优选的实施方式,各组分原材料具体检测指标如下:水泥为P·II42.5R硅酸盐水泥,水泥的性能要求为:水泥比表面积为328m2/kg,密度3.11m2/kg,不溶物0.56%,氯离子含量0.012%,其他指标满足GB175-2007要求,配合比生产时水泥温度不超过55℃。粒化高炉矿渣粉为S95级,指标满足GB/T18046-2017,无放射性。碎石的性能要求为:5mm-25mm两档连续级配,吸水率不大于2%,针片状不大于10%,含泥量小于1.0%,泥块含量小于0.5%,无碱骨料反应,其他性能满足JTG/T 3650-2020。机制砂的性能要求满足JTG/T3650-2020,无碱骨料反应,无放射性。液态水、固态冰氯离子含量不大于200mg/L,硫酸盐含量(以SO42-计)不大于500mg/L,其他指标满足JTG/T3650-2020要求。专用外加剂性能指标符合GB8076-2017规定。
本发明设计的原理为:
一、混凝土主要依靠水泥水化、矿物掺合料的活性反应提供强度,但是并不是100%提供强度支持,同时也还有大量未水化反应的颗粒,通过固体空间堆积原理,利用重钙灰细度实现颗粒的填充作用,实现紧密堆积结构进一步增加混凝土的密实性,提高混凝土耐久性。
二、由于重钙灰的母岩为石灰岩,相比于花岗岩等岩性更易磨细,使得重钙灰颗粒表面更加圆润,所以能够提高混凝土的流动性,通过重钙灰能够对混凝土流动性提高的特性,可以替代质量不稳定的粉煤灰,尤其是I粉煤灰,进而可以解决混凝土由于粉煤灰引起的色差问题,进一步的由于重钙灰本身的白度可以提高混凝土结构的外观效果,使混凝土结构整个清水效果更佳。
三、利用重钙灰能够对混凝土流动性提高的特性,一方面可以对混凝土进行降黏,降黏使得混凝土在振捣施工过程中更容易密实,而且降黏后混凝土中气泡更容易排出。气泡减少,外观效果更好,进而内部更佳致密,加之其他组分材料更容易振捣密实,形成内实外美的效果,不仅提高混凝土结构外观效果,混凝土耐久性也进一步提高。
四、机制砂加上石粉的组合应用一直一个难题,为了解决这个难题,利用萘磺酸甲醛缩合物在水泥颗粒吸附作用,形成一种吸附层达到减水效果;利用聚乙烯醇的高分子特性,通过桥接作用将粉体颗粒与碎石、机制砂连接起来增加彼此间的连接性,这样可以解决各种组分下沉引起的不均匀性,同时也可以有效解决机制砂与石粉容易泌水的不良特点;通过十二烷基硫酸钠引气效果,提高混凝土的流动性;进一步的通过柠檬酸与葡萄糖对水泥水化的抑制作用调控混凝土的保坍时间,因柠檬酸与葡萄糖酸钠对水泥水化抑制效果不一样,进一步的可以根据施工距离以及施工时间的不同调整两种掺配比例调控混凝土的保坍时间。所以专用外加剂可以针对性解决混凝土的流动性、保坍能力、泵送性能,进而让混凝土在施工时工作性能良好,良好的工作性能进一步保证混凝土的结构密实、外观效果好。
一种基于重钙粉的超低色差混凝土的制备方法,包括如下步骤:
备料步骤:按配方配比分别称取如下组分:水泥、矿渣粉、碎石、砂、液态水、固态冰、重钙粉、专用外加剂,备用;
搅拌步骤:在强制式混凝土搅拌机中,采用二次投料的砂浆裹石搅拌工艺,在搅拌混凝土时,投料顺序为:先向搅拌机中依次投入配方量的砂、配方量的固态冰、配方量的70%的液态水以及配方量的专用外加剂、配方量的水泥、配方量的矿渣粉、配方量的重钙粉,再投放配方量的碎石,最后再加入剩余配方量的30%的液态水进行搅拌,搅拌机搅拌功率满足GB/T 9142-2000《混凝土搅拌机》要求,搅拌时间为120s-180s,即得。
作为优选的实施方式,计量要求精度要求水泥±1%、粒化高炉矿渣粉±1%、碎石±2%、机制砂±2%、液态水±1%、固态冰±1%、重钙灰±1%、专用外加剂±1%;温度要求水泥≤55℃、粒化高炉矿渣粉≤40℃、碎石≤30℃、机制砂≤30℃、重钙灰≤40℃。
作为优选的实施方式,备料步骤中,专用外加剂制备方法包括以下步骤:
S10:各组成原材料及重量百分比为萘磺酸甲醛缩合物减水剂16%-29%、聚乙烯醇0.08%-0.10%、十二烷基硫酸钠0.7%-1.0%、柠檬酸2.5%-5.5%、葡萄糖酸钠1.5%-4.0%、余量的水;
S20:各组分原材料称量好后,首先把水加入反应釜中,再按照顺序将萘磺酸甲醛缩合物减水剂、聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠、柠檬酸、葡萄糖酸钠依次加入反应釜中,搅拌均匀;
S30:反应釜升温至50℃-60℃,进一步搅拌均匀、所有成分溶解均匀,保温反应3h-6h,得到棕褐色液态专用外加剂;其中,所制得专用外加剂2h-3h坍落度无损失,泌水率为0%,含气量小于4.0%。
作为优选的实施方式,所述混凝土的性能为:2h坍落度损失小于5mm,3h坍落度损失小于10mm,含气量指标为小于等于2.5%,表观密度指标为2300kg/m3-2400kg/m3,28d抗压强度指标为C30-C50,28d回弹强度满足设计要求。
实施例1
一种基于重钙粉的超低色差混凝土的制备方法,包括如下步骤:
备料步骤:按配方配比分别称取如下组分:水泥、粒化高炉矿渣粉、碎石、砂、液态水、固态冰、重钙粉、专用外加剂,备用;
搅拌步骤:在强制式混凝土搅拌机中,采用二次投料的砂浆裹石搅拌工艺,在搅拌混凝土时,投料顺序为:先向搅拌机中依次投入配方量的砂、配方量的固态冰、配方量的70%的液态水以及配方量的专用外加剂、配方量的水泥、配方量的矿渣粉、配方量的重钙粉,再投放配方量的碎石,最后再加入剩余配方量的30%的液态水进行搅拌,搅拌机搅拌功率满足GB/T 9142-2000《混凝土搅拌机》要求,搅拌时间为120s-180s,即得。
所述专用外加剂包括按重量百分含量计的如下组分:萘磺酸甲醛缩合物减水剂16%-29%、聚乙烯醇0.08%-0.10%、十二烷基硫酸钠0.7%-1.0%、柠檬酸2.5%-5.5%、葡萄糖酸钠1.5%-4.0%、余量的水。
超低色差混凝土的配方组成见表1。
表1 C30系梁配合比设计方案
Figure BDA0003571099190000131
按照表1对混凝土测试,容重2370kg/m3,泌水率0%,坍落度195mm,扩展度550mm,1h经时坍落度200mm,2h经时坍落度195mm,3h经时坍落度190mm,粘聚性良好,7d抗压强度40.3MPa。
由于系梁结构处在地面下面,所以外观不宜观察,为了达到观察目的,同时制作方块试件,试件外观见图1,外观色泽均匀,且具有较好的白度,几乎无气泡,表明该应用方案达到内实外美的效果。
实施例2
本实施例超低色差混凝土的配方组成见表2。
表2 C35立柱配合比设计方案
Figure BDA0003571099190000132
按照表2对混凝土测试,容重2385kg/m3,泌水率0%,坍落度205mm,扩展度560mm,1h经时坍落度200mm,2h经时坍落度200mm,3h经时坍落度190mm,粘聚性良好,7d抗压强度46.5MPa。
实施例2的立柱拆模效果见图2、图3、图4,外观色泽均匀,无气泡,饰面效果非常好。且28d基本无碳化,表明立柱混凝土结构致密,空气中CO2未能进入形成碳化,现场碳化试验见图5。现场随机抽取10根立柱,回弹结果及碳化结果见表3。
表3 C35立柱现场随机抽检结果
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
龄期(d) 39 36 34 33 30 29 28 28 26 25
碳化深度 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
推定强度 41.3 39.9 38.5 42.4 45.2 39.7 44.1 42.4 39.5 39.7
实施例3
为了更好的显示出重钙粉的添加应用范围,实施例3配合比见表4。实施例3的现场施工效果图见图6。
表4 C30墩柱配合比设计方案
Figure BDA0003571099190000141
对比例1
为了更好的显示出重钙粉相对于粉煤灰增加混凝土的白度,消除色差,等量取代,按照表5进行室内试验,其中粉煤灰采用F类I级,满足GB/T 1596-2017指标要求。
表5 C30系梁配合比设计方案
Figure BDA0003571099190000151
成型小模具试件,见图7。相比于表1配方,更进一步的对比图1同步小模具外观质量,采用粉煤灰等量替代重钙粉的配方,外观深谙、色差,而且气泡还比较多,严重背离精益施工要求。
对比例2
为了更好的证明利用机制砂,相关指标效果更够与利用河砂效果相当,采取同质量河砂取代机制砂,河砂质量满足JTG/T 3650-2020要求。具体配方见表6。
表6 C30系梁配合比设计方案
Figure BDA0003571099190000152
按照实例1表1对混凝土测试,容重2385kg/m3,泌水率0%,坍落度205mm,扩展度560mm,1h经时坍落度200mm,2h经时坍落度200mm,3h经时坍落度190mm,粘聚性良好,7d抗压强度46.5MPa。
对比,按照对比例表6对混凝土测试,容重2380kg/m3,泌水率0%,坍落度210mm,扩展度570mm,1h经时坍落度210mm,2h经时坍落度205mm,3h经时坍落度190mm,粘聚性良好,7d抗压强度44.3MPa。
从数据可以看出,容重、泌水率、工作性能都能满足施工设计要求,并且机制砂在力学性能7d抗压强度还高于河砂混凝土。此外由于河砂属于天然产品,属于匮乏自然资源,不合理的开采破坏生态环境,并且不可再生,由于其天然属性,同一河流流域质量指标差异都很大,不利于质量控制。机制砂工厂化加工、环保措施严格,施工工艺稳定,产品质量稳定,利于现场质量控制。
对比例3
为了更好的证明专用外加剂的效果,从市场随机选取了一款聚羧酸高性能减水剂进行对比,聚羧酸高性能减水剂性能指标满足GB8076-2017指标要求。具体见表7,针对表1进行外加剂等量取代比对试验。
表7 C30系梁配合比设计方案
Figure BDA0003571099190000161
对比图8、图9试验结果可以明显看出,图8和易性良好,未产生泌水现象。而图9普通外加剂出现泌水,气泡、甚至表面泛黑现象,和易性差等现象,这些都容易造成混凝土外观缺陷,不满足混凝土配制要求。所以专用外加剂匹配性应用具有最佳效果。
对比例4
依据JTG/T 3650-2020《公路桥涵施工技术规范》规定大体积混凝土入模温度宜不高于28℃,入模温度过高使得混凝土结构物外表容易出现小裂缝甚至结构裂缝,对结构物外观质量控制极为不利,并且影响结构物耐久性。为了更好的证明固态冰在环境温度较高时对混凝土温度降低的作用,对比加入40kg/m3固态冰的混凝土(其他组分及组分用量与实施例1相同)与不加固态冰生产出的混凝土(实施例1)温度测试。通过现场实际测试,未加固态冰混凝土实测温度为30.2℃,见图10。为了降低混凝土温度,加35kg/m3固态冰混凝土温度25.7℃,见图11。证明固态冰对降低混凝土温度效果明显,混凝土入模温度得到有效保证进而保证结构部不会因为温度影响质量。
上述实施方式仅为本发明的优选实施例方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于重钙粉的超低色差混凝土,其特征在于,其各组分及用量为:水泥200-450kg/m3、矿渣粉0-150kg/m3、碎石1000-1200kg/m3、砂700-800kg/m3、液态水150-180kg/m3、固态冰0-80kg/m3、重钙粉70-150kg/m3、专用外加剂0.8-5.0kg/m3
2.如权利要求1所述的基于重钙粉的超低色差混凝土,其特征在于,其各组分及用量为:水泥200-450kg/m3、粒化高炉矿渣粉30-150kg/m3、碎石1000-1200kg/m3、机制砂700-800kg/m3、液态水150-180kg/m3、固态冰0-80kg/m3、重钙粉70-150kg/m3、专用外加剂0.8-5.0kg/m3
3.如权利要求1所述的基于重钙粉的超低色差混凝土,其特征在于,水泥200-450kg/m3、粒化高炉矿渣粉30-150kg/m3、碎石1000-1200kg/m3、机制砂700-800kg/m3、液态水150-180kg/m3、固态冰10-80kg/m3、重钙粉70-150kg/m3、专用外加剂0.8-5.0kg/m3
4.如权利要求1所述的基于重钙粉的超低色差混凝土,其特征在于,其各组分及用量为:水泥247-254kg/m3、粒化高炉矿渣粉38-39kg/m3、碎石1100-1154kg/m3、机制砂708-733kg/m3、液态水148-167kg/m3、固态冰0kg/m3、重钙粉95-97kg/m3、专用外加剂3.8-3.9kg/m3
5.如权利要求1所述的基于重钙粉的超低色差混凝土,其特征在于,所述专用外加剂包括按重量百分含量计的如下组分:萘磺酸甲醛缩合物减水剂16%-29%、聚乙烯醇0.08%-0.10%、十二烷基硫酸钠0.7%-1.0%、柠檬酸2.5%-5.5%、葡萄糖酸钠1.5%-4.0%、余量的水。
6.如权利要求1所述的基于重钙粉的超低色差混凝土,其特征在于,
所述水泥为硅酸盐水泥,碱含量小于等于0.6%、氯离子含量小于等于0.03%,其他指标符合GB175-2007规定;
和/或,所述矿渣粉为S95级的粒化高炉矿渣粉,指标满足GB/T 18046-2017;
和/或,所述碎石为5mm-25mm两档连续级配,含泥量小于0.9%、表观密度大于等于2600kg/m3、氯离子含量小于等于0.02%,其他指标符合JTG/T 3650-2020规定;
和/或,所述机制砂的指标符合JTG/T 3650-2020规定;
和/或,所述液态水为生产用水,指标符合JTG/T 3650-2020规定;
和/或,所述固态冰为折算的液态水质量,指标融成液态水检测符合JTG/T 3650-2020规定;
和/或,所述重钙粉为选用优质的石灰石为原料,经过破碎、磨细及风选制备而成,碳酸钙含量大于95%、白度要求大于90%、细度小于15%、7d及28d活性指数大于60%、流动度比大于等于100%。
7.如权利要求1所述的基于重钙粉的超低色差混凝土,其特征在于,所述碎石包括第一碎石和第二碎石,第一碎石的粒径为10-20mm,第二碎石的粒径为5-10mm,第一碎石与第二碎石的重量比小于4:1。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的基于重钙粉的超低色差混凝土的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
备料步骤:按配方配比分别称取如下组分:水泥、矿渣粉、碎石、砂、液态水、固态冰、重钙粉、专用外加剂,备用;
搅拌步骤:在强制式混凝土搅拌机中,采用二次投料的砂浆裹石搅拌工艺,在搅拌混凝土时,投料顺序为:先向搅拌机中依次投入配方量的砂、配方量的固态冰、配方量的70%的液态水以及配方量的专用外加剂、配方量的水泥、配方量的矿渣粉、配方量的重钙粉,再投放配方量的碎石,最后再加入剩余配方量的30%的液态水进行搅拌,搅拌机搅拌功率满足GB/T 9142-2000《混凝土搅拌机》要求,搅拌时间为120s-180s,即得。
9.如权利要求8所述的基于重钙粉的超低色差混凝土的制备方法,其特征在于,备料步骤中,专用外加剂制备方法包括以下步骤:
S10:各组成原材料及重量百分比为萘磺酸甲醛缩合物减水剂16%-29%、聚乙烯醇0.08%-0.10%、十二烷基硫酸钠0.7%-1.0%、柠檬酸2.5%-5.5%、葡萄糖酸钠1.5%-4.0%、余量的水;
S20:各组分原材料称量好后,首先把水加入反应釜中,再按照顺序将萘磺酸甲醛缩合物减水剂、聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠、柠檬酸、葡萄糖酸钠依次加入反应釜中,搅拌均匀;
S30:反应釜升温至50℃-60℃,进一步搅拌均匀、所有成分溶解均匀,保温反应3h-6h,得到棕褐色液态专用外加剂;其中,所制得专用外加剂2h-3h坍落度无损失,泌水率为0%,含气量小于4.0%。
10.如权利要求8所述的基于重钙粉的超低色差混凝土的制备方法,其特征在于,所述混凝土的性能为:2h坍落度损失小于5mm,3h坍落度损失小于10mm,含气量指标为小于等于2.5%,表观密度指标为2300kg/m3-2400kg/m3,28d抗压强度指标为C30-C50,28d回弹强度满足设计要求。
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