CN114634339A - 一种c60高强自密实微膨胀混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种C60高强自密实微膨胀混凝土，以质量份数计，包括水150～200份、水泥400～460份、砂570～850份、碎石800～1100份、粉煤灰45～65份、矿粉50～110份、外加剂11～14份、膨胀剂40～52份。与现有同标标号混凝土相比具有微膨胀，能防止混凝土与钢管柱内壁脱空，使其共同受力。具有良好的自密实性能，混凝土可免振捣，利用高抛时的动能自行充满内部结构复杂构件的腔体。有效解决钢管柱内横向隔板多或倾斜的钢管柱在施工时容易在隔板处形成气腔、混凝土与钢柱内壁脱开等技术难题。
Description
技术领域
本发明属于混凝土制备领域，具体涉及一种C60高强自密实微膨胀混凝土及其制备方法。
背景技术
钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土后形成的构件，钢管混凝土利用钢管和混凝土在受力过程中的相互作用使混凝土处于复杂应力状态下，从而使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性性能大为改善，同时由于混凝土的存在可以避免或延续钢管发生局部屈曲，从而保证材料性能的充分发挥，可见二者协同互补，共同工作，提高了钢管混凝土构件的整体性，使其具有承载力高、塑性和韧性好、抗震性能好、施工方便、较好的耐火性和良好的灾后可修复性以及经济指标先进等优点，因而得到了广泛的应用。
高抛法施工的高层钢结构钢管混凝土，特别适用于内横向隔板多或倾斜的钢管混凝土柱(亦适用于其他浇筑高度大、浇筑量大、形体复杂、配筋密集等情况)，高抛法是通过一定的抛落高度，充分利用混凝土坠落时的动能及混凝土自身性能，达到密实效果，因此，自密实混凝土配合比的设计和可靠的浇筑质量是保证混凝土满足其设计强度、保证钢管和核心混凝土相互协同作用得到充分发挥的重要前提。
实际施工中，具有很多钢管柱高度过高、内横向隔板多或倾斜的钢管柱在施工时容易在隔板处形成气腔、混凝土与钢柱内壁脱开等技术问题，因此，需要一种适用于采用高抛法施工的高层钢结构钢管混凝土配合比，具有高强度、微膨胀及自密实性能，能依靠高抛时动能充满内部结构复杂构件的混凝土。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种C60高强自密实微膨胀混凝土及其制备方法，解决了现有技术中钢管柱内横向隔板多或倾斜的钢管柱在施工时容易在隔板处形成气腔、混凝土与钢柱内壁脱开的问题。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种C60高强自密实微膨胀混凝土，以质量份数计，包括水150～200份、水泥400～460份、砂570～850份、碎石800～1100份、粉煤灰45～65份、矿粉50～110份、外加剂11～14份、膨胀剂40～52份。
所述水泥为P.O52.5硅酸盐水泥，3d抗折强度6.6Mpa,抗压强度35.2Mpa，初凝不得早于45分钟，终凝不得迟于390分钟,比表面积不小于300m2/kg。
所述砂选择颗粒形状近似于球形且级配良好的II区级配中砂，砂子细度模数在2.7～3.0，含泥量≤2％,泥块含量≤0.5％。
所述碎石选用5～16mm连续级配的碎石，针、片状颗粒含量,按重量计(％)≤8％，含泥量≤0.5％,泥块含量≤0.2％。
所述粉煤灰为F类II级、细度≤12％，烧失量≤5％，含水量≤1％；。
所述矿粉为S95级，比表面积≥300m2/kg，烧失量≤1.0％，含水量≤1.0％。
所述膨胀剂采用聚羧酸高效减水剂，减水率≥25％。
所述膨胀剂选用UEA-I膨胀剂，为硫酸铝熟料、石膏和明矾石共同粉磨而成。
一种C60高强自密实微膨胀混凝土的制备方法，将所述混凝土的材料全部加入到搅拌机内，启动搅拌机，直至混凝土达到要求后，停止搅拌机。
所述搅拌机的搅拌时间为70～90秒。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、与现有同标标号混凝土相比具有微膨胀，能防止混凝土与钢管柱内壁脱空，使其共同受力。
2、与传统混凝土相比，有良好的自密实性能，混凝土可免振捣，利用高抛时的动能自行充满内部结构复杂构件的腔体。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似方法及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
本方案适用于采用高抛法施工的高层钢结构钢管混凝土，特别适用于内横向隔板多或倾斜的钢管混凝土柱(亦适用于其他浇筑高度大、浇筑量大、形体复杂、配筋密集等情况)。
目的在于配制出一种适用于采用高抛法施工的高层钢结构钢管混凝土配合比，具有高强度、微膨胀及自密实性能，能依靠高抛时动能充满内部结构复杂构件的混凝土，主要解决钢管柱内横向隔板多或倾斜的钢管柱在施工时容易在隔板处形成气腔、混凝土与钢柱内壁脱开等技术难题。
一种C60高强自密实微膨胀混凝土，以质量份数计，包括水150～200份、水泥400～460份、砂570～850份、碎石800～1100份、粉煤灰45～65份、矿粉50～110份、外加剂11～14份、膨胀剂40～52份。
具体实施例一，
本实施例C60高强自密实微膨胀混凝土由以下分量的原料制成：水175份、水泥420份、中砂600份、碎石1050份、粉煤灰50份、矿粉80份、外加剂11.84份、膨胀剂44份。其中，
所述水泥为P.O52.5硅酸盐水泥，3d抗折强度6.6Mpa,抗压强度35.2Mpa，初凝不得早于45分钟，终凝不得迟于390分钟,比表面积不小于300m2/kg。
所述砂选择颗粒形状近似于球形且级配良好的II区级配中砂，砂子细度模数在2.7，含泥量≤2％,泥块含量≤0.5％。
所述碎石选用5～16mm连续级配的碎石，针、片状颗粒含量,按重量计(％)≤8％，含泥量≤0.5％,泥块含量≤0.2％。
所述粉煤灰为F类II级、细度(45μm方孔筛筛余)≤12％，烧失量≤5％，含水量≤1％；。
所述矿粉为S95级，比表面积≥300m2/kg，烧失量≤1.0％，含水量≤1.0％。
所述膨胀剂采用聚羧酸高效减水剂，减水率≥25％。
所述膨胀剂选用UEA-I膨胀剂，为硫酸铝熟料、石膏和明矾石共同粉磨而成。
本实施例C60高强自密实微膨胀混凝土的制备方法如下：
将所述混凝土的材料全部加入到搅拌机内，启动搅拌机80秒，直至混凝土达到要求后，停止搅拌机。
该实施例所获取的混凝土的扩展度为650mm，水胶比0.336，砂率0.51，应用该混凝土高抛法施工浇筑后，3d的强度为54.8MPa，7d的强度为61.3MPa，28d的强度为65.5MPa。
具体实施例二，
本实施例C60高强自密实微膨胀混凝土由以下分量的原料制成：水185份、水泥440份、中砂812份、碎石812份、粉煤灰55份、矿粉55份、外加剂11.84份、膨胀剂44份。其中，
所述水泥为P.O52.5硅酸盐水泥，3d抗折强度6.6Mpa,抗压强度35.2Mpa，初凝不得早于45分钟，终凝不得迟于390分钟,比表面积不小于300m2/kg。
所述砂选择颗粒形状近似于球形且级配良好的II区级配中砂，砂子细度模数在2.7～3.0，含泥量≤2％,泥块含量≤0.5％。
所述碎石选用5～16mm连续级配的碎石，针、片状颗粒含量,按重量计(％)≤8％，含泥量≤0.5％,泥块含量≤0.2％。
所述粉煤灰为F类II级、细度(45μm方孔筛筛余)≤12％，烧失量≤5％，含水量≤1％；。
所述矿粉为S95级，比表面积≥300m2/kg，烧失量≤1.0％，含水量≤1.0％。
所述膨胀剂采用聚羧酸高效减水剂，减水率≥25％。
所述膨胀剂选用UEA-I膨胀剂，为硫酸铝熟料、石膏和明矾石共同粉磨而成。
本实施例C60高强自密实微膨胀混凝土的制备方法如下：
将所述混凝土的材料全部加入到搅拌机内，启动搅拌机70秒，直至混凝土达到要求后，停止搅拌机。
该实施例所获取的混凝土的扩展度为680mm，水胶比0.336，砂率0.5，应用该混凝土高抛法施工浇筑后，3d的强度为42.4MPa，7d的强度为51.8MPa，28d的强度为60.8MPa。
具体实施例三，
本实施例C60高强自密实微膨胀混凝土由以下分量的原料制成：水175份、水泥413份、中砂619份、碎石1010份、粉煤灰55份、矿粉82份、外加剂11.88份、膨胀剂44份。其中，
所述水泥为P.O52.5硅酸盐水泥，3d抗折强度6.6Mpa,抗压强度35.2Mpa，初凝不得早于45分钟，终凝不得迟于390分钟,比表面积不小于300m2/kg。
所述砂选择颗粒形状近似于球形且级配良好的II区级配中砂，砂子细度模数在2.7～3.0，含泥量≤2％,泥块含量≤0.5％。
所述碎石选用5～16mm连续级配的碎石，针、片状颗粒含量,按重量计(％)≤8％，含泥量≤0.5％,泥块含量≤0.2％。
所述粉煤灰为F类II级、细度(45μm方孔筛筛余)≤12％，烧失量≤5％，含水量≤1％；。
所述矿粉为S95级，比表面积≥300m2/kg，烧失量≤1.0％，含水量≤1.0％。
所述膨胀剂采用聚羧酸高效减水剂，减水率≥25％。
所述膨胀剂选用UEA-I膨胀剂，为硫酸铝熟料、石膏和明矾石共同粉磨而成。
本实施例C60高强自密实微膨胀混凝土的制备方法如下：
将所述混凝土的材料全部加入到搅拌机内，启动搅拌机90秒，直至混凝土达到要求后，停止搅拌机。
该实施例所获取的混凝土的扩展度为610mm，水胶比0.318，砂率0.38，应用该混凝土高抛法施工浇筑后，3d的强度为51.3MPa，7d的强度为59.6MPa，28d的强度为68.6MPa。
C60自密实混凝土因添加了膨胀剂、外加剂，故在搅拌机中的搅拌时间应比常规混凝土搅拌时间适当延长，为70～90秒左右(从全部材料投完算起)。
上述实施例仅仅是作为对本方案的说明所举的例子，为了更进一步验证该方案的结果，采用正交法进行C60高强自密实微膨胀混凝土配合比设计，并验证混凝土施工性能、填充性能以及混凝土3d、7d和28d的强度。正交法试验方案及结果见下表1.
表1
根据配制的混凝土的力学性能及工作性能，从上表中可以看出任何一组的28d的抗压强度都大于60MPa，但考虑到现场施工条件和施工水平以及各种环节对钢管混凝土的不利影响，认为在使用本试验原材料的情况下，最终优选确定混凝土配合比见下表2。
表2
通过实验数据可以看出，本方案的混凝土具有如下优点：
1、与现有同标标号混凝土相比具有微膨胀，能防止混凝土与钢管柱内壁脱空，使其共同受力。
2、与传统混凝土相比，有良好的自密实性能，混凝土可免振捣，利用高抛时的动能自行充满内部结构复杂构件的腔体。
该C60高强自密实微膨胀混凝土适用于采用高抛法施工的高层钢结构钢管混凝土配合比，具有高强度、微膨胀及自密实性能，能依靠高抛时动能充满内部结构复杂构件的混凝土，主要解决钢管柱内横向隔板多或倾斜的钢管柱在施工时容易在隔板处形成气腔、混凝土与钢柱内壁脱开等技术难题。
有效解决了倾斜钢箱柱最大分段制作高度大于10米，结构复杂且内有多层横隔板，常规C60高强混凝土易收缩且自填充性能差，在无法振捣的情况下容易在隔板处形成气腔、混凝土与钢柱内壁也容易脱开等问题。
本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。
Claims (10)
1.一种C60高强自密实微膨胀混凝土，其特征在于：以质量份数计，包括水150～200份、水泥400～460份、砂570～850份、碎石800～1100份、粉煤灰45～65份、矿粉50～110份、外加剂11～14份、膨胀剂40～52份。
2.根据权利要求1所述的C60高强自密实微膨胀混凝土，其特征在于：所述水泥为P.O52.5硅酸盐水泥，3d抗折强度6.6Mpa,抗压强度35.2Mpa，初凝不得早于45分钟，终凝不得迟于390分钟,比表面积不小于300m2/kg。
3.根据权利要求1所述的C60高强自密实微膨胀混凝土，其特征在于：所述砂选择颗粒形状近似于球形且级配良好的II区级配中砂，砂子细度模数在2.7～3.0，含泥量≤2％,泥块含量≤0.5％。
4.根据权利要求1所述的C60高强自密实微膨胀混凝土，其特征在于：所述碎石选用5～16mm连续级配的碎石，针、片状颗粒含量,按重量计(％)≤8％，含泥量≤0.5％,泥块含量≤0.2％。
5.根据权利要求1所述的C60高强自密实微膨胀混凝土，其特征在于：所述粉煤灰为F类II级、细度≤12％，烧失量≤5％，含水量≤1％；。
6.根据权利要求1所述的C60高强自密实微膨胀混凝土，其特征在于：所述矿粉为S95级，比表面积≥300m2/kg，烧失量≤1.0％，含水量≤1.0％。
7.根据权利要求1所述的C60高强自密实微膨胀混凝土，其特征在于：所述膨胀剂采用聚羧酸高效减水剂，减水率≥25％。
8.根据权利要求7所述的C60高强自密实微膨胀混凝土，其特征在于：所述膨胀剂选用UEA-I膨胀剂，为硫酸铝熟料、石膏和明矾石共同粉磨而成。
9.一种C60高强自密实微膨胀混凝土的制备方法，其特征在于：将权利要求1至8中任一项所述混凝土的材料全部加入到搅拌机内，启动搅拌机，直至混凝土达到要求后，停止搅拌机。
10.根据权利要求9所述的C60高强自密实微膨胀混凝土的制备方法，其特征在于：所述搅拌机的搅拌时间为70～90秒。
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| CN108218322A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-06-29 | 昆山申昆联合混凝土有限公司 | 一种c80高抛免振捣自密实混凝土及其施工工艺 |
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2022
- 2022-03-24 CN CN202210296854.3A patent/CN114634339A/zh active Pending
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