CN117125930B - 一种c80高抛自密实混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种C80高抛自密实混凝土及其制备方法。一种C80高抛自密实混凝土，按照质量份数，包括以下原料：400‑500份水泥、1600‑1900份骨料、130‑160份水、6‑9份减水剂、20‑50份硅粉、120‑170矿粉、50‑100份棕榈壳、20‑60份稻壳；骨料包括粗骨料和细骨料，粗骨料与细骨料质量比为1：（0.3‑0.8），以粗骨料的质量为基准；其制备方法为：将水泥、硅粉、矿粉、棕榈壳、稻壳混合，得到混合物a；将骨料与混合物a混合，得到混合物b；将水、减水剂与混合物b混合，得到混凝土。本申请具有改善高抛自密实混凝土的抗泌水效果的优点。
Description
技术领域
本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种C80高抛自密实混凝土及其制备方法。
背景技术
目前，我国高层建筑或者超高层建筑在浇筑时，通常采用高抛法或顶升法。高抛法浇筑钢管混泥土的重要特征是必须从高处抛落，使混凝土利用其自身重量由高处抛落时产生的动能来实现自流平并充满浇筑体。自密实混凝土浇筑，无需振捣，密实度好，施工不受混凝土养护时间的影响，施工质量优于传统混凝土框架柱的浇筑质量，在实际施工中被广泛地应用。
为了加快工期，混凝土浇筑常采用一次性浇筑的施工方式。而结合到高抛法中，极易在高抛过程中出现粗集下沉、砂浆上浮的现象，泌水严重，导致混凝土质量较差。
发明内容
为了改善高抛自密实混凝土的抗泌水效果，本申请提供一种C80高抛自密实混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种C80高抛自密实混凝土，采用如下的技术方案：
一种C80高抛自密实混凝土，按照质量份数，包括以下原料：400-500份水泥、1600-1900份骨料、130-160份水、6-9份减水剂、20-50份硅粉、120-170矿粉、50-100份棕榈壳、20-60份稻壳；
骨料包括粗骨料和细骨料，粗骨料与细骨料质量比为1：(0.3-0.8)，以粗骨料的质量为基准。
通过采用上述技术方案，在混凝土体系中加入棕榈壳、稻壳，首先起到了基础的级配作用，有利于提高混凝土的密实度。
其次，在棕榈壳、稻壳的共同配合下，水化反应前期，水泥、水流经棕榈壳坑坑洼洼的表面，部分甚至挂在棕榈壳微孔上，使得水泥、水具有更加充分的反应时间和效果，不容易在高抛过程中马上析出。随着反应的进行，体系中的微孔、棕榈壳的微孔被水化产物填充，混凝土体系中的孔洞被填补，切断了水的通路，后续浇筑过程也不容易泌水。在水化反应后期，部分在棕榈壳微孔内的稻壳与水化反应中生成的氢氧化钙继续发生反应，既可以增加混凝土体系的强度，又进一步对微孔进行了填充。且由于微孔的存在，水泥浆料、水等物质不容易脱离体系。
由于水泥、水与棕榈壳、稻壳的特殊反应，有利于提高所形成的水泥浆料的性能，在自流平的时候得以更加充分包裹骨料，进一步有利于提高混凝土整体的强度，提高抗离析性。
优选的，所述棕榈壳的平均粒径为2.5-6.5mm。
通过采用上述技术方案，限定棕榈壳的平均粒径在该特定范围内，有利于提高棕榈壳与水化水泥浆料之间的结合力，从而进一步提高微孔填补、体系孔洞填补的效果。
优选的，所述棕榈壳至少包括普通棕榈壳、改性棕榈壳中的一种；
当棕榈壳包括改性棕榈壳时，改性棕榈壳的制备方法如下：
将粉煤灰、膨润土、普通棕榈壳混合，然后再与水混合，得到混合物；
将混合物干燥，去除水分，得到待处理物；
将待处理物置于300-380℃的温度下烧结处理15-45min，冷却后得到改性棕榈壳。
通过采用上述技术方案，使用特定的制备方法对改性棕榈壳进行改性。在300-380℃下对含有普通棕榈壳的待处理物进行烧结，使得普通棕榈壳中的部分纤维等有机物发生反应后变成气体逸出，生成了孔隙率更高的改性棕榈壳。
孔隙率更高的改性棕榈壳投入到混凝土体系中，为水泥、水的附着提供了更多位点，使得水泥、水、稻壳与棕榈壳之间有更充分的配合效果。
优选的，所述棕榈壳为普通棕榈壳、改性棕榈壳，普通棕榈壳、改性棕榈壳的质量比为1：(0.2-0.6)，以普通棕榈壳的质量为基准。
经过改性处理的改性棕榈壳自身的强度下降，不如普通棕榈壳的。改性棕榈壳使用量过多，容易导致混凝土强度提升不显著；改性棕榈壳使用量过少，附着位点的数量不足，孔隙填充效果又不够。
因此，通过采用上述技术方案，进一步限定普通棕榈壳与改性棕榈壳的使用比例，保证了尽可能多的附着位点，同时保证了对混凝土强度的提高效果。
优选的，按照质量份数，所述改性棕榈壳的制备方法中，粉煤灰为1-2份，膨润土为0.5-3份，普通棕榈壳为10-15份。
通过采用上述技术方案，进一步限定粉煤灰、膨润土与普通棕榈壳的使用比例，在该比例下，三者具有良好的粘接效果，所形成的混合物不容易分散，有利于提高后续烧结成型的效果，具有更加丰富、均匀分散的孔洞。
优选的，所述棕榈壳与稻壳的质量比为1：(0.3-0.6)，以棕榈壳的质量为基准。
通过采用上述技术方案，进一步限定棕榈壳与稻壳之间的质量比，有利于增加棕榈壳、稻壳与其他颗粒间的接触点，增加静摩擦力，使多个颗粒粘在一起，不容易分离，也有利于填补在骨料之间的空隙中，切断泌水过程的流动通道。并且，适量的稻壳可以在后续反应中与水化产物有配合效果，提高混凝土体系的结合强度、抗压强度。
优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
第二方面，本申请提供一种C80高抛自密实混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种C80高抛自密实混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将水泥、硅粉、矿粉、棕榈壳、稻壳混合，得到混合物a；
将骨料与混合物a混合，得到混合物b；
将水、减水剂与混合物b混合，得到混凝土。
通过采用上述技术方案，采用特定顺序将各种原料混合，各种原料具有更加充分的混合反应效果，从而提高混凝土的抗泌水性、抗压强度。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、在棕榈壳、稻壳的共同配合下，水化反应前期，水泥、水流经棕榈壳表面、内部，提高水泥、水反应时间和效果。随着反应的进行，体系中的微孔、棕榈壳的微孔被水化产物填充，混凝土体系中的孔洞被填补，切断了水的通路，后续不容易泌水。在水化反应后期，稻壳与水化反应产物继续发生反应，增加混凝土的强度，对微孔进行了填充。
2、由于水泥、水与棕榈壳、稻壳的特殊反应，提高所形成的水泥浆料的性能，得以更加充分包裹骨料，进一步有利于提高混凝土整体的强度，提高抗离析性。
3、使用特定的制备方法对改性棕榈壳进行改性，对含有普通棕榈壳的待处理物进行烧结，使得普通棕榈壳中的部分纤维等有机物发生反应后变成气体逸出，生成了孔隙率更高的改性棕榈壳。孔隙率更高的改性棕榈壳投入到混凝土体系中，为水泥、水的附着提供了更多位点，使得水泥、水、稻壳与棕榈壳之间有更充分的配合效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例及对比例中所用的原料均为市售产品。
制备例
制备例1
一种改性棕榈壳，由以下步骤制备而成：
步骤1)：将粉煤灰、膨润土、普通棕榈壳混合均匀；然后再加入水，共同搅拌混合，得到混合物。
粉煤灰的使用量为1.5kg，膨润土的使用量为1.5kg，普通棕榈壳的使用量为12kg，水的用量为12kg。
步骤2)：将混合物置于室温下自然干燥6h。然后再置于鼓风干燥箱中，在105℃的温度下干燥4h。降混合物中的水分去除，得到待处理物。
步骤3)：将待处理物置于气氛烧结炉内，在空气气氛、320℃的温度下烧结处理30min，冷却后得到改性棕榈壳。
制备例2
一种改性棕榈壳，与制备例1的不同之处在于：
步骤1)中粉煤灰的使用量为1kg，膨润土的使用量为3kg，普通棕榈壳的使用量为12kg，水的用量为12kg。
步骤3)中在300℃下烧结45min。
制备例3
一种改性棕榈壳，与制备例1的不同之处在于：
步骤1)中粉煤灰的使用量为2kg，膨润土的使用量为0.5kg，普通棕榈壳的使用量为12kg，水的用量为12kg。
步骤3)中在380℃下烧结15min。
制备例4
一种改性棕榈壳，与制备例1的不同之处在于：步骤3)中在600℃下烧结。
制备例5
一种改性棕榈壳，与制备例1的不同之处在于：步骤3)中在150℃下烧结。
制备例6
一种改性棕榈壳，与制备例1的不同之处在于：将粉煤灰替换成等质量的膨润土，即粉煤灰的使用量为0kg，膨润土的使用量为3kg。
制备例7
一种改性棕榈壳，与制备例1的不同之处在于：将膨润土替换成等质量的粉煤灰，即粉煤灰的使用量为3kg，膨润土的使用量为0kg。
实施例
实施例1
一种C80高抛自密实混凝土，包括以下原料：水泥、骨料、水、减水剂、硅粉、矿粉、棕榈壳、稻壳。
水泥为P·II52.5R水泥。
骨料为粗骨料和细骨料，粗骨料与细骨料质量比为1：0.5。粗骨料具体为5-20mm级配碎石，表观密度2850kg/m3，细骨料为河砂，平均粒径为细度模数2.6，表观密度2650kg/m3。
减水剂为聚羧酸减水剂，具体为聚羧酸缓凝型高性能减水剂。
矿粉为S95粒化高炉矿渣粉。
棕榈壳为普通棕榈壳，市售获得；棕榈壳的平均粒径为5.0mm。
棕榈壳与稻壳的质量比为1：0.4。
各原料的具体用量详见表1。
本申请实施例还提供一种C80高抛自密实混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤a)：将水泥、硅粉、矿粉、棕榈壳、稻壳混合，搅拌均匀，得到混合物a。
步骤b)：将骨料倒入搅拌机中，搅拌散开。然后再往搅拌机内倒入混合物a，搅拌混合均匀，得到混合物b。
步骤c)：将水、减水剂与混合物b混合，搅拌均匀，得到混凝土。
实施例2
一种C80高抛自密实混凝土，与实施例1的不同之处在于，
粗骨料与细骨料质量比为1：0.3。
棕榈壳的平均粒径为2.5mm。
棕榈壳与稻壳的质量比为1：0.6。
各原料的用量不同，具体详见表1。
实施例3
一种C80高抛自密实混凝土，与实施例1的不同之处在于，
粗骨料与细骨料质量比为1：0.8。
棕榈壳的平均粒径为6.5mm。
棕榈壳与稻壳的质量比为1：0.4。
各原料的用量不同，具体详见表1。
表1
实施例4
一种C80高抛自密实混凝土，与实施例1的不同之处在于，棕榈壳的平均粒径为15mm。
实施例5
一种C80高抛自密实混凝土，与实施例1的不同之处在于，棕榈壳为普通棕榈壳和改性棕榈壳，普通棕榈壳、改性棕榈壳的质量比为1：0.2。即普通棕榈壳的使用量为67kg，改性棕榈壳的使用量为13kg。
改性棕榈壳采用制备例1制得的改性棕榈壳。
实施例6
一种C80高抛自密实混凝土，与实施例5的不同之处在于，普通棕榈壳、改性棕榈壳的质量比为1：0.6，即普通棕榈壳的使用量为50kg，改性棕榈壳的使用量为30kg。
改性棕榈壳采用制备例2制得的改性棕榈壳。
实施例7
一种C80高抛自密实混凝土，与实施例5的不同之处在于，棕改性棕榈壳采用制备例3制得的改性棕榈壳。
实施例8
一种C80高抛自密实混凝土，与实施例5的不同之处在于，棕改性棕榈壳采用制备例4制得的改性棕榈壳。
实施例9
一种C80高抛自密实混凝土，与实施例5的不同之处在于，棕改性棕榈壳采用制备例5制得的改性棕榈壳。
实施例10
一种C80高抛自密实混凝土，与实施例5的不同之处在于，棕改性棕榈壳采用制备例6制得的改性棕榈壳。
实施例11
一种C80高抛自密实混凝土，与实施例5的不同之处在于，棕改性棕榈壳采用制备例7制得的改性棕榈壳。
对比例
对比例1
一种C80高抛自密实混凝土，与实施例1的不同之处在于，将棕榈壳替换为椰子壳，即棕榈壳的使用量为0kg，椰子壳的使用量为80kg。
对比例2
一种C80高抛自密实混凝土，与实施例1的不同之处在于，将稻壳替换为椰子壳，即稻壳的使用量为0kg，椰子壳的使用量为32kg。
对比例3
一种C80高抛自密实混凝土，与实施例1的不同之处在于，棕榈壳的使用量为32kg，稻壳的使用量为80kg。
性能检测试验
1、抗压强度：按照GB/T50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》对实施例1-11、对比例1-3的混凝土进行抗压强度检测，记录28d抗压强度。
2、抗泌水效果：按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》中的“12.泌水试验”对实施例1-11、对比例1-3的混凝土拌合物进行检测，记录泌水率。
3、抗离析效果：按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》中的“17.抗离析性试验”对实施例1-11、对比例1-3的混凝土拌合物进行检测，记录离析率。
上述试验1-3的检测结果详见表2。
表2
根据表2中实施例1与对比例1-2的检测数据对比可知，实施例1所制得的混凝土抗压强度较对比例1-2有明显提升，实施例1的泌水率、离析率都远低于对比例1-2的。说明在棕榈壳、稻壳的共同配合下，可以改善高抛自密实混凝土的抗压强度、抗泌水效果。再结合对比例3的检测数据对比可知，对比例3的抗压强度略高于对比例1-2的，但是还是较实施例1的差很多；对比例3的离析率、泌水率同样较对比例1-2略好，但与实施例1之间的差距较大。说明不仅要限定棕榈壳、稻壳在特定混凝土体系中使用，还需要进一步限定两者的用量及比例，才能有效改善混凝土的性能。
根据表2中实施例1与实施例4的检测数据对比可知，当棕榈壳的粒径超过特定范围时，所制得的混凝土的强度、抗泌水效果会有所下降。说明进一步限定棕榈壳的粒径有利于提高棕榈壳与水泥浆料之间的结合力，进一步提高封堵缝隙、水通路的效果。
根据表2中实施例1与实施例5-7的检测数据对比可知，当棕榈壳为普通棕榈壳和改性棕榈壳在特定比例配合时，所制得的混凝土的强度、抗泌水、抗离析效果可以进一步得到提升。
根据表2中实施例5与实施例8-9的检测数据对比可知，改性普通棕榈壳时，若烧结温度过高或过低，都会对改性棕榈壳的结构产生较大影响，从而使得改性棕榈壳无法与普通棕榈壳产生良好的配合效果，进而无法提升混凝土的强度和抗泌水效果。
根据表2中实施例5与实施例10-11的检测数据对比可知，在制备改性棕榈壳时，粉煤灰、膨润土的使用较为重要，可以起到粘接效果，有利于后续烧结改变普通棕榈壳的结构，形成指定结构的改性棕榈壳。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (4)
1.一种C80高抛自密实混凝土，其特征在于，按照质量份数，包括以下原料：400-500份水泥、1600-1900份骨料、130-160份水、6-9份减水剂、20-50份硅粉、120-170份矿粉、50-100份棕榈壳、20-60份稻壳；
骨料包括粗骨料和细骨料，粗骨料与细骨料质量比为1：（0.3-0.8），以粗骨料的质量为基准；
所述棕榈壳的平均粒径为2.5-6.5mm；
所述棕榈壳为普通棕榈壳、改性棕榈壳，普通棕榈壳、改性棕榈壳的质量比为1：（0.2-0.6），以普通棕榈壳的质量为基准；
改性棕榈壳的制备方法如下：
将粉煤灰、膨润土、普通棕榈壳混合，然后再与水混合，得到混合物；
将混合物干燥，去除水分，得到待处理物；
将待处理物置于300-380℃的温度下烧结处理15-45min，冷却后得到改性棕榈壳；
按照质量份数，所述改性棕榈壳的制备方法中，粉煤灰为1-2份，膨润土为0.5-3份，普通棕榈壳为10-15份。
2.根据权利要求1所述的C80高抛自密实混凝土，其特征在于：所述棕榈壳与稻壳的质量比为1：（0.3-0.6），以棕榈壳的质量为基准。
3.根据权利要求1所述的C80高抛自密实混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂。
4.一种基于权利要求1-3任一项所述的C80高抛自密实混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将水泥、硅粉、矿粉、棕榈壳、稻壳混合，得到混合物a；
将骨料与混合物a混合，得到混合物b；
将水、减水剂与混合物b混合，得到混凝土。
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