一種c90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土及其配制方法
【專利摘要】一種C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土及其配制方法，涉及一種建筑材料及其配制方法，C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土特征在于采用如下比重的材料配制而成：水泥∶硅灰∶粉煤灰∶石子∶砂子∶水∶高效減水劑（單位Kg/m3）=（440-480）∶（25-55）∶（55-110）∶（580-700）∶（1100-1300）∶（115-135）∶（16-22）。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，融入了低碳環(huán)保建筑理念，強(qiáng)度等級很高，工作性優(yōu)良，特別適用于澆筑型鋼鋼管混凝土、中空夾層鋼管混凝土、鋼管混凝土疊合構(gòu)件以及復(fù)式鋼管混凝土等鋼管內(nèi)部空間受限的新型鋼管高強(qiáng)混凝土組合結(jié)構(gòu)中。
【專利說明】—種C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土及其配制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑材料及其配制方法，特別是涉及一種C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土及其配制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著建筑技術(shù)的進(jìn)步,建筑結(jié)構(gòu)向著大跨度、高層甚至超高層方向發(fā)展，在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中，如果混凝土的強(qiáng)度太低，鋼材尚未屈服時(shí)混凝土就已經(jīng)被壓碎，不能充分的發(fā)揮鋼管混凝土的力學(xué)性能，但是受到眾多因素的制約，結(jié)構(gòu)尺寸不能隨著結(jié)構(gòu)荷載的增加而加大，這樣施工過程中就存在混凝土振搗困難，特別是鋼管內(nèi)部空間受限的新型鋼管高強(qiáng)混凝土組合結(jié)構(gòu)中，很容易因?yàn)檎駬v不密實(shí)而使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空隙、氣泡和裂縫，不僅不能夠發(fā)揮鋼材和混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)良的力學(xué)性能，而且還會給結(jié)構(gòu)的安全性帶來較大的影響，而一種自密實(shí)高強(qiáng)混凝土可以很好地解決這些問題。
[0003]在歐美等國家自密實(shí)混凝土的使用已經(jīng)達(dá)到混凝土總用量的30%_40%，自密實(shí)混凝土的使用也成為了衡量一個(gè)國家建筑技術(shù)的一個(gè)重要指標(biāo)。近年來，我國正在著力發(fā)展一種低碳環(huán)保的新型建筑技術(shù)，而我國每年因發(fā)電產(chǎn)生數(shù)十億噸的粉煤灰，這些粉煤灰如果不加以處理會對環(huán)境造成極大的影響，本發(fā)明充分利用這一情況，變廢為寶，合理的將低碳環(huán)保的建筑技術(shù)理念融入到自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的配制過程當(dāng)中。
[0004]目前我國關(guān)于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)所用的高強(qiáng)混凝土大都強(qiáng)度等級不到C80，且在施工過程中存在著振搗困難等方面的難題，而型鋼鋼管混凝土、中空夾層鋼管混凝土、鋼管混凝土疊合構(gòu)件以及復(fù)式鋼管混凝土等新型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的日漸興起，為統(tǒng)協(xié)鋼材和混凝土二者優(yōu)缺點(diǎn)及施工澆筑的方便性，本發(fā)明專利將C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的配制和工作性作為重點(diǎn)，進(jìn)行著重研究。
[0005]因此通過給出系統(tǒng)的“一種C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的配制方法”，可以促進(jìn)自密實(shí)高強(qiáng)混凝土在建筑結(jié)構(gòu)中的廣泛使用，不但可以促進(jìn)建筑技術(shù)和施工工藝的進(jìn)步，而且符合低碳環(huán)保的建筑技術(shù)理念，具有較大的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和社會利益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土及其配制方法，配置的自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到C90級，特別適與澆筑鋼管內(nèi)部空間受限的新型鋼管高強(qiáng)混凝土組合結(jié)構(gòu)，本發(fā)明可以有效節(jié)約配制成本，同時(shí)粉煤灰的利用可以有保護(hù)環(huán)境。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
1、一種C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土，該混凝土的配合比為:
水泥:娃灰:粉煤灰:石子:砂子:水:聞效減水劑:(單位為千克每立方米):(440-480):(25-55):(55-110):(1100-1300):(580-700):(115-135):(16-22)。
[0008]2、一種C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的配制方法包括以下幾個(gè)步驟:
(I)材料的準(zhǔn)備:按照水泥:娃灰:粉煤灰:石子:砂子:水:聞效減水劑:(單位為千克每立方米):(440-480): (25-55): (55-110): (1100-1300): (580-700): (115-135): (16-22)準(zhǔn)備原材料。
[0009](2)原材料按照石子、砂子、膠凝材料、水和高效減水劑融合液順序逐次投入攪拌機(jī)中。
[0010](3)將稱好重量的石子、砂子，膠凝材料倒入攪拌機(jī)中攪拌45-60秒，使得粗細(xì)骨料和膠凝材料能夠充分均勻的混合分布。
[0011](4)將高效減水劑均勻混合于普通的自來水中，形成水和高效減水劑的融合液。
[0012](5)在攪拌的過程中，將水和高效減水劑的融合液緩慢而均勻倒入攪拌機(jī)中，使得該融合液和石子、砂子及膠凝材料的拌合料混合充分，攪拌過程持續(xù)時(shí)間為2-3分鐘。
[0013](6)水和高效減水劑融合液加入完畢后再繼續(xù)攪拌1-2分鐘，然后停止攪拌，出料后即形成了自密實(shí)高強(qiáng)混凝土。
[0014](7)將拌合均勻的混凝土裝入到結(jié)構(gòu)中成型，無需振搗。
[0015]本發(fā)明采用上述優(yōu)質(zhì)的制備方法，保證自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的密實(shí)度、工作性及高強(qiáng)度，能夠高效制備C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土。
[0016]按照上述方案的比重，水膠比控制在0.22-0.25 ;砂率控制在0.35-0.4 ;硅灰摻量指的是硅灰占所有膠凝材料總量的比重，控制在5%-10% ;粉煤灰摻量是指粉煤灰占所有膠凝材料總量的比重，控制在10%-20%。
[0017]上述方案水泥為52.5級普通硅酸鹽水泥。
[0018]上述方案硅灰為優(yōu)質(zhì)硅灰。
[0019]上述方案粉煤灰為I級或II級優(yōu)質(zhì)粉煤灰。
[0020]上述方案粗骨料為具有連續(xù)級配的玄武巖碎石，粒徑為5-20毫米。
[0021]上述方案細(xì)骨料為河砂，中粗砂，細(xì)度模數(shù)為2.7-3.0，含泥量不超過2%。
[0022]上述方案高效減水劑為摻有泵送劑的聚羧酸高效減水劑，減水率為30%_40%，并具有一定的保塑功能，與上述水泥和礦物摻料有較好的相容性。
[0023]上述方案水為普通自來水。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
1、彌補(bǔ)了自密實(shí)高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的不足:
本發(fā)明所配置的自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到C90級，特別適與澆筑鋼管內(nèi)部空間受限的新型鋼管高強(qiáng)混凝土組合結(jié)構(gòu)中如:型鋼鋼管混凝土、中空夾層鋼管混凝土、鋼管混凝土疊合構(gòu)件以及復(fù)式鋼管混凝土等。
[0025]2、節(jié)約成本、低碳環(huán)保，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益:
本發(fā)明使用了 10%-20%的煤粉灰以及5%-10%硅灰，而硅灰和粉煤灰的價(jià)格較水泥低，因此本發(fā)明成本較低，可以有效的節(jié)約配制C90級自密實(shí)混凝土的成本，同時(shí)粉煤灰的利用可以有效的保護(hù)環(huán)境，符合低碳環(huán)保的建筑理念。

【具體實(shí)施方式】
[0026]現(xiàn)結(jié)合一些實(shí)施例對一種C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的配制方法進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0027]按照配制自密實(shí)高強(qiáng)混凝土膠凝材料不超過600千克；砂子含泥量要小于2% ;石子級配連續(xù)，質(zhì)地堅(jiān)硬，強(qiáng)度較高；配制高強(qiáng)混凝土必須摻加一定量的礦物摻料；塌落度和擴(kuò)展度需較大及工作性能好的要求進(jìn)行C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的配制工作。
[0028]本發(fā)明采用上述優(yōu)質(zhì)的制備方法，保證自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的密實(shí)度、工作性及高強(qiáng)度，能夠高效制備C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土。
[0029]以下實(shí)施例中所使用的減水劑均為聚羧酸高效減水劑。
[0030]實(shí)施例1
C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土配方I的組分和含量為:水泥:粉煤灰:硅灰:石子:砂子:水:減水劑:(單位為千克每立方米)460:55:38.5: 1152:648: 125:16.5 ;配方中所用硅灰為優(yōu)質(zhì)硅灰，粉煤灰為I級優(yōu)質(zhì)粉煤灰，石子為玄武巖碎石，砂子細(xì)度模數(shù)為2.8，水泥為52.5級普通娃酸鹽水泥，水膠比為0.23。
[0031]一種C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的配制方法包括以下幾個(gè)步驟:
(I)材料的準(zhǔn)備:按照水泥:娃灰:粉煤灰:石子:砂子:水:聞效減水劑:(單位為千克每立方米):460:55:38.5: 1152:648: 125:16.5 準(zhǔn)備原材料。
[0032](2)原材料按照石子、砂子、膠凝材料、水和高效減水劑融合液順序逐次投入攪拌機(jī)中。
[0033](3)將稱好重量的石子、砂子，膠凝材料倒入攪拌機(jī)中攪拌50秒，使得粗細(xì)骨料和膠凝材料能夠充分均勻的混合分布。
[0034](4)將高效減水劑均勻混合于普通的自來水中，形成水和高效減水劑的融合液。
[0035](5)在攪拌的過程中，將水和高效減水劑的融合液緩慢而均勻倒入攪拌機(jī)中，使得該融合液和石子、砂子及膠凝材料的拌合料混合充分，攪拌過程持續(xù)時(shí)間為3分鐘。
[0036](6)水和高效減水劑融合液加入完畢后再繼續(xù)攪拌90秒，然后停止攪拌，出料后即形成了自密實(shí)高強(qiáng)混凝土。
[0037](7)將拌合均勻的混凝土裝入到結(jié)構(gòu)中成型，無需振搗。
[0038]另外還設(shè)計(jì)了一組對比配方2，配方2的組分和含量為:水泥:粉煤灰:硅灰:石子:砂子:水:減水劑:(單位為千克每立方米)460 =55:38.5: 1152:648: 120:16.5，水膠比為0.22，所用材料和制備方法與配方I 一致，不再贅述。
[0039]上述配方I塌落度和擴(kuò)展度分別為235毫米和563毫米，自密實(shí)高強(qiáng)混凝土 28天抗壓強(qiáng)度為92.2兆帕。配方2塌落度和擴(kuò)展度分別為220毫米和531毫米，自密實(shí)高強(qiáng)混凝土 28天抗壓強(qiáng)度為96.1兆帕。
[0040]上述配方I和配方2中塌落度和擴(kuò)展度的測量均為塌落筒提起30s后立即進(jìn)行測量得到的值。從配方1、2和其基本特征來看，塌落度均在200毫米以上，擴(kuò)展度均在500毫米以上，在用水量減少的情況下，水膠比變小，但是均能夠滿足自密實(shí)混凝土工作性良好的要求，且強(qiáng)度都達(dá)到90兆帕以上，符合C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的要求，欲配制高強(qiáng)混凝土必須在較低的水膠比的條件下進(jìn)行配制。
[0041]實(shí)施例2
C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土配方3的組分和含量為:水泥:粉煤灰:硅灰:石子:砂子:水:減水劑:(單位為千克每立方米)500:50:0: 1152:648: 120:17.6 ;配方中所用硅灰為優(yōu)質(zhì)硅灰，粉煤灰為I級優(yōu)質(zhì)粉煤灰，石子為玄武巖碎石，砂子細(xì)度模數(shù)為2.8，水泥為52.5級普通娃酸鹽水泥，水膠比為0.22。
[0042]一種C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的配制方法包括以下幾個(gè)步驟: (I)材料的準(zhǔn)備:按照水泥:娃灰:粉煤灰:石子:砂子:水:聞效減水劑:(單位為千克每立方米):500:50:0: 1152:648: 120:17.6 準(zhǔn)備原材料。
[0043](2)原材料按照石子、砂子、膠凝材料、水和高效減水劑融合液順序逐次投入攪拌機(jī)中。
[0044](3)將稱好重量的石子、砂子，膠凝材料倒入攪拌機(jī)中攪拌60秒，使得粗細(xì)骨料和膠凝材料能夠充分均勻的混合分布。
[0045](4)將高效減水劑均勻混合于普通的自來水中，形成水和高效減水劑的融合液。
[0046](5)在攪拌的過程中，將水和高效減水劑的融合液緩慢而均勻倒入攪拌機(jī)中，使得該融合液和石子、砂子及膠凝材料的拌合料混合充分，攪拌過程持續(xù)時(shí)間為3分鐘。
[0047](6)水和高效減水劑融合液加入完畢后再繼續(xù)攪拌100秒，然后停止攪拌，出料后即形成了自密實(shí)高強(qiáng)混凝土。
[0048](7)將拌合均勻的混凝土裝入到結(jié)構(gòu)中成型，無需振搗。
[0049]另外還設(shè)計(jì)了一組對比配方4，配方4的組分和含量為:水泥:粉煤灰:娃灰:石子:砂子:水:減水劑:(單位為千克每立方米)460:50:40: 1152:648: 120:17.6，水膠比為0.22，所用材料和制備方法與配方3 —致，不再贅述。
[0050]上述配方3和配方4中塌落度和擴(kuò)展度的測量均為塌落筒提起30s后立即進(jìn)行測量得到的值。上述配方3塌落度和擴(kuò)展度分別為252毫米和585毫米，混凝土 28天抗壓強(qiáng)度為90.7兆帕，配方4塌落度和擴(kuò)展度分別為233毫米和554毫米，混凝土 28天抗壓強(qiáng)度為95.3兆帕。
[0051]從上述配方3和配方4及他們的基本特征可知沒有摻硅灰的自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的塌落度和擴(kuò)展度均優(yōu)于摻入硅灰的自密實(shí)高強(qiáng)混凝土，但是沒摻硅灰的自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度要低于摻入硅灰的混凝土，這是因?yàn)楣杌业谋缺砻娣e大于水泥的比表面積，摻入硅灰后，自密實(shí)混凝土的用水量會增加，為了保證自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，水膠比不變時(shí)，工作性就會受到影響，混凝土就會變得較為粘稠，但仍然能夠滿足自密實(shí)混凝土工作性的要求；摻入硅灰能夠填充自密實(shí)混凝土內(nèi)部的微小空隙，使得混凝土的密實(shí)度得以提高，從而提高自密實(shí)混凝土的強(qiáng)度。從配合比二的結(jié)果來看，所有自密實(shí)混凝土的工作性均很好，也達(dá)到了預(yù)期的強(qiáng)度，但為了能夠得到較高的強(qiáng)度，提高保證率，使得自密實(shí)混凝土能夠達(dá)到C90級，有必要摻入一定量的硅灰，摻入量為5%-10%最為適宜。
[0052]實(shí)施例3
C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土配方5的組分和含量為:水泥:粉煤灰:硅灰:石子:砂子:水:減水劑:(單位為千克每立方米)510:0:40: 1200:600: 120:17.6 ;配方中所用硅灰為優(yōu)質(zhì)硅灰，粉煤灰為I級優(yōu)質(zhì)粉煤灰，石子為玄武巖碎石，砂子細(xì)度模數(shù)為2.8，水泥為52.5級普通娃酸鹽水泥，水膠比為0.22。
[0053]一種C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的配制方法包括以下幾個(gè)步驟:
(I)材料的準(zhǔn)備:按照水泥:娃灰:粉煤灰:石子:砂子:水:聞效減水劑:(單位為千克每立方米):510:0:40: 1200:600: 120:17.6 準(zhǔn)備原材料。
[0054](2)原材料按照石子、砂子、膠凝材料、水和高效減水劑融合液順序逐次投入攪拌機(jī)中。
[0055](3)將稱好重量的石子、砂子，膠凝材料倒入攪拌機(jī)中攪拌55秒，使得粗細(xì)骨料和膠凝材料能夠充分均勻的混合分布。
[0056](4)將高效減水劑均勻混合于普通的自來水中，形成水和高效減水劑的融合液。
[0057](5)在攪拌的過程中，將水和高效減水劑的融合液緩慢而均勻倒入攪拌機(jī)中，使得該融合液和石子、砂子及膠凝材料的拌合料混合充分，攪拌過程持續(xù)時(shí)間為3分鐘。
[0058](6)水和高效減水劑融合液加入完畢后再繼續(xù)攪拌80秒，然后停止攪拌，出料后即形成了自密實(shí)高強(qiáng)混凝土。
[0059](7)將拌合均勻的混凝土裝入到結(jié)構(gòu)中成型，無需振搗。
[0060]另外還設(shè)計(jì)了一組對比配方6，配方6的組分和含量為:水泥:粉煤灰:硅灰:石子:砂子:水:減水劑:(單位為千克每立方米)460:50:40: 1200:600: 120:17.6，水膠比為0.22，所用材料和制備方法與配方5 —致，不再贅述。
[0061]上述配方5和配方6中塌落度和擴(kuò)展度的測量均為塌落筒提起30s后立即進(jìn)行測量得到的值。上述配方5塌落度和擴(kuò)展度分別為220毫米和538毫米，混凝土 28天抗壓強(qiáng)度為94.7兆帕，配方6塌落度和擴(kuò)展度分別為247毫米和575毫米，混凝土 28天抗壓強(qiáng)度為91.5兆帕。
[0062]從上述配方5和配方6中數(shù)據(jù)看出，無論粉煤灰摻入與否，自密實(shí)高強(qiáng)混凝土都能夠達(dá)到預(yù)期的C90級，從工作性能上看，摻入了粉煤灰的自密實(shí)混凝土無論是塌落度還是擴(kuò)展度均要優(yōu)于沒摻入粉煤灰的自密實(shí)混凝土 ；摻入粉煤灰可以有效的減少用水量與改善自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的工作性能，而且摻入了粉煤灰的混凝土在28天時(shí)強(qiáng)度略低于沒摻粉煤灰的混凝土，這是因?yàn)榉勖夯业膿饺胧沟米悦軐?shí)高強(qiáng)混凝土的早期強(qiáng)度有所降低；但是摻入粉煤灰的混凝土的后期強(qiáng)度有著較大的提高，這是沒摻粉煤灰的混凝土所不具備的有利條件。而且摻入粉煤灰的自密實(shí)混凝土在同樣的工作性的前提下，可以有效的降低成本，低碳環(huán)保。
[0063]需要說明的是以上所述均是本發(fā)明所優(yōu)選的實(shí)施例而已，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解這些實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明精神和內(nèi)容的范疇之內(nèi)可以對其進(jìn)行更改、優(yōu)化及等同替換等均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土，其特征在于，所述混凝土單位為千克每立方米的配合比為:水泥:硅灰:粉煤灰:石子:砂子:水:高效減水劑:(440-480):(25-55):(55-110):(1100-1300):(580-700):(115-135):(16-22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土，其特征在于，所述按照上述方案的比重，水膠比控制在0.22-0.25 ;砂率控制在0.35-0.4 ;硅灰摻量指的是硅灰占所有膠凝材料總量的比重，控制在5%-10% ;粉煤灰摻量是指粉煤灰占所有膠凝材料總量的比重，控制在10%-20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土，其特征在于，所述水泥為52.5級普通硅酸鹽水泥；硅灰為優(yōu)質(zhì)硅灰；粉煤灰為I級或II級優(yōu)質(zhì)粉煤灰；粗骨料為具有連續(xù)級配的玄武巖碎石，粒徑為5-20毫米；細(xì)骨料為河砂，中粗砂，細(xì)度模數(shù)為2.7-3.0,含泥量不超過2% ;高效減水劑為摻有泵送劑的聚羧酸高效減水劑；水為普通自來水。
4.一種C90級自密實(shí)高強(qiáng)混凝土的配制方法，其特征在于，所述方法包括以下幾個(gè)步驟:(I)材料的準(zhǔn)備:按照水泥:硅灰:粉煤灰:石子:砂子:水:高效減水劑:(單位為千克每立方米):(440-480): (25-55): (55-110): (1100-1300): (580-700): (115-135): (16-22)準(zhǔn)備原材料； (2)原材料按照石子、砂子、膠凝材料、水和高效減水劑融合液順序逐次投入攪拌機(jī)中； (3)將稱好重量的石子、砂子，膠凝材料倒入攪拌機(jī)中攪拌45-60秒，使得粗細(xì)骨料和膠凝材料能夠充分均勻的混合分布； (4)將高效減水劑均勻混合于普通的自來水中，形成水和高效減水劑的融合液； (5)在攪拌的過程中，將水和高效減水劑的融合液緩慢而均勻倒入攪拌機(jī)中，使得該融合液和石子、砂子及膠凝材料的拌合料混合充分，攪拌過程持續(xù)時(shí)間為2-3分鐘； (6)水和高效減水劑融合液加入完畢后再繼續(xù)攪拌1-2分鐘，然后停止攪拌，出料后即形成了自密實(shí)高強(qiáng)混凝土； (7)將拌合均勻的混凝土裝入到結(jié)構(gòu)中成型即可。
【文檔編號】C04B28/04GK104478325SQ201410699851
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】劉曉, 鮑俊濤, 王兵, 趙柏東, 朱江, 李欣, 麻路 申請人:沈陽大學(xué)