本發(fā)明涉及一種薄壁預(yù)制構(gòu)件用免振搗高性能混凝土及其澆筑方法，屬建筑材料及其制品領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著建筑工業(yè)化和部品標(biāo)準(zhǔn)化的大力推行，建筑墻板、多倉(cāng)管廊和預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管等大尺寸薄壁預(yù)制構(gòu)件獲得了越來(lái)越多的生產(chǎn)和應(yīng)用，這類產(chǎn)品通常具有壁厚(肋厚)小、長(zhǎng)度大、內(nèi)部鋼筋密集、結(jié)構(gòu)形狀多變或外表面積大等特點(diǎn)?；炷磷鳛轭A(yù)制構(gòu)件的一種結(jié)構(gòu)材料，不僅要有適宜的強(qiáng)度等級(jí)，還應(yīng)有良好的可施工性、抗裂性和抗?jié)B性，以提升構(gòu)筑物整體的耐久性和使用安全性。當(dāng)前絕大部分薄壁預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)都是采用普通塑性混凝土，在混凝土全程澆筑過程中都進(jìn)行振動(dòng)，振動(dòng)方式一般是附著在外?；騼?nèi)模的氣動(dòng)激振器，振動(dòng)時(shí)間根據(jù)構(gòu)件尺寸少則幾分鐘，多則半小時(shí)，以期提高密實(shí)性、滿足強(qiáng)度指標(biāo)的要求。這種生產(chǎn)方式極易產(chǎn)生以下幾點(diǎn)問題：①在立式澆筑時(shí)，有時(shí)高度可達(dá)5～6m，而混凝土壁厚僅為0.1～0.3m，普通塑性混凝土高拋澆筑時(shí)易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，降低混凝土表觀質(zhì)量與內(nèi)部勻質(zhì)性；②施工時(shí)振搗時(shí)間難以把握，極易過振，產(chǎn)生泌水，影響混凝土的表面硬度和耐久性能；③噪音污染嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境不友好，影響員工的身心健康；④振搗產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)模板及附屬設(shè)施產(chǎn)生很大損耗，易出現(xiàn)變形、松動(dòng)和位移，需定期更換，增加生產(chǎn)成本；⑤振搗方式的生產(chǎn)周期相對(duì)較長(zhǎng)，自動(dòng)化程度和效率低，人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響較大，次品率高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述技術(shù)缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種經(jīng)過原材料優(yōu)選和配合比優(yōu)化的薄壁預(yù)制構(gòu)件用免振搗高性能混凝土，使其具有良好的工作性能、力學(xué)性能、耐久性能和抗裂性能；通過改進(jìn)澆筑工藝，顯著提高混凝土的表觀質(zhì)量和生產(chǎn)效率，提升建筑制造的工業(yè)化水平。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種薄壁預(yù)制構(gòu)件用免振搗混凝土，其特征在于，包括以下重量份的組分：

膠凝組分：水泥，14-20份；高爐礦渣粉，1.5-4.0份；鋼渣粉，1.0-2.5份；

骨料組分：砂，25-33份；石子，37-44份；

減水組分：0.30-0.45份；

膨脹組分：復(fù)合膨脹劑，0.8-1.5份；

纖維組分：鋼纖維，1.0-2.0份；合成纖維，0.01-0.04份；

增稠組分：纖維素醚，0.004-0.006份；

滲透組分：水泥基滲透結(jié)晶型防水劑，0.1-0.2份；

水：5.6-6.3份。

所述砂細(xì)度模數(shù)為2.7-3.0，石子為5～20mm粒徑連續(xù)級(jí)配。

減水組分是由固含量為8％～12％的醚類聚羧酸減水劑復(fù)配0.1‰的聚醚類消泡劑和0.03‰的脂肪醇類引氣劑以及0.1％～0.15％的硫氰酸鈉而成，可以消除混凝土漿體中的大氣泡與夾入的氣泡，使得混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)均勻、閉合、微小，硬化混凝土中氣孔間距系數(shù)l小于270μm。

所述復(fù)合膨脹劑由輕燒mgo和cao按質(zhì)量比3.5:1～6.5:1混勻組成。

所述纖維組分為混雜纖維，由微細(xì)短切鋼纖維與合成纖維按質(zhì)量比200:1～100:1混勻組成。

所述微細(xì)短切鋼纖維長(zhǎng)度為5-15mm，直徑100-300μm，長(zhǎng)徑比不大于60，彈性模量不小于200gpa；所述合成纖維長(zhǎng)度為10-20mm，直徑200-400μm，長(zhǎng)徑比不大于60。

所述纖維素醚為粒徑不小于50目的緩溶型羥乙基纖維素醚。較粗顆粒的纖維素醚在水中容易分散而不結(jié)塊，且溶解速度較慢，保證了漿體1h后的粘聚性。

所述的滲透組分是由催化劑23％～40％、精細(xì)硅砂25％～42％、無(wú)機(jī)活性填料18％～36％、石膏3％～7％、活性化合物2％～5％組成。

一種薄壁預(yù)制構(gòu)件的澆筑方法，其特征在于，采用上述任一所述的混凝土并使用臥式澆筑工藝澆注，其中臥式澆筑工藝是將模具斜放，與地面成5～10°傾角，將混凝土拌合物從底模下部的進(jìn)料口注入，均勻密實(shí)地填充模具，到頂模上部的出料口冒出。當(dāng)浮漿層全部溢出后，拌合物中出現(xiàn)粗骨料時(shí)停止泵送，并關(guān)閉進(jìn)料口與出料口。

薄壁預(yù)制構(gòu)件在澆筑前，在在模具內(nèi)表面浸涂鋼-混界面劑形成薄膜，界面劑是由甲基硅樹脂20％～35％、乳化劑18％～30％、脂肪酸15％～27％、脂肪醇聚氧乙烯醚15％～25％、成膜助劑5％～9％、納米微粒1％～3％組成的高性能水溶性鋼-混界面劑。

本發(fā)明制備的混凝土和臥式澆筑工藝，與現(xiàn)有普通塑性混凝土及其立式澆筑方法相比，主要特點(diǎn)為：

(1)本發(fā)明提供了一種經(jīng)過原材料優(yōu)選和配合比優(yōu)化的薄壁預(yù)制構(gòu)件用免振搗高性能混凝土，使其具有良好的工作性能，大大減少了混凝土成型時(shí)的噪聲，并且實(shí)現(xiàn)了硬化前自流平與硬化后自密實(shí)，減少了空洞、裂縫的產(chǎn)生；通過改進(jìn)澆筑工藝，有效改善混凝土預(yù)制件表面的氣孔、麻面與蜂窩，顯著提高混凝土的表觀質(zhì)量和生產(chǎn)效率，提升建筑制造的工業(yè)化水平。

(2)本發(fā)明的混凝土摻有復(fù)合膨脹劑，即含有雙膨脹源的膨脹劑；其中cao可作為早期膨脹源，補(bǔ)償早期收縮，輕燒mgo穩(wěn)定性高于重?zé)齧go，可作為后期膨脹源，補(bǔ)償后期收縮，實(shí)現(xiàn)全生命周期內(nèi)具有微膨脹功能，提高了薄壁混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B防裂性能。

(3)本發(fā)明的管芯混凝土摻有高活性的鋼渣粉和高爐礦渣，可以共同發(fā)揮火山灰效應(yīng)和微集料效應(yīng)，提高混凝土的強(qiáng)度、密實(shí)度和抗?jié)B性；鋼渣主要由fe2o3、cao和sio2組成，不僅能改善混凝土的流動(dòng)性，還可以增加混凝土的耐磨性，抵抗外部介質(zhì)對(duì)混凝土表面的侵蝕。

(4)本發(fā)明中的混雜纖維在管芯混凝土中均勻地分散成一根根獨(dú)立存在的單絲，呈三維亂向分布。硬化前，纖維可以支撐骨料，提高混凝土的塑性抗拉強(qiáng)度，有效減少或避免混凝土的塑性開裂；硬化后，微細(xì)短切鋼纖維能充分發(fā)揮抗拉強(qiáng)度高、彈性模量大的特點(diǎn)，抑制薄壁混凝土在服役過程中的應(yīng)力集中，分散收縮應(yīng)力，提高混凝土構(gòu)件的抗裂性能。

(5)本發(fā)明的混凝土摻有滲透組分，可以在混凝土內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)，生成枝蔓狀的穩(wěn)定的晶體絡(luò)合物，填充毛細(xì)孔隙、堵塞微裂縫，提高混凝土的密實(shí)度與抗?jié)B性，從而阻止了外界腐蝕離子對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的滲透，保護(hù)混凝土與鋼筒免受侵蝕；此外，通過與合成纖維的協(xié)同作用，可以極大的提高薄壁混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能。

(6)本發(fā)明的混凝土摻有纖維素醚，不僅具有良好的保水性，使足夠的水分子保存在漿體內(nèi)部，滿足了水泥的水化及強(qiáng)度的發(fā)展，而且增強(qiáng)了混凝土的粘聚性，克服了漿體在高拋立式澆筑時(shí)離析、泌水的問題。

(7)通過混凝土的自流平、自密實(shí)，以及在鋼模內(nèi)表面涂刷優(yōu)質(zhì)鋼-混界面劑，有效消除了混凝土表面的氣孔、麻面與蜂窩，提高了混凝土的抗裂防滲性能，加強(qiáng)了對(duì)鋼筋或鋼筒的保護(hù)性。

(8)本發(fā)明提出的免振動(dòng)成型工藝，有效避免了塑性混凝土的振搗噪聲，無(wú)需為振動(dòng)消耗能源，且不會(huì)對(duì)鋼模產(chǎn)生疲勞破壞，降低預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)成本。

(9)本發(fā)明的臥式澆筑工藝可以很好地解決立式、高拋澆筑引起的漿骨分離、勻質(zhì)性差的問題，混凝土拌合物在機(jī)械泵壓力作用下從下部進(jìn)料口注入，經(jīng)過與鋼筒、模具的摩擦，最后溢出出料口，可以有效消除氣泡，密實(shí)孔隙，從而提高混凝土的密實(shí)度與表觀質(zhì)量。

本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)科學(xué)合理，使用免振搗高性能混凝土澆筑的預(yù)制構(gòu)件具有良好的表觀質(zhì)量、力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性和耐久性能，且澆筑工藝簡(jiǎn)單，自動(dòng)化和工業(yè)化程度高，在建筑墻板、預(yù)制管廊和鋼筒混凝土管等薄壁預(yù)制構(gòu)件領(lǐng)域具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明提出的臥式澆筑工藝示意圖。

其中，1、模具進(jìn)料口，2、模具出料口。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1

以澆筑圓柱形薄壁預(yù)制構(gòu)件為例，澆筑方法是：

首先，配置混凝土：

膠凝組分：水泥，15.0份；高爐礦渣粉，2.0份；鋼渣粉，1.9份；

骨料組分：砂，33.0份；石子，39.3份；

減水組分：0.42份；

膨脹組分：復(fù)合膨脹劑，1.25份；

纖維組分：鋼纖維，1.0份；合成纖維，0.02份；

增稠組分：纖維素醚，0.005份；

滲透組分：0.1份；

水：6.005份。

利用該配合比制備的自密實(shí)混凝土，1h后拌合物坍落擴(kuò)展度為630mm，t500為7s，漿體流動(dòng)度大，粘聚性好，無(wú)泌水現(xiàn)象；按照《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(cecs38：2004)中的平板法，達(dá)到i級(jí)抗裂等級(jí)；7d和28d抗壓強(qiáng)度分別為43.7mpa和64.2mpa，抗?jié)B等級(jí)可達(dá)p10，抗凍等級(jí)可達(dá)f125，混凝土試件脫模后表面質(zhì)量?jī)?yōu)良。

其次，通過臥式澆筑工藝進(jìn)行圓柱形薄壁預(yù)制構(gòu)件的自動(dòng)澆筑：具體是將浸涂鋼-混界面劑的模具斜放，與地面成5～10°角，用壓力泵將混凝土拌合物從底模下部的模具進(jìn)料口1注入，均勻密實(shí)地填充模具，到頂模上部的模具出料口2冒出。當(dāng)浮漿層全部溢出后，拌合物中出現(xiàn)粗骨料時(shí)停止泵送，并關(guān)閉進(jìn)料口與出料口。

實(shí)施例2

膠凝組分：水泥，16.3份；高爐礦渣粉，1.6份；鋼渣粉，1.6份；

骨料組分：砂，31.8份；石子，40.6份；

減水組分：0.45份；

膨脹組分：復(fù)合膨脹劑，0.85份；

纖維組分：鋼纖維，0.85份；合成纖維，0.03份；

增稠組分：纖維素醚，0.006份；

滲透組分：0.1份；

水：5.814份。

利用該配合比制備的自密實(shí)混凝土，1h后拌合物坍落擴(kuò)展度為625mm，t500為11s，漿體流動(dòng)度較大，粘聚性較好，無(wú)泌水現(xiàn)象；按照《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(cecs38：2004)中的平板法，達(dá)到i級(jí)抗裂等級(jí)；7d和28d抗壓強(qiáng)度分別為47.3mpa和67.3mpa，抗?jié)B等級(jí)可達(dá)p10，抗凍等級(jí)可達(dá)f125，混凝土試件脫模后表面質(zhì)量?jī)?yōu)良。

實(shí)施例3

膠凝組分：水泥，14.6份；高爐礦渣粉，2.1份；鋼渣粉，2.1份；

骨料組分：砂，30.5份；石子，41.8份；

減水組分：0.41份；

膨脹組分：復(fù)合膨脹劑，1.26份；

纖維組分：鋼纖維，1.2份；合成纖維，0.04份；

增稠組分：纖維素醚，0.005份；

滲透組分：0.15份；

水：5.835份。

利用該配合比制備的自密實(shí)混凝土，1h后拌合物坍落擴(kuò)展度為605mm，t500為16s，漿體流動(dòng)度適中，粘聚性較好，無(wú)泌水現(xiàn)象；按照《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(cecs38：2004)中的平板法，達(dá)到i級(jí)抗裂等級(jí)；7d和28d抗壓強(qiáng)度分別為44.2mpa和64.9mpa，抗?jié)B等級(jí)可達(dá)p10，抗凍等級(jí)可達(dá)f125，混凝土試件脫模后表面質(zhì)量?jī)?yōu)良。