一種超高泵送特超高強(qiáng)鋼纖維混凝土的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種超高栗送特超高強(qiáng)鋼纖維混凝土的制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土強(qiáng)度的提高，主要目的在于持續(xù)滿足工程結(jié)構(gòu)中不斷提高的對(duì)混凝土材料 承載能力的要求，特別是現(xiàn)代社會(huì)全球人口膨脹與土地資源之間日益增長的矛盾，使得超 高層、超大跨結(jié)構(gòu)成為現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程的主要發(fā)展方向，高性能混凝土，以及其它新型高性能 水泥基材料的研究與應(yīng)用越來越廣泛。對(duì)特超高強(qiáng)混凝土的要求是混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到 150MPa以上，目前制備特超高強(qiáng)混凝土的材料主要有無宏觀缺陷水泥基材料、均布超細(xì)顆 粒致密體系、活性粉末混凝土等新的非常規(guī)材料。
[0003] 由于現(xiàn)代混凝土工程要求混凝土應(yīng)具有良好的流動(dòng)性能，以滿足栗送施工要求。 而上述無宏觀缺陷水泥基材料、均布超細(xì)顆粒致密體系、活性粉末混凝土等材料顯然無法 滿足流動(dòng)性要求。因此，利用水泥混凝土現(xiàn)有的技術(shù)途徑，采用常規(guī)原材料和通用工藝，充 分發(fā)揮水泥混凝土原料易得、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，在高性能混凝土基礎(chǔ)上，進(jìn) 一步研制流動(dòng)性良好的超強(qiáng)尚性能混凝土材料，并進(jìn)而制備千米承壓材料，對(duì)水泥混凝土 的發(fā)展具有十分重要的意義。
[0004] 經(jīng)過申請(qǐng)人檢索，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)再生細(xì)骨料高強(qiáng)自密實(shí)混凝土的研究有《一種超 高強(qiáng)度混凝土及其制備方法》(CN103159443B)，該專利制備的混凝土具有抗壓強(qiáng)度超高、拉 壓比較高、低收縮、自密實(shí)等特征，但專利中并未涉及到可栗性(粘度、含氣量等)評(píng)價(jià);《低 粘度、易栗送的平均強(qiáng)度120MPa超高強(qiáng)混凝土》（201310670490.1 )，該專利制備的混凝土具 有高強(qiáng)性能、高保坍性能和低粘度性能，平均強(qiáng)度只有120MPa，4h內(nèi)擴(kuò)展度處于650~750mm 之間，倒筒時(shí)間3~8s，適合于300m及其以上高度的混凝土栗送。上述混凝土的平均強(qiáng)度達(dá) 到了 120MPa，但是強(qiáng)度并沒有達(dá)到C120強(qiáng)度等級(jí)；《一種易于超高層栗送的C120超高強(qiáng)混凝 土》(CN104045280A)，專利以礦物減水理論提出一種易于超高層栗送的C120超高強(qiáng)混凝土， 該混凝土以常規(guī)方法制備得到，粘度低，易于400m以上超高栗送，且強(qiáng)度等級(jí)達(dá)C120,但是 專利中并未涉及到C150強(qiáng)度等級(jí)的研究；《骨料對(duì)140MPa強(qiáng)度等級(jí)混凝土性能的影響研 究》，論文研究了骨料種類、級(jí)配、最大粒徑、粒形及砂率對(duì)超高強(qiáng)混凝土工作性能和抗壓強(qiáng) 度的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，選用最大粒徑為16mm且10~16mm碎石占70%的卵碎石為骨料，采 取40 %的砂率配制的自密實(shí)混凝土標(biāo)準(zhǔn)試塊90d抗壓強(qiáng)度可達(dá)145.8MPa，文章只是在實(shí)驗(yàn) 室研究了骨料對(duì)于混凝土性能的影響，并未涉及到關(guān)鍵制備技術(shù)與制備工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明提供一種超高栗送特超高強(qiáng)鋼纖維混 凝土的制備方法，該方法通過改變膠凝材料比例、投料順序，制備出C150強(qiáng)度等級(jí)的超高栗 送特超高強(qiáng)鋼纖維混凝土，該混凝土工作性能優(yōu)異，經(jīng)時(shí)損失小，粘度低，適用于600m及以 上超高層栗送要求。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0007] 所述一種超高栗送特超高強(qiáng)鋼纖維混凝土的制備方法，其特征在于:包括以下步 驟：
[0008] 步驟1:將河砂和玄武巖顆?；旌蠑嚢杈鶆?，得到混合物；
[0009] 步驟2:將步驟1得到的混合物與水泥、礦物摻合料、80%的拌合水混合攪拌均勻； 所述水泥的重量為骨料重量的34.35%-45.31 %，所述礦物摻合料的重量為骨料重量的 32.81 %-41.98%，所述80%的拌合水的重量為骨料重量的9.09%-9.38%;所述骨料重量 為步驟1得到的混合物重量；
[0010] 步驟3:將步驟2得到的混合物與剩余的拌合水以及聚羧酸高效減水劑拌合均勻， 所述聚羧酸高效減水劑的重量為骨料重量的1.53%-1.67% ;
[0011] 步驟4:在步驟3得到的混合物中加入鋼纖維拌合均勻，得到超高栗送特超高強(qiáng)鋼 纖維混凝土;所述鋼纖維的重量為骨料重量的6.11 %-10.94%。
[0012] 進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種超高栗送特超高強(qiáng)鋼纖維混凝土的制備方法，其特 征在于:步驟2中將步驟1得到的混合物與水泥、礦物摻合料、80%的拌合水混合攪拌均勻， 所述水泥的重量為骨料重量的34.35%，所述礦物摻合料的重量為骨料重量的41.98%，所 述80%的拌合水的重量為骨料重量的9.16% ;步驟3中所述聚羧酸高效減水劑的重量為骨 料重量的1.53% ;步驟4中所述鋼纖維的重量為骨料重量的6.11 %。
[0013] 進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種超高栗送特超高強(qiáng)鋼纖維混凝土的制備方法，其特 征在于:步驟2中將步驟1得到的混合物與水泥、礦物摻合料、80%的拌合水混合攪拌均勻， 所述水泥的重量為骨料重量的37.88%，所述礦物摻合料的重量為骨料重量的37.88%，所 述80 %的拌合水的重量為骨料重量的9.09 %;步驟3中所述聚羧酸高效減水劑的重量為骨 料重量的1.67% ;步驟4中所述鋼纖維的重量為骨料重量的9.09%。
[0014] 進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種超高栗送特超高強(qiáng)鋼纖維混凝土的制備方法，其特 征在于:步驟2中將步驟1得到的混合物與水泥、礦物摻合料、80%的拌合水混合攪拌均勻， 所述水泥的重量為骨料重量的45.31 %，所述礦物摻合料的重量為骨料重量的32.81 %，所 述80 %的拌合水的重量為骨料重量的9.38 %;步驟3中所述聚羧酸高效減水劑的重量為骨 料重量的1.64% ;步驟4中所述鋼纖維的重量為骨料重量的10.94%。
[0015] 進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種超高栗送特超高強(qiáng)鋼纖維混凝土的制備方法，其特 征在于:所述礦物摻合料為微珠、礦粉和娃灰混合物;所述微珠比表面積至少為2400m 2/kg， 28d活性指數(shù)至少111 %，需水量比不超過93% ;礦粉比表面積至少為436m2/kg，28d活性指 數(shù)至少101%;硅灰比表面積至少為15300!11 2/1^，28(1活性指數(shù)至少為92%，需水量比不超過 116%〇
[0016] 進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種超高栗送特超高強(qiáng)鋼纖維混凝土的制備方法，其特 征在于:所述水泥為硅酸鹽水泥，比表面積至少為400m 2/kg，28d抗壓強(qiáng)度不低于60.1 MPa。
[0017] 進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種超高栗送特超高強(qiáng)鋼纖維混凝土的制備方法，其特 征在于:所述河砂顆粒粒徑不大于4.75mm，細(xì)度模數(shù)2.5~2.7，含泥量不超過0.9 %，泥塊含 量不超過0.2%。
[0018] 進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種超高栗送特超高強(qiáng)鋼纖維混凝土的制備方法，其特 征在于：所述玄武巖顆粒為5-16mm連續(xù)級(jí)配，壓碎指標(biāo)不超過5 %，含泥量Ο %，泥塊含量 0%，無針片狀顆粒。
[0019] 進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種超高栗送特超高強(qiáng)鋼纖維混凝土的制備方法，其特 征在于:所述鋼纖維長度12~15mm，直徑0.2-0.3mm，長徑比40~60，抗拉強(qiáng)度2 2000MPa。
[0020] 進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種超高栗送特超高強(qiáng)鋼纖維混凝土的制備方法，其特 征在于:所述聚羧酸高效減水劑固含量不小于28%，減水率不小于30%。
[0021] 有益效果
[0022] 本發(fā)明申請(qǐng)人系統(tǒng)研究了不同膠凝材料比例、投料順序的改變對(duì)特超高強(qiáng)鋼纖維 混凝土性能的影響，并通過正交優(yōu)化試驗(yàn)，得到了本發(fā)明提出的制備方法。
[0023]本發(fā)明制備得到的特超高強(qiáng)鋼纖維混凝土，可通過攪拌站常規(guī)生產(chǎn)工藝制備，解 決了常規(guī)工藝無法生產(chǎn)C150及以上強(qiáng)度等級(jí)混凝土的問題。本發(fā)明制備得到的特超高強(qiáng)鋼 纖維混凝土采用常用的硅酸鹽水泥、粗細(xì)骨料，在聚羧酸高效減水劑和超細(xì)礦物摻合料的 "雙摻"作用下，通過降低水膠比和密實(shí)增強(qiáng)等技術(shù)途徑制備而成。本發(fā)明制備的混凝土工 作性能良好，擴(kuò)展度670-700mm，2h基本無損失;粘度低，倒筒時(shí)間3.2-4.2s; 28d抗壓強(qiáng)度達(dá) 到C150強(qiáng)度等級(jí)，可滿足600m及以上超高層建筑栗送施工的要求。本發(fā)明優(yōu)化了特超高強(qiáng) 鋼纖維混凝土配合比以及生產(chǎn)工藝流程，通過調(diào)整膠凝材料體系的不同比例、投料順序、攪 拌方式，使得新拌混凝土可栗性良好，有利于施工;鋼纖維的加入顯著提高了混凝土抗裂性 能。另外，專利涉及到的制備方法為公司千米級(jí)超高栗送做技術(shù)儲(chǔ)備，提升公司品牌價(jià)值。
[0024] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明， 而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0026]以下實(shí)施例中采用原料分別是:水泥為P. Π 52.5硅酸鹽水泥，比表面積400m2/kg， 28d抗壓強(qiáng)度60.1 MPa;礦粉為S95級(jí)礦粉;微珠;硅灰;砂子為Π 區(qū)天然河砂，河砂顆粒粒徑 不大于4.75mm，細(xì)度模數(shù)2.5~2.7，含泥量不超過0.9 %，泥塊含量不超過0.2 %。；碎石為5 ~16mm連續(xù)級(jí)配的玄武巖，壓碎指標(biāo)不超過5%，含泥量0%，泥塊含量0%，無針片狀顆粒； 鋼纖維為12~15mm的短鋼纖維，直徑0.2-0.3mm，長徑比40~60，抗拉強(qiáng)度2 2000MPa;外加 劑為聚羧酸高效減水劑，固含量不小于28%，減水率不小于30%。
[0027] 實(shí)施例1:
[0028]本實(shí)施例制備的超高栗送特超高強(qiáng)鋼纖維混凝土，原材料配比（lm3混凝土的材料 用量)如表1所示：
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