CN102690084A

CN102690084A - 一种大掺量粉煤灰自密实混凝土及其制备方法

Info

Publication number: CN102690084A
Application number: CN2011102454293A
Authority: CN
Inventors: 李为康; 刘荣祥; 董广安; 房治荣
Original assignee: JIANGSU RONGNENG GROUP CO Ltd
Current assignee: JIANGSU RONGNENG GROUP CO Ltd
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2012-09-26

Abstract

本发明涉及一种大掺量粉煤灰自密实混凝土及其制备方法。所述大掺量粉煤灰自密实混凝土由以下原料制成：水泥、惰性填料、聚羧酸盐减水剂、聚羧酸类引气剂、羟基羧酸盐缓凝剂、粗集料、细集料和水。本发明大掺量粉煤灰自密实混凝土随养护龄期增长，大掺量粉煤灰持续水化，混凝土日趋密实，抗碳化能力越来越强，且具有良好的抗氯离子侵蚀性能。

Description

一种大掺量粉煤灰自密实混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土及其制备方法，尤其涉及一种大掺量粉煤灰自密实混凝土及其制备方法。

背景技术

混凝土是以水泥、砂、石、水、化学外加剂和微细活性材料组成的结构材料。目前，混凝土在全球范围内的用量逐年上升，我国是国际上水泥生产大国，我国目前的水泥产量达到10亿吨以上超过世界水泥产量的50％。基于各种原因，混凝土工业不是可持续发展的行业。首先，生产混凝土需要消耗大量天然材料；其次，混凝土的主要胶凝材料硅酸盐水泥生产过程中，排放大量的温室气体，对环境尤其是全球变暖的影响是巨大的；加之，混凝土结构的耐久性问题，对混凝土工业的资源利用率造成负面影响。大掺量粉煤灰混凝土可克服上述三方面可持续发展的问题，因而使混凝土工业的发展具有更好的可持续发展性。

一般情况下，建筑行业使用15％～20％的粉煤灰或30％～40％的矿渣替代水泥使用。国内外已有研究结果表明，大掺量粉煤灰混凝土在建筑结构中应用具有切实的可行性。高性能混凝土虽然具有高强度、高施工性、高抗渗性、高耐久性等优良性能，但同时存在如下缺点：收缩大和低拉压比，将不可避免地导致高性能混凝土结构开裂；自收缩与干燥收缩、温缩及因泌水减少带来的塑性收缩共同作用，导致高性能混凝土早期开裂，从而使抗渗性极高的效果付之东流；自重大；脆性高。

自密实混凝土(Seif-compact ing concrte，简称SCC)是一种在无振动密实工艺的情况下易于浇注的混凝土，属于高性能混凝凝土的范畴。自密实混凝土的问世树立了建筑工业提高产品质量和施工效率的重要里程碑，被认为是：近几十年来混凝土结构最具革命性的发展。目前没有将自密实混凝土与大掺量粉煤灰混凝土相结合的应用。

发明内容

本发明针对目前没有将自密实混凝土与大掺量粉煤灰混凝土相结合的应用的不足，提供一种大掺量粉煤灰自密实混凝土及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种大掺量粉煤灰自密实混凝土由以下原料制成：水泥、惰性填料、聚羧酸盐减水剂、聚羧酸类引气剂、羟基羧酸盐缓凝剂、粗集料、细集料和水。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述水泥为P.I硅酸盐水泥，所述P.I硅酸盐水泥的化学组成包括：20.64％的SiO₂、5.37％的Al₂O₃、3.47％的Fe₂O₃、64.16％的CaO、1.32％的MgO、2.24％的SO₃、0.22％的Na₂O、0.56％的K₂O、0.38％的LOI。

进一步，所述惰性填料为粉煤灰、石灰石粉或者采石厂尾矿粉。

进一步，所述粉煤灰为I级低钙粉煤灰或I I级低钙粉煤灰，所述I级低钙粉煤灰的化学组成包括：51.42％的SiO₂、32.09％的Al₂O₃、4.4％的Fe₂O₃、3.21％的CaO、0.51％的MgO、0.35％的SO₃、0.26％的Na₂O、0.62％的K₂O、4.22％的LOI。

进一步，所述粗集料由粒径分别为5～10mm、10～15mm和15～20mm的石灰石碎石配制而成，其表观密度为2710kg/m³。

进一步，所述粗集料由粒径为5～10mm、10～15mm和15～20mm的石灰石以质量比为50∶25∶25配制而成，其紧密堆积密度为1590kg/m³。

进一步，所述粗集料由粒径为5～10mm、10～15mm和15～20mm的石灰石以质量比为30∶25∶25配制而成，其紧密堆积密度为1618kg/m³。

进一步，所述细集料为细度模数为2.63的天然中砂人工砂，其表观密度为2609kg/m³，其紧密堆积密度为1653kg/m³。

进一步，所述聚羧酸类引气剂为聚羧酸类引气剂、植物脂类引气剂或者松香类引气剂。

本发明还提供一种解决上述技术问题的技术方案如下：一种大掺量粉煤灰自密实混凝土的制备方法包括以下步骤：将水泥、惰性填料、聚羧酸盐减水剂、聚羧酸类引气剂、羟基羧酸盐缓凝剂、粗集料、细集料和水混合均匀。

本发明的有益效果是：本发明大掺量粉煤灰自密实混凝土随养护龄期增长，大掺量粉煤灰持续水化，混凝土日趋密实，抗碳化能力越来越强，且具有良好的抗氯离子侵蚀性能。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

表1 HVFASCC抗冻融循环质量损失试验结果

抗碳化性能

表2大掺量粉煤灰自密实混凝土碳化性能试验结果(mm)

CO₂。因此，碳化发生在相对湿度为50％和70％之间。本研究在50％相对湿度下的加速碳化试验结果示于表2。由试验结果可知，随混凝土养护龄期增加，加速碳化试验后混凝土碳化深度降低，表明大掺量粉煤灰自密实混凝土随养护龄期增长，大掺量粉煤灰持续水化，混凝土日趋密实，抗碳化能力越来越强。

抗氯离子侵蚀性能

氯化物对混凝土的有害侵蚀通常仅发生在混凝土表面。但对于钢筋混凝土和预应力混凝土，氯盐侵蚀可能会导致很严重的后果，不仅钢筋受侵蚀后形成体积蓬松的铁锈而膨胀，使混凝土破坏，而且钢筋会因锈蚀失去对混凝土的增强作用。

表3 大掺量粉煤灰自密实混凝土抗氯离子侵蚀性能

表3所示大掺量粉煤灰自密实混凝土抗氯离子侵蚀性能试验结果表明，标养28d的混凝土经3％NaC l溶液浸泡91d后，混凝土由表及里的氯离子浓度逐渐降低，表现出较高的抗氯离子侵蚀性能，其原因是：大掺量粉煤灰自密实混凝土因水胶比低、结构致密，使氯离子扩散系数降低；由于均匀分散，混凝土内部缺陷减少，可阻断氯离子渗透；粉煤灰的大量使用，可提高混凝土抗氯离子侵蚀能力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种大掺量粉煤灰自密实混凝土，其特征在于，所述混凝土由以下原料制成：水泥、惰性填料、聚羧酸盐减水剂、聚羧酸类引气剂、羟基羧酸盐缓凝剂、粗集料、细集料和水。

2.根据权利要求1所述的大掺量粉煤灰自密实混凝土，其特征在于，所述水泥为P.I硅酸盐水泥，所述P.I硅酸盐水泥的化学组成包括：20.64%的SiO₂、5.37%的Al₂O₃、3.47%的Fe₂O₃、64.16%的CaO、1.32%的MgO、2.24%的SO₃、0.22%的Na₂O、0.56%的K₂O、0.38%的LOI。

3.根据权利要求1所述的大掺量粉煤灰自密实混凝土，其特征在于，所述惰性填料为粉煤灰、石灰石粉或者采石厂尾矿粉。

4.根据权利要求3所述的大掺量粉煤灰自密实混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为I级低钙粉煤灰或II级低钙粉煤灰，所述I级低钙粉煤灰的化学组成包括：51.42%的SiO₂、32.09%的Al₂O₃、4.4%的Fe₂O₃、3.21%的CaO、0.51%的MgO、0.35%的SO₃、0.26%的Na₂O、0.62%的K₂O、4.22%的LOI。

5.根据权利要求1所述的大掺量粉煤灰自密实混凝土，其特征在于，所述粗集料由粒径分别为5～10mm、10～15mm和15～20mm的石灰石碎石配制而成，其表观密度为2710kg/m³。

6.根据权利要求5所述的大掺量粉煤灰自密实混凝土，其特征在于，所述粗集料由粒径为5～10mm、10～15mm和15～20mm的石灰石以质量比为50:25:25配制而成，其紧密堆积密度为1590 kg/m³。

7.根据权利要求5所述的大掺量粉煤灰自密实混凝土，其特征在于，所述粗集料由粒径为5～10mm、10～15mm和15～20mm的石灰石以质量比为30:25:25配制而成，其紧密堆积密度为1618 kg/m³。

8.根据权利要求1所述的大掺量粉煤灰自密实混凝土，其特征在于，所述细集料为细度模数为2.63的天然中砂人工砂，其表观密度为2609 kg/m³，其紧密堆积密度为1653kg/m³。

9.根据权利要求1所述的大掺量粉煤灰自密实混凝土，其特征在于，所述聚羧酸类引气剂为聚羧酸类引气剂、植物脂类引气剂或者松香类引气剂。

10.一种大掺量粉煤灰自密实混凝土的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将水泥、惰性填料、聚羧酸盐减水剂、聚羧酸类引气剂、羟基羧酸盐缓凝剂、粗集料、细集料和水混合均匀。