CN104478325A - 一种c90级自密实高强混凝土及其配制方法 - Google Patents
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Abstract
一种C90级自密实高强混凝土及其配制方法，涉及一种建筑材料及其配制方法，C90级自密实高强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∶高效减水剂（单位Kg/m3）=（440-480）∶（25-55）∶（55-110）∶（580-700）∶（1100-1300）∶（115-135）∶（16-22）。本发明与现有技术相比，融入了低碳环保建筑理念，强度等级很高，工作性优良，特别适用于浇筑型钢钢管混凝土、中空夹层钢管混凝土、钢管混凝土叠合构件以及复式钢管混凝土等钢管内部空间受限的新型钢管高强混凝土组合结构中。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑材料及其配制方法，特别是涉及一种C90级自密实高强混凝土及其配制方法。
背景技术
随着建筑技术的进步，建筑结构向着大跨度、高层甚至超高层方向发展，在钢管混凝土结构中，如果混凝土的强度太低，钢材尚未屈服时混凝土就已经被压碎，不能充分的发挥钢管混凝土的力学性能，但是受到众多因素的制约，结构尺寸不能随着结构荷载的增加而加大，这样施工过程中就存在混凝土振捣困难，特别是钢管内部空间受限的新型钢管高强混凝土组合结构中，很容易因为振捣不密实而使结构产生空隙、气泡和裂缝，不仅不能够发挥钢材和混凝土结构优良的力学性能，而且还会给结构的安全性带来较大的影响，而一种自密实高强混凝土可以很好地解决这些问题。
在欧美等国家自密实混凝土的使用已经达到混凝土总用量的30%-40%，自密实混凝土的使用也成为了衡量一个国家建筑技术的一个重要指标。近年来，我国正在着力发展一种低碳环保的新型建筑技术，而我国每年因发电产生数十亿吨的粉煤灰，这些粉煤灰如果不加以处理会对环境造成极大的影响，本发明充分利用这一情况，变废为宝，合理的将低碳环保的建筑技术理念融入到自密实高强混凝土的配制过程当中。
目前我国关于钢管混凝土结构所用的高强混凝土大都强度等级不到C80,且在施工过程中存在着振捣困难等方面的难题，而型钢钢管混凝土、中空夹层钢管混凝土、钢管混凝土叠合构件以及复式钢管混凝土等新型钢管混凝土结构的日渐兴起，为统协钢材和混凝土二者优缺点及施工浇筑的方便性，本发明专利将C90级自密实高强混凝土的配制和工作性作为重点，进行着重研究。
因此通过给出***的“一种C90级自密实高强混凝土的配制方法”，可以促进自密实高强混凝土在建筑结构中的广泛使用，不但可以促进建筑技术和施工工艺的进步，而且符合低碳环保的建筑技术理念，具有较大的经济、环保和社会利益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种C90级自密实高强混凝土及其配制方法，配置的自密实高强混凝土的强度达到C90级，特别适与浇筑钢管内部空间受限的新型钢管高强混凝土组合结构，本发明可以有效节约配制成本,同时粉煤灰的利用可以有保护环境。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
1、一种C90级自密实高强混凝土，该混凝土的配合比为：
水泥：硅灰：粉煤灰：石子：砂子：水：高效减水剂：（单位为千克每立方米）：（440-480）：（25-55）：（55-110）：（1100-1300）：（580-700）：（115-135）：（16-22）。
2、一种C90级自密实高强混凝土的配制方法包括以下几个步骤：
(1)材料的准备:按照水泥：硅灰：粉煤灰：石子：砂子：水：高效减水剂：（单位为千克每立方米）：（440-480）：（25-55）：（55-110）：（1100-1300）：（580-700）：（115-135）：（16-22）准备原材料。
(2)原材料按照石子、砂子、胶凝材料、水和高效减水剂融合液顺序逐次投入搅拌机中。
(3)将称好重量的石子、砂子，胶凝材料倒入搅拌机中搅拌45-60秒，使得粗细骨料和胶凝材料能够充分均匀的混合分布。
(4)将高效减水剂均匀混合于普通的自来水中，形成水和高效减水剂的融合液。
(5)在搅拌的过程中，将水和高效减水剂的融合液缓慢而均匀倒入搅拌机中，使得该融合液和石子、砂子及胶凝材料的拌合料混合充分，搅拌过程持续时间为2-3分钟。
(6)水和高效减水剂融合液加入完毕后再继续搅拌1-2分钟，然后停止搅拌,出料后即形成了自密实高强混凝土。
(7)将拌合均匀的混凝土装入到结构中成型，无需振捣。
本发明采用上述优质的制备方法，保证自密实高强混凝土的密实度、工作性及高强度，能够高效制备C90级自密实高强混凝土。
按照上述方案的比重，水胶比控制在0.22-0.25；砂率控制在0.35-0.4；硅灰掺量指的是硅灰占所有胶凝材料总量的比重，控制在5%-10%；粉煤灰掺量是指粉煤灰占所有胶凝材料总量的比重，控制在10%-20%。
上述方案水泥为52.5级普通硅酸盐水泥。
上述方案硅灰为优质硅灰。
上述方案粉煤灰为Ⅰ级或Ⅱ级优质粉煤灰。
上述方案粗骨料为具有连续级配的玄武岩碎石，粒径为5-20毫米。
上述方案细骨料为河砂，中粗砂，细度模数为2.7-3.0，含泥量不超过2%。
上述方案高效减水剂为掺有泵送剂的聚羧酸高效减水剂，减水率为30%-40%，并具有一定的保塑功能，与上述水泥和矿物掺料有较好的相容性。
上述方案水为普通自来水。
本发明的优点与效果是：
1、弥补了自密实高强混凝土强度的不足：
本发明所配置的自密实高强混凝土的强度达到C90级，特别适与浇筑钢管内部空间受限的新型钢管高强混凝土组合结构中如：型钢钢管混凝土、中空夹层钢管混凝土、钢管混凝土叠合构件以及复式钢管混凝土等。
2、节约成本、低碳环保，具有较好的经济效益：
本发明使用了10%-20%的煤粉灰以及5%-10%硅灰，而硅灰和粉煤灰的价格较水泥低，因此本发明成本较低，可以有效的节约配制C90级自密实混凝土的成本,同时粉煤灰的利用可以有效的保护环境，符合低碳环保的建筑理念。
具体实施方式
现结合一些实施例对一种C90级自密实高强混凝土的配制方法进行详细的说明。
按照配制自密实高强混凝土胶凝材料不超过600千克；砂子含泥量要小于2%；石子级配连续，质地坚硬，强度较高；配制高强混凝土必须掺加一定量的矿物掺料；塌落度和扩展度需较大及工作性能好的要求进行C90级自密实高强混凝土的配制工作。
本发明采用上述优质的制备方法，保证自密实高强混凝土的密实度、工作性及高强度，能够高效制备C90级自密实高强混凝土。
以下实施例中所使用的减水剂均为聚羧酸高效减水剂。
实施例1
C90级自密实高强混凝土配方1的组分和含量为：水泥：粉煤灰：硅灰：石子：砂子：水：减水剂：（单位为千克每立方米）460：55:38.5: 1152:648: 125:16.5；配方中所用硅灰为优质硅灰，粉煤灰为I级优质粉煤灰，石子为玄武岩碎石，砂子细度模数为2.8，水泥为52.5级普通硅酸盐水泥,水胶比为0.23。
一种C90级自密实高强混凝土的配制方法包括以下几个步骤：
(1)材料的准备:按照水泥：硅灰：粉煤灰：石子：砂子：水：高效减水剂：（单位为千克每立方米）：460：55:38.5: 1152:648: 125:16.5准备原材料。
(2)原材料按照石子、砂子、胶凝材料、水和高效减水剂融合液顺序逐次投入搅拌机中。
(3)将称好重量的石子、砂子，胶凝材料倒入搅拌机中搅拌50秒，使得粗细骨料和胶凝材料能够充分均匀的混合分布。
(4)将高效减水剂均匀混合于普通的自来水中，形成水和高效减水剂的融合液。
(5)在搅拌的过程中，将水和高效减水剂的融合液缓慢而均匀倒入搅拌机中，使得该融合液和石子、砂子及胶凝材料的拌合料混合充分，搅拌过程持续时间为3分钟。
(6)水和高效减水剂融合液加入完毕后再继续搅拌90秒，然后停止搅拌, 出料后即形成了自密实高强混凝土。
(7)将拌合均匀的混凝土装入到结构中成型，无需振捣。
另外还设计了一组对比配方2，配方2的组分和含量为：水泥：粉煤灰：硅灰：石子：砂子：水：减水剂：（单位为千克每立方米）460：55:38.5: 1152:648: 120:16.5，水胶比为0.22，所用材料和制备方法与配方1一致，不再赘述。
上述配方1塌落度和扩展度分别为235毫米和563毫米，自密实高强混凝土28天抗压强度为92.2兆帕。配方2塌落度和扩展度分别为220毫米和531毫米，自密实高强混凝土28天抗压强度为96.1兆帕。
上述配方1和配方2中塌落度和扩展度的测量均为塌落筒提起30s后立即进行测量得到的值。从配方1、2和其基本特征来看，塌落度均在200毫米以上，扩展度均在500毫米以上，在用水量减少的情况下，水胶比变小，但是均能够满足自密实混凝土工作性良好的要求，且强度都达到90兆帕以上，符合C90级自密实高强混凝土的要求，欲配制高强混凝土必须在较低的水胶比的条件下进行配制。
实施例2
C90级自密实高强混凝土配方3的组分和含量为：水泥：粉煤灰：硅灰：石子：砂子：水：减水剂：（单位为千克每立方米）500：50:0: 1152:648: 120:17.6；配方中所用硅灰为优质硅灰，粉煤灰为I级优质粉煤灰，石子为玄武岩碎石，砂子细度模数为2.8，水泥为52.5级普通硅酸盐水泥,水胶比为0.22。
一种C90级自密实高强混凝土的配制方法包括以下几个步骤：
(1)材料的准备:按照水泥：硅灰：粉煤灰：石子：砂子：水：高效减水剂：（单位为千克每立方米）：500：50:0: 1152:648: 120:17.6准备原材料。
(2)原材料按照石子、砂子、胶凝材料、水和高效减水剂融合液顺序逐次投入搅拌机中。
(3)将称好重量的石子、砂子，胶凝材料倒入搅拌机中搅拌60秒，使得粗细骨料和胶凝材料能够充分均匀的混合分布。
(4)将高效减水剂均匀混合于普通的自来水中，形成水和高效减水剂的融合液。
(5) 在搅拌的过程中，将水和高效减水剂的融合液缓慢而均匀倒入搅拌机中，使得该融合液和石子、砂子及胶凝材料的拌合料混合充分，搅拌过程持续时间为3分钟。
(6)水和高效减水剂融合液加入完毕后再继续搅拌100秒，然后停止搅拌, 出料后即形成了自密实高强混凝土。
(7)将拌合均匀的混凝土装入到结构中成型，无需振捣。
另外还设计了一组对比配方4，配方4的组分和含量为：水泥：粉煤灰：硅灰：石子：砂子：水：减水剂：（单位为千克每立方米）460：50:40: 1152:648: 120:17.6，水胶比为0.22，所用材料和制备方法与配方3一致，不再赘述。
上述配方3和配方4中塌落度和扩展度的测量均为塌落筒提起30s后立即进行测量得到的值。上述配方3塌落度和扩展度分别为252毫米和585毫米，混凝土28天抗压强度为90.7兆帕，配方4塌落度和扩展度分别为233毫米和554毫米，混凝土28天抗压强度为95.3兆帕。
从上述配方3和配方4及他们的基本特征可知没有掺硅灰的自密实高强混凝土的塌落度和扩展度均优于掺入硅灰的自密实高强混凝土，但是没掺硅灰的自密实高强混凝土的抗压强度要低于掺入硅灰的混凝土，这是因为硅灰的比表面积大于水泥的比表面积，掺入硅灰后，自密实混凝土的用水量会增加，为了保证自密实高强混凝土的强度，水胶比不变时，工作性就会受到影响，混凝土就会变得较为粘稠，但仍然能够满足自密实混凝土工作性的要求；掺入硅灰能够填充自密实混凝土内部的微小空隙，使得混凝土的密实度得以提高，从而提高自密实混凝土的强度。从配合比二的结果来看，所有自密实混凝土的工作性均很好，也达到了预期的强度，但为了能够得到较高的强度，提高保证率，使得自密实混凝土能够达到C90级，有必要掺入一定量的硅灰，掺入量为5%-10%最为适宜。
实施例3
C90级自密实高强混凝土配方5的组分和含量为：水泥：粉煤灰：硅灰：石子：砂子：水：减水剂：（单位为千克每立方米）510：0:40: 1200:600: 120:17.6；配方中所用硅灰为优质硅灰，粉煤灰为I级优质粉煤灰，石子为玄武岩碎石，砂子细度模数为2.8，水泥为52.5级普通硅酸盐水泥,水胶比为0.22。
一种C90级自密实高强混凝土的配制方法包括以下几个步骤：
(1)材料的准备:按照水泥：硅灰：粉煤灰：石子：砂子：水：高效减水剂：（单位为千克每立方米）：510：0:40: 1200:600: 120:17.6准备原材料。
(2)原材料按照石子、砂子、胶凝材料、水和高效减水剂融合液顺序逐次投入搅拌机中。
(3)将称好重量的石子、砂子，胶凝材料倒入搅拌机中搅拌55秒，使得粗细骨料和胶凝材料能够充分均匀的混合分布。
(4)将高效减水剂均匀混合于普通的自来水中，形成水和高效减水剂的融合液。
(5)在搅拌的过程中，将水和高效减水剂的融合液缓慢而均匀倒入搅拌机中，使得该融合液和石子、砂子及胶凝材料的拌合料混合充分，搅拌过程持续时间为3分钟。
(6)水和高效减水剂融合液加入完毕后再继续搅拌80秒，然后停止搅拌, 出料后即形成了自密实高强混凝土。
(7)将拌合均匀的混凝土装入到结构中成型，无需振捣。
另外还设计了一组对比配方6，配方6的组分和含量为：水泥：粉煤灰：硅灰：石子：砂子：水：减水剂：（单位为千克每立方米）460：50:40: 1200:600: 120:17.6，水胶比为0.22，所用材料和制备方法与配方5一致，不再赘述。
上述配方5和配方6中塌落度和扩展度的测量均为塌落筒提起30s后立即进行测量得到的值。上述配方5塌落度和扩展度分别为220毫米和538毫米，混凝土28天抗压强度为94.7兆帕，配方6塌落度和扩展度分别为247毫米和575毫米，混凝土28天抗压强度为91.5兆帕。
从上述配方5和配方6中数据看出，无论粉煤灰掺入与否，自密实高强混凝土都能够达到预期的C90级，从工作性能上看，掺入了粉煤灰的自密实混凝土无论是塌落度还是扩展度均要优于没掺入粉煤灰的自密实混凝土；掺入粉煤灰可以有效的减少用水量与改善自密实高强混凝土的工作性能，而且掺入了粉煤灰的混凝土在28天时强度略低于没掺粉煤灰的混凝土，这是因为粉煤灰的掺入使得自密实高强混凝土的早期强度有所降低；但是掺入粉煤灰的混凝土的后期强度有着较大的提高，这是没掺粉煤灰的混凝土所不具备的有利条件。而且掺入粉煤灰的自密实混凝土在同样的工作性的前提下，可以有效的降低成本，低碳环保。
需要说明的是以上所述均是本发明所优选的实施例而已，本行业的技术人员应该了解这些实施例并不用于限制本发明，在不脱离本发明精神和内容的范畴之内可以对其进行更改、优化及等同替换等均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种C90级自密实高强混凝土，其特征在于，所述混凝土单位为千克每立方米的配合比为：水泥：硅灰：粉煤灰：石子：砂子：水：高效减水剂：（440-480）：（25-55）：（55-110）：（1100-1300）：（580-700）：（115-135）：（16-22）。
2.根据权利要求1所述的一种C90级自密实高强混凝土，其特征在于，所述按照上述方案的比重，水胶比控制在0.22-0.25；砂率控制在0.35-0.4；硅灰掺量指的是硅灰占所有胶凝材料总量的比重，控制在5%-10%；粉煤灰掺量是指粉煤灰占所有胶凝材料总量的比重，控制在10%-20%。
3.根据权利要求1所述的一种C90级自密实高强混凝土，其特征在于，所述水泥为52.5级普通硅酸盐水泥；硅灰为优质硅灰；粉煤灰为Ⅰ级或Ⅱ级优质粉煤灰；粗骨料为具有连续级配的玄武岩碎石，粒径为5-20毫米；细骨料为河砂，中粗砂，细度模数为2.7-3.0，含泥量不超过2%；高效减水剂为掺有泵送剂的聚羧酸高效减水剂；水为普通自来水。
4.一种C90级自密实高强混凝土的配制方法，其特征在于，所述方法包括以下几个步骤：(1)材料的准备:按照水泥：硅灰：粉煤灰：石子：砂子：水：高效减水剂：（单位为千克每立方米）：（440-480）：（25-55）：（55-110）：（1100-1300）：（580-700）：（115-135）：（16-22）准备原材料；
(2)原材料按照石子、砂子、胶凝材料、水和高效减水剂融合液顺序逐次投入搅拌机中；
(3)将称好重量的石子、砂子，胶凝材料倒入搅拌机中搅拌45-60秒，使得粗细骨料和胶凝材料能够充分均匀的混合分布；
(4)将高效减水剂均匀混合于普通的自来水中，形成水和高效减水剂的融合液；
(5)在搅拌的过程中，将水和高效减水剂的融合液缓慢而均匀倒入搅拌机中，使得该融合液和石子、砂子及胶凝材料的拌合料混合充分，搅拌过程持续时间为2-3分钟；
(6)水和高效减水剂融合液加入完毕后再继续搅拌1-2分钟，然后停止搅拌,出料后即形成了自密实高强混凝土；
(7)将拌合均匀的混凝土装入到结构中成型即可。
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