CN104773982A - 一种新型高性能混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型高性能混凝土及其制备方法，属于混凝土工程技术领域，其包括以下组分：粗骨1000～1500kg/m3、细骨料600～750kg/m3、水泥200～250kg/m3、拌合水120～250kg/m3、粉煤灰80～150kg/m3、硅粉10～25kg/m3、还包括氯盐、减水剂、引气剂。本发明的混凝土通过优化混凝土各组分的配合比，有效降低水泥的用量，增加钢筋与混凝土的咬合力，同时提高混凝土自身防水的能力。本发明的制备方法简单易行，使得胶凝材料和外加剂能够均匀全面地包覆于骨料的外表面，得到的混凝土抗压强度高、与钢筋的粘结强度得到有效提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型高性能混凝土及其制备方法，具体涉及一种能够提高钢筋与混凝土咬合力并且具有防水能力的混凝土，属于混凝土工程技术领域。
背景技术
混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，混凝土以其原料丰富、价格低廉、生产工艺简单等优点，在土木工程、造船业、机械工业、海洋开发、地热工程中使用率越来越高。混凝土按照骨料的不同可分为重混凝土、普通混凝土、轻质混凝土，其中普通混凝土以其原材料丰富、成本低、具有良好的可塑性等优点而被广泛应用。但是，现有的混凝土配方并不能很好的解决预制构件在拼接组装过程中连接处的强度和防水问题；虽然选用不同外掺剂时，混凝土的自密实程度有所改变，并且混凝土与钢筋的咬合力也得到了一定程度的增强，但是与此同时水泥用量也在增加，提高了施工成本，同时裂缝出现率也比较高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型高性能混凝土及其制备方法，本发明的混凝土通过优化混凝土各组分的配合比，有效降低水泥的用量，增加钢筋与混凝土的咬合力，同时提高混凝土自身防水的能力。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种新型高性能混凝土，其包括以下组分：
还包括氯盐、减水剂、引气剂；其中，氯盐的用量为水泥、粉煤灰和硅粉三者用量之和的2％，减水剂的用量为水泥、粉煤灰和硅粉三者用量之和的1％，引气剂的用量为水泥、粉煤灰和硅粉三者用量之和的0.01％；混凝土的砂率为0.30～0.45、水胶比为0.35～0.50。
其包括以下组分：
还包括氯盐、减水剂、引气剂；其中，氯盐的用量为水泥、粉煤灰和硅粉三者用量之和的2％，减水剂的用量为水泥、粉煤灰和硅粉三者用量之和的1％，引气剂的用量为水泥、粉煤灰和硅粉三者用量之和的0.01％；混凝土的砂率为0.36～0.43、水胶比为0.37～0.45。
砂率是影响混凝土工作性、表观密度、强度和变形性能的主要因素之一。采用合理的砂率不仅可以增加混凝土的强度，还可以提高轻集料混凝土的流动性。申请人在研究过程中发现混凝土强度随砂率增大而出现波动，当砂率过低时，粗骨料之间的空隙未被填充密实，使得混凝土的强度不足。随着砂率的提高，空隙率减少，混凝土更加密实，使强度得到提高。但当砂率过高时，粗集料的用量降低，细集料用量增大，而水泥用量却没有变化，使砂浆本身的密实程度降低，细骨料与粗骨料之间的界面强化度和机械啮合作用下降，混凝土遭到破坏时，沿细骨料本身的破坏和界面破坏两种形式同时存在，混凝土强度有所降低；而且过高的砂率很容易产生分层离析和泌水，导致混凝土稳定性降低，强度反而下降。因此，合理砂率的选择在混凝土的配制中显得尤为重要，申请人在经过多次试验后发现当砂率为0.30～0.45时，本发明的混凝土抗压强度、与钢筋粘结强度最佳。
申请人通过多次实验观察28d成型后的混凝土数据发现，混凝土早期裂缝长度、宽度和数量在0.35-0.50的范围内随着水胶比的变大反而减少，开裂时间亦是随着水胶比的升高也相应的减少，故可得之在上述的0.35-0.50范围内的水胶比可以有效的解决混凝土早期的开裂的问题，当然水胶比也不能过大，过大也会导致混凝土的强度有所降低。
所述粗骨料的粒径为5～20mm、含泥量为0.7～0.9％、泥块含量为0.3～0.5％、针片状颗粒含量为8.0～8.5％、压碎指标为5.0～5.5％。
所述细骨料的粒径小于5mm、模度系数为2.5～3.0、含泥量为2.0～2.2％、泥块含量为0.8～1.0％。
所述粗骨料的粒径为5～20mm、含泥量为0.8％、泥块含量为0.4％、针片状颗粒含量为8.3％、压碎指标为5.3％。
所述细骨料的粒径小于5mm、模度系数为2.8、含泥量为2.1％、泥块含量为0.9％。
所述减水剂为聚羧酸高效减水剂，PH值为7～9、含固量＞15％、氯离子含量＜0.05。
所述引气剂为烷基苯磺酸盐类引气剂。
本发明还提供了如上所述的新型高性能混凝土的制备方法，其包括以下步骤：
1)向搅拌筒中加入水后启动搅拌筒使其空转，待搅拌筒充分湿润后，将搅拌筒内的积水倒净；
2)将1/2配方量的细骨料、1/3配方量的水泥投入搅拌筒中搅拌均匀后，加入全部配方量的拌合水和粗骨料继续搅拌直至均匀；
3)将全部配方量的粉煤灰、硅粉、氯盐、减水剂、引气剂及剩余配方量的细骨料和水泥加入搅拌桶内，直至搅拌均匀即得。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明以特定量的水泥、粉煤灰和硅粉作为胶凝材料，通过添加氯盐和硅粉和改变粉煤灰的用量以及合理添加特定量的减水剂及引气剂的方式优化混凝土配合比，获得了符合实际工程施工要求的新型高性能混凝土，提高了钢筋与混凝土的粘结强度，同时降低了水泥用量，降低了成本，裂缝也得到了有效的控制；本发明的混凝土制备方法首先将细骨料与水泥混合均匀，这样有利于细骨料与水泥紧密接触；将粉煤灰、硅粉、氯盐、减水剂、引气剂及剩余的细骨料和水泥混合均匀，这样使得胶凝材料和外加剂能够均匀全面地包覆于骨料的外表面，得到的混凝土抗压强度高、与钢筋的粘结强度得到有效提提高，并且混凝土本身具有较好的防水能力。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1：
一种新型高性能混凝土，其包括以下组分：
其中，所述粗骨料的粒径为5～20mm、含泥量为0.8％、泥块含量为0.4％、针片状颗粒含量为8.3％、压碎指标为5.3％。所述细骨料的粒径小于5mm、模度系数为2.8、含泥量为2.1％、泥块含量为0.9％。所述氯盐为氯化钠。本实施例混凝土的砂率为0.37，水胶比为0.375。
实施例2：
一种新型高性能混凝土，其包括以下组分：
其中，所述粗骨料的粒径为5～20mm、含泥量为0.8％、泥块含量为0.4％、针片状颗粒含量为8.3％、压碎指标为5.3％。所述细骨料的粒径小于5mm、模度系数为2.8、含泥量为2.1％、泥块含量为0.9％。所述氯盐为氯化钠。本实施例混凝土的砂率为0.38，水胶比为0.42。
实施例3：
一种新型高性能混凝土，其包括以下组分：
其中，所述粗骨料的粒径为5～20mm、含泥量为0.8％、泥块含量为0.4％、针片状颗粒含量为8.3％、压碎指标为5.3％。所述细骨料的粒径小于5mm、模度系数为2.8、含泥量为2.1％、泥块含量为0.9％。所述氯盐为氯化钠。本实施例混凝土的砂率为0.37，水胶比为0.44。
实施例1～3均按照以下制备方法制备而成：
1)向搅拌筒中加入水后启动搅拌筒使其空转，待搅拌筒充分湿润后，将搅拌筒内的积水倒净；
2)将1/2配方量的细骨料、1/3配方量的水泥投入搅拌筒中搅拌均匀后，加入全部配方量的拌合水和粗骨料继续搅拌直至均匀；
3)将全部配方量的粉煤灰、硅粉、氯盐、减水剂、引气剂及剩余配方量的细骨料和水泥加入搅拌桶内，直至搅拌均匀即得。
效果对比与检测：
为了验证实施例1～3的效果，对比例(D1)采用粗骨料、细骨料、水泥、水作为原料，对比例与实施例1～3的制备方法完全相同，浇筑成标准立方体，在混凝土浇筑后的1-2天，保证混凝土处于充分湿润状态；28天后，分别检测对比例与实施例1～3的抗压强度、与钢筋的粘结强度，结果见下表(kg/m3)。
由上表可知，实施例1～3的抗压强度与粘结强度均得到较大的提高；其中，实施例2的标准立方体28天后的抗压强度为43.16Mpa，与对比例的标准立方体的抗压强度40.73Mpa相比，提高了6％左右；而实施例2混凝土与带肋钢筋28天的平均粘结强度是18.51Mpa，与对比例的28天的平均粘结强度15.59Mpa相比提高了20％左右。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种新型高性能混凝土，其特征在于：其包括以下组分：
还包括氯盐、减水剂、引气剂；其中，氯盐的用量为水泥、粉煤灰和硅粉三者用量之和的2％，减水剂的用量为水泥、粉煤灰和硅粉三者用量之和的1％，引气剂的用量为水泥、粉煤灰和硅粉三者用量之和的0.01％；混凝土的砂率为0.30～0.45、水胶比为0.35～0.50。
2.根据权利要求1所述的新型高性能混凝土，其特征在于：其包括以下组分：
还包括氯盐、减水剂、引气剂；其中，氯盐的用量为水泥、粉煤灰和硅粉三者用量之和的2％，减水剂的用量为水泥、粉煤灰和硅粉三者用量之和的1％，引气剂的用量为水泥、粉煤灰和硅粉三者用量之和的0.01％；混凝土的砂率为0.36～0.43、水胶比为0.37～0.45。
3.根据权利要求1所述的新型高性能混凝土，其特征在于：所述粗骨料的粒径为5～20mm、含泥量为0.7～0.9％、泥块含量为0.3～0.5％、针片状颗粒含量为8.0～8.5％、压碎指标为5.0～5.5％。
4.根据权利要求1所述的新型高性能混凝土，其特征在于：所述细骨料的粒径小于5mm、模度系数为2.5～3.0、含泥量为2.0～2.2％、泥块含量为0.8～1.0％。
5.根据权利要求1所述的新型高性能混凝土，其特征在于：所述粗骨料的粒径为5～20mm、含泥量为0.8％、泥块含量为0.4％、针片状颗粒含量为8.3％、压碎指标为5.3％。
6.根据权利要求1所述的新型高性能混凝土，其特征在于：所述细骨料的粒径小于5mm、模度系数为2.8、含泥量为2.1％、泥块含量为0.9％。
7.根据权利要求1所述的新型高性能混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸高效减水剂，PH值为7～9、含固量＞15％、氯离子含量＜0.05。
8.根据权利要求1所述的新型高性能混凝土，其特征在于：所述引气剂为烷基苯磺酸盐类引气剂。
9.根据权利要求1所述的新型高性能混凝土的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
1)向搅拌筒中加入水后启动搅拌筒使其空转，待搅拌筒充分湿润后，将搅拌筒内的积水倒净；
2)将1/2配方量的细骨料、1/3配方量的水泥投入搅拌筒中搅拌均匀后，加入全部配方量的拌合水和粗骨料继续搅拌直至均匀；
3)将全部配方量的粉煤灰、硅粉、氯盐、减水剂、引气剂及剩余配方量的细骨料和水泥加入搅拌桶内，直至搅拌均匀即得。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150715 |