CN108059408A - 一种高强度自密实混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种高强度自密实混凝土及其制备方法 Download PDF

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CN108059408A CN201711405067.3A CN201711405067A CN108059408A CN 108059408 A CN108059408 A CN 108059408A CN 201711405067 A CN201711405067 A CN 201711405067A CN 108059408 A CN108059408 A CN 108059408A
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Abstract

本发明提供一种高强度自密实混凝土及其制备方法，属于建筑工程技术领域，该混凝土的配方与重量份的配比是：硅酸盐水泥200～400份，细骨料400～800份，粗骨料200～800份，水50～300份，粉煤灰30～300份，稻壳灰10～100份，矿粉50～300份，再生加气混凝土砌块粉末20～100份，高效减水剂2～50份；该混凝土的制造方法是：首先将再生加气混凝土砌块进行破碎、粉磨，使其颗粒粒径为0.1mm～0.3mm；然后将硅酸盐水泥、细骨料、粗骨料、水、粉煤灰、稻壳灰、矿粉、再生加气混凝土砌块粉末、高效减水剂按照重量份的配比进行混合即可制造出高强度自密实混凝土。本发明方法提供的高强度自密实混凝土，能在达到高强度、自密实的同时，实现对废弃加气混凝土砌块的合理利用。

Description

一种高强度自密实混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体地说是一种高强度自密实混凝土及其制备方法。
背景技术
高强度自密实混凝土指的是通过利用制备普通混凝土所需的水泥，石子，砂子等材料然后添加像矿粉，粉煤灰等矿物掺合料还加上高效减水剂等化学物质制备出强度等级不低于C60的并且不需要进行振动即可自密实的混凝土。
目前我国高强度混凝土以及自密实混凝土的使用主要面临造价高，施工性欠佳等缺点。
伴随建筑工程的发展，加气混凝土砌块作为一种填充材料应用越来越多，面对一些异结构进行填充时，需要对砌块进行切割，被切割剩余下的部分无法再进行填充利用，只能作为废弃物进行丢弃，对环境造成很大破坏。加气混凝土砌块具有轻质，多孔的特性，对于废弃加气混凝土砌块粉末可以使本混凝土中的水泥、粉煤灰、稻壳灰、矿粉进行部分填充，利用微小摩擦力提高各个材料的粘结性，以达到提高混凝土强度的目的。
中国作为一个传统农业大国，稻壳每年的产量超过8000万吨，国家为缓解燃煤火力发电对空气的污染，发布了一系列的优惠政策，部分地区已经开始利用稻壳这一清洁能源进行发电，既减少了稻壳的随意燃烧污染空气也解决了燃煤的污染。但是大部分的电厂因为在燃烧稻壳后，收尘的稻壳灰无法处理成为了一大难题。通过以前的试验发现稻壳灰中含有大量无定型太的SiO2，可以加入到混凝土中替代硅灰，发挥其火山灰活性，从而提高混凝土强度。
发明内容
本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种高强度自密实混凝土及其制备方法。
本发明的一种高强度自密实混凝土及其制备方法，在材料选择上利用再生加气混凝土砌块粉末作为现有高强度自密实混凝土中的水泥和粉煤灰进行替代，利用稻壳灰对现有高强度自密实混凝土中的硅灰进行替代，从而在保证高强度和自密实的前提下达到对废弃资源的最大化利用。
本发明的一种高强度自密实混凝土，该混凝土的配方与重量份的配比是：硅酸盐水泥200～400份，细骨料400～800份，粗骨料200～800份，水50～300份，粉煤灰30～300份，稻壳灰10～100份，矿粉50～300份，再生加气混凝土砌块粉末20～100份，高效减水剂2～50份。
该混凝土的配方与重量份的优选配比范围是：
硅酸盐水泥273～319份，细骨料715～770份，粗骨料711～762份，水160～210份，粉煤灰55～100份，稻壳灰39～47份，矿粉60～130份，再生加气混凝土砌块粉末55～71份，高效减水剂5.5～10份。
该混凝土的配方与重量份的优选配比是：
硅酸盐水泥288份，细骨料730份，粗骨料725份，水175份,粉煤灰80份，稻壳灰45份，矿粉100份，再生加气混凝土砌块粉末68份，高效减水剂8份。
本发明的一种高强度自密实混凝土的制备方法，该混凝土的配方与重量份的配比是：硅酸盐水泥200～400份，细骨料400～800份，粗骨料200～800份，水50～300份，粉煤灰30～300份，稻壳灰10～100份，矿粉50～300份，再生加气混凝土砌块粉末20～100份，高效减水剂2～50份；
该混凝土的制造方法是：
首先将再生加气混凝土砌块进行破碎、粉磨，使其颗粒粒径为0.1mm～0.3mm；
然后将硅酸盐水泥、细骨料、粗骨料、水、粉煤灰、稻壳灰、矿粉、再生加气混凝土砌块粉末、高效减水剂按照重量份的配比进行混合即可制造出高强度自密实混凝土。
再生加气混凝土砌块粉末的颗粒粒径破碎、粉磨至0.15mm；
细骨料为细度模数2.6～3的Ⅱ区中砂，含泥量小于2%；
粗骨料最大粒径不超过20mm，含泥量不大于0.5%，针片状颗粒含量不大于5%；
高效减水剂采用聚羧酸减水剂；
粉煤灰采用Ⅰ级粉煤灰；
矿粉采用S95级矿粉。
再生加气混凝土砌块粉末的添加范围60～70份，优选添加63份；
稻壳灰的添加范围39～47份，优选添加45份。
该混凝土的配方的混合方式为：先将配方中配比重量份的硅酸盐水泥、粉煤灰、稻壳灰、再生加气混凝土砌块粉末、矿粉置于密闭空间进行密闭振动均匀混合，混合时间2～10min；再向混合后的密闭空间内加入细骨料、粗骨料，进行干燥预搅拌，搅拌时间为1～10min；再加入水、减水剂，拌合成型，即得再生加气混凝土砌块粉末稻壳灰高强度自密实混凝土。
其制备方法，具体包括以下步骤：
（1）原材料的准备
利用颚式破碎机对废弃加气混凝土砌块进行破碎，破碎后加入球磨机进行粉末，经过筛分析得到粒径为0.15mm的再生加气混凝土砌块粉末；
（2）搅拌
搅拌分为三步，分别是密闭振动均匀混合、干燥振动预拌合和正式拌合；
密闭振动均匀混合：加入硅酸盐水泥、粉煤灰、稻壳灰、再生加气混凝土砌块粉末、矿粉在密闭环境下进行振动得到所有材料充分混合，使得稻壳灰、粉煤灰、硅酸盐水泥、矿粉颗粒充分填充到废弃加气混凝土砌块粉末的多孔颗粒的微细孔中；
干燥振动预拌合：向上述密闭振动均匀混合材料中加入细骨料、粗骨料，进行干燥预拌合；
正式拌合：在干燥振动预拌合的基础上加入水、减水剂，充分搅拌均匀。
本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：
本发明主要对原有高强度自密实混凝土中部分材料利用工业废料进行替代，寻找在既保证强度要求下又能满足施工的适用性，做到对现有高强度自密实混凝土成本的降低。
本发明方法提供的高强度自密实混凝土，能在达到高强度、自密实的同时，实现对废弃加气混凝土砌块的合理利用。
本发明利用再生加气混凝土砌块粉末对现有高强度自密实混凝土中的水泥和粉煤灰进行替代。
本发明利用稻壳灰对现有高强度自密实混凝土中的硅灰进行替代。
本发明搅拌分为三步，分别是密闭振动均匀混合，干燥振动预拌合和正式拌合。
本发明密闭振动均匀混合：加入水泥，矿粉，粉煤灰，稻壳灰，废弃加气混凝土砌块粉末在密闭环境下进行振动得到所有材料充分混合，使得稻壳灰，粉煤灰，水泥，矿粉颗粒充分填充到废弃加气混凝土砌块粉末的多孔颗粒的微细孔中。
本发明拌合成型搅拌时间视具体情况而定。
具体实施方式
下面对本发明的一种高强度自密实混凝土及其制备方法作以下详细说明。
本发明的一种高强度自密实混凝土及其制备方法，该混凝土的配方与重量份的配比是：硅酸盐水泥200～400份，细骨料400～800份，粗骨料200～800份，水50～300份，粉煤灰30～300份，稻壳灰10～100份，矿粉50～300份，再生加气混凝土砌块粉末20～100份，高效减水剂2～50份；
该混凝土的制造方法是：
首先将再生加气混凝土砌块进行破碎、粉磨，使其颗粒粒径为0.1mm～0.3mm；
然后将硅酸盐水泥、细骨料、粗骨料、水、粉煤灰、稻壳灰、矿粉、再生加气混凝土砌块粉末、高效减水剂按照重量份的配比进行混合即可制造出高强度自密实混凝土。
再生加气混凝土砌块粉末的颗粒粒径破碎、粉磨至0.15mm；
细骨料为细度模数2.6～3的Ⅱ区中砂，含泥量小于2%；
粗骨料最大粒径不超过20mm，含泥量不大于0.5%，针片状颗粒含量不大于5%；
高效减水剂采用聚羧酸减水剂；
粉煤灰采用Ⅰ级粉煤灰；
矿粉采用S95级矿粉。
再生加气混凝土砌块粉末的添加范围60～70份，优选添加63份；
稻壳灰的添加范围39～47份，优选添加45份。
实施1
本发明的一种加气混凝土砌块粉末～稻壳灰高强度自密实混凝土，所述组分和含量如下：1m3高强度混凝土中含有普通硅酸盐水泥299kg，粉煤灰99kg，稻壳灰45kg，细骨料730kg，粗骨料725kg，矿粉100kg，再生加气混凝土砌块粉末55kg，高效减水剂8kg，水175kg
本实例中，所述废弃加气混凝土砌块粉末粒径为0.15mm。
本实例中，所述细骨料为细度模数2.6～3的Ⅱ区中砂，含泥量小于2%。
本实例中，所述粗骨料最大粒径不超过20mm，含泥量不大于0.5%，针片状颗粒含量不大于5%。
本实例中，所述高效减水剂为聚羧酸减水剂。
本实例中，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。
本实例中，所述矿粉为S95级。
一种加气混凝土砌块粉末～稻壳灰高强度自密实混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）原材料的准备
利用颚式破碎机对废弃加气混凝土砌块进行破碎，破碎后加入球磨机进行粉末，经过筛分析得到粒径为0.15mm的加气混凝土砌块粉末。
（2）搅拌
搅拌分为三步，分别是密闭振动均匀混合，干燥振动预拌合和正式拌合。
密闭振动均匀混合：加入水泥，矿粉，粉煤灰，稻壳灰，废弃加气混凝土砌块粉末在密闭环境下进行振动得到所有材料充分混合，使得稻壳灰，粉煤灰，水泥，矿粉颗粒充分填充到废弃加气混凝土砌块粉末的多孔颗粒的微细孔中。
干燥振动预拌合：向上述密闭振动均匀混合材料中加入石子，砂子进行干燥预拌合。石子、砂子即是细骨料、粗骨料。
正式拌合：在干燥振动预拌合的基础上加入水，减水剂，充分搅拌均匀。
实施2
本发明的一种加气混凝土砌块粉末～稻壳灰高强度自密实混凝土，所述组分和含量如下：1m3高强度混凝土中含有普通硅酸盐水泥295kg，粉煤灰90kg，稻壳灰45kg，细骨料730kg，粗骨料725kg，矿粉110kg，再生加气混凝土砌块粉末60kg，高效减水剂8kg，水180kg
本实例中，所述废弃加气混凝土砌块粉末粒径为0.15mm。
本实例中，所述细骨料为细度模数2.6～3的Ⅱ区中砂，含泥量小于2%。
本实例中，所述粗骨料最大粒径不超过20mm，含泥量不大于0.5%，针片状颗粒含量不大于5%。
本实例中，所述高效减水剂为聚羧酸减水剂。
本实例中，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。
本实例中，所述矿粉为S95级。
一种加气混凝土砌块粉末～稻壳灰高强度自密实混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）原材料的准备
利用颚式破碎机对废弃加气混凝土砌块进行破碎，破碎后加入球磨机进行粉末，经过筛分析得到粒径为0.15mm的加气混凝土砌块粉末。
（2）搅拌
搅拌分为三步，分别是密闭振动均匀混合，干燥振动预拌合和正式拌合。
密闭振动均匀混合：加入水泥，矿粉，粉煤灰，稻壳灰，废弃加气混凝土砌块粉末在密闭环境下进行振动得到所有材料充分混合，使得稻壳灰，粉煤灰，水泥，矿粉颗粒充分填充到废弃加气混凝土砌块粉末的多孔颗粒的微细孔中。
干燥振动预拌合：向上述密闭振动均匀混合材料中加入石子，砂子进行干燥预拌合。
正式拌合：在干燥振动预拌合的基础上加入水，减水剂，充分搅拌均匀。
实施3
本发明的一种加气混凝土砌块粉末～稻壳灰高强度自密实混凝土，所述组分和含量如下：1m3高强度混凝土中含有普通硅酸盐水泥290kg，粉煤灰85kg，稻壳灰45kg，细骨料730kg，粗骨料725kg，矿粉110kg，再生加气混凝土砌块粉末65kg，高效减水剂8kg，水180kg
本实例中，所述废弃加气混凝土砌块粉末粒径为0.15mm。
本实例中，所述细骨料为细度模数2.6～3的Ⅱ区中砂，含泥量小于2%。
本实例中，所述粗骨料最大粒径不超过20mm，含泥量不大于0.5%，针片状颗粒含量不大于5%。
本实例中，所述高效减水剂为聚羧酸减水剂。
本实例中，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。
本实例中，所述矿粉为S95级。
一种加气混凝土砌块粉末～稻壳灰高强度自密实混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）原材料的准备
利用颚式破碎机对废弃加气混凝土砌块进行破碎，破碎后加入球磨机进行粉末，经过筛分析得到粒径为0.15mm的加气混凝土砌块粉末。
（2）搅拌
搅拌分为三步，分别是密闭振动均匀混合，干燥振动预拌合和正式拌合。
密闭振动均匀混合：加入水泥，矿粉，粉煤灰，稻壳灰，废弃加气混凝土砌块粉末在密闭环境下进行振动得到所有材料充分混合，使得稻壳灰，粉煤灰，水泥，矿粉颗粒充分填充到废弃加气混凝土砌块粉末的多孔颗粒的微细孔中。
干燥振动预拌合：向上述密闭振动均匀混合材料中加入石子，砂子进行干燥预拌合。
正式拌合：在干燥振动预拌合的基础上加入水，减水剂，充分搅拌均匀。
实施4
本发明的一种加气混凝土砌块粉末～稻壳灰高强度自密实混凝土，所述组分和含量如下：1m3高强度混凝土中含有普通硅酸盐水泥288kg，粉煤灰80kg，稻壳灰45kg，细骨料730kg，粗骨料725kg，矿粉110kg，再生加气混凝土砌块粉末68kg，高效减水剂8kg，水170kg
本实例中，所述废弃加气混凝土砌块粉末粒径为0.15mm。
本实例中，所述细骨料为细度模数2.6～3的Ⅱ区中砂，含泥量小于2%。
本实例中，所述粗骨料最大粒径不超过20mm，含泥量不大于0.5%，针片状颗粒含量不大于5%。
本实例中，所述高效减水剂为聚羧酸减水剂。
本实例中，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。
本实例中，所述矿粉为S95级。
一种加气混凝土砌块粉末～稻壳灰高强度自密实混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）原材料的准备
利用颚式破碎机对废弃加气混凝土砌块进行破碎，破碎后加入球磨机进行粉末，经过筛分析得到粒径为0.15mm的加气混凝土砌块粉末。
（2）搅拌
搅拌分为三步，分别是密闭振动均匀混合，干燥振动预拌合和正式拌合。
密闭振动均匀混合：加入水泥，矿粉，粉煤灰，稻壳灰，废弃加气混凝土砌块粉末在密闭环境下进行振动得到所有材料充分混合，使得稻壳灰，粉煤灰，水泥，矿粉颗粒充分填充到废弃加气混凝土砌块粉末的多孔颗粒的微细孔中。
干燥振动预拌合：向上述密闭振动均匀混合材料中加入石子，砂子进行干燥预拌合。
正式拌合：在干燥振动预拌合的基础上加入水，减水剂，充分搅拌均匀。
实施5
本发明的一种加气混凝土砌块粉末～稻壳灰高强度自密实混凝土，所述组分和含量如下：1m3高强度混凝土中含有普通硅酸盐水泥280kg，粉煤灰75kg，硅灰45kg，细骨料730kg，粗骨料725kg，矿粉110kg，再生加气混凝土砌块粉末71kg，高效减水剂8kg，水180kg
本实例中，所述废弃加气混凝土砌块粉末粒径为0.15mm。
本实例中，所述细骨料为细度模数2.6～3的Ⅱ区中砂，含泥量小于2%。
本实例中，所述粗骨料最大粒径不超过20mm，含泥量不大于0.5%，针片状颗粒含量不大于5%。
本实例中，所述高效减水剂为聚羧酸减水剂。
本实例中，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。
本实例中，所述矿粉为S95级。
一种加气混凝土砌块粉末～稻壳灰高强度自密实混凝土的制备方法，包括以下步骤：
（1）原材料的准备
利用颚式破碎机对废弃加气混凝土砌块进行破碎，破碎后加入球磨机进行粉末，经过筛分析得到粒径为0.15mm的加气混凝土砌块粉末。
（2）搅拌
搅拌分为三步，分别是密闭振动均匀混合，干燥振动预拌合和正式拌合。
密闭振动均匀混合：加入水泥，矿粉，粉煤灰，稻壳灰，废弃加气混凝土砌块粉末在密闭环境下进行振动得到所有材料充分混合，使得稻壳灰，粉煤灰，水泥，矿粉颗粒充分填充到废弃加气混凝土砌块粉末的多孔颗粒的微细孔中。
干燥振动预拌合：向上述密闭振动均匀混合材料中加入石子，砂子进行干燥预拌合。
正式拌合：在干燥振动预拌合的基础上加入水，减水剂，充分搅拌均匀。
对上述实例1～5标准条件养护下所制备的高强度自密实混凝土进行对比，结果如下表：
组别 28d抗压强度（MPa） 坍落扩展度（mm） 时间（s）
1 67.3 731 44
2 66.5 735 42
3 65.8 732 45
4 65.6 737 44
5 69.7 733 46
由以上数据可知，本发明制备的加气混凝土砌块粉末～稻壳灰高强度自密实混凝土，采用部分废弃加气混凝土砌块粉末和稻壳灰当做填充材料和胶黏材料，可以大大提高混凝土强度，且制备方法简单，生产效率高，符合可持续发展的理念。
替代方案，对于再生加气混凝土砌块粉末的粒径可以进行变化，上述为0.15mm,还可阐述不同粒径如0.2mm，0.25mm，0.3mm情况下，仅粒径不同，强度仍然符合标准。
本发明的稻壳灰选取某电厂发电燃烧稻壳所产生的收尘灰，比表面积238m2/kg。其化学成分为：
化学组成 SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO K2O Na2O 烧失量
各组分含量（%） 92.15 0.21 0.41 0.41 0.45 2.31 0.08 2.77

Claims (10)

1.一种高强度自密实混凝土，其特征在于该混凝土的配方与重量份的配比是：硅酸盐水泥200～400份，细骨料400～800份，粗骨料200～800份，水50～300份，粉煤灰30～300份，稻壳灰10～100份，矿粉50～300份，再生加气混凝土砌块粉末20～100份，高效减水剂2～50份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度自密实混凝土，其特征在于该混凝土的配方与重量份的配比是：
硅酸盐水泥273～319份，细骨料715～770份，粗骨料711～762份，水160～210份，粉煤灰55～100份，稻壳灰39～47份，矿粉60～130份，再生加气混凝土砌块粉末55～71份，高效减水剂5.5～10份。
3.根据权利要求1所述的一种高强度自密实混凝土，其特征在于该混凝土的配方与重量份的配比是：
硅酸盐水泥288份，细骨料730份，粗骨料725份，水175份,粉煤灰80份，稻壳灰45份，矿粉100份，再生加气混凝土砌块粉末68份，高效减水剂8份。
4.一种高强度自密实混凝土的制备方法，其特征在于：
该混凝土的配方与重量份的配比是：硅酸盐水泥200～400份，细骨料400～800份，粗骨料200～800份，水50～300份，粉煤灰30～300份，稻壳灰10～100份，矿粉50～300份，再生加气混凝土砌块粉末20～100份，高效减水剂2～50份；
该混凝土的制造方法是：
首先将再生加气混凝土砌块进行破碎、粉磨，使其颗粒粒径为0.1mm～0.3mm；
然后将硅酸盐水泥、细骨料、粗骨料、水、粉煤灰、稻壳灰、矿粉、再生加气混凝土砌块粉末、高效减水剂按照重量份的配比进行混合即可制造出高强度自密实混凝土。
5.根据权利要求4所述的一种高强度自密实混凝土的制备方法，其特征在于：该混凝土的配方与重量份的配比是：硅酸盐水泥273～319份，细骨料715～770份，粗骨料711～762份，水160～210份，粉煤灰55～100份，稻壳灰39～47份，矿粉60～130份，再生加气混凝土砌块粉末55～71份，高效减水剂5.5～10份。
6.根据权利要求4所述的一种高强度自密实混凝土的制备方法，其特征在于：该混凝土的配方与重量份的配比是：硅酸盐水泥288份，细骨料730份，粗骨料725份，水175份,粉煤灰80份，稻壳灰45份，矿粉100份，再生加气混凝土砌块粉末68份，高效减水剂8份。
7.根据权利要求4所述的一种高强度自密实混凝土的制备方法，其特征在于：再生加气混凝土砌块粉末的颗粒粒径破碎、粉磨至0.15mm；
细骨料为细度模数2.6～3的Ⅱ区中砂，含泥量小于2%；
粗骨料最大粒径不超过20mm，含泥量不大于0.5%，针片状颗粒含量不大于5%；
高效减水剂采用聚羧酸减水剂；
粉煤灰采用Ⅰ级粉煤灰；
矿粉采用S95级矿粉。
8.根据权利要求4所述的一种高强度自密实混凝土的制备方法，其特征在于：
再生加气混凝土砌块粉末的添加范围60～70份，优选添加63份；
稻壳灰的添加范围39～47份，优选添加45份。
9.根据权利要求4所述的一种高强度自密实混凝土的制备方法，其特征在于：该混凝土的配方的混合方式为：先将配方中配比重量份的硅酸盐水泥、粉煤灰、稻壳灰、再生加气混凝土砌块粉末、矿粉置于密闭空间进行密闭振动均匀混合，混合时间2～10min；再向混合后的密闭空间内加入细骨料、粗骨料，进行干燥预搅拌，搅拌时间为1～10min；再加入水、减水剂，拌合成型，即得再生加气混凝土砌块粉末稻壳灰高强度自密实混凝土。
10.根据权利要求4所述的一种高强度自密实混凝土的制备方法，其特征在于：制备方法，包括以下步骤：
（1）原材料的准备
利用颚式破碎机对废弃加气混凝土砌块进行破碎，破碎后加入球磨机进行粉末，经过筛分析得到粒径为0.15mm的再生加气混凝土砌块粉末；
（2）搅拌
搅拌分为三步，分别是密闭振动均匀混合、干燥振动预拌合和正式拌合；
密闭振动均匀混合：加入硅酸盐水泥、粉煤灰、稻壳灰、再生加气混凝土砌块粉末、矿粉在密闭环境下进行振动得到所有材料充分混合，使得稻壳灰、粉煤灰、硅酸盐水泥、矿粉颗粒充分填充到废弃加气混凝土砌块粉末的多孔颗粒的微细孔中；
干燥振动预拌合：向上述密闭振动均匀混合材料中加入细骨料、粗骨料，进行干燥预拌合；
正式拌合：在干燥振动预拌合的基础上加入水、减水剂，充分搅拌均匀。
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