CN109053099A - C100高石粉机制砂钢管混凝土及制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明在此提供一种C100高石粉机制砂钢管混凝土及制备工艺；单位立方米混凝土由以下原料制成：水泥470～490kg、粉煤灰微珠100～130kg、硅灰60～80kg、膨胀剂15～25kg、砂650～750kg、大石600～700kg、小石400～430kg、减水剂1.7％～2.1％、水110～130k。本发明具有如下优点：(1)本发明所述混凝土粘聚性及包裹性能好、不离析、不泌水、含气量低(＜2.0％)。(2)本专利所述混凝土早期强度(9d)即可达到混凝土设计强度的95％以上，28d混凝土强度超过115MPa，56d自由膨胀率＞1.63×10^‑4，配制的混凝土工作性能及力学性能优良，完全能够满足C100钢管混凝土的泵送顶升施工要求及结构承载要求；(3)填补了国内C100高石粉机制砂钢管混凝土制备技术的空白。

Description

C100高石粉机制砂钢管混凝土及制备工艺

技术领域

本发明涉及混凝土相关领域，具体来讲是一种C100高石粉机制砂钢管混凝土及制备工艺。

背景技术

对于钢管混凝土拱桥来说，其钢管内灌混凝土质量将直接影响桥梁使用寿命，因此混凝土的制备是项目质量控制的重中之重。随着国家西部大开发战略的实施，大量项目地处偏远山区，交通不便，材料缺乏，部分项目现场附近无天然河沙，因此机制砂正逐步取代天然河沙作为该类项目建设主要的细集料，然而钢管混凝土需同时具备超高强、自密实以及微膨胀的特性，采用高石粉机制砂制备C100超高强钢管混凝土在国内尚属空白，其制备质量难以控制，因此许多项目不得不从外地购进天然河沙，此方式将大大增加项目的运输以及材料成本，造成工期以及人力资源的巨大浪费。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种C100高石粉机制砂钢管混凝土及制备工艺；该技术填补国内C100高石粉机制砂钢管混凝土制备技术的空白，为今后C100高石粉机制砂钢管混凝土制备提供了依据。

本发明是这样实现的，构造一种C100高石粉机制砂钢管混凝土，其特征在于：单位立方米混凝土由以下原料制成：

水泥470～490kg、粉煤灰微珠100～130kg、硅灰60～80kg、膨胀剂15～25kg、砂650～750kg、大石600～700kg、小石400～430kg、减水剂1.7％～2.1％、水110～130kg。

根据本发明所述C100高石粉机制砂钢管混凝土，其特征在于：上述原材料单位立方米混凝土配合比为：水泥480kg、粉煤灰微珠110kg、硅灰70kg、膨胀剂20kg、砂716kg、大石645kg、小石430kg、减水剂1.9％、水122kg。

根据本发明所述C100高石粉机制砂钢管混凝土，其特征在于：

(1)水泥：水泥宜选用品质稳定、需水量低、富余强度较高的P.O 52.5或P.II 52.5优质水泥，不得受潮结块；

(2)粉煤灰微珠：粉煤灰微珠应满足比表面积≥1000㎡，活性系数≥100％，需水量比≤95％的要求；

(3)硅灰：硅灰应满足SiO₂含量≥85.0％，含水率≤3.0％，烧失量≤4.0％，比表面积≥15m²/g，活性指数(7d快速法)≥105％；

(4)膨胀剂：膨胀剂宜选用CaO、CaSO₄·2H₂O、MgO复合型膨胀剂，该类膨胀剂能够使C100高石粉机制砂钢管混凝土在早期、中期和后期持续保持体积稳定性，

(5)细集料：宜采用母岩强度≥120MPa的卵石或石灰石破碎的细度模数在2.6-3.1之间的中粗砂，机制砂中石粉含量应≤8％，MB值＜1.4，；

(6)粗集料：宜采用母岩强度≥150MPa的5-16mm连续级配的玄武岩碎石，其针片状含量≤5％，压碎值≤5％；

(7)外加剂：宜采用具有高效减水、高保坍、超分散降粘型超高强钢管混凝土专用外加剂，可充分分散水泥、矿物掺合料、石粉等颗粒，显著降低混凝土的粘度，并使C100高石粉机制砂钢管混凝土的含气量＜2.0％时具有优异高流态保持性能(2h扩展度损失≤20mm)，在掺量为胶凝材料1.0％时，其减水率≥40％。

一种C100高石粉机制砂钢管混凝土制备工艺，其特征在于：按照如下方式制备混凝土；

(1)水胶比对C100高石粉机制砂钢管混凝土的力学性能和工作性能的影响较普通混凝土更大，因此，在混凝土拌合前，应对机制砂和碎石进行均化，拌和时采用强制型搅拌机，拌和时间3-4min，保证拌和均匀；并测定其含水率，生产过程中，要针对集料含水率调整用水量，严格控制水胶比(0.18～0.20)；

(2)先将水泥、硅灰、粉煤灰微珠、膨胀剂、机制砂、玄武岩碎石干拌20s，再加入外加剂和水，搅拌180-240s，拌和均匀后放入混凝土运输车或混凝土泵机内。

本发明具有如下优点：

(1)本发明所述混凝土粘聚性及包裹性能好、不离析、不泌水、含气量低(＜2.0％)。

(2)本专利所述混凝土早期强度(9d)即可达到混凝土设计强度的95％以上，28d混凝土强度超过115MPa，56d自由膨胀率＞1.63×10^-4，配制的混凝土工作性能及力学性能优良，完全能够满足C100钢管混凝土的泵送顶升施工要求及结构承载要求；

(3)填补了国内C100高石粉机制砂钢管混凝土制备技术的空白。

附图说明

图1是机制砂筛分曲线。

具体实施方式

下面将结合附图1对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种C100高石粉机制砂钢管混凝土，由以下原料制成：原材料对本发明所述混凝土性能影响显著，因此本发明所述混凝土原材料选择如下；

(1)水泥：水泥宜选用品质稳定、需水量低、富余强度较高的P.O 52.5或P.II 52.5优质水泥，不得受潮结块；

(2)粉煤灰微珠：粉煤灰微珠应满足比表面积≥1000㎡，活性系数≥100％，需水量比≤95％的要求；

(3)硅灰：硅灰应满足SiO₂含量≥85.0％，含水率≤3.0％，烧失量≤4.0％，比表面积≥15m²/g，活性指数(7d快速法)≥105％；

(4)膨胀剂：膨胀剂宜选用CaO、CaSO₄·2H₂O、MgO复合型膨胀剂，该类膨胀剂能够使C100高石粉机制砂钢管混凝土在早期、中期和后期持续保持体积稳定性，

(5)细集料：宜采用母岩强度≥120MPa的卵石或石灰石破碎的细度模数在2.6-3.1之间的中粗砂，机制砂中石粉含量应≤8％，MB值＜1.4，；

(6)粗集料：宜采用母岩强度≥150MPa的5-16mm连续级配的玄武岩碎石，其针片状含量≤5％，压碎值≤5％；

(7)外加剂：宜采用具有高效减水、高保坍、超分散降粘型超高强钢管混凝土专用外加剂，可充分分散水泥、矿物掺合料、石粉等颗粒，显著降低混凝土的粘度，并使C100高石粉机制砂钢管混凝土的含气量＜2.0％时具有优异高流态保持性能(2h扩展度损失≤20mm)，在掺量为胶凝材料1.0％时，其减水率≥40％。

单位立方米混凝土消耗上述原材料的配合比为：水泥470～490kg、粉煤灰微珠100～130kg、硅灰60～80kg、膨胀剂15～25kg、砂650～750kg、大石600～700kg、小石400～430kg、减水剂1.7％～2.1％、水110～130kg。

对于本专利来讲，进一步，水泥480kg、粉煤灰微珠110kg、硅灰70kg、膨胀剂20kg、砂716kg、大石645kg、小石430kg、减水剂1.9％、水122kg。

本发明专利采用粉煤灰微珠和硅灰复合的粘度调整材料和超分散、降粘、保塌外加剂相结合的高石粉含量的机制砂高强性能混凝土设计方法，在机制砂石粉含量高达8％的情况下，配置的C100自密实补偿收缩钢管混凝土工作性能与力学性能优良。因此本发明专利要求机制砂石粉含量控制在8％以内。

一种C100高石粉机制砂钢管混凝土制备工艺如下：

(1)水胶比对C100高石粉机制砂钢管混凝土的力学性能和工作性能的影响较普通混凝土更大，因此，在混凝土拌合前，应对机制砂和碎石进行均化，并测定其含水率，生产过程中，要针对集料含水率调整用水量，严格控制水胶比(0.18～0.20)；

(2)先将水泥、硅灰、粉煤灰微珠、膨胀剂、机制砂、玄武岩碎石干拌20s，再加入外加剂和水，搅拌180-240s，拌和均匀后放入混凝土运输车或混凝土泵机内。

本专利的优点和有益效果体现为：

(1)本发明所述混凝土粘聚性及包裹性能好、不离析、不泌水、含气量低(＜2.0％)。

(2)本专利所述混凝土早期强度(9d)即可达到混凝土设计强度的95％以上，28d混凝土强度超过115MPa，56d自由膨胀率＞1.63×10^-4，配制的混凝土工作性能及力学性能优良，完全能够满足C100钢管混凝土的泵送顶升施工要求及结构承载要求；

(3)填补了国内C100高石粉机制砂钢管混凝土制备技术的空白。

根据本发明所述一种C100高石粉机制砂钢管混凝土，按该发明所述配合比(表一)进行配置，其混凝土力学性能(表二)如下表：

表一 混凝土配合比一览表

表二 混凝土性能一览表

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种C100高石粉机制砂钢管混凝土，其特征在于：单位立方米混凝土由以下原料制成：

水泥470～490kg、粉煤灰微珠100～130kg、硅灰60～80kg、膨胀剂15～25kg、砂650～750kg、大石600～700kg、小石400～430kg、减水剂1.7％～2.1％、水110～130kg。

2.根据权利要求1所述C100高石粉机制砂钢管混凝土，其特征在于：上述原材料单位立方米混凝土配合比为：水泥480kg、粉煤灰微珠110kg、硅灰70kg、膨胀剂20kg、砂716kg、大石645kg、小石430kg、减水剂1.9％、水122kg。

3.根据权利要求1所述C100高石粉机制砂钢管混凝土，其特征在于：原材料选择如下；

(1)水泥：水泥宜选用品质稳定、需水量低、富余强度较高的P.O 52.5或P.II 52.5优质水泥，不得受潮结块；

(2)粉煤灰微珠：粉煤灰微珠应满足比表面积≥1000㎡，活性系数≥100％，需水量比≤95％的要求；

(3)硅灰：硅灰应满足SiO₂含量≥85.0％，含水率≤3.0％，烧失量≤4.0％，比表面积≥15m²/g，活性指数(7d快速法)≥105％；

(4)膨胀剂：膨胀剂宜选用CaO、CaSO₄·2H₂O、MgO复合型膨胀剂，该类膨胀剂能够使C100高石粉机制砂钢管混凝土在早期、中期和后期持续保持体积稳定性，

(5)细集料：宜采用母岩强度≥120MPa的卵石或石灰石破碎的细度模数在2.6-3.1之间的中粗砂，机制砂中石粉含量应≤8％，MB值＜1.4；

(6)粗集料：宜采用母岩强度≥150MPa的5-16mm连续级配的玄武岩碎石，其针片状含量≤5％，压碎值≤5％；

(7)外加剂：宜采用具有高效减水、高保坍、超分散降粘型超高强钢管混凝土专用外加剂，可充分分散水泥、矿物掺合料、石粉等颗粒，显著降低混凝土的粘度，并使C100高石粉机制砂钢管混凝土的含气量＜2.0％时具有优异高流态保持性能(2h扩展度损失≤20mm)，在掺量为胶凝材料1.0％时，其减水率≥40％。

4.一种C100高石粉机制砂钢管混凝土制备工艺，其特征在于：按照如下方式制备混凝土；

(1)水胶比对C100高石粉机制砂钢管混凝土的力学性能和工作性能的影响较普通混凝土更大，因此，在混凝土拌合前，应对机制砂和碎石进行均化，拌和时采用强制型搅拌机，拌和时间3-4min，保证拌和均匀；并测定其含水率，生产过程中，要针对集料含水率调整用水量，严格控制水胶比(0.18～0.20)；

(2)先将水泥、硅灰、粉煤灰微珠、膨胀剂、机制砂、玄武岩碎石干拌20s，再加入外加剂和水，搅拌180-240s，拌和均匀后放入混凝土运输车或混凝土泵机内。