CN109503068A - 低频振捣密实、补偿收缩混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低频振捣密实、补偿收缩混凝土及其制备方法，低频振捣密实、补偿收缩混凝土包括胶凝材料、膨胀剂，膨胀剂与胶凝材料的重量百分比为1：5.0～15.0％，膨胀剂包括硫铝酸钙膨胀剂、外加剂，外加剂与硫铝酸钙膨胀剂的重量百分比为1：1.0～3.0％，外加剂为NaAlO2和KAlO2中的一种或两种，胶凝材料包括水泥、活性掺合料，活性掺合料为粉煤灰和沸石粉组成的复合矿物掺合料，还包括砂料、石料、水、减水剂；其制备方法为，(1)将砂料、石料、胶凝材料和膨胀剂按照以上用量依次加入搅拌机；(2)将减水剂与水按照以上用量配制成溶液，向搅拌机中以均匀的速度加入减水剂溶液，并搅拌均匀；(3)将搅拌均匀的混凝土浇筑到振动模台上，低频振捣2min。

Description

低频振捣密实、补偿收缩混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，特别是涉及一种低频振捣密实、补偿收缩混凝土。
背景技术
装配式建筑是建筑业发展的主要趋势，装配式建筑的主要结构形式则是预制混凝土结构。预制混凝土结构中预制构件之间的连接会带来大量的后浇混凝土，若直接采用普通混凝土浇筑后，普通混凝土会不可避免地发生收缩，严重的甚至导致开裂，影响结构安全。现有一般在普通混凝土中掺加膨胀剂，利用膨胀剂产生的膨胀效应来补偿普通混凝土的收缩，以制成体积稳定的混凝土。
但是，现有普通混凝土中加入膨胀剂后，一般存在以下缺陷：
(1)现有的膨胀剂一般采用硫铝酸钙类膨胀剂、氧化钙类膨胀剂、硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂和氧化镁类膨胀剂，采用该种膨胀剂对混凝土中矿物掺合料水化及混凝土抗碳化、抗硫酸盐侵蚀等造成影响。
(2)膨胀剂对混凝土密实度和水化产物有重要影响，膨胀剂水化通常发生在早期，早期膨胀速率快，稳定性差，可能导致后期水泥颗粒的水化水分不足，如不及时补水，水化就将停止，而干缩继续，强度不增长，造成裂缝提前发生。
发明内容
本发明一种低频振捣密实、补偿收缩混凝土，包括胶凝材料、膨胀剂，所述膨胀剂与胶凝材料的重量百分比为1：5.0～15.0％。
优选的是，所述膨胀剂包括硫铝酸钙膨胀剂、外加剂，所述外加剂与硫铝酸钙膨胀剂的重量百分比为1：1.0～3.0％。
在上述任一方案优选的是，所述外加剂为NaAlO2和KAlO2中的一种或两种。
在上述任一方案优选的是，所述胶凝材料包括水泥、活性掺合料，
其中，每立方米混凝土中，所述水泥用量为240～300kg，活性掺合料用量为60～120kg。
在上述任一方案优选的是，所述活性掺合料为粉煤灰和沸石粉组成的复合矿物掺合料，所述水泥为强度等级42.5R的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
在上述任一方案优选的是，还包括砂料、石料、水、减水剂，
其中，每立方米混凝土中，所述砂料用量为920～1110kg，所述石料用量为810-1000kg、所述水用量为160～175kg，所述减水剂用量为2.1～3.6kg。
在上述任一方案优选的是，所述砂料为机制砂，其细度模数为2.3～2.8。
在上述任一方案优选的是，所述石料为5～20mm连续级配碎石。
在上述任一方案优选的是，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，其中掺有粘度改性剂和消泡剂。
本发明一种低频振捣密实、补偿收缩混凝土的制备方法，包括如下步骤：
(1)将砂料、石料、胶凝材料和膨胀剂按照以上用量依次加入搅拌机；
(2)将减水剂与水按照以上用量配制成溶液，向搅拌机中以均匀的速度加入减水剂溶液，并搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀的混凝土浇筑到模板内，低频振捣2min。
与现有技术相比，本发明所具有的优点和有益效果为：由于现有后浇混凝土施工易收缩、开裂，为改善混凝土的变形性能，引入了膨胀剂，外加剂中NaAlO2和KAlO2能与水泥中的 C3S，C2S和C3A等矿物相及石膏发生水化反应，游离型AlO2-能促进钙矾石的生成，产生体积膨胀，膨胀量大，28天后膨胀基本稳定。膨胀剂均匀膨胀，膨胀剂水化产物可填充混凝土部分孔隙，密实其微观结构，NaAlO2和KAlO2水溶液呈碱性，可减小硫铝酸钙反应消耗的碱性，能够降低对混凝土碳化的影响，混凝土的耐久性得到大幅提升。粉煤灰和沸石粉为多孔物质，具有很好的保水效果，随着水化反应的进行，粉煤灰和沸石粉缓慢释放水，实现自养护，同时有利于保证钙矾石的稳定性。采用该混凝土的材料，获得的混凝土强度等级为C30，后浇施工后，正常养护无收缩变形和裂缝。
下面对本发明的低频振捣密实、补偿收缩混凝土作进一步说明。
具体实施方式
本发明涉及一种低频振捣密实、补偿收缩混凝土，包括胶凝材料、膨胀剂，膨胀剂与胶凝材料的重量百分比为1：5.0～15.0％。采用膨胀剂与胶凝材料的配比，既能保证混凝土收缩要求，又能保证混凝土结构；若膨胀剂过少，则不能保证混凝土的收缩要求，若膨胀剂过多，则会对混凝土的结构造成破坏。
优选的，膨胀剂包括硫铝酸钙膨胀剂、外加剂，外加剂与硫铝酸钙膨胀剂的重量百分比为1：1.0～3.0％。外加剂为NaAlO2和KAlO2中的一种或两种。
优选的，胶凝材料包括水泥、活性掺合料，其中，每立方米混凝土中，水泥用量为240～300kg，活性掺合料用量为60～120kg，活性掺合料为粉煤灰和沸石粉组成的复合矿物掺合料，水泥为强度等级42.5R的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
优选的，还包括砂料、石料、水、减水剂，其中，每立方米混凝土中，砂料用量为920～1110kg，砂料为机制砂，其细度模数为2.3～2.8，石料用量为810-1000kg，石料为5～20mm连续级配碎石，水用量为160～175kg，减水剂用量为2.1～3.6kg，减水剂为聚羧酸高性能减水剂，其中掺有粘度改性剂和消泡剂。
由于现有后浇混凝土施工易收缩、开裂，为改善混凝土的变形性能，引入了膨胀剂，外加剂中NaAlO2和KAlO2能与水泥中的C3S，C2S和C3A等矿物相及石膏发生水化反应，游离型AlO2-能促进钙矾石的生成，产生体积膨胀，膨胀量大，28天后膨胀基本稳定。膨胀剂均匀膨胀，膨胀剂水化产物可填充混凝土部分孔隙，密实其微观结构，NaAlO2和KAlO2 水溶液呈碱性，可减小硫铝酸钙反应消耗的碱性，能够降低对混凝土碳化的影响，混凝土的耐久性得到大幅提升。粉煤灰和沸石粉为多孔物质，具有很好的保水效果，随着水化反应的进行，粉煤灰和沸石粉缓慢释放水，实现自养护，同时有利于保证钙矾石的稳定性。采用该混凝土的材料，获得的混凝土强度等级为C30，后浇施工后，正常养护无收缩变形和裂缝。
本发明还涉及一种低频振捣密实、补偿收缩混凝土的制备方法，包括如下步骤：
(1)将砂料、石料、胶凝材料和膨胀剂按照以上用量依次加入搅拌机；
(2)将减水剂与水按照以上用量配制成溶液，向搅拌机中以均匀的速度加入减水剂溶液，并搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀的混凝土浇筑到模板内，低频振捣2min(水平或竖向均可)。
为改善混凝土的振捣密实性能，引入粘度改性剂，使混凝土在坍落度较低的条件下，获得较低的动态粘度，振捣过程中极易铺平密实；为降低混凝土硬化后的孔隙率，引入一定量的消泡剂。且由于是将粘度改性剂和消泡剂溶解于减水剂复合使用，能够协同效应，加入减水剂后，混凝土拌合物将粘度随搅拌速度增加而缓慢降低，具有较大较好的触变性(肉眼可以观察到，静止时，混凝土扩散较小，轻微摇动时，混凝土的扩散面积很大)。这样，混凝土拌合物很容易通过低频振捣密实，采用低频振捣，即可完成构件的振捣，全程噪音小，且获得的混凝土不泌浆，易密实，具有较高的抗压强度，表面无明显缺陷。
实施例1
本实施例的低频振捣密实、补偿收缩混凝土的制备方法，包括如下步骤：
(1)砂料：970kg，石料：950kg，胶凝材料(水泥：300kg，活性掺合料(粉煤灰： 30kg；沸石粉：30kg))，膨胀剂(外加剂与硫铝酸钙膨胀剂的重量百分比为1：1.5％，其中，硫铝酸钙膨胀剂：31kg，NaAlO2：0.31kg，KAlO2：0.155kg)，将砂料、石料、胶凝材料和膨胀剂按照以上用量依次加入搅拌机；
(2)减水剂：3.6kg，水：165kg，将减水剂与水按照以上用量配制成溶液，向搅拌机中以均匀的速度加入减水剂溶液，并搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀的混凝土浇筑到模板内，低频振捣2min。
实施例2
(1)砂料：920kg，石料：1000kg，胶凝材料(水泥：240kg，活性掺合料(粉煤灰：40kg；沸石粉：80kg))，膨胀剂(外加剂与硫铝酸钙膨胀剂的重量百分比为1：1.0％，其中，硫铝酸钙膨胀剂：28kg，NaAlO2：0.28kg)，将砂料、石料、胶凝材料和膨胀剂按照以上用量依次加入搅拌机；
(2)减水剂：3.4kg，水：170kg，将减水剂与水按照以上用量配制成溶液，向搅拌机中以均匀的速度加入减水剂溶液，并搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀的混凝土浇筑到模板内，低频振捣2min。
实施例3
(1)砂料：1110kg，石料：810kg，胶凝材料(水泥：280kg，活性掺合料(粉煤灰：10kg；沸石粉：70kg))，膨胀剂(外加剂与硫铝酸钙膨胀剂的重量百分比为1：2.4％，其中，硫铝酸钙膨胀剂：34kg，KAlO2：0.816kg)，将砂料、石料、胶凝材料和膨胀剂按照以上用量依次加入搅拌机；
(2)减水剂：3.2kg，水：175kg，将减水剂与水按照以上用量配制成溶液，向搅拌机中以均匀的速度加入减水剂溶液，并搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀的混凝土浇筑到模板内，低频振捣2min。
实施例4
(1)砂料：920kg，石料：1000kg，胶凝材料(水泥：290kg，活性掺合料(粉煤灰：30kg；沸石粉：40kg))，膨胀剂(外加剂与硫铝酸钙膨胀剂的重量百分比为1：3.0％，其中，硫铝酸钙膨胀剂：32kg，NaAlO2：0.48；KAlO2：0.48kg)，将砂料、石料、胶凝材料和膨胀剂按照以上用量依次加入搅拌机；
(2)减水剂：3.6kg，水：160kg，将减水剂与水按照以上用量配制成溶液，向搅拌机中以均匀的速度加入减水剂溶液，并搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀的混凝土浇筑到模板内，低频振捣2min。
其中各材料的用量如表一所示：
表1实施例1～4中每立方米混凝土中各材料的用量(kg)
将上述实施例1～4中制得的混凝土进行性能检验，结果如表2所示：
表2实施例1～4浇筑成型过程中混凝土的性能指标
由表2可以看出，实施例1～4中所制备的混凝土，其膨胀率较适宜。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种低频振捣密实、补偿收缩混凝土，包括胶凝材料、膨胀剂，其特征在于：所述膨胀剂与胶凝材料的重量百分比为1：5.0～15.0％。
2.根据权利要求1所述的低频振捣密实、补偿收缩混凝土，其特征在于：所述膨胀剂包括硫铝酸钙膨胀剂、外加剂，所述外加剂与硫铝酸钙膨胀剂的重量百分比为1：1.0～3.0％。
3.根据权利要求2所述的低频振捣密实、补偿收缩混凝土，其特征在于：所述外加剂为NaAlO2和KAlO2中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的低频振捣密实、补偿收缩混凝土，其特征在于：所述胶凝材料包括水泥、活性掺合料，
其中，每立方米混凝土中，所述水泥用量为240～300kg，活性掺合料用量为60～120kg。
5.根据权利要求4所述的低频振捣密实、补偿收缩混凝土，其特征在于：所述活性掺合料为粉煤灰和沸石粉组成的复合矿物掺合料，所述水泥为强度等级42.5R的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的低频振捣密实、补偿收缩混凝土，其特征在于：还包括砂料、石料、水、减水剂，
其中，每立方米混凝土中，所述砂料用量为920～1110kg，所述石料用量为810-1000kg、所述水用量为160～175kg，所述减水剂用量为2.1～3.6kg。
7.根据权利要求6所述的低频振捣密实、补偿收缩混凝土，其特征在于：所述砂料为机制砂，其细度模数为2.3～2.8。
8.根据权利要求6所述的低频振捣密实、补偿收缩混凝土，其特征在于：所述石料为5～20mm连续级配碎石。
9.根据权利要求6所述的低频振捣密实、补偿收缩混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，其中掺有粘度改性剂和消泡剂。
10.一种低频振捣密实、补偿收缩混凝土的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将砂料、石料、胶凝材料和膨胀剂按照以上用量依次加入搅拌机；
(2)将减水剂与水按照以上用量配制成溶液，向搅拌机中以均匀的速度加入减水剂溶液，并搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀的混凝土浇筑到模板内，低频振捣2min。
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