CN109678413A - 一种高性能混凝土干混料及其使用方法 - Google Patents

一种高性能混凝土干混料及其使用方法 Download PDF

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余睿
水中和
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Abstract

本发明提出一种高性能混凝土干混料及其使用方法，所述高性能混凝土干混料按照以下重量份数配方来均匀混合配制：PO52.5水泥460‑580份、粉煤灰沉珠100‑120份、硅灰200‑210份、偏高岭土150‑160份、钢纤维120‑130份、玄武岩纤维20‑25份、石英砂1150‑1200份、减水剂13‑15份、保水剂0.01‑0.03份，消泡剂1‑2份。所述使用方法是采用上述高性能混凝土干混料加水以第一转速搅拌若干分钟，再以第二转速搅拌若干分钟，加水量为所述超高性能混凝土干混料中胶凝材料质量的15％‑20％，所述第一转速为100‑200转/分钟，所述第二转速为300‑400转/分钟。

Description

一种高性能混凝土干混料及其使用方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种高性能混凝土干混料及其使用方法。
背景技术
现代建筑工程对混凝土质量要求越来越高，传统混凝土普遍强度较低且耐久性不佳，难以适应当前某些复杂或特殊工程的需要，因此混凝土的高性能化便成为现代混凝土技术发展的重要方向，通过高效减水剂和活性矿物掺合料的研究与开发，已形成了100-150MPa高性能混凝土的制备与应用技术，而强度超过150MPa的超高性能混凝土(UHPC)的研究则相对薄弱，超高性能混凝土(Ultra-high Perforrmanc Concrete，简称UHPC)是一类混凝土的总称，其水胶比低(＜0.2)、超细掺和料多的新型建筑材料，具有超高强度(＞150MPa)、高韧性、优异耐久性的特点。日本、美国、澳大利亚等发达国家已成功将超高性能混凝土应用于预制、现浇结构及防渗漏装置之中，很好的解决了工程技术难题。
超高性能混凝土的配制容易受到原材料稳定性，级配，减水剂相容性影响，拌砂浆因预先加水，另外，添加剂这一项，额外使用了缓凝剂，且对运输和使用时间有严格要求，基本上必须按照工地要求生产和运输送料，生产企业基本无固定的生产安排，生产量及运输时间基本取决于工地施工人数和施工时间，极易造成生产管理和调度的混乱，增加人工及材料成本的支出，但质量难以控制。
发明内容
为克服现有技术中所存在的缺陷，本发明提出一种高性能混凝土干混料，实现性能稳定、使用方便、强度与韧性佳的混凝土干混料方案，其具体技术内容如下：
一种高性能混凝土干混料，其特征在于，按照以下重量份数配方来均匀混合配制：PO52.5水泥460-580份、粉煤灰沉珠100-120份、硅灰200-210份、偏高岭土150-160份、钢纤维120-130份、玄武岩纤维20-25份、石英砂1150-1200份、减水剂13-15份、保水剂0.01-0.03份，消泡剂1-2份。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述粉煤灰沉珠主要成分为活性二氧化硅玻璃体和活性氧化铝玻璃体，粒径范围在5-80μm；所述硅灰主要成分为活性二氧化硅玻璃体和活性氧化铝玻璃体，粒径范围为0.01-0.5μm；所述偏高岭土主要成分为无定型无水硅酸铝，粒径范围为0.05-2μm。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述粉煤灰沉珠的平均粒径为11.4μm，所述硅灰平均粒径为0.12μm，所述偏高岭土平均粒径为0.8μm。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述钢纤维平均长度13mm，平均直径为0.2mm，平均长宽比为66，平均密度为7.8g/cm3,平均抗拉强度为1100MPa。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述的玄武岩纤维平均密度为平均密度为2.65g/cm3，抗拉强度为4300-4800MPa，弹性模量为93-110GPa。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述石英砂主要成分为晶体二氧化硅，粒径范围为0.5-4mm，含水率低于0.01％。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述减水剂为粉状改性聚羧酸高效减水剂，减水率为45％。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述保水剂为聚丙烯晴和/或聚乙烯醇颗粒，粒径范围0.02-0.05μm。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述消泡剂为粉剂，主要成分为改性聚硅氧烷、高活性聚醚、十二碳醇酯。
在相同构思下，本发明还提出一种超高性能混凝土干混料使用方法，其包括如下步骤：采用上述的高性能混凝土干混料加水以第一转速搅拌若干分钟，再以第二转速搅拌若干分钟，加水量为所述超高性能混凝土干混料中胶凝材料质量的15％-20％，所述第一转速为100-200转/分钟，所述第二转速为300-400转/分钟。
本发明的有益效果为：
(1)首先是产品质量稳定性高。超高性能混凝土干混料解决了传统工艺配制混凝土配比难以把握导致影响质量的问题，超高性能混凝土干混料，计量十分准确，质量稳定可靠。
(2)再就是使用方便，随取随用，加水搅拌后便可使用，余下的干粉作备用，有3个月的保质期，但试验中放置了6个月，强度也没有明显变化。
(3)有效降低成本。湿拌超高性能混凝土因预先加水，对运输和使用时间有严格要求，基本上必须按照工地要求生产和运输送料，生产量及运输时间基本取决于工地施工人数和施工时间，极易造成生产管理和调度的混乱，增加人工及材料成本的支出。使用超高性能混凝土干混料可以有限解决以上问题，降低工程成本。
(4)水化后形成的材料具有高强和高韧性，28天抗压强度达到200MPa以上，抗折强度达到30MPa以上，抗拉强度达到50MPa以上。
具体实施方式
如下对本申请方案作进一步描述：
实施例1
一种高性能混凝土干混料，按照以下重量份数配方来均匀混合配制：PO52.5水泥460份，粉煤灰沉珠100份，硅灰200份，偏高岭土150份，钢纤维120份，玄武岩纤维20份，石英砂1150份，减水剂13份，保水剂0.01份，消泡剂1份；所述的粉煤灰沉珠主要成分为活性二氧化硅玻璃体和活性氧化铝玻璃体，粒径范围在5-80μm，平均粒径为11.4μm；所述的硅灰主要成分为活性二氧化硅玻璃体和活性氧化铝玻璃体，粒径范围为0.01-0.5μm，平均粒径为0.12μm；所述的偏高岭土主要成分为无定型无水硅酸铝，粒径范围为0.05-2μm，平均粒径为0.8μm；所述的钢纤维平均长度13mm，平均直径为0.2mm，平均长宽比为66，平均密度为7.8g/cm3,平均抗拉强度为1100MPa；所述的玄武岩纤维平均密度为平均密度为2.65g/cm3，抗拉强度为4300-4380MPa，弹性模量为93-96GPa；所述的石英砂主要成分为晶体二氧化硅，粒径范围为0.5-4mm，含水率为0.005％；所述的减水剂为粉状改性聚羧酸高效减水剂，减水率为45％；所述的保水剂为聚丙烯晴和/或聚乙烯醇颗粒，粒径范围0.02-0.05μm；所述的消泡剂为粉剂，主要成分为改性聚硅氧烷、高活性聚醚、十二碳醇酯；
将上述高性能混凝土干混料加水以100转/分钟搅拌5分钟，再以400转/分钟搅拌3分钟，加水量为所述高性能混凝土干混料中胶凝材料质量的15％。
实施例2
一种高性能混凝土干混料，按照以下重量份数配方来均匀混合配制：PO52.5水泥510份，粉煤灰沉珠110份，硅灰205份，偏高岭土155份，钢纤维125份，玄武岩纤维22份，石英砂1180份，减水剂14份，保水剂0.02份，消泡剂1.5份；所述的粉煤灰沉珠主要成分为活性二氧化硅玻璃体和活性氧化铝玻璃体，粒径范围在5-80μm，平均粒径为11.4μm；所述的硅灰主要成分为活性二氧化硅玻璃体和活性氧化铝玻璃体，粒径范围为0.01-0.5μm，平均粒径为0.12μm；所述的偏高岭土主要成分为无定型无水硅酸铝，粒径范围为0.05-2μm，平均粒径为0.8μm；所述的钢纤维平均长度13mm，平均直径为0.2mm，平均长宽比为66，平均密度为7.8g/cm3,平均抗拉强度为1100MPa；
所述的玄武岩纤维平均密度为平均密度为2.65g/cm3，抗拉强度为4400-4500MPa，弹性模量为99-105GPa；所述的石英砂主要成分为晶体二氧化硅，粒径范围为0.5-4mm，含水率低于0.01％；所述的减水剂为粉状改性聚羧酸高效减水剂，减水率为45％；所述的保水剂为聚丙烯晴和/或聚乙烯醇颗粒，粒径范围0.02-0.05μm；所述的消泡剂为粉剂，主要成分为改性聚硅氧烷、高活性聚醚、十二碳醇酯；
将上述的高性能混凝土干混料加水以100转/分钟搅拌5分钟，再以400转/分钟搅拌3分钟，加水量为所述高性能混凝土干混料中胶凝材料质量的18％。
实施例3
一种高性能混凝土干混料，按照以下重量份数配方来均匀混合配制：PO52.5水泥580份，粉煤灰沉珠120份，硅灰210份，偏高岭土160份，钢纤维130份，玄武岩纤维25份，石英砂1200份，减水剂15份，保水剂0.03份，消泡剂2份；所述的粉煤灰沉珠主要成分为活性二氧化硅玻璃体和活性氧化铝玻璃体，粒径范围在5-80μm，平均粒径为11.4μm；所述的硅灰主要成分为活性二氧化硅玻璃体和活性氧化铝玻璃体，粒径范围为0.01-0.5μm，平均粒径为0.12μm；所述的偏高岭土主要成分为无定型无水硅酸铝，粒径范围为0.05-2μm，平均粒径为0.8μm；所述的钢纤维平均长度13mm，平均直径为0.2mm，平均长宽比为66，平均密度为7.8g/cm3,平均抗拉强度为1100MPa；所述的玄武岩纤维平均密度为平均密度为2.65g/cm3，抗拉强度为4700-4800MPa，弹性模量为105-110GPa；所述的石英砂主要成分为晶体二氧化硅，粒径范围为0.5-4mm，含水率低于0.01％；所述的减水剂为粉状改性聚羧酸高效减水剂，减水率为45％；所述的保水剂为聚丙烯晴和/或聚乙烯醇颗粒，粒径范围0.02-0.05μm；所述的消泡剂为粉剂，主要成分为改性聚硅氧烷、高活性聚醚、十二碳醇酯；
将上述的高性能混凝土干混料加水以100转/分钟搅拌5分钟，再以400转/分钟搅拌3分钟，加水量为所述高性能混凝土干混料中胶凝材料质量的20％。
按照《GB/T 17671-1999水泥胶砂强度检验方法》、《GB-T2419-2005水泥胶砂流动度测定方法》，测定实施例1，实施例2，实施例3的高性能混凝土干混料加水搅拌后的流动度和28天抗压、抗折，抗拉强度，结果如下表所示：
本发明中添加适当量的粉煤灰沉珠，硅灰，偏高岭土等超细掺和料和石英砂，降低水泥用量，优化体系级配，使整个材料体系达到最紧密堆积，加入超细掺和料将促进材料体系水化后期的火山灰效应，形成高致密的体系，大大提高材料的强度。添加适当量的钢纤维和玄武岩纤维，大大提高材料体系的韧性和抗折、抗拉强度。添加适当量的保水剂和消泡剂，消泡剂在搅拌成浆过程中消除了体系中的因搅拌而产生的气泡，使体系保持高度紧密，避免缺陷产生；合适量的保水剂可以在浆体硬化过程中提供适当的水份，促进体系内部未水化的水泥和掺和料发生火山灰效应，填补孔隙，加强体系强度。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种高性能混凝土干混料，其特征在于，按照以下重量份数配方来均匀混合配制：PO52.5水泥460-580份、粉煤灰沉珠100-120份、硅灰200-210份、偏高岭土150-160份、钢纤维120-130份、玄武岩纤维20-25份、石英砂1150-1200份、减水剂13-15份、保水剂0.01-0.03份，消泡剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的高性能混凝土干混料，其特征在于：所述粉煤灰沉珠主要成分为活性二氧化硅玻璃体和活性氧化铝玻璃体，粒径范围在5-80μm；所述硅灰主要成分为活性二氧化硅玻璃体和活性氧化铝玻璃体，粒径范围为0.01-0.5μm；所述偏高岭土主要成分为无定型无水硅酸铝，粒径范围为0.05-2μm。
3.根据权利要求2所述的高性能混凝土干混料，其特征在于：所述粉煤灰沉珠的平均粒径为11.4μm，所述硅灰平均粒径为0.12μm，所述偏高岭土平均粒径为0.8μm。
4.根据权利要求1或2或3所述的高性能混凝土干混料，其特征在于：所述钢纤维平均长度13mm，平均直径为0.2mm，平均长宽比为66，平均密度为7.8g/cm3,平均抗拉强度为1100MPa。
5.根据权利要求1或2或3所述的高性能混凝土干混料，其特征在于：所述的玄武岩纤维平均密度为平均密度为2.65g/cm3，抗拉强度为4300-4800MPa，弹性模量为93-110GPa。
6.根据权利要求1或2或3所述的高性能混凝土干混料，其特征在于：所述石英砂主要成分为晶体二氧化硅，粒径范围为0.5-4mm，含水率低于0.01％。
7.根据权利要求1或2或3所述的高性能混凝土干混料，其特征在于：所述减水剂为粉状改性聚羧酸高效减水剂，减水率为45％。
8.根据权利要求1或2或3所述的高性能混凝土干混料，其特征在于：所述保水剂为聚丙烯晴和/或聚乙烯醇颗粒，粒径范围0.02-0.05μm。
9.根据权利要求1或2或3所述的高性能混凝土干混料，其特征在于：所述消泡剂为粉剂，主要成分为改性聚硅氧烷、高活性聚醚、十二碳醇酯。
10.一种高性能混凝土干混料的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：采用如权利要求1至9任一项所述的高性能混凝土干混料加水以第一转速搅拌若干分钟，再以第二转速搅拌若干分钟，加水量为所述超高性能混凝土干混料中胶凝材料质量的15％-20％，所述第一转速为100-200转/分钟，所述第二转速为300-400转/分钟。
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