CN109748556B

CN109748556B - 一种抗离析重混凝土及其制备方法

Info

Publication number: CN109748556B
Application number: CN201910185903.4A
Authority: CN
Inventors: 王成启; 欧立新; 汪来法
Original assignee: CCCC Third Harbor Engineering Co Ltd; CCCC Shanghai Third Harbor Engineering Science and Technology Research Institute Co Ltd
Current assignee: CCCC Third Harbor Engineering Co Ltd; CCCC Shanghai Third Harbor Engineering Science and Technology Research Institute Co Ltd
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2021-05-07
Anticipated expiration: 2039-03-12
Also published as: CN109748556A

Abstract

本申请公开了一种抗离析重混凝土及其制备方法，每立方米混凝土的原材料包括如下组分：硅酸盐水泥220～300kg，粒化高炉矿渣粉50～80kg，硅灰2～5kg，铁矿粉1800～2500kg，铁矿砂700～1000kg，铁矿石2000～2500kg，第一外加剂8～15kg，第二外加剂0.01～0.05kg，聚丙烯纤维0.5～1.5kg，拌合水150～160kg。制备方法，包括：将所述硅酸盐水泥、粒化高炉矿渣粉、硅灰、铁矿粉、铁矿砂和聚丙烯纤维加入到混凝土搅拌机中进行搅拌；再加入拌合水、第一外加剂和第二外加剂，继续搅拌；最后加入铁矿石搅拌均匀即可。本申请制备的重混凝土具有良好的抗离析性能，可进行泵送施工。

Description

一种抗离析重混凝土及其制备方法

技术领域

本申请属于混凝土材料技术领域，具体涉及一种抗离析重混凝土及其制备方法。

背景技术

随着现代土木工程技术的不断发展，一些工程对混凝土性能提出特殊要求，对混凝土的表观密度等性能也提出了较高要求，需要采用重混凝土进行施工。重混凝土技术在防辐射混凝土工程、桥梁工程的混凝土结构配重、地下工程抗浮混凝土、海底管道配重混凝土、耐磨地坪以及水工抗冲磨混凝土等土木工程领域获得了应用，可满足特殊功能性技术的需要，显示出其独特的技术性能。

重混凝土的表观密度一般在2600kg/m³以上，需要采用密度较高的特殊骨料进行配制以及特殊施工工艺才可以实现。由于重混凝土的骨料密度大，混凝土易离析、混凝土坍落度损失大、泵送困难，需解决混凝土配制与施工性能等方面技术问题。因此，重混凝土需采取特定的配制技术，解决混凝土泵送施工难和振捣过程中骨料易离析等技术问题，以保证重混凝土的施工质量。

申请内容

针对上述现有技术的缺点或不足，本申请的目的是提供一种抗离析重混凝土及其制备方法。

为解决上述技术问题，本申请具有如下构成：

一种抗离析重混凝土，每立方米重混凝土的原材料包括如下组分：

硅酸盐水泥220～300kg，

粒化高炉矿渣粉50～80kg，

硅灰2～5kg，

铁矿粉1800～2500kg，

铁矿砂700～1000kg，

铁矿石2000～2500kg，

第一外加剂8～15kg，

第二外加剂0.01～0.05kg，

聚丙烯纤维0.5～1.5kg，

拌合水150～160kg。

作为进一步地改进，所述硅酸盐水泥采用强度等级不低于42.5硅酸盐水泥；优选地，所述硅酸盐水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。

作为进一步地改进，所述粒化高炉矿渣粉采用等级不低于S75粒化高炉矿渣粉，优选地，所述粒化高炉矿渣粉为等级为S95粒化高炉矿渣粉。本申请采用粒化高炉矿渣粉作为混凝土矿物掺合料，粒化高炉矿渣粉具有较高的活性，可提高重混凝土的后期强度，同时，粒化高炉矿渣粉具有良好的填充作用。

作为进一步地改进，所述硅灰的比表面积大于18000m²/kg，28天的活性指数大于95％。优选地，所述硅灰的比表面积大于18500m²/kg，28天的活性指数大于98％。其中，本申请采用硅灰作为混凝土矿物掺合料。

在本申请中，所述硅酸盐盐水泥、粒化高炉矿渣粉和硅灰组成凝胶材料。

作为进一步地改进，所述铁矿粉为铁矿石破碎加工而成，其中，所述铁矿粉的细度为0.15mm筛的筛余量小于10％，表观密度大于5800kg/m³。

作为进一步地改进，所述铁矿砂的细度模数为2.5～3.5，含水率不大于0.5％，表观密度大于6000kg/m³。

作为进一步地改进，所述铁矿石的最大粒径不大于31.5mm，为5～31.5连续级配，含水率不大于0.5％，表观密度大于6500kg/m³。

作为进一步地改进，所述第一外加剂为聚羧酸高性能减水剂，且其减水率大于25％。

作为进一步地改进，所述第二外加剂为羟丙基甲基纤维素醚，粘度不小于200000MPa·S。

作为进一步地改进，所述聚丙烯纤维的密度为0.91g/m³，抗拉强度不小于300MPa，伸长率为28％，弹性模量为3500MPa，长度为10mm-14mm。

其中，所述重混凝土的7天抗压强度大于30MPa，28天抗压强度大于40MPa，表观密度大于5500kg/m³，坍落度180mm～220mm，抗离析率不大于10％。

本申请还提出了一种抗离析重混凝土的制备方法，包括如下步骤：

将所述硅酸盐水泥、粒化高炉矿渣粉、硅灰、铁矿粉、铁矿砂和聚丙烯纤维加入到混凝土搅拌机中进行搅拌；其中，该搅拌时间优选为1min；

再加入拌合水、第一外加剂和第二外加剂，继续搅拌，该搅拌时间亦优选为1min；

最后加入铁矿石搅拌均匀即可，该搅拌时间亦优选为1min。

与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：

本申请进一步从重混凝土的强度、表观密度和抗离析性能等方面综合考虑，提供了较佳的重混凝土配合比，即，所述重混凝土的胶凝材料的用量300kg/m³～360kg/m³；采用硅酸盐水泥、粒化高炉矿渣粉以及硅灰的水化和密实填充作用，保证了重混凝土的强度和密实性；采用铁矿粉、铁矿砂和铁矿石，其高密度和紧密堆积可保证重混凝土的表观密度；采用聚羧酸高性能减水剂保证重混凝土具有良好的工作性能；采用羟丙基甲基纤维素醚和聚丙烯纤维保证重混凝土的抗离析性，羟丙基甲基纤维素醚具有增加胶凝材料的粘度，提高重混凝土的抗离析性能，聚丙烯掺入纤维后，能均匀分散在混凝土中，在混凝土形成三维网络结构，有效阻止重混凝土的骨料离析现象，提高重混凝土的整体均匀性。

具体实施方式

以下对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本申请的目的、特征和效果。

1.本实施例的原材料

(1)硅酸盐水泥：强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。

(2)粒化高炉矿渣粉：S95粒化高炉矿渣粉。

(3)硅灰：比表面积为18500m²/kg，28天的活性指数为98％。

(4)铁矿粉：表观密度5850kg/m³。

(5)铁矿砂：细度模数为3.0，含水率为0.3％，表观密度6050kg/m³。

(6)铁矿石：5-31.5mm连续级配，含水率为0.3％，表观密度6550kg/m³。

(6)第一外加剂：聚羧酸高性能减水剂，减水率为30％。

(7)第二外加剂：羟丙基甲基纤维素醚，粘度为200000MPa·S。

(8)聚丙烯纤维：密度为0.91g/m³；抗拉强度300MPa；伸长率为28％，弹性模量为3500MPa，长度为10mm。

(9)拌合水：城市自来水。

2.本实施例的试验方法

(1)坍落度、表观密度和抗压强度

按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T50080)的有关规定进行混凝土坍落度和表观密度试验；按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081)的有关规定进行抗压强度试验。

(2)抗离析性

按照中国土木工程学会标准《自密实混凝土设计与施工指南》(CCES02-2004)的拌合物稳定型跳桌试验，测试重混凝土抗离析性。

3.本实施例重混凝土的配合比

采用等级为42.5的普通硅酸盐水泥等材料，分别配制重混凝土，重混凝土的配合比如表1所示。

表1重混凝土配合比(kg/m³)

4.本实施例抗离析重混凝土的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将所述硅酸盐水泥、粒化高炉矿渣粉、硅灰、铁矿粉、铁矿砂和聚丙烯纤维加入到混凝土搅拌机中进行搅拌；其中，该搅拌时间优选为1min；

步骤二：再加入拌合水、第一外加剂和第二外加剂，继续搅拌，该搅拌时间亦优选为1min；

步骤三：最后加入铁矿石搅拌均匀，该搅拌时间亦优选为1min；

步骤四：该抗离析重混凝土制备完成。

5.对该制备完成的重混凝土的性能进行试验。

在本实施例中，混凝土坍落度、表观密度、抗离析率和抗压强度的测试结果如表2所示。

表2混凝土坍落度、表观密度、抗离析率和抗压强度的测试结果

上述测试结果表明，本实施例所配制的重混凝土的坍落度均大于180mm，抗离析率均小于10％，可满足泵送混凝土的要求；表观密度大于5500kg/m³，具有超重混凝土质量要求；混凝土7天抗压强度均大于30.0MPa，28天的抗压强度大于40.0MPa；由于采用硅酸盐水泥、粒化高炉矿渣粉以及硅灰的水化和密实填充作用，从而保证重混凝土的抗压强度；而采用的铁矿粉、铁矿砂和铁矿石均具有较高的密度，且具有紧密堆积密度，可保证重混凝土具有超高的表观密度；采用聚羧酸高性能减水剂可保证重混凝土具有较高工作性；采用羟丙基甲基纤维素醚和聚丙烯纤维可有效保证重混凝土抗离析性能。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本申请进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。

Claims

1.一种抗离析重混凝土，其特征在于，

每立方米所述重混凝土的原材料包括如下组分：

所述重混凝土的表观密度大于5500kg/m³，

其中，所述第一外加剂为聚羧酸高性能减水剂，所述第二外加剂为羟丙基甲基纤维素醚。

2.根据权利要求1所述的抗离析重混凝土，其特征在于，所述粒化高炉矿渣粉采用等级不低于S75粒化高炉矿渣粉。

3.根据权利要求1所述的抗离析重混凝土，其特征在于，所述硅灰的比表面积大于18000m²/kg，28天的活性指数大于95％。

4.根据权利要求1所述的抗离析重混凝土，其特征在于，所述铁矿粉为铁矿石破碎加工而成，其中，所述铁矿粉的细度为0.15mm筛的筛余量小于10％，表观密度大于5800kg/m³。

5.根据权利要求1所述的抗离析重混凝土，其特征在于，所述铁矿砂的细度模数为2.5～3.5，含水率不大于0.5％，表观密度大于6000kg/m³。

6.根据权利要求1所述的抗离析重混凝土，其特征在于，所述铁矿石的最大粒径不大于31.5mm，为5～31.5连续级配，含水率不大于0.5％，表观密度大于6500kg/m³。

7.根据权利要求1所述的抗离析重混凝土，其特征在于，所述聚羧酸高性能减水剂的减水率大于25％。

8.根据权利要求1所述的抗离析重混凝土，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素醚的粘度不小于200000MPa·S。

9.根据权利要求1所述的抗离析重混凝土，其特征在于，所述聚丙烯纤维的密度为0.91g/m³，抗拉强度不小于300MPa，伸长率为28％，弹性模量为3500MPa，长度为10mm-14mm。

10.根据权利要求1至9任一项所述的抗离析重混凝土，其特征在于，所述重混凝土的7天抗压强度大于30MPa，28天抗压强度大于40MPa，坍落度180mm～220mm，抗离析率不大于10％。

11.如权利要求1至10任一项所述的抗离析重混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述硅酸盐水泥、粒化高炉矿渣粉、硅灰、铁矿粉、铁矿砂和聚丙烯纤维加入到混凝土搅拌机中进行搅拌；

再加入拌合水、第一外加剂和第二外加剂，继续搅拌；

最后加入铁矿石搅拌均匀即可。