CN111704410A - 一种高性能机制砂混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种高性能机制砂混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能机制砂混凝土，涉及建筑材料的技术领域，高性能机制砂混凝土按重量份数计，包括以下组分：硅酸盐水泥310‑380份、粉煤灰80‑100份、矿粉110‑130份、硅灰40‑55份、机制砂600‑780份、碎石900‑1160份、高效减水剂8‑11份、水135‑165份。该高性能机制砂混凝土的制备方法包括以下步骤：S1.按配比量取各原料，将水泥、矿粉、煤灰、硅灰、机制砂混合并进行搅拌，得到混合物料；S2.在S1步骤得到的混合物中加入80%的水并继续搅拌，然后边搅拌边加入高效减水剂和剩余20%的水，继续搅拌得到机制砂砂浆；S3.向S2步骤得到的机制砂砂浆中加入碎石，继续搅拌得C80机制砂混凝土。本发明具有克服机制砂高强混凝土粘度高、流动性差、难以泵送的局限性的优点。

Description

一种高性能机制砂混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料的技术领域，尤其是涉及一种高性能机制砂混凝土及其制备方法。
背景技术
随着城市现代化的不断发展，高强混凝土的需求量越来越大，强度等级越来越高。现阶段配制C80混凝土细集料大多采用优质的河砂，生产工艺已经较为成熟，但是河砂是一种短期内不可再生的自然资源，河砂的过度开采也带来了严重的环境问题。
为响应国家环保政策，混凝土生产企业正在大力推广机制砂作为混凝土细集料。与河砂相比，机制砂级配不良、颗粒表面粗糙、形状尖锐，且含有大量石粉，因此拌制的混凝土工作性能较差。同时，由于生产工艺及成本限制，商品混凝土企业所用的集料一般较差，经常会出现碎石、机制砂级配不良的情况，这严重限制了高性能机制砂混凝土在实际工程中的应用。因此，急需开发一种既可应用低品质机制砂同时力学性能优异的机制砂混凝土。
发明内容
本发明的目的一是提供可克服上述碎石、机制砂级配不良所导致的机制砂混凝土工作性能较差的问题的一种高性能机制砂混凝土。
本发明的目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种高性能机制砂混凝土，按重量份数计，包括以下组分：硅酸盐水泥310-380份、粉煤灰80-100份、矿粉110-130份、硅灰40-55份、机制砂600-780份、碎石900-1160份、高效减水剂8-11份、水135-165份。
进一步设置为：所述硅酸盐水泥为PO52.5硅酸盐水泥。
进一步设置为：所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。
进一步设置为：所述矿粉为S95级矿粉。
进一步设置为：所述高效减水剂固含量为20%，减水率为30%-40%。
进一步设置为：所述碎石粒径范围为5-20mm，其中9.5mm以上碎石累计筛余为90-96%，压碎指标小于8%，含泥量0-0.3 %。
进一步设置为：所述机制砂为粗砂，其中2.36mm以上粗砂累计筛余为35-40%，其石粉含量为0-5%，泥含量为0-1%。
本发明的目的二是提供一种上述高性能机制砂混凝土的制备方法，其具有工艺简单且拌和效果更好的优点。
本发明的目的二是通过以下技术方案实现的：
一种高性能机制砂混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1.按配比量取各原料，将水泥、矿粉、煤灰、硅灰、机制砂混合并进行搅拌，搅拌速度60-100r/min，搅拌时间30s，得到混合物料；
S2. 在S1步骤得到的混合物中加入80%的水并继续搅拌30s，然后边搅拌边加入高效减水剂和剩余20%的水，继续搅拌90s-120s得到机制砂砂浆；
S3.向S2步骤得到的机制砂砂浆中加入碎石，继续搅拌90s得C80机制砂混凝土。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
（1）本发明所用细集料为价格便宜、环保性强的机制砂；
（2）本发明所用的机制砂和碎石的各自级配均不满足国标要求，品质较差，但是将二者进行有机结合却可达到良好的级配效果，突破了制备高强混凝土需要使用满足国标要求的优质集料的传统思维，使本发明可以应用在原材料品质较差的商品混凝土生产企业；
（3）本发明采用砂浆裹石法拌和混凝土，可以有效减少粗骨料对拌合水的吸附，可有效克服机制砂高强混凝土粘度高、流动性差、难以泵送的局限性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
一种高性能机制砂混凝土，其原料及含量如下：硅酸盐水泥314 kg，粉煤灰83 kg，矿粉110 kg，硅灰44 kg，机制砂662 kg，碎石1151 kg，水138kg，高效减水剂8.82 kg。
其中，硅酸盐水泥为PO52.5硅酸盐水泥（云南国资水泥红河有限公司）。
粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰（云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司）。
矿粉为S95级矿粉（河北友胜耐火材料有限公司）。
高效减水剂为聚羧酸减水剂（广州华克利建材有限公司），固含量为20%，减水率为32%。
碎石粒径范围为5-20mm，其中9.5mm以上碎石累计筛余为91%，压碎指标7.6%，含泥量0.12 %。
机制砂为粗砂，其中2.36mm以上粗砂累计筛余为36%，其石粉含量为4.6%，泥含量为0.11%。
该高性能机制砂混凝土的制备方法包括以下步骤：
S1.按配比量取各原料，将水泥、矿粉、煤灰、硅灰、机制砂混合并进行搅拌，搅拌速度60r/min，搅拌时间30s，得到混合物料；
S2. 在S1步骤得到的混合物中加入80%的水并继续搅拌30s，然后边搅拌边加入高效减水剂和剩余20%的水，继续搅拌90s得到机制砂砂浆；
S3.向S2步骤得到的机制砂砂浆中加入碎石，继续搅拌90s得C80机制砂混凝土。
所制得的混凝土经检测，其坍落度为210mm，扩展度为500mm，倒筒时间为49s，28d抗压强度为87.8MPa，制备的混凝土工作性满足泵送要求，28d强度为96MPa。
实施例2：
一种高性能机制砂混凝土，其原料及含量如下：硅酸盐水泥342 kg，粉煤灰90kg，矿粉120kg，硅灰48kg，机制砂725 kg，碎石1045 kg，水150kg，高效减水剂9.6 kg。
其中，硅酸盐水泥为PO52.5硅酸盐水泥（云南国资水泥红河有限公司）。
粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰（云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司）。
矿粉为S95级矿粉（河北友胜耐火材料有限公司）。
高效减水剂为聚羧酸减水剂（广州华克利建材有限公司），固含量为20%，减水率为32%。
碎石粒径范围为5-20mm，其中9.5mm以上碎石累计筛余为93%，压碎指标6.8%，含泥量0.12 %。
机制砂为粗砂，其中2.36mm以上粗砂累计筛余为38.2%，其石粉含量为3.8%，泥含量为0.95%。
该高性能机制砂混凝土的制备方法包括以下步骤：
S1.按配比量取各原料，将水泥、矿粉、煤灰、硅灰、机制砂混合并进行搅拌，搅拌速度70r/min，搅拌时间30s，得到混合物料；
S2. 在S1步骤得到的混合物中加入80%的水并继续搅拌30s，然后边搅拌边加入高效减水剂和剩余20%的水，继续搅拌100s得到机制砂砂浆；
S3.向S2步骤得到的机制砂砂浆中加入碎石，继续搅拌90s得C80机制砂混凝土。
所制得的混凝土经检测，其坍落度为230mm，扩展度为565mm，倒筒时间为28s，28d抗压强度为95.3MPa，制备的混凝土工作性满足泵送要求，28d强度为98MPa。
实施例3：
一种高性能机制砂混凝土，其原料及含量如下：硅酸盐水泥356 kg，粉煤灰94kg，矿粉125kg，硅灰50kg，机制砂725 kg，碎石1045 kg，水150kg，高效减水剂10kg。
其中，硅酸盐水泥为PO52.5硅酸盐水泥（云南国资水泥红河有限公司）。
粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰（云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司）。
矿粉为S95级矿粉（河北友胜耐火材料有限公司）。
高效减水剂为聚羧酸减水剂（广州华克利建材有限公司），固含量为20%，减水率为32%。
碎石粒径范围为5-20mm，其中9.5mm以上碎石累计筛余为94%，压碎指标5.2%，含泥量0.25%。
机制砂为粗砂，其中2.36mm以上粗砂累计筛余为36.9%，其石粉含量为2.8%，泥含量为0.83%。
该高性能机制砂混凝土的制备方法包括以下步骤：
S1.按配比量取各原料，将水泥、矿粉、煤灰、硅灰、机制砂混合并进行搅拌，搅拌速度80r/min，搅拌时间30s，得到混合物料；
S2. 在S1步骤得到的混合物中加入80%的水并继续搅拌30s，然后边搅拌边加入高效减水剂和剩余20%的水，继续搅拌110s得到机制砂砂浆；
S3.向S2步骤得到的机制砂砂浆中加入碎石，继续搅拌90s得C80机制砂混凝土。
所制得的混凝土经检测，其坍落度为220mm，扩展度为560mm，倒筒时间为38s，28d抗压强度为98.5MPa，制备的混凝土工作性满足泵送要求，28d强度为96.7MPa。
实施例4：
一种高性能机制砂混凝土，其原料及含量如下：硅酸盐水泥326 kg，粉煤灰86kg，矿粉115kg，硅灰49kg，机制砂725 kg，碎石1041 kg，水143kg，高效减水剂9.16kg。
其中，硅酸盐水泥为PO52.5硅酸盐水泥（云南国资水泥红河有限公司）。
粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰（云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司）。
矿粉为S95级矿粉（河北友胜耐火材料有限公司）。
高效减水剂为聚羧酸减水剂（广州华克利建材有限公司），固含量为20%，减水率为32%。
碎石粒径范围为5-20mm，其中9.5mm以上碎石累计筛余为92%，压碎指标2.1%，含泥量0.27%。
机制砂为粗砂，其中2.36mm以上粗砂累计筛余为35.8%，其石粉含量为1.2%，泥含量为0.68%。
该高性能机制砂混凝土的制备方法包括以下步骤：
S1.按配比量取各原料，将水泥、矿粉、煤灰、硅灰、机制砂混合并进行搅拌，搅拌速度95r/min，搅拌时间30s，得到混合物料；
S2. 在S1步骤得到的混合物中加入80%的水并继续搅拌30s，然后边搅拌边加入高效减水剂和剩余20%的水，继续搅拌120s得到机制砂砂浆；
S3.向S2步骤得到的机制砂砂浆中加入碎石，继续搅拌90s得C80机制砂混凝土。
所制得的混凝土经检测，其坍落度为220mm，扩展度为530mm，倒筒时间为31s，28d抗压强度为104.1MPa，制备的混凝土工作性满足泵送要求，28d强度为95.4MPa。
实施例5：
一种高性能机制砂混凝土，其原料及含量如下：硅酸盐水泥312kg，粉煤灰90kg，矿粉150kg，硅灰48kg，机制砂725 kg，碎石1045 kg，水150kg，高效减水剂9.6kg。
其中，硅酸盐水泥为PO52.5硅酸盐水泥（云南国资水泥红河有限公司）。
粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰（云南恒阳实业有限公司粉煤灰分公司）。
矿粉为S95级矿粉（河北友胜耐火材料有限公司）。
高效减水剂为聚羧酸减水剂（广州华克利建材有限公司），固含量为20%，减水率为32%。
碎石粒径范围为5-20mm，其中9.5mm以上碎石累计筛余为92%，压碎指标1.1%，含泥量0.05%。
机制砂为粗砂，其中2.36mm以上粗砂累计筛余为35.8%，其石粉含量为0.08%，泥含量为0.16%。
该高性能机制砂混凝土的制备方法包括以下步骤：
S1.按配比量取各原料，将水泥、矿粉、煤灰、硅灰、机制砂混合并进行搅拌，搅拌速度100r/min，搅拌时间30s，得到混合物料；
S2. 在S1步骤得到的混合物中加入80%的水并继续搅拌30s，然后边搅拌边加入高效减水剂和剩余20%的水，继续搅拌110s得到机制砂砂浆；
S3.向S2步骤得到的机制砂砂浆中加入碎石，继续搅拌90s得C80机制砂混凝土。
所制得的混凝土经检测，其坍落度为230mm，扩展度为580mm，倒筒时间为7s，28d抗压强度为86.2MPa，制备的混凝土工作性满足泵送要求，28d强度为88.7MPa。
本实施例的实施原理及有益效果为：本发明选用的机制砂和碎石的各自级配均不满足国标要求，品质较差，但是将二者进行有机结合却达到良好的级配效果，突破了制备高强混凝土需要使用满足国标要求的优质集料的传统思维，使本发明可以应用在原材料品质较差的商品混凝土生产企业。本发明采用砂浆裹石法拌和混凝土，可以有效减少粗骨料对拌合水的吸附，可有效克服机制砂高强混凝土粘度高、流动性差、难以泵送的局限性。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高性能机制砂混凝土，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：硅酸盐水泥310-380份、粉煤灰80-100份、矿粉110-130份、硅灰40-55份、机制砂600-780份、碎石900-1160份、高效减水剂8-11份、水135-165份。
2.根据权利要求1所述的一种高性能机制砂混凝土，其特征在于：所述硅酸盐水泥为PO52.5硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种高性能机制砂混凝土，其特征在于：所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。
4.根据权利要求1所述的一种高性能机制砂混凝土，其特征在于：所述矿粉为S95级矿粉。
5.根据权利要求1所述的一种高性能机制砂混凝土，其特征在于：所述高效减水剂固含量为20%，减水率为30%-40%。
6.根据权利要求1所述的一种高性能机制砂混凝土，其特征在于：所述碎石粒径范围为5-20mm，其中9.5mm以上碎石累计筛余为90-96%，压碎指标小于8%，含泥量0-0.3 %。
7.根据权利要求1所述的一种高性能机制砂混凝土，其特征在于：所述机制砂为粗砂，其中2.36mm以上粗砂累计筛余为35-40%，其石粉含量为0-5%，泥含量为0-1%。
8.一种权利要求1-7任意一项所述的高性能机制砂混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.按配比量取各原料，将水泥、矿粉、煤灰、硅灰、机制砂混合并进行搅拌，搅拌速度60-100r/min，搅拌时间30s，得到混合物料；
S2. 在S1步骤得到的混合物中加入80%的水并继续搅拌30s，然后边搅拌边加入高效减水剂和剩余20%的水，继续搅拌90s-120s得到机制砂砂浆；
S3.向S2步骤得到的机制砂砂浆中加入碎石，继续搅拌90s得C80机制砂混凝土。
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