CN113754390A - 一种高强超高泵送自密实混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强超高泵送自密实混凝土及其制备方法，该高强超高泵送自密实混凝土中各原料的用量为：复合水泥380‑420kg/m3、增强型复合掺合料180‑220kg/m3、级配机制砂640‑680kg/m3、碎石920‑960kg/m3、高效减水剂10‑14kg/m3、缓释剂1‑5kg/m3、增强剂20‑30kg/m3、密实稳定组分4‑7kg/m3、水灰比控制范围为0.24‑0.26。本发明可以在实现混凝土超高泵送的同时，保持高工作性的混凝土不分层、不泌水、不离析，泵送后依旧具有自密实性能，同时保证强度的稳定发展。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料的混凝土技术领域，具体涉及一种高强超高泵送自密实混凝土及其制备方法。
背景技术
目前国内一般把强度等级不低于C60的混凝土称为高强度混凝土。它是用强度不低于42.5级的水泥和优质骨料掺配，掺加优质掺合料和高效减水剂，并以较低的水胶比，通过充分振动密实作用制取而成的。其优点是用于结构物后，在保证结构强度要求的前提下，可以显著减少截面尺寸，结构自重减轻，强度高、变形小、耐久性好，能适应现代工程结构向大跨、重载、高层建筑发展和承受恶劣环境条件的需要。
随着我国高层建筑和超高层建筑的迅速发展，高层或长距离混凝土泵送施工的工程越来越多。对于超高层建筑而言，构成超高层建筑的混凝土需要具备较高的强度，同时需要具备远距离泵送能力，因此高强超高层泵送的混凝土水泥用量较大，强度等级高，同时需要具有良好的泵送性能。目前各地区高层、超高层建筑逐步增多，高强混凝土的应用迫在眉睫，为适应混凝土市场的需求，必须填补高强混凝土应用与研究的空白，达到增强市场竞争力的要求。
自密实混凝土是指具有优异工作性的，只依靠自身重力作用无需振捣便能流动而均匀充填模板密实成型的高性能混凝土。自密实混凝土具有高流动性、高抗离析性、间隙通过性、高匀质性等优异特性，是近几十年中混凝土建筑技术具有革命性发展的高性能混凝土之一，采用自密实混凝土泵送施工的方式可以实现超高层建筑的快速施工。然而，自密实混凝土靠自重充满模板需要非常好的流动性，流动性过大会出现表面浮浆和气泡增多的现象；另一方面，如果自密实混凝土粘聚性和抗离析性不好就会存在混凝土的碎石被钢筋网间隙卡住导致混凝土均质性差的问题。
发明内容
为实现高强混凝土的超高泵送施工，本发明提出一种高强超高泵送自密实混凝土及其制备方法，可以在实现混凝土超高泵送的同时，保持高工作性的混凝土不分层、不泌水、不离析，泵送后依旧具有自密实性能，同时保证强度的稳定发展。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种高强超高泵送自密实混凝土，该高强超高泵送自密实混凝土中各原料的用量为：复合水泥380-420kg/m3、增强型复合掺合料180-220kg/m3、级配机制砂640-680kg/m3、碎石920-960kg/m3、高效减水剂10-14kg/m3、缓释剂1-5kg/m3、增强剂20-30kg/m3、密实稳定组分4-7kg/m3、水灰比控制范围为0.24-0.26。
作为上述技术方案的优选，本发明提供的高强超高泵送自密实混凝土进一步包括下列技术特征的部分或全部：
作为上述技术方案的改进，所述密实稳定组分以质量百分比计包括：流变剂22-32％、浆体稳定剂50-60％、塑性膨胀剂16-26％；其中，所述流变剂为改性乙氧基聚氨酯、聚乙二醇甘油酯中的一种或两种以任意比例的混合物；所述浆体稳定剂为瓜尔胶和锂蒙脱石按任意比例的混合物；所述塑性膨胀剂为甘氨酸和烟酰胺按任意比例的混合物。
作为上述技术方案的改进，所述复合水泥为普通硅酸盐水泥和低碱度硫铝酸盐水泥按9：1的比例配制的复合水泥。
作为上述技术方案的改进，所述增强型矿物掺合料为硅泥、锂渣粉和偏高岭土按任意比例混合而成，其28d活性指数不低于110％。
作为上述技术方案的改进，所述级配机制砂为含硅量不小于90％的石英砂，细度模数2.2-2.6。
作为上述技术方案的改进，所述碎石为5～15mm连续级配玄武岩碎石
作为上述技术方案的改进，所述高效减水剂为减水率不低于30％的无缓凝功能的聚羧酸高效减水剂
作为上述技术方案的改进，所述缓释剂为十二烷基苯磺酸钠
作为上述技术方案的改进，所述增强剂为尿素和有机酸钙按任意比例的混合物
如上任一所述的高强超高泵送自密实混凝土，包括如下步骤：按照配合比依次将碎石、级配机制砂、复合水泥和增强型矿物掺合料加入搅拌机中，干拌1-2min，使之混合均匀；然后依次加入缓释剂、增强剂、密实稳定组分和高效减水剂，搅拌1-2min，混合均匀；然后边搅拌边加入水，待水全部加完后，继续搅拌2-3min，即可进行高强自密实混凝土的泵送施工。
本发明的原理为：
1)采用普通硅酸盐水泥和低碱度硫铝酸盐水泥按适当比例配合的复合水泥，通过硫铝酸盐水泥的超早强作用和硅酸盐水泥的高后期强度作用保证混凝土具有较高的早期和后期基准强度。再辅以增强型矿物掺合料的微集料填充作用、火山灰活性作用及表面形态效应，大幅提高混凝土的力学性能。通过增强剂的辅助作用，增强水泥的水化硬化进程，提高水化率，保证混凝土强度持续稳定发展。
2)将密实稳定剂引入自密实混凝土中，其中的流变剂的润滑作用使混凝土在相同的用水量时，具有更大的流动性；浆体稳定剂的保水和增稠作用使高流动性的浆体不泌水，不分层，不离析，增加自密实混凝土的间隙通过性，保证均质性；塑性膨胀剂保证浆体不收缩，可将模具充填饱满。通过缓释剂的保坍作用，保证泵送后的混凝土依旧具有泵送前一样优异的工作性。
创新点：
1)通过增强型矿物掺合料的活性增强和微集料效应，辅以增强剂的作用，赋予混凝土早强高强和高耐久性。
2)通过引入密实稳定组分保证高强混凝土经过长距离泵送后仍然保持优异的工作性，不分层、不离析，能自密实，混凝土内部空隙率低，抗渗性能优异，适合推广应用。
本发明的有益效果为：
1)本发明提供的高强超高泵送自密实混凝土经过长距离泵送施工后，仍然保持优异的工作性，满足自密实混凝土的要求，不分层、不泌水、不离析，钢筋间隙通过性好，保证了混凝土在不经过任何外加振捣作用的情况下，充填于高层建筑的模板中，充盈度好。
2)本发明提供的高强超高泵送自密实混凝土通过复合水泥、增强型矿物掺合料和增强剂的三重作用，促进了水泥矿物的水化，提高水泥的水化率，并且产生的二次水化产物填充于混凝土的空隙中，降低了内部的孔隙率，封闭了水分和离子的迁移侵蚀通道，使混凝土具有高早期强度和高后期强度的特点，并且耐久性优异，保证了超高层建筑的服役寿命。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，详细说明如下。
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。
实施例1
一种高强超高泵送自密实混凝土配合比见表1。
表1实施例1高强超高泵送自密实混凝土配合比(kg/m3)
其中，复合水泥为：普通硅酸盐水泥378kg，低碱度硫铝酸盐水泥42kg；增强型复合掺合料为：硅泥55kg，锂渣粉60kg，偏高岭土70kg；密实稳定组分为：改性乙氧基聚氨酯1.4kg，瓜尔胶1.2kg，锂蒙脱石3.0kg，甘氨酸0.7kg，烟酰胺0.7kg。
实施例2
一种高强超高泵送自密实混凝土配合比见表2。
表2实施例2高强超高泵送自密实混凝土配合比(kg/m3)
其中，复合水泥为：普通硅酸盐水泥369kg，低碱度硫铝酸盐水泥41kg；增强型复合掺合料为：硅泥45kg，锂渣粉95kg，偏高岭土55kg；密实稳定组分为：聚乙二醇甘油酯1.2kg，瓜尔胶1.6kg，锂蒙脱石2.0kg，甘氨酸0.4kg，烟酰胺0.8kg。
实施例3
一种高强超高泵送自密实混凝土配合比见表3。
表3实施例3高强超高泵送自密实混凝土配合比(kg/m3)
其中，复合水泥为：普通硅酸盐水泥360kg，低碱度硫铝酸盐水泥40kg；增强型复合掺合料为：硅泥25kg，锂渣粉80kg，偏高岭土100kg；密实稳定组分为：聚乙二醇甘油酯1.5kg，瓜尔胶1.0kg，锂蒙脱石1.5kg，甘氨酸0.8kg，烟酰胺0.2kg。
实施例4
一种高强超高泵送自密实混凝土配合比见表4。
表4实施例4高强超高泵送自密实混凝土配合比(kg/m3)
其中，复合水泥为：普通硅酸盐水泥351kg，低碱度硫铝酸盐水泥39kg；增强型复合掺合料为：硅泥115kg，锂渣粉30kg，偏高岭土70kg；密实稳定组分为：改性乙氧基聚氨酯0.4kg，聚乙二醇甘油酯0.8kg，瓜尔胶1.2kg，锂蒙脱石0.8kg，甘氨酸0.7kg，烟酰胺0.1kg。
对比例
普通自密实混凝土配合比见表5。
表5对比例自密实混凝土配合比(kg/m3)
对实施例1-4和对比例提供的混凝土进行测试，具体性能测试方法参照标准JGJ/T283-2012《自密实混凝土应用技术规程》、GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》和GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，结果见表6。
表6实施例1-4和对比例提供的自密实混凝土性能测试结果
上述结果表明：本实施例所得高强超高泵送自密实混凝土的工作性能、力学性能和耐久性均显著优于普通自密实混凝土。
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高强超高泵送自密实混凝土，其特征在于，该高强超高泵送自密实混凝土中各原料的用量为：复合水泥380-420kg/m3、增强型复合掺合料180-220kg/m3、级配机制砂640-680kg/m3、碎石920-960kg/m3、高效减水剂10-14kg/m3、缓释剂1-5kg/m3、增强剂20-30kg/m3、密实稳定组分4-7kg/m3、水灰比控制范围为0.24-0.26。
2.如权利要求1所述的高强超高泵送自密实混凝土，其特征在于：所述密实稳定组分以质量百分比计包括：流变剂22-32％、浆体稳定剂50-60％、塑性膨胀剂16-26％；其中，所述流变剂为改性乙氧基聚氨酯、聚乙二醇甘油酯中的一种或两种以任意比例的混合物；所述浆体稳定剂为瓜尔胶和锂蒙脱石按任意比例的混合物；所述塑性膨胀剂为甘氨酸和烟酰胺按任意比例的混合物。
3.如权利要求1所述的高强超高泵送自密实混凝土，其特征在于：所述复合水泥为普通硅酸盐水泥和低碱度硫铝酸盐水泥按9：1的比例配制的复合水泥。
4.如权利要求1所述的高强超高泵送自密实混凝土，其特征在于：所述增强型矿物掺合料为硅泥、锂渣粉和偏高岭土按任意比例混合而成，其28d活性指数不低于110％。
5.如权利要求1所述的高强超高泵送自密实混凝土，其特征在于：所述级配机制砂为含硅量不小于90％的石英砂，细度模数2.2-2.6。
6.如权利要求1所述的高强超高泵送自密实混凝土，其特征在于：所述碎石为5～15mm连续级配玄武岩碎石。
7.如权利要求1所述的高强超高泵送自密实混凝土，其特征在于：所述高效减水剂为减水率不低于30％的无缓凝功能的聚羧酸高效减水剂。
8.如权利要求1所述的高强超高泵送自密实混凝土，其特征在于：所述缓释剂为十二烷基苯磺酸钠。
9.如权利要求1所述的高强超高泵送自密实混凝土，其特征在于：所述增强剂为尿素和有机酸钙按任意比例的混合物。
10.如权利要求1-9任一所述的高强超高泵送自密实混凝土，其特征在于，包括如下步骤：按照配合比依次将碎石、级配机制砂、复合水泥和增强型矿物掺合料加入搅拌机中，干拌1-2min，使之混合均匀；然后依次加入缓释剂、增强剂、密实稳定组分和高效减水剂，搅拌1-2min，混合均匀；然后边搅拌边加入水，待水全部加完后，继续搅拌2-3min，即可进行高强自密实混凝土的泵送施工。
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