一种高强度高抛自密实微膨胀混凝土及其制备方法转让专利
申请号 : CN202010672505.8
文献号 : CN111763050B
文献日 : 2021-07-27
发明人 : 吴鑫 , 刘华东 , 关素敏 , 刘登贤 , 敬尧 , 胡江 , 何顺爱 , 向鹏 , 江晓君 , 桂根生 , 张荣华 , 何东栗 , 米阳 , 胡洋 , 魏天酬 , 韩跃伟 , 蓝堂伟
申请人 : 四川华西绿舍建材有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种高强度高抛自密实微膨胀混凝土,其特征在于,所述高强度高抛自密实微膨胀
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混凝土的配合比为:水泥430±10kg/m ,粉煤灰50±5kg/m ,硅灰45±5kg/m ,三膨胀源复合
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型膨胀剂45±2kg/m ,细骨料800±10kg/m ,粗骨料940±10kg/m ,外加剂14±1kg/m ,水3
160±10kg/m,水胶比为0.300,砂率为46%;所述外加剂由以下组分构成:减水母液20‑27%,缓凝剂5%,保水剂1‑2%,引气剂万分之1‑5,消泡剂万分之1‑3,保坍剂10%,减缩剂1%,余量为水和杂质;所述三膨胀源复合型膨胀剂为CMA三膨胀源抗裂剂。
2.如权利要求1所述的高强度高抛自密实微膨胀混凝土,其特征在于,所述高强度高抛
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自密实微膨胀混凝土的配合比为:水泥432kg/m ,粉煤灰53 kg/m ,硅灰48kg/m ,三膨胀源
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复合型膨胀剂46kg/m ,细骨料802kg/m ,粗骨料942kg/m ,外加剂14.5kg/m ,水161kg/m ,水胶比为0.300,砂率为46%。
3.如权利要求1所述的高强度高抛自密实微膨胀混凝土,其特征在于,所述水泥28天抗压强度在52MPa以上,所述粉煤灰的需水量比为90%以上,0.045mm筛筛余10±1%,所述硅灰的活性指数为114±2%。
4.如权利要求3所述的高强度高抛自密实微膨胀混凝土,其特征在于,所述粗骨料为粒3
径5‑20mm的碎石,其表观密度为2.67±0.1g/m,压碎指标为7±0.5%。
5.如权利要求4所述的高强度高抛自密实微膨胀混凝土,其特征在于,所述细骨料为细度模数2.7,石粉含量低于6%的中砂。
6.如权利要求1所述的高强度高抛自密实微膨胀混凝土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将粗骨料和细骨料及部分水加入搅拌机中预拌,然后加入水泥、三膨胀源复合型膨胀剂、粉煤灰、硅灰和外加剂进行拌合,最后加入剩余的水搅拌均匀后得到混凝土拌合物,混凝土拌合物经浇注后即得到成型的高强度高抛自密实微膨胀混凝土。
说明书 :
一种高强度高抛自密实微膨胀混凝土及其制备方法
技术领域
背景技术
自密实微膨胀混凝土进行浇筑。高强度高抛自密实微膨胀钢管混凝土结合了“高抛自密实
混凝土”、“微膨胀混凝土”、“钢管混凝土”的技术难点,同时还兼具“高强混凝土”的特点,是
一项相对复杂且极具挑战的新型混凝土技术,超高钢管砼一次性浇筑过程中,易出现离析
泌水现象,进而造成粗集料下沉,砂浆上浮的问题,导致钢管中混凝土严重分层,形成局部
的薄弱层,而且硬化混凝土与钢管壁的结合由于泌水形成的水膜的存在也不紧密,会对混
凝土质量造成严重破坏。其次,高抛法施工时,由于梁柱节点的存在,混凝土在梁柱节点位
置处不能充分填满整个钢管内部,易出现局部空洞、混凝土与钢管内壁脱离等现象。另外,
由于钢管砼的全封闭特性,一旦砼浇筑完成,由于对砼的无损检测手段少,不容易检测砼内
部质量,如发生砼质量问题,很难进行补救,所以钢管砼必须要求一次成活。
度损失小,免振达到自密实。由于自密实混凝土的大流动性、水灰比高,容易在浇筑后造成
泌水和离析现象,如何解决高抛砼泌水离析和拌合物间隙通过性就成了钢管砼施工成败的
关键因素。
发明内容
胀源复合膨胀剂,实现了与混凝土强度发展和收缩变形的协调发展,获得了良好的膨胀性
能,同时选择了合适的水胶比和砂率,使得到的高强度高抛自密实微膨胀混凝土的工作性
能和强度要求得到了保证,解决了传统高抛自密实混凝土在泌水离析和拌合物间隙通过性
方面所存在的问题。
所述高强度高抛自密实微膨胀混凝土的配合比为:水泥430±10kg/m ,粉煤灰50±5kg/m ,
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硅灰45±5kg/m ,三膨胀源复合型膨胀剂45±2kg/m ,细骨料800±10kg/m ,粗骨料940±
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10kg/m,外加剂14±1kg/m,水160±10kg/m,水胶比为0.300,砂率为46%。
灰53kg/m ,硅灰48kg/m ,三膨胀源复合型膨胀剂46kg/m ,细骨料802kg/m ,粗骨料942kg/
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m,外加剂14.5kg/m ,水161kg/m ,水胶比为0.300,砂率为46%。即该配合比即为C70高强度
高抛自密实微膨胀混凝土的配合比。
量为水和杂质。
硅灰和外加剂进行拌合,最后加入剩余的水搅拌均匀后得到混凝土拌合物,混凝土拌合物
经浇注后即得到成型的高强度高抛自密实微膨胀混凝土。
选择为定值0.300,砂率定值为46%,能够保证混凝土具有良好的流动性和密实性,对降低
成本、保证混凝土强度发展有利,解决了传统高抛自密实混凝土在泌水离析和拌合物间隙
通过性方面所存在的问题。
要求,大体积高强自密实混凝土得到了成功应用。
附图说明
具体实施方式
不用于限定本发明。
合比为:水泥430±10kg/m ,粉煤灰50±5kg/m ,硅灰45±5kg/m ,三膨胀源复合型膨胀剂45
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±2kg/m,细骨料800±10kg/m ,粗骨料940±10kg/m ,外加剂14±1kg/m ,水160±10kg/m,
水胶比为0.300,砂率为46%。
煤灰,其需水量比为90%以上,0.045mm筛筛余10±1%,硅灰可以选择成都产二氧化硅
94%、活性指数114±2%的硅灰;细骨料一般选择级配Ⅱ区中砂,其细度模数2.7,石粉含量
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低于6%;粗骨料可以选择成都产的碎石,5-20mm连续级配,表观密度为2.67±0.1g/m ,压
碎指标为7±0.5%。
构成:减水母液20-27%(具体数值根据实际需要选择),缓凝剂5%,保水剂1-2%(具体数
值根据实际需要选择),引气剂万分之1-5,消泡剂万分之1-3,保坍剂10%,减缩剂1%,余
量为水和杂质。该外加剂的固含量在15%左右,减水率在30%左右,抗压强度比达到199%。
经对比试验得到,该专用外加剂可以使得高抛自密实混凝土具有合适的流动性,泌水性能
良好,抗离析性良好,并且可以使硬化的混凝土抗压强度满足要求,有效解决了高抛自密实
混凝土在泌水离析和拌合物间隙通过性方面所存在的问题。
能参数等信息可参考相关专利CN100515974C(三膨胀混凝土抗裂剂),使用该三膨胀源抗裂
剂后,其能够显著实现与高抛自密实混凝土强度发展和收缩变形的协调发展,获得了良好
的膨胀性能,而一般三膨胀源膨胀剂由于各自特性不同,在高抛自密实混凝土中的应用效
果远不及CMA三膨胀源抗裂剂,因此,本发明的三膨胀源复合型膨胀剂为CMA三膨胀源抗裂
剂。
中,采用NEL-NES型非接触式混凝土收缩变形测定仪对混凝土收缩率进行测试。
掺入 82.3 75
能的作用,同时,由于可弥补混凝土中的细分不足,阻塞泌水通道,有利于泌水率的降低,改
善混凝土的黏聚性,粉煤灰颗粒的形态和亲水特性,其球形玻璃体可吸附一层水膜,可使混
凝土具有良好的保水性。另外,粉煤灰还能降低水化热,适宜于大体积混凝土及高温季节混
凝土施工。然而,粉煤灰的填充物理作用和火山灰作用使得其对混凝土的后期强度起到一
定的作用,但对混凝土的早期强度存在一定的影响,因此需要对粉煤灰的掺量进行控制。为
达到节约水泥的效果,又能保证混凝土的强度,增加密实性,改善混凝土综合性能指标,经
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多次试验总结得到,粉煤灰的配合比为50±5kg/m为宜,超出该范围则有可能使混凝土的
早期强度不达标。
量的增加、水泥含量的降低,混凝土28天抗压强度先增加后降低。其可能原因是:硅灰颗粒
细小,具有高度分散性,硅灰主要成分为活性SiO2,硅灰通过填充效应、火山灰效应能有效
地提高混凝土的强度;硅灰还可起到一种独特的微集料效应,即改善胶凝材料系统的颗粒
粒径分布,使系统的颗粒堆积更为紧密和合理。但是,当硅灰掺量过多时,过多的未参与反
应的硅灰对水泥的粘结强度并无贡献,从而使抗压强度降低。因此,根据试验结果确定得
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到,硅灰的配合比为45±5kg/m为宜,超出该范围则有可能使得到的混凝土的抗压强度不
达标。
的流动度越小,无法达到自流平,同时不能保证自密实混凝土的密实性;如果水胶比过大,
又会使混凝土的粘聚性和保水性降低,从而降低混凝土的强度。因此,水胶比的确定是设计
高强自密实混凝土的一个关键要点。为了确定水胶比,通过设计多组对比试验来确定得到,
对比试验按照以上确定的胶凝材料用量的基础上固定砂率,分别用0.250、0.275、0.300、
0.325共4个水胶比进行试配,试验结果如表2和图1所示。
料变薄,润滑作用降低,使得混凝土强度降低,因此选择合理的砂率是控制混凝土强度和工
作性能的关键因素。为了确定砂率,通过设计多组对比试验来确定得到,对比试验按照以上
确定的胶凝材料用量的基础上固定水胶比,对比试验验证不同砂率(40%、43%、46%、
49%)对混凝土工作性能和强度的影响,试验结果见表3和图2。
定46%的砂率为最佳值,此时混凝土具有高流动性能且强度发展良好,非常适合高强度高
抛自密实微膨胀混凝土的制备。
外加剂进行拌合,最后加入剩余的水搅拌均匀后得到混凝土拌合物,混凝土拌合物经浇注
后即得到成型的高强度高抛自密实微膨胀混凝土。
C60,标准层层高4m。项目建设周期为22个月,业主为加快工期,要求钢管制作安装三层为一
节,钢管柱12m一次性吊装施工,钢管内混凝土也同样一次性浇筑12m,为满足设计要求,钢
管内混凝土必须采用高抛自密实微膨胀混凝土进行浇筑,并最终决定采用C70高抛自密实
微膨胀混凝土进行浇注,并对C70高抛自密实微膨胀混凝土拌合物提出表4的性能指标要
求,如表4所示。
满足该性能指标要求的高抛自密实钢管混凝土,即一种C70高抛自密实微膨胀混凝土,其配
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合比为:水泥432kg/m ,粉煤灰53kg/m ,硅灰48kg/m,三膨胀源复合型膨胀剂46kg/m ,细骨
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料802kg/m ,粗骨料942kg/m ,外加剂14.5kg/m ,水161kg/m ,水胶比为0.300,砂率为46%。
按照此配合比,采用现有施工工艺得到的C70高抛自密实混凝土成型标准件,实验测试结果
如表5所示。
易性良好,12m高空抛落后无离析、泌水现象,具有良好的密实性,混凝土成型后无瑕疵,强
度满足要求,经现场检测,该混凝土拌合物工作性能和强度均达到了规范要求。对成型混凝
土进行超声波探伤检测混凝土密实度检测证实,钢管混凝土内部密实,由此,大体积高强自
密实混凝土得到了成功应用。高强度高抛自密实微膨胀混混凝土试验柱结构物实体如图3
所示。