一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物

摘要

本发明公开了一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物，由以下重量份数的原料组合而成：水泥100‑180份、石质粗骨料250‑350份、中砂细骨料400‑500份、特种除泡密实剂60‑100份、微填充剂20‑40份、低水热胶凝剂30‑50份、石英岩粉10‑20份、密封固化剂10‑20份、外加剂2‑6份、水50‑70份。本发明的自密实高强度混凝土拌合物施工后的结构可以充分消除混凝土内部及表面出现的气泡；采用本发明的自密实混凝土拌合物进行施工时，在具备常规自密实混凝土施工手段的前提下所进行的建筑施工，所获得的自密实混凝土结构具备非常优良的结构强度、耐久性能及体积稳定性，在此前提下可提高混凝土的表观质量以及长期服役安全性能。

权利要求

1.一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物，其特征在于，由以下原料组合而成：水泥、石质粗骨料、中砂细骨料、特种除泡密实剂、微填充剂、低水热胶凝剂、石英岩粉、密封固化剂、外加剂、水；

所述原料的重量份配比为：水泥100‑180份、石质粗骨料250‑350份、中砂细骨料400‑

500份、特种除泡密实剂60‑100份、微填充剂20‑40份、低水热胶凝剂30‑50份、石英岩粉10‑

20份、密封固化剂10‑20份、外加剂2‑6份、水50‑70份；

所述的特种除泡密实剂为α‑烯烃磺酸盐类、烷基磷酸酯盐类和水溶性改性剂；所述的水溶性改性剂为聚丁二烯和乙烯基乙苯经磺氯化反应得到。

2.根据权利要求1所述的一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物，其特征在于：所述的水泥为为强度等级42  .5Mpa的硅酸盐水泥；所述的石质粗骨料为粒径为5‑20mm连续级配的石灰岩质粗骨料；所述中砂细骨料为细度模数2.5～2.8、含泥量＜0  .5％连续级配的中河砂细骨料。

3.根据权利要求1所述的一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物，其特征在于：所述的低水热胶凝剂由石灰石粉和石膏组成，其质量比为6‑10∶1，由石灰石粉和石膏混合磨细制得。

4.根据权利要求1所述的一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物，其特征在于：所述的微填充剂为氧化镁膨胀剂和聚丙烯微粉，其质量比为6‑10∶1。

5.根据权利要求4所述的一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物，其特征在于：所述的聚丙烯微粉的粒径为1‑50μm。

6.根据权利要求1所述的一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物，其特征在于：所述的石英岩粉的粒径为0 .1～60μm。

7.根据权利要求1所述的一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物，其特征在于：所述外加剂为减水剂和消泡剂。

说明书

一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物

技术领域

[0001] 本发明涉及混凝土技术领域，尤其是涉及一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物。

背景技术

[0002] 自密实混凝土(简称SCC)又称为免振混凝土，是指在混凝土自身重力的作用下，能够流动、密实的混凝土，该混凝土在无需附加振动的情况下即使在致密钢筋存在的环境下也能完全填充模板，同时可获得很好均质性。自密实混凝土硬化性能与普通混凝土相似，但由于无需振捣，混凝土浇筑所需时间大幅度缩短，不但可以浇筑成型形状复杂、薄壁以及密集配筋的结构，避免振捣操作对模板结构产生的磨损，减少混凝土对搅拌机的磨损，同时可以大幅度降低成本、节约施工能耗，是一种绿色节能、低碳环保的建筑施工材料。

[0003] 由于具有诸多的优良特性，现有技术中自密实混凝土得到了非常广泛的应用，由于自密实混凝土需要具备优良的流动性和填充性，以实现自密实功能，这导致在具体施工过程中，由于混凝胶体在流动、填充的过程中会混入较多的不稳定气泡，这些气泡是气体分散在混凝土液相中的分散体系，通常情况下这些气泡在气液两相间密度的差异下回受到浮力上升直至液相表面破灭消除，但是新拌混凝土本身粘度较大，体系内存在的气泡难以及时上移排除，在无振捣操作的情况下这些气泡会长时间遗留在混凝土内部，或者驻留较长时间在混凝土长时间养护过程中缓慢移至表层，致使当混凝土硬化凝结后，表层会形成密集分布有大小不一的坑眼/麻面；同时，气泡的存在也严重威胁到硬化后混凝土的耐久性，导致混凝土刚度降低、应力松弛，严重影响结构承载能力，是混凝土结构工程长期服役性能的一大隐患。

[0004] 现有技术中存在使用添加消泡剂的方式提高自密实混凝土消泡性能，但是实际施工中发现此外加剂的作用主要体现在快速消除上升至表面的气泡，对于流动性较好的液相体系(浆体)内部气泡的上升、外溢有作用，但是对于粘滞性高的体系内部气泡的脱除作用不大。因为新拌自密实混凝土体系的粘度比较大，消泡剂本身的掺量不高(高掺量的外加剂会影响固化后混凝土的耐久性等)，对新拌混凝土流动性影响不大，添加消泡剂对于新拌混凝土除泡作用是有限的。

发明内容

[0005] 针对现有技术不足，本发明提供了一种绿色节能的自密实混凝土拌合物，在具备优良流动性和填充性的前提下可自适应除泡，使固化后的混凝土具有高强度和高耐久性能。

[0006] 本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

[0007] 一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物，其由以下原料组合而成：水泥、石质粗骨料、中砂细骨料、特种除泡密实剂、微填充剂、低水热胶凝剂、石英岩粉、密封固化剂、外加剂、水；

[0008] 所述原料的重量份配比为：水泥100‑180份、石质粗骨料250‑350份、中砂细骨料400‑500份、特种除泡密实剂60‑100份、微填充剂20‑40份、低水热胶凝剂30‑50份、石英岩粉
10‑20份、密封固化剂10‑20份、外加剂2‑6份、水50‑70份。

[0009] 作为优选，所述的水泥为为强度等级42.5Mpa的硅酸盐水泥；所述的石质粗骨料为粒径为5‑20mm连续级配的石灰岩质粗骨料；所述中砂细骨料为细度模数2.5～2.8、含泥量＜0.5％连续级配的中河砂细骨料。

[0010] 作为优选，所述的低水热胶凝剂由石灰石粉和石膏组成，其质量比为6‑10∶1，由石灰石粉和石膏混合磨细制得。石灰石粉作为一种惰性掺合料吸水率低，作为胶凝剂取代部分水泥基质，减少水泥的掺量可以解决混凝土体系需水量较大、密实固化慢及水化热较高的问题，可降低混凝土开裂敏感性、增加体系流动性、提高体系耐久性。

[0011] 作为优选，所述的微填充剂为氧化镁膨胀剂和聚丙烯微粉，其质量比为6‑10∶1，微填充剂的添加能够有效补偿混凝土胶体固化时的收缩，同时结合混凝土固化时的收缩与自身体积的溶胀使胶体产生挤压力，有助于气泡的溢出、密实胶体。

[0012] 作为优选，所述的聚丙烯微粉的粒径为1‑50μm。

[0013] 作为优选，所述的特种除泡密实剂为α‑烯烃磺酸盐类、烷基磷酸酯盐类和水溶性改性剂。

[0014] 进一步地，所述的水溶性改性剂为聚丁二烯和乙烯基乙苯经磺氯化反应得到。所述特种除泡密实剂成分中除了α‑烯烃磺酸盐类、烷基磷酸酯盐类以外还添加了可以降低水性混凝土胶体表面活性的水溶性改性剂，在自密实混凝土施工过程中无振捣等操作，拥有亲水基团的特种除泡密实剂可以充分降低体系的表面张力，减小胶体颗粒之间的摩擦力以及剪切应力，进而形成新的低表面黏度界面，大幅度增加混凝土的流动性，充分加速气泡从周围液体中排除。配合消泡剂的消泡作用以及微填充剂产生的溶胀作用，在混凝土胶体自身重力的作用下，结合高流动性、低表面活性的胶体性质，实现充分除泡(包括表层消泡以及胶体内部的脱泡)，改善混凝土的微观结构，提高混凝土的密实度和结构强度。

[0015] 作为优选，所述的石英岩粉的粒径为0.1～60μm，较低活性的石英岩粉可以改善混凝土的和易性，提高混凝土的耐久性，降低开裂敏感度，同时惰性石英岩粉无法与特种除泡密实剂起良好的结合作用，因此可以提高自密实混凝土体系的流动性，促进体系内气泡的溢出。

[0016] 作为优选，所述外加剂为减水剂和消泡剂。

[0017] 与现有技术相比，本发明具备的有益效果为：

[0018] 本发明的自密实高强度混凝土拌合物施工后的结构可以充分消除混凝土内部及表面出现的气泡；采用本发明的自密实混凝土拌合物进行施工时，在具备常规自密实混凝土施工手段的前提下所进行的建筑施工，所获得的自密实混凝土结构具备非常优良的结构强度、耐久性能及体积稳定性，在此前提下可提高混凝土的表观质量以及长期服役安全性能。

具体实施方式

[0019] 下面结合具体实施例对本发明做进一步地说明。

[0020] 实施例1：一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物，其由以下原料组合而成：水泥、石质粗骨料、中砂细骨料、特种除泡密实剂、微填充剂、低水热胶凝剂、石英岩粉、密封固化剂、外加剂、水；所述原料的重量份配比为：水泥140份、石质粗骨料300份、中砂细骨料
450份、特种除泡密实剂80份、微填充剂30份、低水热胶凝剂40份、石英岩粉15份、密封固化剂15份、外加剂4份、水60份。

[0021] 进一步地，本实施例所述的水泥为为强度等级42.5Mpa的硅酸盐水泥(P.O)；所述的石质粗骨料为粒径为5‑20mm连续级配的石灰岩质粗骨料；所述中砂细骨料为细度模数2.5～2.8、含泥量＜0.5％连续级配的中河砂细骨料。

[0022] 进一步地，本实施例所述的低水热胶凝剂由石灰石粉和石膏组成，其质量比为8∶1，由石灰石粉和石膏混合磨细制得；所述的微填充剂为氧化镁膨胀剂和聚丙烯微粉，其质量比为8∶1；所述的聚丙烯微粉的粒径为1‑50μm。

[0023] 进一步地，本实施例所述的特种除泡密实剂为α‑烯烃磺酸盐类、烷基磷酸酯盐类和水溶性改性剂，所述的水溶性改性剂为聚丁二烯和乙烯基乙苯经磺氯化反应得到，反应所采用的磺氯化剂可以采用SO2和Cl2。

[0024] 进一步地，本实施例所述的石英岩粉采用粒径为0.1～60μm的普通石英岩粉，石膏采用市售普通建材石膏粉；所述外加剂为减水剂和消泡剂，减水剂采用高性能聚羧酸系减水剂，消泡剂采用含有纤维素醚的消泡剂；所述密封固化剂采用市售普通混凝土密封固化剂。

[0025] 实施例2：一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物，其由以下原料组合而成：水泥、石质粗骨料、中砂细骨料、特种除泡密实剂、微填充剂、低水热胶凝剂、石英岩粉、密封固化剂、外加剂、水；所述原料的重量份配比为：水泥100份、石质粗骨料250份、中砂细骨料
400份、特种除泡密实剂60份、微填充剂20份、低水热胶凝剂30份、石英岩粉10份、密封固化剂10份、外加剂2份、水50份。

[0026] 进一步地，本实施例所述的低水热胶凝剂由石灰石粉和石膏组成，其质量比为6∶1，由石灰石粉和石膏混合磨细制得；所述的微填充剂为氧化镁膨胀剂和聚丙烯微粉，其质量比为6∶1；本实施例所采用的原料规格与实施例1相同。

[0027] 实施例3：一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物，其由以下原料组合而成：水泥、石质粗骨料、中砂细骨料、特种除泡密实剂、微填充剂、低水热胶凝剂、石英岩粉、密封固化剂、外加剂、水；所述原料的重量份配比为：水泥180份、石质粗骨料350份、中砂细骨料
500份、特种除泡密实剂100份、微填充剂40份、低水热胶凝剂50份、石英岩粉20份、密封固化剂20份、外加剂6份、水70份。

[0028] 进一步地，本实施例所述的低水热胶凝剂由石灰石粉和石膏组成，其质量比为10∶1，由石灰石粉和石膏混合磨细制得；所述的微填充剂为氧化镁膨胀剂和聚丙烯微粉，其质量比为10∶1；本实施例所采用的原料规格与实施例1相同。

[0029] 实施例4：一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物，其由以下原料组合而成：水泥、石质粗骨料、中砂细骨料、特种除泡密实剂、微填充剂、低水热胶凝剂、石英岩粉、密封固化剂、外加剂、水；所述原料的重量份配比为：水泥120份、石质粗骨料320份、中砂细骨料
430份、特种除泡密实剂90份、微填充剂25份、低水热胶凝剂45份、石英岩粉12份、密封固化剂18份、外加剂5份、水55份。

[0030] 进一步地，本实施例所述的低水热胶凝剂由石灰石粉和石膏组成，其质量比为7∶1，由石灰石粉和石膏混合磨细制得；所述的微填充剂为氧化镁膨胀剂和聚丙烯微粉，其质量比为9∶1；本实施例所采用的原料规格与实施例1相同。

[0031] 对比例1：一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物，其由以下原料组合而成：水泥、石质粗骨料、中砂细骨料、微填充剂、低水热胶凝剂、石英岩粉、密封固化剂、外加剂、水；所述原料的重量份配比为：水泥140份、石质粗骨料300份、中砂细骨料450份、微填充剂
30份、低水热胶凝剂40份、石英岩粉15份、密封固化剂15份、外加剂4份、水60份。

[0032] 进一步地，本实施例所述的低水热胶凝剂由石灰石粉和石膏组成，其质量比为8∶1，由石灰石粉和石膏混合磨细制得；所述的微填充剂为氧化镁膨胀剂和聚丙烯微粉，其质量比为8∶1；本实施例所采用的原料规格与实施例1相同。

[0033] 对比例2：一种绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物，其由以下原料组合而成：水泥、石质粗骨料、中砂细骨料、特种除泡密实剂、低水热胶凝剂、石英岩粉、密封固化剂、外加剂、水；所述原料的重量份配比为：水泥140份、石质粗骨料300份、中砂细骨料450份、特种除泡密实剂80份、低水热胶凝剂40份、石英岩粉15份、密封固化剂15份、外加剂4份、水60份。

[0034] 进一步地，本实施例所述的低水热胶凝剂由石灰石粉和石膏组成，其质量比为8∶1，由石灰石粉和石膏混合磨细制得。

[0035] 本发明的绿色节能的自密实高强度混凝土拌合物的拌合方法：将水泥、石质粗骨料、中砂细骨料、低水热胶凝剂、石英岩粉进行混合搅拌，得到混合物一；将特种除泡密实剂在高速剪切下混合均匀，缓慢加入一定量的水，然后再加入密封固化剂混合均匀得到混合物二；将外加剂、微填充剂和混合物二混合均匀后加入到混合物一种，搅拌2‑5min得到可以施工的自密实混合物。

[0036] 将上述实施例1‑4以及对比例1和对比例2采用上述拌合方法制得的自密实混凝土标准养护至测试龄期，用岩石切割机切成100mm×100mm×10mm的大小，采用硬化混凝土孔隙结构测定仪检测待测混凝土块内部的气泡特征参数，每个实施例平行做3组，取均值，测试结果如下表所示：

[0037]

[0038] 上表数据说明随着水泥养护的进行，部分大气泡形成的孔隙的孔径在不断缩小，即内部出现挤压现象，大气泡溢出或者分割成小气泡。

[0039] 用Mini‑slump″微型塌落度仪″法测试实施例1‑4以及对比例1和对比例2采用上述拌合方法制得的自密实混凝土的流动度，结果如下表所示。

[0040]

[0041] 上述具体实施方式尽管已经示出和描述了本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解的是，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。