專利名稱：一種機制砂自密實混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于建筑、水利、水工、隧道等工程的自密實混凝土，屬于混凝土技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
混凝土是人類最大宗的建筑結(jié)構(gòu)材料。隨著現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨度、高聳、重載方向發(fā)展以及惡劣環(huán)境條件的需要，高強高性能混凝土已廣泛應(yīng)用于高層建筑、橋梁、港口海洋、地下等工程。自密實混凝土作為一種新型高性能混凝土，其新拌混凝土因具有十分良好的工作性，使混凝土的填充性、密實性、均勻性得到顯著提高，能夠在自重下無需振搗而自行填充模板的空間，形成均勻密實的混凝土結(jié)構(gòu)，因而廣泛應(yīng)用于較適合于澆筑量大、澆筑深度深或澆筑高度大、鋼筋密集、有特殊形狀等的混凝土工程中。目前，自密實混凝土已經(jīng)成為高性能混凝土的一個重要研究方向。自密實混凝土是近十多年來由日本首先研究開發(fā)并在工程中應(yīng)用的一項新型混凝土技術(shù)。近年來，世界各國，如美國、歐洲等國家也相繼在這方面開展了大量的研究與應(yīng)用。國內(nèi)自1995年由北京城建集團總公司構(gòu)件廠研制成功了免振搗自密實混凝土后，已有多家單位相繼開發(fā)研究并取得一定成功。
目前，自密實混凝土均采用河砂配制而成，而河砂是自然資源，隨著我國混凝土用量的不斷增大，今年，我國混凝土用量達到2億立方米。因此，開發(fā)河砂替代材料對節(jié)約自然資源，促進社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
機制砂是一種可利用資源，可利用其替代河砂。在混凝土中應(yīng)用機制砂，可改善和緩解毀田挖砂的一系列環(huán)境問題，降低商品混凝土的生產(chǎn)成本和市場建筑砂價格，提高建筑工程質(zhì)量，降低建筑砂緊張的壓力。節(jié)省資源，降低成本，保護環(huán)境。
但因機制砂的顆粒級配不良，顆粒分布往往表現(xiàn)為中間少、兩頭多，機制砂顆粒粗糙，石粉含量高，因此往往易導致新拌混凝土凝聚性、保水性差，易離析、泌水，且降低了和易性和流動性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用機制砂替代河砂、并用大量工業(yè)廢棄物配制出一種高流動性、高粘聚性、低坍落度損失、高耐久的自密實混凝土，同時解決機制砂配制自密實混凝土所存在的問題，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
為了實現(xiàn)上述目的，通過大量的實驗、研究和總結(jié)，不斷優(yōu)化配合比，本發(fā)明采用具有高減水率、高保水的聚羧酸減水劑與增粘劑復(fù)合使用，解決機制砂自密實混凝土易離析、泌水等缺點；采用粉煤灰與硅灰、石粉等復(fù)合礦物摻合料，提高自密實混凝土的和易性和自密實混凝土的強度與耐久性。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的按照重量組分計算，本發(fā)明的機制砂自密實混凝土是由水泥100份、粉煤灰60～100份、硅灰5～20份、其他礦物摻合料1～40份、聚羧酸減水劑1～5份、增粘劑0.001～0.08份、消泡劑0.001～0.1份、機制砂280～360份、碎石280～360份混合組成。
所述的水泥為硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，但其強度不低于42.5強度等級。
所述的粉煤灰為高鈣灰或普通灰，應(yīng)是二級粉煤灰或一級粉煤灰。
所述的硅灰可以是凝聚態(tài)硅灰或普通硅灰，比表面積大于19000cm2/g。
所述的其他礦物摻合料是石灰石粉或磨細水淬高爐礦渣粉，細度為100目或以下。
所述的聚羧酸減水劑應(yīng)是具有高減水、保水的聚羧酸減水劑，固含量應(yīng)大于20％。
所述的增粘劑可選用纖維素系增粘劑，包括羥乙基甲基纖維素醚、羥丙基甲基纖維素醚，其粘度應(yīng)控制在2.5萬至4萬之間。
所述的消泡劑可選用聚醚類或有機硅類消泡劑。
所述的機制砂應(yīng)大于5.0mm和小于0.08mm顆粒，其機制砂中的石粉含量控制在機制砂總量的大于5％、小于或等于10％，其含泥量小于1％。
所述的碎石最大粒徑為25mm，優(yōu)選最大粒徑為20mm，石子可為連續(xù)級配或間斷級配，碎石中針片狀含量應(yīng)小于碎石總量的5％，含泥量小于1％。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下獨特的性能和優(yōu)點(1)采用具有高減水率、高保水的聚羧酸減水劑，并與增粘劑復(fù)合使用，很好地解決了機制砂自密實混凝土易離析、泌水，凝聚性、保水性差等缺點。
(2)采用了大摻量復(fù)合摻合料技術(shù)，充分利用了工業(yè)廢棄物。采用粉煤灰與硅灰、石粉等復(fù)合礦物摻合料，總摻量大于膠凝材料總量的40％，不僅大大提高自密實混凝土的和易性，而且提高了自密實混凝土的強度與耐久性。
(3)采用機制砂替代常用的河砂配制出高性能的自密實混凝土，不僅是混凝土技術(shù)上的創(chuàng)新，而且可有效地提高對工業(yè)廢棄物的循環(huán)利用，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對改善城市生態(tài)環(huán)境也具有重要的推動作用。這項技術(shù)的實施不僅會產(chǎn)生重大的經(jīng)濟效益，而且具有較高的社會效益。
具體實施例方式
具體實施例方式在制作本發(fā)明的機制砂自密實混凝土時，取100公斤的水泥，再加入60～100公斤的粉煤灰，5～20公斤的硅灰，1～40公斤的磨細礦渣粉，1～5公斤的聚羧酸減水劑，0.001～0.08公斤的增粘劑，0.001～0.1公斤的消泡劑，280～360公斤的機制砂和280～360公斤的碎石混合后即可制得本發(fā)明的機制砂自密實混凝土。在本實施例所用的原料中其水泥選用貴州水泥廠生產(chǎn)的強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥；粉煤灰選用貴州發(fā)電廠生產(chǎn)的二級粉煤灰；硅灰選用貴州鐵合金廠生產(chǎn)的硅灰，比表面積為19600cm2/g；礦渣粉選用上海寶田建材有限公司生產(chǎn)的S95磨細礦渣粉，細度為100目或以下；聚羧酸減水劑選用淘正化工(上海)有限公司生產(chǎn)的緩凝型超塑化劑SR3，其主要組分為接枝磺酸鹽聚羧酸組分，固含量為24％，或淘正化工(上海)有限公司生產(chǎn)的早強型超塑化劑SP1，主要組分為聚醚組分，固含量為29％，或西卡建筑材料有限公司生產(chǎn)的聚羧酸減水劑V500、V3320，主要組分均為聚甲基丙烯酸聚合物，固含量分別為20％、25％。
在使用本發(fā)明時，只需加入適當?shù)乃纯桑浼铀繎?yīng)按本發(fā)明中由水泥、粉煤灰、硅灰所組成的膠凝材料量進行控制，在一般使用情況下將水與膠凝材料的比值(即水膠比)控制在0.25～0.5的范圍內(nèi)。
下面表1是本發(fā)明摻入不同品種聚羧酸減水劑(其摻量及增粘劑摻量的比例是指占膠凝材料用量的比例)時的機制砂自密實混凝土的坍落度、坍落擴展度及倒坍落度筒流出時間性能表表1 摻不同品種減水劑的機制砂自密實混凝土性能

下面表2是本發(fā)明摻入不同品種聚羧酸減水劑時不同齡期的機制砂自密實混凝土抗壓強度表
表2 不同齡期的機制砂自密實混凝土抗壓強度

由表1和表2可見，使用四種不同的聚羧酸減水劑，在選擇合適的摻量下，優(yōu)化自密實混凝土配合比參數(shù)，配制的機制砂自密實混凝土均具有優(yōu)良的和易性與力學性能。
下面表3是本發(fā)明摻入不同用量的由水泥、粉煤灰、硅灰所組成的膠凝材料及增粘劑(其摻量的比例是指占膠凝材料用量的比例)時的機制砂自密實混凝土的坍落度、坍落擴展度及倒坍落度筒流出時間性能表表3 不同膠凝材料用量下的機制砂自密實混凝土拌合物性能

下面表4是本發(fā)明摻入不同膠凝材料用量下的機制砂自密實混凝土的抗壓強度表表4 不同膠凝材料用量下的機制砂自密實混凝土的抗壓強度

由表3和表4可見，隨著膠凝材料用量的增大，機制砂自密實混凝土拌合物性能越好，混凝土坍落度及坍落擴展度均達到非常理想的值，且倒坍落度筒流出時間也比較小。高膠凝材料用量下，自密實混凝土拌合物性能越好。在不同膠凝材料用量及優(yōu)化配合比參數(shù)下，均能配制出高性能的機制砂自密實混凝土。
權(quán)利要求
1.一種機制砂自密實混凝土，其特征在于按照重量組分計算，它是由水泥100份、粉煤灰60～100份、硅灰5～20份、其他礦物摻合料1～40份、聚羧酸減水劑1～5份、增粘劑0.001～0.08份、消泡劑0.001～0.1份、機制砂280～360份、碎石280～360份混合組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機制砂自密實混凝土，其特征在于所述的水泥為硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，但其強度不低于42.5強度等級。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機制砂自密實混凝土，其特征在于所述的粉煤灰為高鈣灰或普通灰，應(yīng)是二級粉煤灰或一級粉煤灰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機制砂自密實混凝土，其特征在于所述的硅灰可以是凝聚態(tài)硅灰或普通硅灰，比表面積大于19000cm2/g。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機制砂自密實混凝土，其特征在于所述的其他礦物摻合料是石灰石粉或磨細水淬高爐礦渣粉，細度為100目或以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機制砂自密實混凝土，其特征在于所述的聚羧酸減水劑應(yīng)是具有高減水、保水的聚羧酸減水劑，固含量應(yīng)大于20％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機制砂自密實混凝土，其特征在于所述的增粘劑可選用纖維素系增粘劑，包括羥乙基甲基纖維素醚、羥丙基甲基纖維素醚，其粘度應(yīng)控制在2.5萬至4萬之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機制砂自密實混凝土，其特征在于所述的消泡劑可選用聚醚類或有機硅類消泡劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機制砂自密實混凝土，其特征在于所述的機制砂應(yīng)大于5.0mm和小于0.08mm顆粒，其機制砂中的石粉含量控制在機制砂總量的大于5％、小于或等于10％的范圍，其含泥量小于1％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機制砂自密實混凝土，其特征在于所述的碎石最大粒徑為25mm，優(yōu)選最大粒徑為20mm，石子可為連續(xù)級配或間斷級配，碎石中針片狀含量應(yīng)小于碎石總量的5％，其含泥量小于1％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機制砂自密實混凝土，它是由水泥100份、粉煤灰60－100份、硅灰5－20份、其他礦物摻合料1－40份、聚羧酸減水劑1－5份、增粘劑0.001－0.08份、消泡劑0.001－0.1份、機制砂280－360份、碎石280－360份混合組成。本發(fā)明通過優(yōu)化配合比解決了機制砂自密實混凝土凝聚性、保水性差、易離析、泌水等缺點。本發(fā)明提高了自密實混凝土的和易性和自密實混凝土的強度與耐久性。
文檔編號C04B14/04GK1792978SQ20051020077
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日
發(fā)明者張 林, 梅世龍, 蔣正武, 孫振平, 楊志剛, 錢慶強 申請人:貴州省公路工程總公司