專利名稱：一種橋梁結(jié)構(gòu)用水泥混凝土澆筑料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥混凝土澆筑料，特別涉及一種橋梁結(jié)構(gòu)用水泥混凝土澆筑料。

背景技術(shù)：
目前，高強(qiáng)度、高性能水泥混凝土已經(jīng)越來(lái)越得到建筑業(yè)的認(rèn)可，單純的提高水泥混凝土的強(qiáng)度在建筑界早已得到解決。但如何才能配制出高強(qiáng)高性能、有特殊要求的水泥混凝土，國(guó)家和行業(yè)都沒(méi)有具體統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。為了設(shè)計(jì)出符合具體工程要求的高強(qiáng)度高性能水泥混凝土，一般是參考《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》來(lái)完成的。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用普通硅酸鹽水泥所配制的適用于結(jié)構(gòu)受力要求高，斷面尺寸小，自重輕的大跨度橋梁、薄壁高墩、高層建筑、地下水下、超長(zhǎng)距離泵送等特殊工藝的高強(qiáng)度水泥混凝土的澆筑材料。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)解決方案予以實(shí)現(xiàn)的 一種橋梁結(jié)構(gòu)用水泥混凝土澆筑料，其特征是，按公斤/立方米計(jì)，包括下述比例的組分水泥340～469kg；砂722～734kg；碎石1038～1061kg；礦渣60～120kg；硅灰25～40kg；減水劑13～14kg；其余為水，水膠比為0.28～0.31，外加聚丙烯纖維0.8kg/m3。
上述方案中，所述的水泥為42.5R強(qiáng)度等級(jí)的硅酸鹽水泥；所述的碎石為石灰石碎石，包括顆粒級(jí)為5～10mm碎石和顆粒級(jí)10～20mm碎石，按重量比3∶7搭配；所述的砂為中砂，其細(xì)度模數(shù)為2.4～2.8之間；所述的水膠比最好為0.29～0.30。
本發(fā)明的有益效果是，所配制的混凝土澆筑料可滿足1200米超長(zhǎng)距離泵送；初始坍落度為230mm、擴(kuò)展度為560×550mm；2小時(shí)坍落度損失20mm、初凝結(jié)時(shí)間達(dá)29小時(shí)30分、配制強(qiáng)度達(dá)到73.5MPa；7天強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90％以上，并且28天強(qiáng)度滿足結(jié)構(gòu)受力要求；總堿量為2.9kg/m3，氯離子含量為水泥用量的0.037％，彈性模量滿足4.0×104MPa。混凝土結(jié)構(gòu)斷面尺寸小，自重輕，性能滿足和超過(guò)C60標(biāo)準(zhǔn)(GB50010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、科技基[2005]101號(hào)]《客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》)。
本發(fā)明采用普通硅酸鹽P.O42.5R級(jí)水泥，富裕系數(shù)高、生產(chǎn)技術(shù)成熟，取材容易，同等摻量的條件下總堿含量、氯離子能較好的控制。微硅粉比表面積巨大、增加混凝土的密實(shí)度并且與水泥水化產(chǎn)物二次反應(yīng)，促使新拌混凝土提高早期強(qiáng)度，彌補(bǔ)了水泥正常水化而產(chǎn)生前期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢的不足，而摻用品質(zhì)優(yōu)良的礦渣粉不但代替了原有的部分水泥，提高了和易性降低了前期水泥水化熱，而且還彌補(bǔ)了水泥28天后強(qiáng)度的增長(zhǎng)。采用摻配纖維的方法，使其在混凝土內(nèi)部形成復(fù)雜的毛細(xì)，有效地避免了水泥混凝土的塑性收縮裂紋。

具體實(shí)施例方式 以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
1.組成及配方 一種橋梁結(jié)構(gòu)用水泥混凝土澆筑料，按公斤/立方米計(jì)，包括下述比例的組分水泥340～469kg；砂722～734kg；碎石1038～1061kg；礦渣60～120kg；硅灰25～40kg；減水劑13～14；其余為水，水膠比為0.28～0.31[水膠比指水與(水泥+礦渣+硅灰)的重量比值]；外加聚丙烯纖維0.8kg/m3。
在上述配方范圍內(nèi)分別選擇水膠比0.31、0.30、0.29和0.28做了4組(每組16個(gè)配方)，64個(gè)實(shí)施例，具體組成見(jiàn)表1、2、3、4。
表1水膠比為0.31時(shí)混凝土配合 表2水膠比為0.30時(shí)混凝土配合比 表3水膠比為0.29時(shí)混凝土配合比 表4水膠比為0.28時(shí)混凝土配合比 2.組成原材料的選擇 水泥本發(fā)明采用重慶騰輝地維P.O42.5R級(jí)硅酸鹽水泥，堿含量(以氧化鈉當(dāng)量計(jì))小于0.6％。
砂采用四川簡(jiǎn)陽(yáng)中砂，技術(shù)要求為含泥量不大于1％；細(xì)度模數(shù)2.4～2.8；無(wú)堿活性粗骨料，砂率[砂/(砂+碎石)wt％]為35％～45％。最好為41％。從測(cè)試結(jié)果看，當(dāng)砂率為41％時(shí)，混凝土拌合物的流動(dòng)度最好，坍落度達(dá)215mm，擴(kuò)展度為505mm，1小時(shí)的保留值最理想，容重最大，且28天的抗壓強(qiáng)度最高。
碎石采用重慶跳燈碎石，技術(shù)要求為；含泥量不大于1％；針片狀含量不大于5％；壓碎值不大于8％；無(wú)堿活性；母巖強(qiáng)度不小于120MPa。采用5～10mm級(jí)石灰石碎石與10～20mm級(jí)石灰石碎石搭配，搭配比例為3∶7(重量比)。
礦渣采用重慶環(huán)亞S95礦渣粉，其7天活性指數(shù)≥75％、28天活性指數(shù)≥95％，比表面積為380m2/kg～500m2/kg。
硅灰采用?？吓莆⒐璺郏趸韬俊?0％以上，比表面積為3000m2/kg。
減水劑采用FJW-6-1型緩凝高效氨基磺酸鹽復(fù)合泵送劑，減水率不小于25％，與水泥有良好的相容性；每立方混凝土中由引入的總堿量小于1kg。
3.制備澆筑料及測(cè)試 原材料稱量—充分?jǐn)嚢琛獫仓?拌合物)，拌合物初凝時(shí)間26-28小時(shí)；測(cè)試拌合物的初始、1小時(shí)、2小時(shí)的坍落度和擴(kuò)展度，以及保水性及黏聚性，將拌合物制成試件(15×15×15cm)，養(yǎng)護(hù)3天、7天、28天進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果分別見(jiàn)表5、6、7和8。
表5水膠比為0.31時(shí)混凝土的性能 表6水膠比為0.30時(shí)混凝土的性能 表7水膠比為0.29時(shí)混凝土的性能 表8水膠比為0.28時(shí)混凝土的性能 從表5、表6、表7和表8可以看出所配制的實(shí)施例Z1-Z64組成系列混凝土中絕大部分具有較好的工作性能，拌合物初始坍落度在200mm以上，擴(kuò)展度在450×450mm以上，大多數(shù)條件下，拌合物2小時(shí)坍落度保持在160mm以上。說(shuō)明采用的泵送劑與采用的膠凝材料(P.O42.5R水泥+礦渣+硅灰)有良好適應(yīng)性，能滿足泵送施工要求。但從硅灰在膠凝材料的用量變化看，隨著硅灰用量的增加，所配制混凝土的坍落度和擴(kuò)展度的保留值下降幅度較大。從采用0.31、0.30、0.29和0.28四種水膠比所配制混凝土的強(qiáng)度分析，隨著水膠比降低，混凝土28天抗壓強(qiáng)度呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。當(dāng)水膠比為0.30時(shí)，混凝土7天抗壓強(qiáng)度46.0～57.0MPa，28天抗壓強(qiáng)度為68.5～73.5MPa，滿足配制強(qiáng)度要求；水膠比為0.29和0.28時(shí)所配制的混凝土28天強(qiáng)度也滿足要求。
去除強(qiáng)度不合格的組數(shù)，將配制的混凝土做含氣量、抗凍性、抗?jié)B性、電通量試驗(yàn)其指標(biāo)均能滿足以下要求含氣量2％～4％；抗凍性F≥200；抗?jié)B性S≥8；電通量(56d)≤1000C。
根據(jù)混凝土配合比優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果，優(yōu)選實(shí)施例編號(hào)Z22的組成進(jìn)行混凝土綜合性能測(cè)試。力學(xué)性能測(cè)試見(jiàn)表9，其指標(biāo)超過(guò)了C60標(biāo)準(zhǔn)的要求。
表9Z22混凝土力學(xué)性能
長(zhǎng)期性能和耐久性能測(cè)試 通過(guò)多次試驗(yàn)得出Z22組的含氣量2.5％～3.5％；抗凍性F≥250；抗?jié)B性S≥8；電通量(56d)≤1200C。其長(zhǎng)久性與耐久性滿足工程的需求。
(1)總堿量與氯離子含量見(jiàn)表10。
表10Z22混凝土總堿量與氯離子含量 由表10可知，雖然每立方混凝土中的總堿含量為2.9kg，但混凝土用細(xì)、粗骨料均為無(wú)潛在堿活性骨料，混凝土結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生堿集料反應(yīng)?；炷谅入x子含量為水泥用量的0.037％，低于GB50010-2002規(guī)定的最大氯離子限值0.06％。
(2)收縮性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表11(1～45天齡期的收縮)。
表11Z22混凝土的收縮性能 混凝土收縮是預(yù)應(yīng)力混凝土的重要技術(shù)指標(biāo)，收縮越大，結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力損失越大，混凝土開(kāi)裂的可能性也越大，并由此削落結(jié)構(gòu)抵制侵蝕介質(zhì)滲入的能力，降低混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。從表11可知，混凝土的收縮性能很好。
權(quán)利要求
1.一種橋梁結(jié)構(gòu)用水泥混凝土澆筑料，其特征是，按公斤/立方米計(jì)，包括下述比例的組分水泥340～469kg；砂722～734kg；碎石1038～1061kg；礦渣60～120kg；硅灰25～40kg；減水劑13～14kg；其余為水，水膠比為0.28～0.31，外加聚丙烯纖維0.8kg/m3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁結(jié)構(gòu)用水泥混凝土澆筑料，其特征是，所述的水膠比為0.29～0.30。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁結(jié)構(gòu)用水泥混凝土澆筑料，其特征是，所述的碎石為石灰石碎石，包括顆粒級(jí)為5～10mm碎石和顆粒級(jí)10～20mm碎石，按重量比3∶7搭配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁結(jié)構(gòu)用水泥混凝土澆筑料，其特征是，所述的砂為中砂，其細(xì)度模數(shù)為2.4～2.8之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一所述的橋梁結(jié)構(gòu)用水泥混凝土澆筑料，其特征是，所述的水泥為42.5R強(qiáng)度等級(jí)的硅酸鹽水泥。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用普通硅酸鹽水泥所配制的適用于結(jié)構(gòu)受力要求高，斷面尺寸小，自重輕的大跨度橋梁、薄壁高墩、高層建筑、地下水下、超長(zhǎng)距離泵送等特殊工藝要求的高強(qiáng)度、高性能水泥混凝土的澆筑材料，其特征是，按公斤/立方米計(jì)，包括下述比例的組分水泥340～469kg；砂722～734kg；碎石1038～1061kg；礦渣60～120kg；硅灰25～40kg；減水劑13～14kg；其余為水，水膠比為0.28～0.31，外加聚丙烯纖維0.8kg/m3。所述的水泥為42.5R強(qiáng)度等級(jí)的硅酸鹽水泥；所述的碎石為石灰石碎石，包括顆粒級(jí)為5～10mm碎石和顆粒級(jí)10～20mm碎石，按重量比3∶7搭配。
文檔編號(hào)C04B28/00GK101200361SQ200710019148
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者韓新宇, 朱新廣, 冀鳳卿 申請(qǐng)人:中鐵十七局集團(tuán)第二工程有限公司