專利名稱：：一種含低質(zhì)粗集料的混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬水工建筑材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體為涉及一種含低質(zhì)粗集料的混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著建設(shè)事業(yè)的迅猛發(fā)展，粗集料的需求量持續(xù)增長，自然界中品質(zhì)優(yōu)良的天然粗集料不斷被開采，其資源枯竭化問題日益突出。低質(zhì)粗集料是指其物理力學(xué)性能低于有關(guān)規(guī)范要求、一般在工程中不能使用的粗集料。我國《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T5144-2001)中要求粗集料品質(zhì)含泥量(D2。、D恥級)《1%，表觀密度》2550kg/m3，吸水率《2.5%。通常使用低質(zhì)粗集料配制混凝土，會導(dǎo)致混凝土耐久性不良。因此采取相應(yīng)技術(shù)措施，合理、有效地開發(fā)利用低質(zhì)粗集料，配制出含低質(zhì)粗集料的耐久性混凝土，不僅可以節(jié)省自然資源，達(dá)到保護(hù)環(huán)境、走可持續(xù)發(fā)展道路的目的，而且還具有一定的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種含低質(zhì)粗集料的耐久混凝土及其制備方法。本發(fā)明的目的是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的本發(fā)明的含低質(zhì)粗集料(粗集料包含小石和中石)混凝土是由水、水泥、超細(xì)粉煤灰、砂子、小石、中石、外加劑制成，各個組份以kg/mS來表示。其中水用量105150，水泥用量282309，超細(xì)粉煤灰摻量0121，砂子用量669752，小石用量497517，中石用量745775，外加劑包括高性能聚羧酸減水劑、十二烷基硫酸鈉引氣劑、偏高嶺土、超吸收樹脂顆粒和激發(fā)劑。聚羧酸減水劑摻量35，十二烷基硫酸鈉引氣劑摻量0.030.07，偏高嶺土的摻量6.232.4，超吸收樹脂顆粒摻量25，激發(fā)劑為NaOH、CaS04復(fù)合而成(其中NaOH的比例為20%，CaS04的比例為80%)。激發(fā)劑摻量27.137.5。上述材料中水為自來水，水泥為P"42.5，超細(xì)粉煤灰為固體工業(yè)廢棄物，其中超細(xì)粉煤灰45pm方孔篩篩余率《10%。使用超細(xì)粉煤灰不僅可以綜合利用工業(yè)廢棄物問題，節(jié)約資源能源，保護(hù)環(huán)境，而且可以有效改善混凝土拌合物性能，提高混凝土耐久性。上述材料中集料分細(xì)集料和粗集料。其中細(xì)集料為中砂，粗集料為小石(D20級)、中石(D卯級)低質(zhì)粗集料，小石吸水率為3.5%，含泥量為1.5%，表觀密度2540kg/m、中石吸水率為3.7%，含泥量為1.8%，表觀密度2542kg/m3。上述材料中高性能外加劑聚羧酸減水劑(HVMA);十二烷基硫酸鈉引氣劑(JLS);超細(xì)活性粉煤灰(FA)，同時還摻用偏高嶺土以及摻用粒徑范圍在(63125pm)的超吸收樹脂顆粒(SPA)。聚羧酸減水劑(HVMA)不僅能降低混凝土單位用水量，而且還能促進(jìn)膠凝材料的水化，十二烷基硫酸鈉引氣劑(JLS)能產(chǎn)生大量微小密閉的氣泡。摻用超細(xì)粉煤灰、偏高嶺土、超吸收樹脂顆粒，通過激發(fā)劑的激發(fā)作用，可以提高含低質(zhì)粗集料混凝土的強(qiáng)度，同時進(jìn)一步提高混凝土的耐久性。一種制備含低質(zhì)粗集料混凝土的方法其主要特征為釆用"水泥裹石"的方法。具體制備方法如下(1)分別將282309kg/m3水泥、0121kg/m3超細(xì)粉煤灰、6080kg/m3水投入自落式攪拌機(jī)，攪拌3040秒；(2)在完成第一步基礎(chǔ)上分別加入669752kg/t^砂子、497517kg/m"j、石、745775kg/r^中石，投入攪拌機(jī)，攪拌4050秒；(3)在完成第二步基礎(chǔ)上，再分別加入6.232.4kg/m3的偏高嶺土、27.137.5kg/m3的激發(fā)劑以及溶有35kg/i^聚羧酸減水劑、0.030.07kg/mS十二垸基硫酸鈉引氣劑的4070kg/mS水，加入攪拌機(jī)，攪拌8090秒；(4)將攪拌完成的混凝土裝模，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。上述制備方法中，在將水泥和超細(xì)粉煤灰投入攪拌機(jī)前，先將水泥和超細(xì)粉煤灰混合均勻，以制得均勻的混凝土。本發(fā)明通過在低質(zhì)粗集料混凝土中加入聚羧酸減水劑、十二垸基硫酸鈉引氣劑、偏高齡土、超吸收樹脂顆粒、超細(xì)粉煤灰的方法制備出一種高耐久性混凝土。以配制C30強(qiáng)度等級的混凝土為例，其抗?jié)B等級〉W6可達(dá)到W12以上，28d碳化深度〈5mm，抗凍等級〉F100可達(dá)到F300以上；而現(xiàn)有配制技術(shù)，以C30強(qiáng)度等級的混凝土為例，在低質(zhì)粗骨料混凝土中加入46kg/mS萘系減水劑和0.040.08kg/mS松香熱聚物引氣劑，混凝土抗壓強(qiáng)度能滿足設(shè)計要求，但是耐久性不良(抗?jié)B低于W6、28d碳化深度〉5mm、抗凍只能達(dá)到F50)。因此采用本發(fā)明方法解決了含低質(zhì)粗集料混凝土耐久性不良的問題。具體實施方式實施例一采用某產(chǎn)地低質(zhì)粗集料配制混凝土，要求設(shè)計抗壓強(qiáng)度等級C30、抗?jié)BW6、28d碳化深度《5mm、抗凍F100。利用現(xiàn)有配制技術(shù)在低質(zhì)粗骨料混凝土中加入46kg/m3萘系減水劑和0.040.08kg/r^松香熱聚物引氣劑，混凝土抗壓強(qiáng)度能滿足設(shè)計要求，但是耐久性不能滿足(抗?jié)B低于W6、28d碳化深度〉5mm、抗凍只能達(dá)到F50)。本發(fā)明在低質(zhì)粗集料混凝土中加入超細(xì)粉煤灰、聚羧酸減水劑、十二烷基硫酸鈉引氣劑和偏高齡土料配制了高耐久性混凝土。配制方法如下(1)先將282309kg/m3水泥、0121kg/m3超細(xì)粉煤灰、6080kg/m3水投入自落式攪拌機(jī)，攪拌3040秒；(2)在完成第一步的基礎(chǔ)上，分別將669752kg/mS砂子、497517kg/m"J、石、745775kg/mS中石投入攪拌機(jī)，攪拌4050秒；(3)在完成第二步的基礎(chǔ)上，再分別將6.232.4kg/mS的偏高嶺土和27.137.5kg/r^的激發(fā)劑，以及溶有36kg/mS聚羧酸減水劑、0.030.07kg/mS十二垸基硫酸鈉引氣劑的4070kg/mS水加入攪拌機(jī)，攪拌8090秒；(4)將攪拌完成的混凝土裝模，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。11113各組份用量，7d、28d、90d抗壓抗拉強(qiáng)度、抗?jié)B性、抗碳化性和抗凍性如表l、表2。表l中所有配比激發(fā)劑摻量均為膠凝材料(膠凝材料為水泥和FA摻量之和)總量的9%，偏高嶺土摻量均為膠凝材料總量的7%(混凝土抗壓強(qiáng)度等級為C30)。表l低質(zhì)粗集料混凝土設(shè)計配合比<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2低質(zhì)粗集料混凝土性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例二采用某產(chǎn)地低質(zhì)粗集料配制混凝土，要求設(shè)計抗壓強(qiáng)度等級C30、抗?jié)BW8、28d碳化深度《5mm、抗凍F150。利用現(xiàn)有配制技術(shù)在低質(zhì)粗骨料混凝土中加入46kg/m3萘系減水劑和0.040.08kg/mS松香熱聚物引氣劑，混凝土抗壓強(qiáng)度能滿足設(shè)計要求，但是耐久性不能滿足(抗?jié)B低于W6、28d碳化深度〉5mm、抗凍只能達(dá)到F100)。本發(fā)明在低質(zhì)粗集料混凝土中加入超細(xì)粉煤灰、聚羧酸減水劑、十二烷基硫酸鈉引氣劑、偏高齡土料和超吸收樹脂顆粒配制了高耐久性混凝土。配制方法如下(1)先將282309kg/r^水泥、0121kg/mS超細(xì)粉煤灰、6080kg/mS水投入自落式攪拌機(jī)，攪拌3040秒；(2)在完成第一步基礎(chǔ)上，分別將669752kg/m3砂子、497517kg/m3小石、745775kg/mS中石投入攪拌機(jī)，攪拌4050秒(3)在完成第二步基礎(chǔ)上，再分別將6.232.4kg/mS的偏高嶺土、4.5kg/r^超吸收樹脂顆粒、27.137.5kg/i^的激發(fā)劑，以及溶有36kg/r^聚羧酸減水劑、0.030.07kg/m3十二烷基硫酸鈉引氣劑的4070kg/n^水加入攪拌機(jī)，攪拌8090秒；(4)將攪拌完成的混凝土裝模，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。lmS各組份用量，7d、28d、90d抗壓抗拉強(qiáng)度、抗?jié)B性、抗碳化性和抗凍性如表3、表4。表3中所有配比激發(fā)劑摻量均為膠凝材料(膠凝材料為水泥和粉煤灰慘量之和)總量的9%，偏高嶺土摻量均為膠凝材料總量的7%(混凝土抗壓強(qiáng)度等級為C30)。表3低質(zhì)粗集料混凝土設(shè)計配合比(含超吸收樹脂顆粒)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表4低質(zhì)粗集料混凝土性能(含超吸收樹脂顆粒)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上述實施例結(jié)果如下(1)本發(fā)明有效地解決了含粉煤灰混凝土早期強(qiáng)度低的問題，從而提高利用工業(yè)廢渣水平(C30級混凝土早期7d抗壓強(qiáng)度^28.8MPa，抗拉強(qiáng)度^2.42MPa)。(2)本發(fā)明配制的含低質(zhì)粗集料混凝土，物理力學(xué)性能滿足C30混凝土設(shè)計要求?；炷猎缙趶?qiáng)度較高，有利于加快施工進(jìn)度。(3)本發(fā)明配制的含低質(zhì)粗集料混凝土耐久性優(yōu)良抗?jié)B等級〉W6，可達(dá)到W12以上；28d碳化深度〈5mm;抗凍等級〉F100，可達(dá)到F300以上。(4)釆用本發(fā)明"水泥裹石"的混凝土配制方法，配制出的混凝土更加均勻，可進(jìn)一步提高混凝土的工作性和耐久性。權(quán)利要求1.一種含低質(zhì)粗集料的混凝土，其特征在于該混凝土是由水、水泥、超細(xì)粉煤灰、砂子、小石、中石、外加劑按下列kg/m3的重量配比所制成水105～150、水泥282～309、超細(xì)粉煤灰0～121、砂子669～752、小石497～517、中石745～775、外加劑38.33～79.97。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土，其特征在于所述的超細(xì)粉煤灰為45pm方孔篩篩余率《10%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土，其特征在于所述的小石為D2o級、中石為D訓(xùn)級。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土，其特征在于所述的外加劑為聚羧酸減水劑、十二垸基硫酸鈉引氣劑、偏高嶺土、激發(fā)劑或再添加超吸收樹脂顆粒；其中聚羧酸減水劑的摻量為3~5kg/m3、十二垸基硫酸鈉引氣劑的摻量為0.03~0.07kg/m3、偏高嶺土的摻量為6.2~32.4kg/m3、超吸收樹脂顆粒的摻量為2~5kg/m3,激發(fā)劑的摻量為27.1~37.5kg/m3。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝土，其特征在于所述的超吸收樹脂顆粒的粒徑為63125jjm。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝土，其特征在于所述的激發(fā)劑為NaOH、CaS04復(fù)合而成，其中NaOH的比例為20%，CaSO4的比例為80。/c。7.—種含低質(zhì)粗集料的混凝土的制備方法，其特征在于它是釆用"水泥裹石"的方法，具體制備步驟如下(1)先將60~80kg/mJC、282~309kg/n^水泥、0~121kg/mS超細(xì)粉煤灰投入自落式攪拌機(jī)攪拌3040秒；(2)在第一步完成的基礎(chǔ)上加入669752kg/m3砂子、497-517kg/m3小石、745-775kg/m3中石投入攪拌機(jī)攪拌4050秒；(3)在第二步完成的基礎(chǔ)上，再加入6.232.4kg/n^的偏高嶺土和27.137.5kg/mS的激發(fā)劑以及溶有35kg/n^聚羧酸減水劑、0.030.07kg/mS十二垸基硫酸鈉引氣劑的4070kg/mS水加入攪拌機(jī)攪拌8090秒；(4)將上述第三步攪拌完成的混凝土裝模，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。全文摘要一種含低質(zhì)粗集料的混凝土，由水、水泥、超細(xì)粉煤灰、砂子、小石、中石和外加劑按一定重量配比所制成；其制備方法是首先將水、水泥和超細(xì)粉煤灰放入攪拌機(jī)中攪拌；其次加入砂子、小石、中石再進(jìn)行攪拌，然后再加入外加劑繼續(xù)攪拌，完成后裝模，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，得到高耐久性混凝土，與現(xiàn)有方法配置的含低質(zhì)粗集料混凝土相比，具有較好的力學(xué)性能、抗?jié)B性、抗碳化性和抗凍性，顯著提高了混凝土的耐久性。文檔編號C04B18/08GK101412606SQ200810235148公開日2009年4月22日申請日期2008年11月14日優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日發(fā)明者岳修斌,梅國興,白傳貞,胡智農(nóng),陸采榮,陳建國,鮑學(xué)高申請人:水利部交通部電力工業(yè)部南京水利科學(xué)研究院;南水北調(diào)東線江蘇水源有限責(zé)任公司