專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種高摻粉煤灰的商品混凝土或預(yù)攪拌混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于土木工程材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種高摻粉煤灰的商品混凝土或預(yù)攪拌混凝土。
背景技術(shù)：
：混凝土材料是一切基礎(chǔ)建設(shè)必不可少的結(jié)構(gòu)材料，也是用途最廣、用量最大的人造材料，究其原因，混凝土材料是以最簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工藝所制造的具有最復(fù)雜結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料?，F(xiàn)代混凝土科學(xué)與技術(shù)就是要通過(guò)一定的技術(shù)手段，最大限度地平衡混凝土各組成材料的種類(lèi)、用量與混凝土各種性能之間的關(guān)系，不斷地使混凝土高性能化。隨著施工技術(shù)和文明施工水平的提高，尤其是環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，集中攪拌混凝土、預(yù)拌混凝土或商品混凝土已經(jīng)成為制造混凝土材料的主力，這就為商品混凝土高性能化奠定了基礎(chǔ)。以耐久性為顯著標(biāo)志的、兼顧混凝土拌和物工作性和強(qiáng)度及強(qiáng)度發(fā)展的、充分考慮節(jié)約能源資源及環(huán)境保護(hù)的混凝土稱(chēng)為高性能混凝土?，F(xiàn)代建筑物或構(gòu)造物所需的混凝土材料必須是高性能混凝土材料。根據(jù)目前對(duì)商品混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)現(xiàn)代混凝土技術(shù)認(rèn)識(shí)水平普遍較低、混凝土質(zhì)量波動(dòng)較大、水泥用量過(guò)多、水膠比偏大，是存在的主要問(wèn)題。另一方面，混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂現(xiàn)象比比皆是，嚴(yán)重影響了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。而影響混凝土耐久性的最主要因素是其體積穩(wěn)定性，其宏觀表現(xiàn)主要有①塑性收縮、自收縮、化學(xué)收縮、干燥收縮等引起的收縮變形；②水化溫升導(dǎo)致大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部與外部產(chǎn)生溫差，造成混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂；③早期抗拉強(qiáng)度發(fā)展與收縮變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力的非協(xié)調(diào)性；混凝土材料自身的非勻質(zhì)性和非穩(wěn)定性等?，F(xiàn)代建筑物或構(gòu)筑物不僅對(duì)混凝土材料的力學(xué)性能提出了更高的要求，更對(duì)混凝土材料的耐久性指標(biāo)以及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性越來(lái)越重視,并提出了相應(yīng)的技術(shù)要求，混凝土材料的制造者——商品混凝土攪拌站。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述存在的問(wèn)題，而提供一種高摻粉煤灰的商品混凝土或預(yù)攪拌混凝土。通過(guò)采用聚羧酸系高性能減水劑，大幅度降低水膠比，通過(guò)高摻粉煤灰，優(yōu)化混凝土配合比，使混凝土高性能化，在確?；炷猎缙趶?qiáng)度滿足施工要求的同時(shí)，保證混凝土后期強(qiáng)度穩(wěn)定發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用的技術(shù)方案是一種高摻粉煤灰的商品混凝土或預(yù)拌混凝土，它是由膠凝材料、骨料、化學(xué)外加劑和水制成，膠凝材料由水泥和粉煤灰組成，骨料由細(xì)骨料和粗骨料組成，化學(xué)外加劑為聚羧酸系高性能減水劑。上述膠凝材料的用量為360480kg/mS混凝土。上述的膠凝材料中，水泥為42.5強(qiáng)度等級(jí)及以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其用量為膠凝材料總量的47X69wt。/。；粉煤灰為國(guó)標(biāo)I級(jí)、II級(jí)低鈣或高鈣粉煤灰，其用量為膠凝材料總量的31%53wt%。上述細(xì)骨料為山砂、河砂或機(jī)制砂，其細(xì)度模數(shù)為1.62.2的細(xì)級(jí)砂或細(xì)度模數(shù)為2.33.0的粗級(jí)砂，抑或是細(xì)度模數(shù)為3.13.7的粗級(jí)砂，且級(jí)配合格；上述粗骨料為礫石或石灰?guī)r碎石、砂巖碎石、石英巖碎石、玄武巖碎石、花崗巖碎石等常用巖石碎石，最大粒徑不大于40.0mm;可以是4.75mm21.5mm連續(xù)級(jí)配，或4.75mm40.0mm連續(xù)級(jí)配，也可以是4.75mm10.0mm、10.0mm21.5mm二級(jí)配，抑或是4.75mm10.0mm、10.0mm21.5mm、21.5mm40.0mm三級(jí)配。上述混凝土的水膠比為0.250.45(每立方米混凝土中拌和水重量與膠凝材料重量的比)。本發(fā)明利用聚羧酸系高性能減水劑具有高減水率的特點(diǎn)，大幅度地降低了水膠比，實(shí)現(xiàn)了高摻粉煤灰技術(shù)路線，充分發(fā)揮粉煤灰的微集料效應(yīng)和二次水化活性效應(yīng)，通過(guò)混凝土拌和物高工作性與其他性能的協(xié)調(diào)、混凝土強(qiáng)度及強(qiáng)度發(fā)展與收縮變形的協(xié)調(diào)，混凝土強(qiáng)度及強(qiáng)度發(fā)展與水化溫升的協(xié)調(diào)，制備具有高工作性、較高強(qiáng)度與強(qiáng)度發(fā)展、高耐久性的高性能商品混凝土材料。本發(fā)明所得高性能混凝土的強(qiáng)度等級(jí)涵蓋C30C60。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的技術(shù)路線和方法配制的商品混凝土具有良好的和易性或工作性以利于混凝土的施工，具有適宜的強(qiáng)度和強(qiáng)度發(fā)展以滿足結(jié)構(gòu)混凝土的設(shè)計(jì)要求和使用要求，具有較低的水化溫升和較高體積穩(wěn)定性、較高抗裂性并兼具抗?jié)B性、抗凍性、抗蝕性、抗碳化性以滿足耐久性要求，具有高摻粉煤灰的特點(diǎn)，以滿足混凝土技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的要求，同時(shí)還降低了水泥的用量，降低了生產(chǎn)成本。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式(與摻萘系高效減水劑的普通混凝土進(jìn)行對(duì)比)原材料強(qiáng)度不低于42.5MPa的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，國(guó)標(biāo)I級(jí)或II級(jí)粉煤灰，細(xì)度在1.72.2的細(xì)級(jí)砂或2.33.0的中級(jí)砂(天然砂或人工砂)，粒徑在531.5mm范圍內(nèi)的碎石，聚羧酸系高性能減水劑和作為對(duì)比用的萘系高效減水劑、水，按照表1所列的配合比，分別計(jì)量。制備方法要求拌和系統(tǒng)的計(jì)量系統(tǒng)，特別是拌和水計(jì)量系統(tǒng)和化學(xué)外加劑計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)具有較高的精度，誤差應(yīng)為0.03%以下；同時(shí)，還應(yīng)根據(jù)粗、細(xì)骨料的含水率及時(shí)調(diào)整拌和水的用量；粉煤灰的計(jì)量誤差不大于2%。首先將砂投入攪拌機(jī)，再將水泥和粉煤灰分別投入攪拌機(jī)，然后將石子投入攪拌機(jī)，最后將聚羧酸系高性能減水劑(或作為對(duì)比用的萘系高效減水劑)加入強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)中攪拌120秒，即可制成表觀密度約為2450kg/m3的高性能商品混凝土，所得到混凝土具有表2所列的各種性能。砂率即每方混凝土中細(xì)骨料重量與骨料總重量的比值，砂率的大小直接影響著新拌混凝土的和易性，因此，砂率的大小應(yīng)根據(jù)細(xì)骨料的種類(lèi)、細(xì)骨料的粗細(xì)程度以及新拌混凝土的和易性進(jìn)行調(diào)整，例如，細(xì)骨料粗細(xì)程度相同時(shí)，采用天然砂的砂率要比采用機(jī)制砂的砂率低，細(xì)骨料種類(lèi)相同時(shí)，采用較細(xì)砂的砂率要比采用較粗砂的砂率低。表l高摻粉煤灰商品混凝土配合比(泵送)單位重量百分比(％)序強(qiáng)度膠凝材料/kg-m'3砂率水膠比外加劑/%號(hào)等級(jí)總量CFF/(F+C)PCANSF1C3036017019053%0.35~0.450.450.92C3038018020053%0.450.600.381.43C4041022019046%0.35~0.450.351.04C4042022020048%0.45~0.550.321.4C5046026020043%0.35~0.450.251.26C5046026020043%0.45~0.550.281.5C5048033015031%0.38-0.420.311.18C3040030010025%0.45~0.600.50》2.09C4048036012025%0.45~0.600.40》2.310C505404608015%0.450.600.38》2.5說(shuō)明l.C、F、PCA和NSF分別表示P.042.5水泥、II級(jí)低鈣粉煤灰、聚羧酸系高性能減水劑和萘磺酸鹽甲醛縮合物高效減水劑。2.序號(hào)1、3、5和7的細(xì)骨料采用中粗河砂，其余采用中粗機(jī)制砂。3.表中砂率只給出范圍，依據(jù)砂的細(xì)度模數(shù)在范圍內(nèi)調(diào)整；表中水膠比只給出范圍，以抗壓強(qiáng)度為控制指標(biāo)，結(jié)合拌合物的工作性在范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)從表l中可以看出1.隨混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高，混凝土中膠凝材料的用量提高，粉煤灰摻量減少。2.混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同時(shí)，采用萘系高效減水劑的混凝土其膠凝材料用量高于摻聚羧酸系髙性能混凝土的膠凝材料用量，且粉煤灰的摻量小于后者。表2高摻粉煤灰混凝土的基本性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從表2可以看出:1.配合比相同時(shí)，采用機(jī)制砂作為細(xì)骨料的混凝土，其強(qiáng)度高于采用河砂作為細(xì)骨料的混凝土。2.采用聚羧酸系高性能減水劑的混凝土，其拌合物初始流動(dòng)性較好，且流動(dòng)性經(jīng)時(shí)性損失小，有利于長(zhǎng)距離運(yùn)輸，有利于夏季施工。3.混凝土的強(qiáng)度均能滿足要求。下面是本發(fā)明的高性能商品混凝土的各種性能參數(shù)具有較好的拌和物流動(dòng)性，坍落度為50220mm，1小時(shí)坍落度損失010%;較好的混凝土拌和物勻質(zhì)性，不離析、不泌水；混凝土拌和物的初凝時(shí)間為1216小時(shí)，終凝時(shí)間為1418小時(shí)；適宜的強(qiáng)度與強(qiáng)度發(fā)展，尤其是后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快；良好的抗裂性，混凝土28天的干縮值100200x10—6;較低的水化熱，混凝土絕熱溫升3天齡期小于等于30.(TC,7天齡期小于等于45.(TC;較高的耐久性能，抗硫酸鹽侵蝕系數(shù)不小于0.90，且具有較高的抗堿-骨料反應(yīng)和抗氯離子擴(kuò)散性能。權(quán)利要求1、一種高摻粉煤灰的商品混凝土或預(yù)拌混凝土，它是由膠凝材料、骨料、外加劑和水制成，其特征在于膠凝材料由水泥和粉煤灰組成，骨料由細(xì)骨料和粗骨料組成，外加劑為聚羧酸系高性能減水劑。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的高摻粉煤灰的商品混凝土或預(yù)拌混凝土，其特征在于所述膠凝材料的用量為360480kg/m"昆凝土。3、根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的高摻粉煤灰的商品混凝土或預(yù)袢混凝土，其特征在于所述的膠凝材料中，水泥為42.5強(qiáng)度等級(jí)及以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其用量為膠凝材料總量的47%69城％;粉煤灰為國(guó)標(biāo)I級(jí)、II級(jí)低鈣或高鈣粉煤灰，其用量為膠凝材料總量的31%53wt%。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高摻粉煤灰的商品混凝土或預(yù)拌混凝土，其特征在于所述細(xì)骨料為山砂、河砂或機(jī)制砂，其細(xì)度模數(shù)為1.62.2的細(xì)級(jí)砂或細(xì)度模數(shù)為2.33.0的粗級(jí)砂，抑或是細(xì)度模數(shù)為3.13.7的粗級(jí)砂，且級(jí)配合格；所述粗骨料為礫石或石灰?guī)r碎石、砂巖碎石、石英巖碎石、玄武巖碎石、花崗巖碎石等常用巖石碎石，最大粒徑不大于40.0mm;可以是4.75mm21.5mm連續(xù)級(jí)配，或4.75mm40.0mm連續(xù)級(jí)配，也可以是4.75mm10.0mm、10.0mm21.5mm二級(jí)配，抑或是4.75mm10.0mm、10.0mm21.5mm、21.5mm40.0mm三級(jí)配。5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高摻粉煤灰的商品混凝土或預(yù)拌混凝土，其特征在于所述混凝土的水膠比為0.250.45。全文摘要本發(fā)明提供了一種高摻粉煤灰的商品混凝土或預(yù)拌混凝土及其制備方法，它是由膠凝材料、骨料、化學(xué)外加劑和水制成，所述的膠凝材料由水泥和粉煤灰組成，骨料由細(xì)骨料和粗骨料組成，化學(xué)外加劑為聚羧酸系高性能減水劑。上述膠凝材料的用量為360～480kg/m³混凝土。其中水泥用量為膠凝材料總量的47％～69wt％；粉煤灰用量為膠凝材料總量的31％～53wt％。本發(fā)明的混凝土具有良好的和易性或工作性、適宜的強(qiáng)度和強(qiáng)度發(fā)展、較低的水化溫升和較高體積穩(wěn)定性、較高抗裂性并兼具抗?jié)B性、抗凍性、抗蝕性、抗碳化性、抗堿-骨料反應(yīng)和抗氯離子擴(kuò)散性。文檔編號(hào)C04B24/26GK101525223SQ20091006121公開(kāi)日2009年9月9日申請(qǐng)日期2009年3月20日優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日發(fā)明者真何,梁文泉申請(qǐng)人:武漢大學(xué)