專利名稱：一種低徐變c60高性能混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑混凝土材料，特別是一種低徐變高性能混凝土材料。
背景技術(shù)：
高性能混凝土以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對(duì)不同用途要求，對(duì)耐久性、工作 性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性等性能重點(diǎn)予以保證。為此，高性能混凝土在配置上 的特點(diǎn)是采用低水膠比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，且必須摻加足夠數(shù)量的礦物細(xì)摻料和高效外加 劑。高性能混凝土能適應(yīng)現(xiàn)代工程向大跨、重載、高聳方向發(fā)展和承受惡劣環(huán)境條件的需 要，符合現(xiàn)代施工技術(shù)采用工業(yè)化生產(chǎn)(工廠預(yù)拌混凝土，工廠預(yù)制構(gòu)件)的要求?，F(xiàn)有技術(shù)中，C60混凝土存在的問題有以下幾個(gè)方面
1.經(jīng)濟(jì)性方面C60混凝土一般采用強(qiáng)度等級(jí)為52. 5Mpa或更高標(biāo)號(hào)硅酸鹽水泥，才能 達(dá)到強(qiáng)度、質(zhì)量等的要求，但是這樣的高標(biāo)號(hào)水泥成本較高?，F(xiàn)在一般為了節(jié)省水泥用量， 還需要摻入活性礦物摻合料。2.采用低水膠比是保證混凝土的強(qiáng)度，也是提高混凝土耐久性的關(guān)鍵，但同時(shí)低 水膠比影響混凝土和易性、力學(xué)性能和耐久性能。3.對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的徐變使預(yù)應(yīng)力損失大大增加，這是極其不利的， 因此預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)一般要求較高的混凝土強(qiáng)度等級(jí)以減小徐變及預(yù)應(yīng)力損失。我國近十年高性能混凝土發(fā)展較快，特別是在跨海工程、高速鐵路等耐久性設(shè)計(jì) 100年的大型工程中開始使用，但未推廣和普及，所以高性能混凝土的研究和推廣使用依然 是任重而道遠(yuǎn)的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于高性能混凝土的要求和存在的問 題，提供一種低徐變C60高性能混凝土，選用優(yōu)質(zhì)、適用和經(jīng)濟(jì)合理的原材料；優(yōu)化混凝土 配合比，確保低水膠比混凝土和易性和力學(xué)性能優(yōu)良，避免低水膠比引起的混凝土開裂，保 證混凝土的高耐久性；有效降低混凝土徐變，減小預(yù)應(yīng)力損失，保證混凝土結(jié)構(gòu)安全。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種低徐變C60高性能混凝土，由膠凝材料、砂、石、水和外加劑混合膠凝而成，膠凝材 料包括標(biāo)號(hào)為42. 5的水泥和摻合料，摻合料包括粉煤灰及礦粉，外加劑為聚羧酸高效減水 劑，所述的混凝土中各原料組成為
膠凝材料的總量為450 kg/m3 550kg/ m3，其中 水泥為膠凝材料總重量的50% 80%， 礦粉為膠凝材料總重量的10% 20%， 粉煤灰為膠凝材料總重量的10% 30% ； 同時(shí)
聚羧酸高效減水劑為膠凝材料總重量的0. 95% 1. 05% ；砂:624kg/m3 689kg/m3 ； 石:1061kg/m3 1124kg/m3 ； 水膠比0. 28-0. 29 ； 砂率37-39%。以上各原料組成優(yōu)選為
膠凝材料的總量為500kg/ m3，其中 水泥為膠凝材料總重量的70%， 礦粉為膠凝材料總重量的10%， 粉煤灰為膠凝材料總重量的20% ； 同時(shí)
聚羧酸高效減水劑為膠凝材料總重量的1% ； 砂:661kg/m3； 石:1079kg/m3； 水膠比0. 286 砂率38%。本發(fā)明使用標(biāo)號(hào)為42. 5的水泥，包括普通硅酸鹽42. 5水泥和硅酸鹽42. 5水泥 (GB 175-1999)，避免使用高標(biāo)號(hào)水泥，具備經(jīng)濟(jì)性。配合采用摻入粉煤灰和礦粉等方案，可 達(dá)到高強(qiáng)混凝土對(duì)強(qiáng)度和質(zhì)量的要求。發(fā)明人在長期的研究和實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)為了保證高性能混凝土的高強(qiáng)及高耐久性， 在配置高性能混凝土?xí)r，應(yīng)摻加一種或多種活性礦物摻合料，如粉煤灰、礦渣、硅灰等?；钚?礦物摻合料在混凝土中的主要作用包括填充效應(yīng)和活性效應(yīng)。高性能混凝土一方面通過 降低水膠比提高混凝土密實(shí)度和抗?jié)B性，而摻粉煤灰是降低用水量的重要措施之一，粉煤 灰和磨細(xì)礦粉在減水效果方面具有“超疊效應(yīng)”；另一方面由于礦物摻合料的微填充效應(yīng)， 使混凝土中的顆粒分布更趨合理，混凝土更加致密，礦物摻合料的活性效應(yīng)又使混凝土的 強(qiáng)度得以保證。大量的研究資料以及工程實(shí)踐表明，在混凝土中大量摻入適量的粉煤灰、礦 渣、硅灰等活性礦物摻合料，能大大改善混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、抗堿集料反應(yīng)能力及抗 有害離子滲透等性能。但是在混凝土配制過程中，配料多、影響因素多，為了找到適宜的配 合比發(fā)明人進(jìn)行了大量的研究，最后得出配合其他各組分的合適的摻量礦粉的適宜摻量 為10% 20%，優(yōu)選摻量為10% ；粉煤灰適宜摻量為10% 30%，優(yōu)選摻量為20%。常用作為混凝土的摻合料的粉煤灰是指從燃煤火力發(fā)電廠煤粉爐的煙道中收集 的粉塵，根據(jù)細(xì)度、需水量比等因素將其分為I級(jí)、II級(jí)、III級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)見《用于水泥和混凝土 中的粉煤灰》(GB1596-91)。作水泥摻合料的礦粉指的是將高爐煉鐵的爐渣粉碎得到的 粉，有活性，分為S75級(jí)、S95級(jí)、S105級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)見《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》 (GB/T 18046-2008)。本發(fā)明選擇I級(jí)粉煤灰及S95級(jí)礦粉作為復(fù)合活性礦物摻合料。采用低水膠比是保證混凝土的強(qiáng)度，也是提高混凝土耐久性的關(guān)鍵。本發(fā)明所用 減水劑為聚羧酸高效減水劑，其含固量為22% 24%，減水率為28% 32%。配制強(qiáng)度等級(jí)較高的高強(qiáng)混凝土?xí)r，應(yīng)首先選用非引氣型高效減水劑。目前高效 減水劑可分為萘系、聚羧酸系、氨基磺酸鹽系和三聚氰胺系。本發(fā)明使用與水泥等膠凝材料 具有較好相容性的聚羧酸高效減水劑，降低用水量，既保證混凝土拌合物有良好的和易性，又提高混凝土強(qiáng)度，減少收縮和徐變。本發(fā)明使用聚羧酸系外加劑，粘聚性小，拌合中漿體 與石子的包裹性好，石子在漿體中分布均勻，不分層、不離析，為液體狀。砂率=砂的用量S/(砂的用量S+石子用量G) X 100%，是質(zhì)量比。砂率的變動(dòng)，會(huì) 使骨料(在混凝土中起骨架或填充作用的粒狀松散材料)的總表面積有顯著改變，從而對(duì)混 凝土拌合物的和易性有較大影響。一般確定砂率的原則是在保證混凝土拌合物具有的粘 聚性和流動(dòng)性的前提下，水泥漿最省時(shí)的最優(yōu)砂率。發(fā)明人通過多年實(shí)踐，得出配合以上膠 凝材料的適宜的砂石摻量砂624kg/m3 689kg/m3，石1061kg/m3 1124kg/m3，優(yōu)選為 砂661kg/m3，石1079kg/m3。砂率37_39%，優(yōu)選為 38%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
1、發(fā)明人通過采用普通硅酸鹽水泥+高效減水劑+復(fù)合活性礦物摻合料配制C60高 性能混凝土，使用了經(jīng)濟(jì)合理的原材料，并且找到礦粉和粉煤灰在高性能混凝土中的適宜 摻量和最佳摻量，確?；炷恋慕?jīng)濟(jì)性。2、發(fā)明人通過采用高效減水劑配制C60高性能混凝土，混凝土的和易性、力學(xué)性 能、耐久性能優(yōu)異。3、發(fā)明人通過采用摻入粉煤灰和礦粉研制的低水膠比高性能混凝土徐變比普通 混凝土小，徐變?cè)诩雍珊?0d內(nèi)增長較大，在120d后趨于穩(wěn)定。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的上述發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明上 述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括 在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
實(shí)施例本實(shí)施例按照發(fā)明內(nèi)容中所述原料組成，配制6個(gè)實(shí)驗(yàn)組混凝土，各組配比數(shù)據(jù) 見表1。表1低徐變C60高性能混凝土配合比
編號(hào)水泥礦粉粉煤灰膠凝材料總量砂砂率 ( )石外加劑水水膠比小石大石00135050100500661382168635.01430. 28600244055555506243 2128505. G1540. 28000328070150500679392128494. 751450.29000430075135510659381938815.101470. 28800530050100450689382258994. 72512 0.282006250100150500661382168635. 251420. 284
上述膠凝材料中水泥使用廣西華潤42. 5普通硅酸鹽水泥，粉煤灰為臺(tái)山電廠I級(jí)粉煤灰，礦粉為東莞華潤水泥廠S95磨細(xì)礦粉。所用水泥、粉煤灰及礦粉的技術(shù)指標(biāo)見表2-4。外加劑使用與水泥等膠凝材料具有較好相容性的江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn) 的JM-PCA(I)聚羧酸高效減水劑。表2廣西華潤42. 5水泥的主要技術(shù)指標(biāo)
表3臺(tái)山電廠I級(jí)粉煤灰的主要技術(shù)指標(biāo)
表4東莞華潤水泥廠S95級(jí)磨細(xì)礦粉的主要技術(shù)指標(biāo)
評(píng)價(jià)混凝土的操作依照《普通混凝土長期性能和耐久性實(shí)驗(yàn)方法》GBJ82-85和《鐵路 混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》鐵建設(shè)[2005] 160號(hào)。
表5為每個(gè)實(shí)驗(yàn)組混凝土的性能指標(biāo) 表5各配合比混凝土性能指標(biāo)
表6為對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)組測得的徐變指標(biāo) 表6配合比混凝土徐變指標(biāo)
以上實(shí)施例各組混凝土均能實(shí)現(xiàn)施工所要求的原材料經(jīng)濟(jì)，低水膠比時(shí)混凝土和易 性、力學(xué)性能、耐久性能優(yōu)異，降低了徐變，保證混凝土結(jié)構(gòu)安全，以標(biāo)號(hào)為001的方案所示 配合比的混凝土性能最佳。
權(quán)利要求
一種低徐變C60高性能混凝土，由膠凝材料、砂、石、水和外加劑混合膠凝而成，膠凝材料包括標(biāo)號(hào)為42.5的水泥和摻合料，摻合料包括粉煤灰及礦粉，外加劑為聚羧酸高效減水劑，其特征在于所述的混凝土中各原料組成為膠凝材料的總量為450 kg/m3～550kg/ m3，其中水泥為膠凝材料總重量的50%～80%，礦粉為膠凝材料總重量的10%～20%，粉煤灰為膠凝材料總重量的10%～30%；同時(shí)聚羧酸高效減水劑為膠凝材料總重量的0.95%～1.05%；砂624kg/m3～689kg/m3；石1061kg/m3～1124kg/m3；水膠比0.28 0.29；砂率37 39%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低徐變C60高性能混凝土，其特征在于 所述的混凝土中各原料組成為膠凝材料的總量為500kg/ m3，其中 水泥為膠凝材料總重量的70%， 礦粉為膠凝材料總重量的10%， 粉煤灰為膠凝材料總重量的20% ； 同時(shí)聚羧酸高效減水劑為膠凝材料總重量的1% ； 砂661kg/m3 ； 石:1079kg/m3 ； 水膠比0. 286 ； 砂率38%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低徐變C60高性能混凝土，其特征在于所述標(biāo)號(hào)為42.5 的水泥是普通硅酸鹽42. 5水泥或硅酸鹽42. 5水泥。
4 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低徐變C60高性能混凝土，其特征在于所述粉煤灰為I 級(jí)粉煤灰。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低徐變C60高性能混凝土，其特征在于所述礦粉為S95 級(jí)礦粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低徐變C60高性能混凝土，其特征在于所述聚羧酸高 效減水劑的含固量為22% 24%，減水率為28% 32%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低徐變C60高性能混凝土材料，選用經(jīng)濟(jì)合理的42.5普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，采用摻入I級(jí)粉煤灰和S95級(jí)礦粉、加入聚羧酸高效減水劑等技術(shù)，優(yōu)化混凝土配合比，確保經(jīng)濟(jì)性和低水膠比混凝土的和易性、力學(xué)性能優(yōu)良，避免低水膠比引起的混凝土開裂，并保證混凝土的高耐久性，有效降低混凝土徐變，減小預(yù)應(yīng)力損失，保證混凝土結(jié)構(gòu)安全。
文檔編號(hào)C04B28/00GK101891426SQ20101024490
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者侯小林, 張利平, 朱乾, 李志剛, 汪德才, 熊澤倫, 王昌萍, 賀方平, 陳揚(yáng)名 申請(qǐng)人:中鐵二局股份有限公司;中鐵二局集團(tuán)有限公司