高粗骨料混凝土及變頻加壓振動制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及混凝土，公開了高粗骨料混凝土，包括粗骨料（2）、細骨料與水泥（4），所述的單位體積混凝土（1）內(nèi)，粗骨料（2）的體積占混凝土（1）體積的比例為52%～85%，粗骨料（2）由四種以上的不同篩孔直徑篩出的骨料組成，篩孔直徑大于2.5mm。高粗骨料混凝土變頻加壓振動制備方法包括加壓、變頻振動，本發(fā)明通過提高骨料的體積占混凝土體積的比例，提高了混凝土的強度，減少了混凝土的用量，既環(huán)保又經(jīng)濟；混凝土的密實度提高，空隙少，防水和密封性能也得到了提高；對控制混凝土短期收縮和長期徐變或蠕變也有進一步的提高。
【專利說明】高粗骨料混凝土及變頻加壓振動制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混凝土，尤其涉及高粗骨料混凝土及變頻加壓振動制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]1、混凝土作為典型受壓的構(gòu)件用于結(jié)構(gòu)柱及大壩等相關(guān)構(gòu)造物，其單位截面的抗壓強度還有提高的空間。2、混凝土由于施工時的流動性和密實度的要求，需要配置較高比率的砂漿，也需要加入較高比率的水，但是，這些砂漿和水在混凝土固化時及固化后，上述較多的砂漿和高水灰卻比對混凝土的終極強度和性能不利。3、上述多余砂漿中的水分，后續(xù)蒸發(fā)成為閉口或開口的空隙，對混凝土最終的強度和長期徐變或蠕變都是不利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的混凝土中水泥用量大，生產(chǎn)成本高，同時導(dǎo)致混凝土彈性模量值低，收縮量大，影響混凝土的整體結(jié)構(gòu)強度，提供了一種粗骨料的體積占混凝土的體積一半以上，從而減少了單位體積混凝土內(nèi)的水泥用量，具有混凝土的收縮量小，抗壓強度高的高粗骨料混凝土。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決:
[0005]高粗骨料混凝土，包括粗骨料、細骨料與水泥，所述的單位體積混凝土內(nèi)，粗骨料的體積占混凝土體積的比例為52%?85%，粗骨料由四種以上的不同篩孔直徑篩出的骨料組成，篩孔直徑大于2.5_。采用四種以上的不同篩孔直徑的篩對骨料進行篩選，因此可以獲得5組以上的級配粗骨料，除去通過最小篩孔的一組，共有4組級配粗骨料。
[0006]作為優(yōu)選，所述的粗骨料的體積占混凝土體積的比例為54%?79%，各篩孔直徑之間的關(guān)系為:a、最大篩孔直徑為D±5mm, b、第二篩孔直徑為D/2.424±3mm, C、第三篩孔直徑為D/4.444±2mm，d、第四篩孔直徑為D/10±lmm，D為最大級粗骨料基準粒徑。最大級粗骨料基準粒徑D為30-60mm。第一次篩選時，假如我們需要取選擇最大級粗骨料基準粒徑D=40mm的粗骨料,可以在35mm-45mm之間選擇,作為最大篩孔直徑,為便于解釋,最大篩孔直徑為40mm，然后對粗骨料進行篩選，獲得粒徑大于40mm的粗骨料作為第一組級配；通過上述公式計算，第二篩孔直徑應(yīng)在13.58-19.58mm之間選擇，為便于解釋，第二篩孔直徑選擇16.5mm，然后對通過第一次過篩后剩余的粗骨料進行二次過篩，獲得粒徑大于16.5mm,小于40mm的粗骨料作為第二組級配；通過上述公式計算，第三篩孔直徑應(yīng)在7-1 Imm之間選擇，為便于解釋，第三篩孔直徑選擇9mm，然后對通過第二次過篩選剩余的粗骨料進行第三次過篩，獲得粒徑大于9mm，小于16.5mm的粗骨料作為第三組級配；通過上述公式計算，第四篩孔直徑應(yīng)在3.3-5.3mm之間選擇，為便于解釋，第四篩孔直徑選擇4.3mm，然后對通過第三次過篩選剩余的粗骨料進行第四次過篩，獲得粒徑大于4.3mm,小于9mm的粗骨料作為第四組級配。選擇四檔，各檔之間有一定的階梯差值的粗骨料級配進行混凝土的配比，在各檔粗骨料混合的過程中，各檔粗骨料之間的配合更加密實，能夠有效的減少骨料與骨料之間間隙，提高水泥的利用率。[0007]作為優(yōu)選，所述的粗骨料的體積占混凝土體積的比例為57%-82%，各篩孔直徑之間的關(guān)系為:a、最大篩孔直徑為D±5mm, b、第二篩孔直徑為D/2.424±3mm, C、第三篩孔直徑為D/4.444±2mm, d、第四篩孔直徑為D/9.3± 1mm, e、第五篩孔直徑為D/10± 1mm, D為最大級粗骨料基準粒徑。通過上述公式計算，第五篩孔直徑應(yīng)在3-5mm之間選擇，為便于解釋，第五篩孔直徑選擇4mm，然后對通過第三次過篩選剩余的粗骨料進行第四次過篩，獲得粒徑大于4_，小于4.3mm的粗骨料作為第五組級配。
[0008]作為優(yōu)選，所述的粗骨料的體積占混凝土體積的比例為60%-85%。
[0009]作為優(yōu)選，所述的粗骨料最大剖切面SI與壓力方向的垂直面S2的銳角的夾角為a, a < 45°的骨料占總骨料數(shù)的比例為55%-88%。
[0010]作為優(yōu)選，所述的混凝土的坍落度小于30。
[0011]作為優(yōu)選，所述的所述的最大篩孔篩出的粗骨料體積為混凝土的71.76%±5%，第二級粗骨料的體積為混凝土的4.89%±4%，第三級的粗骨料體積為混凝土的6.7%±3%，第四級的粗骨料體積為混凝土的2%±1.7%。
[0012]高粗骨料混凝土變頻加壓振動制備方法，包括上述占混凝土體積的比例為52%-85%的粗骨料，包括以下步驟:
[0013]a、確定篩孔直徑；
[0014]b、將粗骨料按不同的篩孔直徑進行過篩；
[0015]C、將過篩的各檔粗骨料進行級配混合；
[0016]d、將粗骨料和細骨料、水泥、水進行混合攪拌；
[0017]e、將攪拌后的混凝土分層鋪設(shè)到澆筑處；
[0018]f、用變頻振動器振動混凝土，振動的同時進行加壓或在振動后混凝土初凝時間范圍內(nèi)進行加壓；
[0019]g、振動或加壓到混凝土下部的細骨料和水泥冒至混凝土表面為止。
[0020]作為優(yōu)選，所述的步驟f中變頻振動器的振動頻率由大到小漸變。
[0021]混凝土澆筑時是靠其自身的重力和流動性，來充盈整個空間，振動棒的功能起到了輔助的作用，但振動棒是橫向振動的，混凝土的骨料還是靠其自重呈自然排列的狀態(tài)，這些自然排列的空間均為砂漿填充，而砂漿的強度往往低于骨料，且砂漿的成本高于骨料，所以用振動加載的方式把多余的砂漿擠出，把骨料的大面盡可能的壓成密排的水平狀態(tài)，有利于抗壓強度的提升，經(jīng)試驗，采用本工藝，抗壓強度可提升5%-30%，且可以減少混凝土單位體積內(nèi)的水泥用量，提高混凝土的經(jīng)濟效益。
[0022]作為優(yōu)選，所述的步驟f中變頻振動器的振動頻率由小到大漸變。
[0023]作為優(yōu)選，所述的步驟f中變頻振動器為插入式振動器或混凝土表面振動器。
[0024]在單位體積內(nèi)不斷放入不同直徑的小球，從理論上說是能夠接近于完全填滿的。具體情況時，我們用密排面心立方模型進行模擬計算，如圖2所示，取一個最小重復(fù)單元，長度為a，立方體的體積為:a3，該單元有4個大球，大球半徑為R=0.3535a,大球總體體積為:
【權(quán)利要求】
1.高粗骨料混凝土，包括粗骨料(2)、細骨料與水泥(4)，其特征在于:所述的單位體積混凝土( I)內(nèi)，粗骨料(2)的體積占混凝土( I)體積的比例為52%?85%，粗骨料(2)由四種以上的不同篩孔直徑篩出的骨料組成，篩孔直徑大于2.5_。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高粗骨料混凝土，其特征在于:所述的粗骨料(2)的體積占混凝土(I)體積的比例為54%?79%，各篩孔直徑之間的關(guān)系為:a、最大篩孔直徑為D±5mm，b、第二篩孔直徑為D/2.424±3mm，C、第三篩孔直徑為D/4.444±2mm，d、第四篩孔直徑為D/10±lmm，D為最大級粗骨料(2)基準粒徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高粗骨料混凝土，其特征在于:所述的粗骨料(2)的體積占混凝土(I)體積的比例為57%?82%，各篩孔直徑之間的關(guān)系為:a、最大篩孔直徑為(D±5mm)，b、第二篩孔直徑為D/2.424±3mm，C、第三篩孔直徑為D/4.444±2mm，d、第四篩孔直徑為D/9.3±lmm, e、第五篩孔直徑為D/10±lmm，D為最大級粗骨料(2)基準粒徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高粗骨料混凝土，其特征在于:所述的粗骨料(2)的體積占混凝土(I)體積的比例為60%?85%，粗骨料(2)最大剖切面SI與壓力方向的垂直面S2的銳角的夾角為a，a < 45°的骨料占總骨料數(shù)的比例為55%?88%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高粗骨料混凝土，其特征在于:所述的混凝土(I)的坍落度小于30。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高粗骨料混凝土，其特征在于:所述的最大篩孔篩出的粗骨料體積為混凝土的71.76%±5%，第二級粗骨料的體積為混凝土的4.89%±4%，第三級的粗骨料體積為混凝土的6.7%±3%，第四級的粗骨料體積為混凝土的2%±1.7%。
7.高粗骨料混凝土變頻加壓振動制備方法，包括權(quán)利要求1中所述占混凝土(I)體積的比例為52%?85%的粗骨料.(2)，其特征在于:包括以下步驟:a、確定篩孔直徑；b、將粗骨料按不同的篩孔直徑進行過篩；C、將過篩的各檔粗骨料進行級配混合；d、將粗骨料和細骨料、水泥、水進行混合攪拌；e、將攪拌后的混凝土分層鋪設(shè)到澆筑處；f、用變頻振動器振動混凝土，振動的同時進行加壓或在振動后混凝土初凝時間范圍內(nèi)進行加壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高粗骨料混凝土變頻加壓振動制備方法，其特征在于:所述的步驟f中變頻振動器的振動頻率由大到小漸變。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高粗骨料混凝土變頻加壓振動制備方法，其特征在于:所述的步驟f中變頻振動器的振動頻率由小到大漸變。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高粗骨料混凝土變頻加壓振動制備方法，其特征在于:所述的步驟f中變頻振動器為插入式振動器或混凝土表面振動器。
【文檔編號】B28B1/10GK103435297SQ201310307572
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月18日
【發(fā)明者】孫天明, 王倡茂 申請人:杭州博數(shù)土木工程技術(shù)有限公司