一種全粒徑超高性能混凝土組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種全粒徑超高性能混凝土組合物，有下述組分按以下組成配制而成，水泥100份，摻合料10~80份，膨脹劑5~20份，粘度調(diào)節(jié)劑1~20份，砂120~210份，碎石80~140份，超塑化劑5~10份，同時(shí)摻入一定體積摻量的纖維。本發(fā)明所涉及的全粒徑超高性能混凝土具有可控的流變性能和收縮變形性能，超高的力學(xué)性能和耐久性能。現(xiàn)場直接按比例加水，采用強(qiáng)制攪拌即可得到全粒徑超高性能混凝土。
【專利說明】一種全粒徑超高性能混凝土組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種混凝土組合物，特別涉及一種全粒徑超高性能混凝土組合物。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著土木工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，科技水平不斷提高，一些高層大跨、有特殊功能要求的重要建筑不斷出現(xiàn)，如摩天大樓、超大跨橋梁等，要求混凝土必須具有更高的強(qiáng)度、更好的耐久性、更優(yōu)的可靠性，這些需求促成了水泥基復(fù)合材料向高與超高性能方向發(fā)展。國內(nèi)外學(xué)者對超高性能混凝土的研究主要集中在活性粉末混凝土，簡稱RPC。其通過細(xì)化粒徑來提高致密性，達(dá)到提高力學(xué)性能的目的，但是其致命缺點(diǎn)是制作工藝復(fù)雜，原材料成本高，水膠比低以及膠凝材料用量大造成早期收縮變形嚴(yán)重。
[0003]高與超高性能水泥基復(fù)合材料在組成上顯著的特點(diǎn)是低水膠比。然而，隨著水膠比的降低，水泥基復(fù)合材料拌合物的粘度逐漸增大，引發(fā)不易攪拌、難泵送等一系列施工問題，很大程度上限制了其推廣與應(yīng)用。如何改善低水膠比水泥基復(fù)合材料的工作性能成為發(fā)展聞與超聞性能水泥基復(fù)合材料魚需解決的關(guān)鍵問題。
[0004]格要求，不僅實(shí)現(xiàn)了膠凝材料、砂以及碎石的顆粒最緊密堆積填充，同時(shí)膠凝材料的內(nèi)部組成也實(shí)現(xiàn)了顆粒級(jí)配優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)了超高性能混凝土的全粒徑化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的高性能混凝土水膠比低、制備過程中流變性差，不易泵送等問題；以及膠凝材料用量大而引起的較大的收縮變形不足和缺陷。針對上述問題，本發(fā)明提供一種全粒徑超高性能混凝土組合物。
[0006]本發(fā)明所述全粒徑超高性能混凝土組合物，由以下組分按以下組成配制而成:
[0007]
水妮 10§#?
摶料 10-80份,
膨脹劑 5~20份’
粘度調(diào)節(jié)劑1-20#?
砂120~210 份，
碎石 80-140份,
超塑化劑 5~10份;
[0008]所述的水泥為強(qiáng)度等級(jí)42.5及以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。
[0009]所述的摻合料為超細(xì)粉煤灰、超細(xì)礦粉、硅灰的任意兩種或三種材料的混合物，且其比表面積大于700m2/kg。
[0010]所述的膨脹劑為氧化鈣、氧化鎂類膨脹劑的任意一種或兩種材料的混合物。
[0011]所述的粘度調(diào)節(jié)劑選自無機(jī)類或有機(jī)類的粘度調(diào)節(jié)劑。
[0012]所述的無機(jī)類粘度調(diào)節(jié)劑為磷酸鈉、三聚磷酸鈉及六偏磷酸鈉等無機(jī)磷酸鹽的任
意一種。
[0013]所述的有機(jī)類粘度調(diào)節(jié)劑為有機(jī)硅降粘劑、有機(jī)聚醚類降粘劑的任意一種。
[0014]所述的砂為0.075mm~4.75mm連續(xù)級(jí)配砂。
[0015]所述的碎石為花崗巖、輝綠巖、玄武巖的任意一種，顆粒粒徑為4.75mm~9.5mm。
[0016]所述的超塑化劑為粉體聚羧酸減水劑，減水率超過.35%。
[0017]聚羧酸減水劑，市面有售。
[0018]作為改進(jìn)，本發(fā)明所述的全粒徑超高性能混凝土，還添加合成纖維和金屬纖維；所述的合成纖維長度最大為12mm，直徑為30~100 μ m,體積摻量范圍為0.05%~0.5% ;所述的鋼纖維長度最大為12mm，直徑為0.1~0.3mm，體積摻量范圍為0.5%~4.0%。
[0019]所述的合成纖維為聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯醇的均聚物或共聚物單獨(dú)一種或以混合物形式組成的合成纖維。`
[0020]所述的金屬纖維為鋼纖維。
[0021]加入合成纖維是為了防止超高性能混凝土塑性開裂，降低早期收縮值。
[0022]本發(fā)明所述全粒徑超高性能混凝土組合物的制備方法為:
[0023]按配方比例稱取所需的水泥、摻合料、膨脹劑、粘度調(diào)節(jié)劑、砂、碎石、纖維、超塑化劑，進(jìn)行混合15min，使它們均勻地混合在一起成混合干料，進(jìn)行包裝，即得所述全粒徑超高性能混凝土組合物。
[0024]運(yùn)輸?shù)焦こ态F(xiàn)場后，直接加如規(guī)定的水，采用強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌，即可得到工作性能良好，同時(shí)具有優(yōu)異力學(xué)性能和耐久性能的全粒徑超高性能混凝土。
[0025]在極低的水膠比條件下，由于供水不足，超高性能混凝土中的膠凝材料水化程度很低。當(dāng)水膠比為0.16時(shí)，180d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的水泥石，其結(jié)合水量僅為13.52%。也就是說，混凝土早期強(qiáng)度的增長不僅來自水泥水化，還來自顆粒堆積密實(shí)作用。本專利提供一種全粒徑超高性能混凝土組合物，對混凝土材料組成的顆粒級(jí)配有嚴(yán)格要求，不僅實(shí)現(xiàn)了膠凝材料、砂以及碎石的顆粒最緊密堆積填充，同時(shí)膠凝材料的內(nèi)部組成也實(shí)現(xiàn)了顆粒級(jí)配優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)了超高性能混凝土的全粒徑化。
[0026]本發(fā)明采用粘度調(diào)節(jié)劑在不降低超高性能混凝土力學(xué)性能的情況下，調(diào)節(jié)超高性能混凝土的粘度，從而實(shí)現(xiàn)混凝土粘度的降低；通過摻入粗骨料從產(chǎn)生骨架作用，同時(shí)摻入膨脹劑補(bǔ)償收縮變形，摻入鋼纖維限制收縮變形，從而降低了超高性能混凝土因?yàn)樗z比低、膠凝材料用量大而引起的較大的收縮變形；通過膠凝材料內(nèi)部顆粒級(jí)配優(yōu)化，膠凝材料、砂、碎石的顆粒級(jí)配優(yōu)化，產(chǎn)生了超高性能混凝土的最緊密堆積效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了全粒徑超高性能混凝土強(qiáng)度的顯著提高，28d最高強(qiáng)度可達(dá)178MPa，且工作性能良好，粘度相對較低。
[0027]本發(fā)明所提供的混凝土具有可控的流變性能和收縮變形性能，超高的力學(xué)性能和耐久性能。
[0028]與國內(nèi)外同類技術(shù)相比，該項(xiàng)成果具有以下特色:(I)本專利所采用的原材料全部為普通混凝土制備過程中所用的常規(guī)材料，粘度調(diào)節(jié)劑等也是市售產(chǎn)品，原材料易得，價(jià)格相對低廉。(2)本專利提供的全粒徑超高性能混凝土工作性能良好，粘度低，且收縮小，可實(shí)現(xiàn)混凝土高程泵送。(3)本專利提供的全粒徑超高性能混凝土采用包裝袋進(jìn)行包裝，原材料穩(wěn)定，操作簡單，不需要商品混凝土公司進(jìn)行預(yù)攪拌，只需現(xiàn)場加水強(qiáng)制攪拌即可。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明由如下非限制的實(shí)施例進(jìn)行說明。在實(shí)施例中所用的部分材料可購自如下供應(yīng)商:
[0030]( I)水泥江南小野田水泥公司
[0031](2)超細(xì)粉煤灰南京熱電廠
[0032](3)超細(xì)礦粉魯新新型建材有限公司
[0033](4)硅灰貴州海天鐵合金磨料有限責(zé)任公司
[0034](5)膨脹劑:氧化鎂類、氧化鈣類江蘇博特新材料有限公司，型號(hào):
[0035]JM
[0036](6)無機(jī)類粘度調(diào)節(jié)劑:磷酸鈉、 市售分析純
[0037]三聚磷酸鈉及六偏磷酸鈉等無
[0038]機(jī)磷酸鹽`
[0039](7)有機(jī)類粘度調(diào)節(jié)劑江蘇博特新材料有限公司
[0040](8)超塑化劑江蘇博特新材料有限公司，粉體聚
[0041]羧酸,型號(hào):100P
[0042](9) PP纖維、PVA纖維江蘇博特新材料有限公司，型號(hào):
[0043]潤強(qiáng)絲
[0044]以下結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0045]本發(fā)明一種全粒徑超高性能混凝土組合物，由水泥、摻合料、膨脹劑、粘度調(diào)節(jié)劑、砂、碎石、纖維、超塑化劑組成，可根據(jù)性能要求選擇合理的組分比例，得到所需的性能產(chǎn)品。在具體實(shí)施過程中，可優(yōu)先考慮一下方案。
[0046]全粒徑超高性能混凝土，各實(shí)施例中的混凝土配合比如下表所示:
[0047]
【權(quán)利要求】
1.全粒徑超高性能混凝土組合物，其特征在于:由以下組分按以下組成配制而成: 水泥100份， 摻合料10-80份， 膨脹劑5~20份， 粘度調(diào)節(jié)劑廣20份， 砂120~210份， 碎石80~140份， 超塑化劑5~10份； 所述的水泥為強(qiáng)度等級(jí)42.5及以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥； 所述的摻合料為超細(xì)粉煤灰、超細(xì)礦粉、硅灰的任意兩種或三種材料的混合物，且其比表面積大于700m2/kg ； 所述的膨脹劑為氧化鈣、氧化鎂類膨脹劑的任意一種或兩種材料的混合物； 所述的粘度調(diào)節(jié)劑選自無機(jī)類或有機(jī)類的粘度調(diào)節(jié)劑； 所述的無機(jī)類粘度調(diào)節(jié)劑為磷酸鈉、三聚磷酸鈉及六偏磷酸鈉等無機(jī)磷酸鹽的任意 一種； 所述的有機(jī)類粘度調(diào)節(jié)劑為有機(jī)硅降粘劑、有機(jī)聚醚類降粘劑的任意一種； 所述的砂為0.075mnT 4.75mm連續(xù)級(jí)配砂； 所述的碎石為花崗巖、輝綠巖、玄武巖的任意一種，顆粒粒徑為4.75mnT9.5mm ； 所述的超塑化劑為粉體聚羧酸減水劑，減水率超過.35%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全粒徑超高性能混凝土組合物，其特征在于:還添加合成纖維和金屬纖維；所述的合成纖維長度最大為12mm，直徑為30-100μπι，體積摻量范圍為0.05%~0.5% ;所述的鋼纖維長度最大為12mm，直徑為0.1~θ.3mm,體積摻量范圍為0.5%~4.0% ； 所述的合成纖維為聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯醇的均聚物或共聚物單獨(dú)一種或以混合物形式組成的合成纖維； 所述的金屬纖維為鋼纖維。
3.權(quán)利要求1或2所述的全粒徑超高性能混凝土組合物的制備方法，其特征在于:包括下述步驟；按配方比例稱取所需的水泥、摻合料、膨脹劑、粘度調(diào)節(jié)劑、砂、碎石、纖維、超塑化劑，進(jìn)行混合15min，使它們均勻地混合在一起成混合干料，進(jìn)行包裝；即得所述全粒徑超高性能混凝土組合物。
【文檔編號(hào)】C04B18/30GK103755282SQ201410012970
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】崔鞏, 劉加平, 劉建忠, 張倩倩, 周華新 申請人:江蘇蘇博特新材料股份有限公司