專利名稱:一種摻合料裹骨料混凝土制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明涉及一種摻合料裹骨料混凝土制備方法，屬土木工程混凝土材料技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
普通的混凝土攪拌工藝是將水泥、水、細(xì)骨料、粗骨料、摻合料共同攪拌成混凝土拌合物。采用這種工藝攪拌成的混凝土，其強(qiáng)度和耐久性較差，其原因是由于在骨料與水泥石的界面形成氫氧化鈣的定向富集層。利用改善攪拌工藝提高混凝土的強(qiáng)度，已有多種方法。在日本，采用水泥裹砂工藝改善骨料與水泥石界面粘結(jié)強(qiáng)度，從而提高混凝土強(qiáng)度，其特征是先將砂子的表面含水率調(diào)整至適當(dāng)?shù)姆秶?，然后將砂與按配合比設(shè)計的全部水泥加入攪拌機(jī)共同攪拌，最后加入粗骨料、其余的水及減水劑攪拌成拌合物。水泥裹砂混凝土28天抗壓強(qiáng)度提高0～30％。
在國內(nèi)，中國建筑科學(xué)研究院、陜西省建筑科學(xué)研究所、冶金部十三冶金建設(shè)公司以及常州市建工局研制成水泥裹砂石工藝，其工藝特點(diǎn)是將按配合比設(shè)計所要求的全部砂石和70～75％的水在混凝土攪拌機(jī)中攪拌，使粗細(xì)骨料潤濕，然后加入全部水泥攪拌，使粗細(xì)骨料表面附著水泥漿，最后加入其余25～30％的水?dāng)嚢璩苫炷涟韬衔?，其抗壓?qiáng)度提高10％左右。然而，水泥裹砂和水泥裹砂石混凝土攪拌工藝都難于徹底防止自由水分向骨料界面(尤其是粗骨料界面)的遷移，其強(qiáng)度提高幅度受到限制。
為此，清華大學(xué)發(fā)明一種低水灰比凈漿包裹骨料工藝，其特征是先將按配合比設(shè)計的全部水泥、部分水及全部減水劑，或者全部水泥及部分水，在凈漿攪拌機(jī)中攪拌成凈漿，然后將凈漿與粗細(xì)骨料在攪拌機(jī)中攪拌，使粗細(xì)骨料表面包裹一層低水灰比凈漿，最后加入其余的水?dāng)嚢璩苫炷涟韬衔?。與普通攪拌工藝相比，在配合比相同情況下，混凝土28天抗壓強(qiáng)度提高20～56％，28天抗壓強(qiáng)度相同條件下，單方混凝土水泥用量節(jié)約10～20％。
除通過改進(jìn)攪拌工藝提高混凝土界面粘結(jié)強(qiáng)度外，在混凝土中摻加摻合料也具有較好的效果，其原理是摻合料與水泥水化后形成的水化產(chǎn)物Ca(OH)2反應(yīng)，形成CSH凝膠，從而減少Ca(OH)2向集料表面富集，減小界面過渡區(qū)。然而，以上混凝土攪拌工藝生產(chǎn)的混凝土以及摻加摻合料的混凝土中骨料與水泥石之間仍存在界面過渡區(qū)，這仍然是混凝土中的薄弱環(huán)節(jié)，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度和耐久性下降。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明即是為了提供一種可有效減小甚至消除界面過渡區(qū)，大幅度提高混凝土中骨料與水泥石之間界面粘結(jié)強(qiáng)度的摻合料裹骨料混凝土制備方法。
為達(dá)到發(fā)明目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種摻合料裹骨料混凝土制備方法，所述方法是將骨料表面裹上摻合料包覆層后，再與水泥、水混合攪拌均勻，得到所述的摻合料裹骨料混凝土拌合物，所述摻合料為下列之一或其中兩種或兩種以上的混合物①礦渣；②硅粉；③粉煤灰；④煅燒高嶺土；所述摻合料與水泥重量比為1∶1～9。
本方法的原理是通過改變攪拌工藝在骨料表面裹上一層摻合料，吸收水泥水化過程中在骨料表面富集的氫氧化鈣，形成CSH凝膠，從而有效減小甚至消除骨料與水泥石之間的界面過渡區(qū)，提高混凝土強(qiáng)度。
具體的，所述方法如下往骨料中加入水混勻使骨料預(yù)吸水飽和后，加入摻合料攪拌均勻，再加入全部水泥，攪拌均勻后加入水?dāng)噭?，即得所述的摻合料裹骨料混凝土。所述骨料為粗骨料和?xì)骨料的混合物。所述粗骨料包括天然巖石破碎而成的天然粗骨料和廢棄混凝土破碎而成的再生粗骨料，級配為滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求的連續(xù)級配或間斷級配。所述細(xì)骨料包括天然河砂、天然巖石破碎而成的人工細(xì)骨料，廢棄混凝土破碎而成的再生細(xì)骨料。
所述細(xì)骨料包括滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求的粗砂、中砂、細(xì)砂或特細(xì)砂。
通常的，所述方法在加入水泥時還可加入減水劑，加入量為水泥+摻合料總重量的0.1～2.0％。以改善混凝土拌合物和易性。
所述水泥、摻合料、水、細(xì)骨料、粗骨料重量配比為(水泥+摻合料)∶水∶細(xì)骨料∶粗骨料＝1∶0.4～0.65∶1.5～3.5∶2.0～4.5。
優(yōu)選的，所述水泥、摻合料、水、細(xì)骨料、粗骨料重量配比為(水泥+摻合料)∶水∶細(xì)骨料∶粗骨料∶減水劑＝1∶0.50∶2.40∶3.60∶0.01，摻合料與水泥重量比為1∶9，所述方法如下往粗細(xì)骨料混合物中加入部分水使粗細(xì)骨料預(yù)吸水飽和后，加入摻合料攪拌均勻，再加入全部水泥和減水劑，攪拌均勻后加入剩余水?dāng)噭颍吹盟龅膿胶狭瞎橇匣炷痢?br>本發(fā)明所述方法可有效減小甚至消除界面過渡區(qū)，大幅度提高混凝土中骨料與水泥石之間的界面粘結(jié)強(qiáng)度。與普通攪拌工藝相比，在配合比相同的條件下，混凝土28天抗壓強(qiáng)度可提高20～40％。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此實(shí)施例1混凝土重量配比(90％水泥+10％硅粉)∶水∶細(xì)骨料∶粗骨料∶減水劑＝1∶0.50∶2.40∶3.60∶0.0075水泥PO42.5普通硅酸鹽水泥 5.76kg硅粉進(jìn)口增密硅粉 0.64kg粗骨料天然碎石，級配為5～25mm，吸水率3.64％ 15.3kg細(xì)骨料天然中砂，吸水率1.48％ 23.0kg減水劑SN-II 0.048kg第一次加水量 1.11kg第二次加水量 3.2kg工藝條件稱量粗細(xì)骨料投入攪拌機(jī)——加入1.11kg自來水?dāng)嚢?0秒——加入0.64kg硅粉攪拌60秒——加入5.76kg水泥、0.048kg減水劑攪拌60秒——加入3.2kg自來水?dāng)嚢?0秒，即得所述的摻合料裹骨料混凝土。
上述配合比中第一次加水量為按粗細(xì)骨料吸水率計算的粗細(xì)骨料總吸水量，第二次加水量為按水灰比計算的加水量。其它實(shí)施例中第一次加水量計算方法以及第二次加水量計算方法均與實(shí)施例1中的計算方法相同。
效果本實(shí)施例所得混凝土28天抗壓強(qiáng)度51.8MPa，與普通工藝相比提高27.9％。
實(shí)施例2混凝土重量配比(80％水泥+10％礦渣+10％粉煤灰)∶水∶砂∶石＝1∶0.65∶2.87∶4.12水泥PO32.5普通硅酸鹽水泥 4.4kg礦渣S95級礦渣微粉 0.55kg粉煤灰II級粉煤灰 0.55kg
粗骨料天然碎石，級配為5～40mm，吸水率3.64％ 16.2kg細(xì)骨料天然中砂，吸水率1.48％ 23.2kg第一次加水量 1.07kg第二次加水量 3.60kg工藝條件稱量粗細(xì)骨料投入攪拌機(jī)——加入1.07kg自來水?dāng)嚢?0秒——加入0.49kg礦渣和0.49kg粉煤灰攪拌60秒——加入3.92kg水泥攪拌60秒——加入3.20kg自來水?dāng)嚢?0秒，即得所述的摻合料裹骨料混凝土。
效果混凝土28天抗壓強(qiáng)度25.8MPa，與普通工藝相比提高33.6％。
實(shí)施例3混凝土重量配比(80％水泥+20％粉煤灰)∶水∶砂∶石∶減水劑＝1∶0.40∶1.58∶2.45∶0.01水泥PO42.5普通硅酸鹽水泥 7.2kg粉煤灰I級粉煤灰 1.8kg粗骨料天然碎石，級配為5～20mm，吸水率3.64％ 14.2kg細(xì)骨料天然細(xì)砂，吸水率1.72％ 22.1kg減水劑SN-II 0.09kg第一次加水量 1.05kg第二次加水量 3.60kg工藝條件稱量粗細(xì)骨料投入攪拌機(jī)——加入1.05kg自來水?dāng)嚢?0秒——加入1.8kg粉煤灰攪拌60秒——加入7.2kg水泥、0.09kg減水劑攪拌60秒——加入3.60kg自來水?dāng)嚢?0秒，即得所述的摻合料裹骨料混凝土。
效果本發(fā)明所得混凝土28天抗壓強(qiáng)度61.8MPa，與普通工藝相比提高24.3％。
實(shí)施例4混凝土重量配比(60％水泥+20％粉煤灰+20％礦渣)∶水∶砂∶石∶減水劑＝1∶0.55∶2.94∶3.25∶0.01水泥PO42.5普通硅酸鹽水泥 3.72kg粉煤灰II級粉煤灰 1.24kg礦渣S95級礦渣微粉 1.24kg再生粗骨料廢棄砼破碎而成，級配為5～16mm，吸水率8.82％ 18.2kg細(xì)骨料天然中砂，吸水率1.48％ 20.1kg減水劑SN-II 0.062kg第一次加水量 2.04kg第二次加水量 3.40kg工藝條件稱量粗細(xì)骨料投入攪拌機(jī)——加入2.04kg自來水?dāng)嚢?0秒——加入1.24kg粉煤灰和1.24kg礦渣微粉攪拌60秒——加入3.72kg水泥、0.062kg減水劑攪拌30秒——加入3.40kg自來水?dāng)嚢?20秒，即得所述的摻合料裹骨料混凝土。
效果本實(shí)施例所得混凝土28天抗壓強(qiáng)度42.6MPa，與普通工藝相比提高34.3％。
實(shí)施例5混凝土配合比(85％水泥+15％煅燒高嶺土)∶水∶砂∶石＝1∶0.55∶2.94∶3.25
水泥PO42.5普通硅酸鹽水泥 5.27kg煅燒高嶺土 0.93kg再生粗骨料廢棄砼破碎而成，級配為5～20mm，吸水率8.82％ 18.2kg細(xì)骨料天然中砂，吸水率1.48％ 20.1kg減水劑SN-II 0.062kg第一次加水量 2.04kg第二次加水量 3.40kg工藝條件稱量粗細(xì)骨料投入攪拌機(jī)——加入2.04kg自來水?dāng)嚢?0秒——加入0.93kg煅燒高嶺土，攪拌60秒——加入5.27kg水泥、0.062kg減水劑攪拌30秒——加入3.40kg自來水?dāng)嚢?20秒，即得所述的摻合料裹骨料混凝土。效果本實(shí)施例所得混凝土28天抗壓強(qiáng)度46.8MPa，與普通工藝相比提高44.1％。
實(shí)施例6混凝土重量配比(70％水泥+30％粉煤灰)∶水∶砂∶石∶減水劑＝1∶0.55∶1.95∶3.56∶0.014水泥PO42.5普通硅酸鹽水泥 4.83kg粉煤灰II級粉煤灰 2.07kg粗骨料天然砂巖骨料，級配為5～20mm，吸水率2.36％ 24.6kg細(xì)骨料人工中砂，吸水率2.18％ 13.5kg減水劑SN-II 0.1kg第一次加水量 0.87kg第二次加水量 3.80kg
工藝條件稱量粗細(xì)骨料投入攪拌機(jī)——加入0.87kg自來水?dāng)嚢?0秒——加入2.07kg粉煤灰，攪拌60秒——加入4.83kg水泥、0.1kg減水劑攪拌30秒——加入3.80kg自來水?dāng)嚢?20秒，即得所述的摻合料裹骨料混凝土。
效果本實(shí)施例所得混凝土28天抗壓強(qiáng)度42.4MPa，與普通工藝相比提高28.1％。
實(shí)施例7按實(shí)施例1相同方法制備摻合料裹骨料混凝土，其中粗骨料選用天然骨料和再生骨料兩種，天然骨料為天然石灰石破碎而成的碎石，級配為5～25mm；吸水率為3.84％，再生骨料為廢棄混凝土破碎而成的再生骨料，原混凝土強(qiáng)度為25～30MPa，再生骨料級配為5～25mm，吸水率為6.78％，細(xì)骨料為天然中砂，水泥選用PO42.5，摻合料選用礦渣(S95)、粉煤灰(II級灰)、增密硅粉以及其中兩種以上的復(fù)合，減水劑選用SN-II，其重量配比為(水泥+摻合料)∶水∶細(xì)骨料∶粗骨料∶減水劑＝1∶0.50∶2.40∶3.60∶0.01，養(yǎng)護(hù)條件為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，按表1所述組成分別制備摻合料裹骨料混凝土，另取相同組分原料，按普通工藝，即將所有原料一起混合攪拌，制得混凝土作為對照，并分別測定抗壓強(qiáng)度，結(jié)果如表1所示。由表1可見與普通攪拌工藝相比，在配合比相同的條件下，混凝土7天和28天抗壓強(qiáng)度分別可提高20～50％和20～40％。
表1不同摻合料制得混凝土抗壓強(qiáng)度測定結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種摻合料裹骨料混凝土制備方法，其特征在于所述的方法是將骨料表面裹上摻合料包覆層后，再與水泥、水混合攪拌均勻，得到所述的摻合料裹骨料混凝土，所述摻合料為下列之一或其中兩種或兩種以上的混合物①礦渣；②硅粉；③粉煤灰；④煅燒高嶺土；所述摻合料與水泥重量比為1∶1～9。
2.如權(quán)利要求
1所述的摻合料裹骨料混凝土制備方法，其特征在于所述方法如下往骨料中加入水混勻使骨料預(yù)吸水飽和后，加入摻合料攪拌均勻，再加入全部水泥，攪拌均勻后加入水?dāng)噭?，即得所述的摻合料裹骨料混凝土?br>3.如權(quán)利要求
1或2所述的摻合料裹骨料混凝土制備方法，其特征在于所述骨料為粗骨料和細(xì)骨料的混合物。
4.如權(quán)利要求
3所述的摻合料裹骨料混凝土制備方法，其特征在于所述方法在加入水泥時還加入減水劑，加入量為水泥+摻合料總重量的0.1％～2.0％。
5.如權(quán)利要求
3所述的摻合料裹骨料混凝土制備方法，其特征在于所述粗骨料為天然巖石破碎而成的天然粗骨料或廢棄混凝土破碎而成的再生粗骨料。
6.如權(quán)利要求
3所述的摻合料裹骨料混凝土制備方法，其特征在于所述細(xì)骨料為天然河砂、天然巖石破碎而成的人工細(xì)骨料或廢棄混凝土破碎而成的再生細(xì)骨料。
7.如權(quán)利要求
3所述的摻合料裹骨料混凝土制備方法，其特征在于所述水泥、摻合料、水、細(xì)骨料、粗骨料重量配比為(水泥+摻合料)∶水∶細(xì)骨料∶粗骨料＝1∶0.4～0.65∶1.5～3.5∶2.0～4.5。
8.如權(quán)利要求
1所述的摻合料裹骨料混凝土制備方法，其特征在于所述水泥、摻合料、水、細(xì)骨料、粗骨料重量配比為(水泥+摻合料)∶水∶細(xì)骨料∶粗骨料∶減水劑＝1∶0.5∶2.40∶3.60∶0.01，摻合料與水泥重量比為1∶9，所述方法如下往粗細(xì)骨料混合物中加入部分水使粗細(xì)骨料預(yù)吸水飽和后，加入摻合料攪拌均勻，再加入全部水泥和減水劑，攪拌均勻后加入剩余水?dāng)噭?，即得所述的摻合料裹骨料混凝土?br>專利摘要
本發(fā)明提供了一種摻合料裹骨料混凝土制備方法，所述方法是將骨料表面裹上摻合料包覆層后，再與水泥、水混合攪拌均勻，得到所述的摻合料裹骨料混凝土拌合物，所述摻合料為下列之一或其中兩種或兩種以上的混合物①礦渣；②硅粉；③粉煤灰；④煅燒高嶺土；所述摻合料與水泥重量比為1∶1～9。本發(fā)明所述方法可有效減小甚至消除界面過渡區(qū)，大幅度提高混凝土中骨料與水泥石之間的界面粘結(jié)強(qiáng)度。與普通攪拌工藝相比，在配合比相同的條件下，混凝土28天抗壓強(qiáng)度可提高20～40％。
文檔編號B28C7/04GK1994709SQ200510097042
公開日2007年7月11日 申請日期2005年12月31日
發(fā)明者孔德玉, 鄭建軍, 盛毅生, 王章夫 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan