本發(fā)明涉及建筑施工技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種混凝土及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù):
混凝土,簡(jiǎn)稱為“砼”,是指由膠凝材料將集料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料,砂、石作集料,與水(可含外加劑和摻合料)按一定比例配合,經(jīng)攪拌而得的水泥混凝土。普通高強(qiáng)混凝土抗折強(qiáng)度較差,抗折與抗壓強(qiáng)度比值大都在1/8-1/20,且普通混凝土抗壓強(qiáng)度一般不超過60MPa。
RPC混凝土,就是活性粉末混凝土(reactive powder concrete),它是90年代中期法國(guó)Bouygues公司Richard等人研制出的具有超高強(qiáng)度、高、高耐久性且體積穩(wěn)定性良好的水泥基復(fù)合材料,它具體是通過如下方式獲得:以細(xì)砂為骨料,摻入大量硅灰等礦物摻合料、高效減水劑以及微細(xì)鋼纖維,薄弱的界面得到大幅度加強(qiáng),使斷裂能提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上。RPC混凝土雖然具有高的強(qiáng)度和韌度,但是其養(yǎng)護(hù)條件極為苛刻(需要采用100℃以上的蒸汽進(jìn)行養(yǎng)護(hù)),大大限制了其應(yīng)用范圍。
現(xiàn)有技術(shù)中混凝土種類比較多,詳見如下:
申請(qǐng)?zhí)枮?01410555971.2的發(fā)明申請(qǐng)公開了一種混凝土,其由水泥、中砂、骨料、加強(qiáng)纖維、外加劑和水混合而成,所述各組份質(zhì)量份如下:水泥300-450份;中砂650-800份;骨料780-900份;加強(qiáng)纖維10-20份;外加劑4-8份;水180份-200份;所述外加劑由聚羧酸系減水劑35份、硅烷偶聯(lián)劑6份、聚乙烯吡咯烷酮3份、碳化硅2份、二氧化硅包覆二氧化鈦8份、明膠粉5份、膨潤(rùn)土12份、納米碳粉10份、葡萄糖酸鈉4份、醋酸酯苯酚4份混合而成。
申請(qǐng)?zhí)枮?01410322447.0的發(fā)明申請(qǐng)公開了一種混凝土,包括以下原料:水泥、砂、碎石、廢棄物煅燒料、外加劑和水,所述廢棄物煅燒料經(jīng)過以下方法制得:將廢混凝土和廢磚按照10:3的質(zhì)量比混合,破碎、研磨成小于30mm的碎粉,備用;將碎粉放入水中,泡2-3天,然后取出烘干;將烘干的碎粉在1000-1100℃下煅燒4-5h,冷卻后進(jìn)行研磨、篩分,分別取粒徑為0.15-3mm和5-10mm的煅燒產(chǎn)物,為廢棄物煅燒料。
申請(qǐng)?zhí)枮?01410159369.7的發(fā)明專利公開了一種混凝土,包括常規(guī)配比的砂、碎石和水泥,所述水泥為防裂復(fù)合水泥,按重量份計(jì),該防裂復(fù)合水泥包括:普通硅酸鹽水泥100份;鐵粉5~20份;亞硫酸鈉粉0.5~1.5份;粉煤灰10~30份。
以上混凝土存在抗壓強(qiáng)度低或不耐久或低韌性或功能專一性等特點(diǎn),還是不能滿足現(xiàn)實(shí)的使用需求。綜上所述,行業(yè)內(nèi)急需一種便于養(yǎng)護(hù)且具有高抗壓強(qiáng)度、高耐久性、高韌性以及低孔隙率的混凝土以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的第一目的在于提供便于養(yǎng)護(hù)且具有高抗壓強(qiáng)度、高耐久性、高韌性以及低孔隙率的混凝土,具體技術(shù)方案如下:
一種混凝土,以重量份數(shù)計(jì)其原料包含以下組分:
水泥20.6-25.5份 石英砂51.75-55份 聚羧酸減水劑粉劑0.13-2.0份
活性摻合料6-8.32份 高分子材料0.06-0.07份 U型膨脹劑1.5-2.32份
鋼纖維混合料6-8份 水7.19-8.12份。
以上技術(shù)方案中優(yōu)選的,所述石英砂由10-20目的石英砂、20-40目的石英砂、40-70目的石英砂以及70-120目的石英砂以重量份數(shù)計(jì)按照17.08-20:24.5-26:3-9:3-5的配比混合而成;
所述活性摻合料由超細(xì)硅粉、硅粉以及礦粉以重量份數(shù)計(jì)按照0.93-1:4-5.12:1-2.27的配比混合而成,其中所述超細(xì)硅粉為粒度大于等于1500目的超細(xì)硅粉,所述硅粉中二氧化硅的含量大于94%,所述礦粉的型號(hào)為S115;
所述高分子材料由消泡劑和纖維素以重量份數(shù)計(jì)按照0.05:0.01-0.02的配比混合而成,其中,所述消泡劑的型號(hào)為P803;所述纖維素醚的粘度為400cP;
所述鋼纖維混合料由端鉤型鋼釬維和鍍銅鋼纖維以重量份數(shù)計(jì)按照1-3:5-6.17的配比混合而成,其中,所述端鉤型鋼纖維的直徑為0.6mm,其長(zhǎng)度為30mm,其抗拉強(qiáng)度大于1200MPa;所述鍍銅鋼纖維的直徑為0.18-22mm,其長(zhǎng)度為12-13mm,其抗拉強(qiáng)度大于2900MPa。
以上技術(shù)方案中優(yōu)選的,以重量份數(shù)計(jì)其原料包含以下組分:
水泥22.28份 石英砂51.75份 聚羧酸減水劑粉劑0.13份
活性摻合料8.32份 高分子材料0.06份 U型膨脹劑2.32份
鋼纖維混合料7.75份 水7.38份;
所述石英砂由10-20目的石英砂、20-40目的石英砂、40-70目的石英砂以及70-120目的石英砂以重量份數(shù)計(jì)按照17.08:24.88:6.22:3.57的配比混合而成;
所述活性摻合料由超細(xì)硅粉、硅粉以及礦粉以重量份數(shù)計(jì)按照0.93:5.12:2.27的配比混合而成;
所述高分子材料由消泡劑和纖維素以重量份數(shù)計(jì)按照0.05:0.01的配比混合而成;
所述鋼纖維混合料由端鉤型鋼釬維和鍍銅鋼纖維以重量份數(shù)計(jì)按照1.58:6.17的配比混合而成。
以上技術(shù)方案中優(yōu)選的,以重量份數(shù)計(jì)其原料包含以下組分:
水泥20.6份 石英砂55份 聚羧酸減水劑粉劑0.15份
活性摻合料8份 高分子材料0.06份 U型膨脹劑2份
鋼纖維混合料8份 水7.19份;
所述石英砂由10-20目的石英砂、20-40目的石英砂、40-70目的石英砂以及70-120目的石英砂以重量份數(shù)計(jì)按照18:25:9:3的配比混合而成;
所述活性摻合料由超細(xì)硅粉、硅粉以及礦粉以重量份數(shù)計(jì)按照1:5:2的配比混合而成;
所述高分子材料由消泡劑和纖維素以重量份數(shù)計(jì)按照0.05:0.01的配比混合而成;
所述鋼纖維混合料由端鉤型鋼釬維和鍍銅鋼纖維以重量份數(shù)計(jì)按照2:5的配比混合而成。
以上技術(shù)方案中優(yōu)選的,以重量份數(shù)計(jì)其原料包含以下組分:
水泥25.5份 石英砂53.5份 聚羧酸減水劑粉劑2.0份
活性摻合料6份 高分子材料0.07份 U型膨脹劑1.5份
鋼纖維混合料6份 水8.12份;
所述石英砂由10-20目的石英砂、20-40目的石英砂、40-70目的石英砂以及70-120目的石英砂以重量份數(shù)計(jì)按照18:24.5:6:5的配比混合而成;
所述活性摻合料由超細(xì)硅粉、硅粉以及礦粉以重量份數(shù)計(jì)按照1:5:2的配比混合而成;
所述高分子材料由消泡劑和纖維素以重量份數(shù)計(jì)按照0.05:0.01的配比混合而成;
所述鋼纖維混合料由端鉤型鋼釬維和鍍銅鋼纖維以重量份數(shù)計(jì)按照1:5的配比混合而成。
應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案,效果具體是:采用中強(qiáng)度等級(jí)的水泥作為基料,原料容易獲得,且成本合理;采用10-20目、20-40目、40-70目以及70-120目的石英砂按照特定配比進(jìn)行摻合,形成骨料的最佳組合;采用聚羧酸減水劑粉劑,減少減水劑的單位用量,在極小水膠比下提高強(qiáng)度和流動(dòng)度,改善和易性;活性摻合料采用超細(xì)硅粉、硅粉以及礦粉按照特定配比組合,充分填充水泥和骨架料內(nèi)的空隙,最大程度上提高混凝土的密實(shí)度;采用由消泡劑和纖維素按照特定比例組成的高分子材料,用于提高混凝土的密實(shí)性、改變混凝土的韌性以及提高混凝土在常溫下的抗折強(qiáng)度;采用以硫酸鋁為膨脹源的UEA型膨脹劑,防止混凝土開裂的同時(shí)產(chǎn)生微膨脹,以抵消混凝土干縮性,使得混凝土具有零收縮,產(chǎn)生的熱量避免了后期為獲得高抗折強(qiáng)度和密實(shí)度而需要的高溫蒸養(yǎng);本發(fā)明采用由端鉤型鋼纖維和鍍銅鋼纖維按照特定比例混合得到的鋼釬維,最大程度上提高混凝土在常溫下的抗折強(qiáng)度。因此,本發(fā)明采用獨(dú)特的原料組成以及獨(dú)特的配方設(shè)計(jì),使得本發(fā)明所得混凝土具有以下特點(diǎn):便于養(yǎng)護(hù),具有高抗壓強(qiáng)度、高耐久性、高韌性,孔隙率低。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種混凝土的生產(chǎn)方法,包括以下步驟:
步驟一:將水泥、石英砂、活性摻合料、U型膨脹劑以及鋼纖維混合料按配比加入強(qiáng)制式干粉攪拌機(jī)中以2秒/圈的旋轉(zhuǎn)速度干拌8-10分鐘得到干拌合料,干拌溫度為5-35℃;
步驟二:按照比例將聚羧酸減水劑粉劑和高分子材料溶解于水中得到混合液;將步驟一所得干拌合料轉(zhuǎn)移至臥式雙軸攪拌機(jī)中,并將上述混合液加入臥式雙軸攪拌機(jī)中攪拌均勻,即得混凝土,其中,攪拌速度為1000-2000r/min,攪拌溫度為20-30℃。
為了達(dá)到更好的技術(shù)效果,還包括前處理步驟所述前處理步驟具體是:所述鋼纖維混合料在加入之前需要在篩分機(jī)中進(jìn)行篩分,篩分時(shí)的振動(dòng)頻率為120-150HZ,篩分用篩子的網(wǎng)格尺寸為鋼纖維直徑的1.5倍。
為了達(dá)到更好的技術(shù)效果,還包括后處理步驟,所述后處理步驟具體是:將步驟二所得混凝土在模具內(nèi)以100HZ的振搗頻率進(jìn)行振搗,成型后即得混凝土構(gòu)件,再對(duì)混凝土構(gòu)件采用塑料薄膜或土帆布進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)或采用5℃-35℃的水進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。
本發(fā)明方法整體工藝精簡(jiǎn),工藝參數(shù)容易控制,所制得的混凝土構(gòu)件便于養(yǎng)護(hù),應(yīng)用范圍廣泛。
除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外,本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照具體實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明,但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
實(shí)施例1:
一種混凝土,原料包括水泥、石英砂、聚羧酸減水劑粉劑、活性摻合料、高分子材料、U型膨脹劑、鋼纖維混合料以及水,其配比詳見表1。
所述水泥采用中材水泥有限責(zé)任公司的普通硅酸鹽水泥中強(qiáng)度等級(jí)為52.5的水泥。
所述石英砂由10-20目、20-40目、40-70目以及70-120目的四種石英砂混合而成,其具體配比詳見表2。
所述聚羧酸減水劑粉劑由上海三瑞高分子材料有限公司生產(chǎn)。
所述活性摻合料由超細(xì)硅粉、硅粉以及礦粉混合而成,其配比詳見表3,其中:所述超細(xì)硅粉為粒度大于等于1500目的超細(xì)硅粉,所述硅粉中二氧化硅的含量大于94%,所述礦粉的型號(hào)為S115。
所述高分子材料由消泡劑和纖維素混合而成,其配比見表4。消泡劑由德國(guó)AGITAN公司生產(chǎn),其型號(hào)為P803;纖維素醚由泰安瑞泰纖維素有限公司生產(chǎn),其粘度為400cP。
所述鋼纖維混合料由端鉤型鋼釬維和鍍銅鋼纖維混合而成,其配比詳見表5,其中,所述端鉤型鋼纖維的直徑為0.6mm,其長(zhǎng)度為30mm,其抗拉強(qiáng)度大于1200MPa;所述鍍銅鋼纖維的直徑未0.18-22mm,其長(zhǎng)度為12-13mm,其抗拉強(qiáng)度大于2900MPa。
其生產(chǎn)方法具體包括以下步驟:
前處理步驟,具體是:所述鋼纖維混合料在加入之前需要在篩分機(jī)中進(jìn)行篩分,篩分時(shí)的振動(dòng)頻率為120-150Hz,篩分用篩子的網(wǎng)格尺寸為鋼纖維直徑的1.5倍;
步驟一:將水泥、石英砂、活性摻合料、U型膨脹劑以及鋼纖維混合料按配比加入強(qiáng)制式干粉攪拌機(jī)中以2秒/圈的旋轉(zhuǎn)速度干拌8-10分鐘得到干拌合料,干拌溫度為5-35℃;
步驟二:按照比例將聚羧酸減水劑粉劑和高分子材料溶解于水中得到混合液;將步驟一所得干拌合料轉(zhuǎn)移至臥式雙軸攪拌機(jī)中,并將上述混合液加入臥式雙軸攪拌機(jī)中攪拌均勻,即得混凝土(標(biāo)為樣品1),其中,攪拌速度為1000-2000r/min,攪拌溫度為20-30℃。
后處理步驟,具體是:將步驟二所得混凝土在模具內(nèi)以100Hz的振搗頻率進(jìn)行振搗,成型后即得混凝土構(gòu)件,再對(duì)混凝土構(gòu)件采用塑料薄膜或土帆布進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)或采用5℃-35℃的水進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。
樣品1的性能及由樣品1制成的混凝土構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)方式詳見表6。
實(shí)施例2-實(shí)施例5
實(shí)施例2-實(shí)施例5的原料組成詳見表1-表5,獲得的混凝土分別標(biāo)為樣品2-樣品5,各樣品的性能及由各樣品制成的混凝土構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)方式詳見表6。
表1實(shí)施例1-實(shí)施例5原料組分和用量統(tǒng)計(jì)表
表2實(shí)施例1-實(shí)施例5所采用石英砂的種類和用量統(tǒng)計(jì)表
表3實(shí)施例1-實(shí)施例5所采用活性摻合料的組成和用量統(tǒng)計(jì)表
表4實(shí)施例1-實(shí)施例5所采用高分子材料的組成和用量統(tǒng)計(jì)表
表5實(shí)施例1-實(shí)施例5所采用鋼纖維的組成和用量統(tǒng)計(jì)表
表6樣品1-樣品5、普通混凝土、RPC混凝土的性能及相應(yīng)構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)方式統(tǒng)計(jì)表
應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例1-實(shí)施例5的混凝土,具有以下效果:
(1)本發(fā)明混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到94MPa-125MPa,抗折強(qiáng)度達(dá)到26MPa-45MPa,抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度比值在0.277-0.375之間,韌性明顯高于普通混凝土(普通混凝土韌性為0.1),也優(yōu)于RPC混凝土(其韌性約為0.19)。
(2)本發(fā)明混凝土的抗?jié)B能力強(qiáng),抗?jié)B透等級(jí)達(dá)S10-S14,遠(yuǎn)高于普通混凝土(其抗?jié)B透等級(jí)為S4);干縮性為0-0.5,也明顯優(yōu)于普通混凝土,而略弱于RPC混凝土。
(3)本發(fā)明混凝土的通過調(diào)整膨脹劑的比例以及增加高分子材料(如樣品1-樣品5),成型后無收縮、不開裂,可進(jìn)行常溫養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)方便。
(4)本發(fā)明采用兩種鋼纖維按照特定比例混合,采用震動(dòng)頻率為120-150HZ、篩子網(wǎng)格尺寸為鋼纖維直徑的1.5倍的震動(dòng)篩解決混凝土生產(chǎn)過程中容易結(jié)團(tuán)的問題,流動(dòng)性達(dá)到450-600mm,明顯優(yōu)于普通混凝土和RPC混凝土。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。