一種控制物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種建筑用可泵送混凝土，尤其涉及一種控制物理性膨脹的可泵送鋼 渣混凝土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 建筑結(jié)構(gòu)的房屋的房心可采用鋼渣混凝土及素土回填，如果設(shè)計(jì)要求鋼渣混凝土 容重達(dá)到28KN/M3以上，目前可采用可泵送混凝土，但此種回填材料存在以下影響施工的風(fēng) 險(xiǎn)：（1)鋼渣混凝土容重如果要達(dá)到上述設(shè)計(jì)要求，需提高鋼渣混凝土中鋼渣含量，這樣將 導(dǎo)致膨脹風(fēng)險(xiǎn)加大；（2)影響混凝土的可泵送性；（3)鋼渣混凝土的表面容易產(chǎn)生裂縫。
[0003] 傳統(tǒng)施工工程所使用的鋼渣混凝土回填材料可選干拌式鋼渣混凝土，干拌式鋼渣 混凝土同樣存在膨脹情況，但因干拌骨料中存在砂石，其中空隙可抵消其膨脹；這種泵送方 式的鋼渣混凝土與常規(guī)混凝土相同，回填完成后其中間無(wú)空隙可以抵消膨脹，但如何控制 膨脹是可泵送式鋼渣混凝土施工的需要解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種建筑用混凝土原材料，尤其提供一種控制 渣混凝土物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土，克服了現(xiàn)有可泵送混凝土回填材料的缺點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 一種控制物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土，包括由以下重量份組分（kg)制備而 成：
[0007] 水泥200-400、聚羧酸泵送劑10-15、礦粉100-300、砂子250-450、配重砂300-500、 鋼渣 1000-1800、水 100-250。
[0008] 優(yōu)選重量份組分：水泥250-350、聚羧酸泵送劑11-14、礦粉150-250、砂子 300-400、配重砂 350-450、鋼渣 1200-1600、水 150-200。
[0009] 尤其為：水泥300、聚羧酸泵送劑12. 5、礦粉200、砂子374、配重砂400、鋼渣1438、 水 185。
[0010] 所述聚羧酸泵送劑優(yōu)選CKL聚羧酸泵送劑，化學(xué)成分包括以丙烯酸甲酯（MA)、甲 基丙烯磺酸鈉（SMS)、甲基丙烯酸（MAA)、聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯（P23MM)為原料，過(guò)硫酸 銨（APS)為引發(fā)劑進(jìn)行水溶液自由基共聚合成的聚羧酸系水泥減水劑。
[0011] 本發(fā)明砂子優(yōu)選是細(xì)砂，作為混凝土中的細(xì)集料，其容重在2650kg/m3左右，主要 用于填充混凝土中粗骨料留下的空隙，起到改善和易性提高密實(shí)性從而提高混凝土強(qiáng)度及 泵送性能的作用；
[0012] 所述配重砂是含鐵30%左右的鐵礦石加工成連續(xù)級(jí)配的中砂，其容重在4200kg/ m3左右，主要起提高混凝土容重的作用。
[0013] 本發(fā)明所述原料均可從市場(chǎng)購(gòu)得。
[0014] 若不能預(yù)先濕潤(rùn)需要適當(dāng)增加外加劑CKL聚羧酸泵送劑，摻量0. 1-0. 3%百分比 總量的用量。
[0015] 本發(fā)明還提供了所述一種控制物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土的制備方法，包括 以下步驟：
[0016]一）測(cè)定所述各種原料包括粗、細(xì)骨料含水率；開盤前檢查設(shè)備原料合格；按施工 配合比稱量：稱量最大允許誤差為水泥、摻合料礦粉±1%、外加劑聚羧酸泵送劑±1%、鋼 渣、砂子±2%、拌和水±1%;
[0017] 二）分步驟投料：先外加劑聚羧酸泵送劑加水?dāng)嚢?，然后加骨料鋼渣、砂子攪拌?勻，最后加粉料包括水泥、礦粉、礦粉充分?jǐn)嚢?，卸料?br>[0018] 三）檢查混凝土坍落度、擴(kuò)展度、溫度和含氣量；合格運(yùn)往工地。
[0019] 所述攪拌機(jī)攪拌自全部原材投入后總攪拌時(shí)間60秒至2分鐘，卸料；
[0020] 所述檢查混凝土坍落度、擴(kuò)展度、溫度和含氣量，每100方取樣一次、每班或每一 結(jié)構(gòu)物至少2次。
[0021] 本發(fā)明所述的一種控制物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土的設(shè)計(jì)原理和思路如 下：
[0022] 1.保證混凝土水灰比的前提下，采用聚羧酸型泵送劑，其作用是：①增加水化效 率，減少單位用水量，增加強(qiáng)度，節(jié)省水泥用量；②改善泵送混凝土的和易性，防止混凝 土成分的離析；③提高抗?jié)B性，減水透水性，避免混凝土建筑結(jié)構(gòu)漏水，增加耐久性，增 加耐化學(xué)腐蝕性能；④減少混凝土凝固的收縮率，防止混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂紋。
[0023] 2.根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，在混凝土中摻入礦粉，適當(dāng)?shù)奶岣吡嘶炷?土的粘聚性，減少水泥的水化熱。還能夠因摻和料與水泥水化產(chǎn)物進(jìn)行二次水化，使混凝土 孔徑細(xì)化，連通孔減少，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的密實(shí)性，提高了混凝土的抗?jié)B性、抗裂性、耐久性。
[0024] 3.在混凝土中摻入適量的配重砂，改善混凝土的顆粒級(jí)配，提高鋼渣混凝土的容 重，有利于混凝土的泵送。其彈性模量較低且比重較大的配重砂，在混凝土早期受到膨脹時(shí) 起到緩沖釋壓的作用。
[0025] 4.鋼渣碎石呈多孔狀，必然要從混凝土拌和物中吸取較多的水分和漿體，而使混 凝土拌和物和易性變壞。為此攪拌前鋼渣碎石宜預(yù)先潤(rùn)濕或補(bǔ)上附加水或，適當(dāng)增加外加 劑，即若不能預(yù)先濕潤(rùn)需要適當(dāng)增加CKL聚羧酸泵送劑摻量0. 1-0. 3%用量，從而改善鋼渣 混凝土的和易性。
[0026] 根據(jù)上述條件，配合比在滿足施工工藝的情況下，盡量減小混凝土的塌落度損失 值，達(dá)到鋼渣混凝土容重不小于28KN/m3要求。
[0027] 為達(dá)到上述要求，發(fā)明人對(duì)原材料的組分和比例關(guān)系進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn)，具體如 下：
[0028] 1.原料組分的選擇和確定
[0029] 水泥：選用質(zhì)量穩(wěn)定、活性較高、需水量低、流變性能好的硅酸鹽水泥。尤其如冀東 水泥有限公司生產(chǎn)的P. 042. 5水泥，水泥的比表面積大于346m2/kg，堿含量為0. 46%。這 樣的水泥與外加劑適應(yīng)性較好。其它性能指標(biāo)應(yīng)符合國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)《硅酸鹽水泥普通硅酸 鹽水泥》的有關(guān)規(guī)定。
[0030] 外加劑：選用對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕，與水泥適應(yīng)性良好，質(zhì)量穩(wěn)定的聚羧酸泵送劑。尤其 如北京誠(chéng)凱利外加劑有限公司生產(chǎn)的CKL聚羧酸泵送劑，泵送劑減水率大于25%。外加劑 其它技術(shù)指標(biāo)符合國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑》中泵送劑指標(biāo)要求。
[0031] 礦粉：選用優(yōu)質(zhì)礦粉。尤其如興達(dá)開元S95級(jí)礦粉，比表面積大于400m2/kg能等 量替代部分水泥，合理降低水泥的水化熱，提高混凝土的和易性、耐久性；其它性能指標(biāo)符 合國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》有關(guān)規(guī)定。
[0032] 砂子即細(xì)砂：選用優(yōu)質(zhì)低堿活性細(xì)砂。尤其如選用密云人工細(xì)砂，細(xì)度模數(shù)在 1. 7-2. 1左右，石粉含量小于1. 0%，泥塊含量小于0. 2%，級(jí)配良好，屬低堿活性集料。
[0033] 配重砂：選用優(yōu)質(zhì)配重砂。尤其如北京可耐可特配重砂，細(xì)度模數(shù)在2. 3-3. 0左 右，表觀密度較大。
[0034] 鋼渣：選用優(yōu)質(zhì)鋼渣。尤其如北京可耐可特鋼渣，5-25_連續(xù)級(jí)配。內(nèi)照射指數(shù) 0. 1左右，外照射指數(shù)0. 2左右，表觀密度大。
[0035] 水：采用可飲用水。技術(shù)指標(biāo)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定。
[0036] 2.原料組分配比比例的選擇和確定原則：針對(duì)鋼渣混凝土的具體情況，配合比應(yīng) 重點(diǎn)突出以下幾點(diǎn)：
[0037] 1)低水膠比；
[0038] 2)摻加具有優(yōu)異性能的聚羧酸泵送劑；
[0039] 3)大量采用優(yōu)質(zhì)礦物摻合料；
[0040] 4)具有良好的可泵送性；
[0041]5)鋼渣混凝土的容重不小于28KN/m3。
[0042] 制備過(guò)程中，充分應(yīng)用以上措施，改善混凝土的施工性能和耐久性能。在解決好混 凝土的力學(xué)性能和耐久性能的前提下，采取以下方法措施，預(yù)防混凝土堿骨料反應(yīng)的發(fā)生。
[0043]1)選用低堿水泥，增大混合材的摻量；
[0044] 2)控制混凝土總堿量不超過(guò)3kg/m3;
[0045] 初期在膠材總量不變的前提下設(shè)定三個(gè)配比方案如下：
[0046] 水膠比，即水與膠凝材料（簡(jiǎn)稱膠材）的比例，膠材，包括水泥、礦粉、粉煤灰、膨 脹劑、硅灰等各種在混凝土其膠結(jié)作用的材料，在本案中特指水泥、礦粉及粉煤灰，膠材 總量即水泥、礦粉用量之和，例如，水膠比=185八200+300) = 0. 37 ;故本發(fā)明水膠比為 0. 35-0. 39,尤其為0. 37;如下表的性能比較：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種控制物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土，由包括以下重量份組分制備而成： 水泥200-400、聚羧酸泵送劑10-15、礦粉100-300、砂子250-450、配重砂300-500、鋼渣 1000-1800、水 100-250。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土，所述組分為以下重量 份組分：水泥250-350、聚羧酸泵送劑11-14、礦粉150-250、砂子300-400、配重砂350-450、 鋼渣 1200-1600、水 150-200。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土，所述組分為以下重量 份組分：水泥300、聚羧酸泵送劑12. 5、礦粉200、砂子374、配重砂400、鋼渣1438、水185。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的控制物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土，所述所述鋼渣 混凝土容重大于或等于28KN/m3。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的控制物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土，所述鋼渣混凝 土水膠比為為0. 35-0. 39。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土，所述鋼渣混凝土水膠 比為0. 37。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的控制物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土，所述鋼渣混凝 土總堿量小于或等于3kg/m3。
8. 權(quán)利要求1-7之一的一種控制物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土的制備方法，包括以 下步驟： 一） 測(cè)定所述各種原料含水率； 二） 分步驟投料：先外加劑聚羧酸泵送劑加水?dāng)嚢瑁缓蠹庸橇箱撛?、砂子攪拌均勻?最后加粉料包括水泥、礦粉、礦粉充分?jǐn)嚢?，卸料? 三） 檢查混凝土坍落度、擴(kuò)展度、溫度和含氣量；合格運(yùn)往工地。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土的制備方法，所述攪拌 時(shí)間為自全部原材投入后總攪拌時(shí)間不宜小于60秒也不宜大于2分鐘。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土的制備方法，所述檢 查混凝土坍落度、擴(kuò)展度、溫度和含氣量，每100方取樣一次、每班或每一結(jié)構(gòu)物至少2次。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種控制物理性膨脹的可泵送鋼渣混凝土，由包括以下重量份組分制備而成：水泥200-400KG/m3、聚羧酸泵送劑10-15KG/m3、礦粉100-300KG/m3、砂子250-450KG/m3、配重砂300-500KG/m3、鋼渣1000-1800KG/m3、水100-250KG/m3。所述鋼渣混凝土容重大于或等于28KN/m3。通過(guò)測(cè)定所述各種原料含水率；分步驟投料：先外加劑聚羧酸泵送劑加水?dāng)嚢瑁缓蠹庸橇箱撛?、砂子攪拌均勻，最后加粉料包括水泥、礦粉充分?jǐn)嚢?，卸料；檢查混凝土坍落度、擴(kuò)展度、溫度和含氣量，即得。本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化鋼渣混凝土配合比，在材料可泵送的同時(shí)降低鋼渣混凝土的微膨脹性，有效控制了鋼渣混凝土的微膨脹裂縫。
【IPC分類】C04B28-00, C04B18-14
【公開號(hào)】CN104817298
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510185321
【發(fā)明人】趙虎軍, 張磊, 廉冠, 蘆海清, 肖偉峰, 岳骉, 趙曈, 杜龍, 馬亮, 栗猛, 徐忠成, 師海偉, 楊曉東, 賀丹, 齊文超
【申請(qǐng)人】中建三局集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年4月20日