專利名稱：高性能混凝土的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高性能混凝土的制備方法。
背景技術：
1990年美國首先提出高性能混凝土這個名詞，日本東京大學網村甫學者開發(fā)了 “不振搗的高耐久性混凝土”。我國最早提出高性能混凝土概念的是吳中偉教授，2000年北 京工業(yè)大學陳建奎教授提出現(xiàn)代混凝土配合比全計算法設計，2007年王昱海提出現(xiàn)代混凝 土配制方法及現(xiàn)代混凝土配合比設計，也有諸多學者進行了配合比優(yōu)化設計，但對在建客 運專線用高性能混凝土配合比設計而言，價值不高，而且應用都有一定的局限性，目前尚無 高性能混凝土設計規(guī)范，只對混凝土性能有限值規(guī)定。陳建奎教授設計的配合比中的用水量是通過計算得到的，混凝土的工作性是依靠 減水劑來進行調整。也有不少學者在陳教授的配合比設計基礎之上進行正交設計，混凝土 成本固然有所降低，但這種優(yōu)化設計又背離了陳教授設計配合比的理論基礎，最終高性能 混凝土配合比設計降低的成本也看不出是低至底線的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對上述問題，提出一種高性能混凝土的制備方法，生產出滿足 設計要求而成本最低高性能混凝土。本發(fā)明所要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種高性能混凝土的制備方法，其特征在于所述制備方法包括以下步驟(1)保持膠凝材料總成本不變下，對膠凝材料摻量及砂石摻量進行確定；(2)根據膠凝材料摻量確定減水劑摻量；(3)待得出減水劑相對于膠凝材料的摻量以后，在不改變減水劑減水率的情況下， 調整減水劑引氣成分至滿足設計要求的混凝土含氣量；(4)根據膠凝材料和減水劑的配比及滿足混凝土工作性要求確定水摻量。
所述的膠凝材料為水泥和礦物摻合料。所述的礦物摻合料為粉煤灰或粉煤灰和礦粉。所述膠凝材料摻量是按照膠砂試驗方法，保持膠凝材料總成本不變，調整水泥用 量和礦物摻合料比例，且拌合物能達到同一擴展度下，成型試件，測其齡期強度，對應齡期 強度極值為滿足不同設計要求的礦物摻合料在膠凝材料中的摻量。所述砂石摻量是按照混凝土本身的密實性、實際每立方米混凝土用水量、實際每 立方米混凝土膠凝材料用量及假定每立方米混凝土總重量經過計算得到的，其中砂率的選 用是為滿足所采用施工方法要求確定的。所述減水劑摻量是通過實際拌制混凝土，保持膠凝材料和減水劑總成本不變，通 過二者用量增減變化，調整用水量，且拌合物能達到滿足設計要求的工作性，得出的成本相 同而配合比對應不同的減膠比和不同的水膠比，將這幾組配合比的水膠比與對應的減膠比擬合二次函數(shù)，二次函數(shù)的水膠比極值即對應著減膠比。所述確定水摻量是膠凝材料總量從最小用量開始依次遞增，以調整用水量滿足混 凝土工作性要求，實際拌合混凝土，得到不同混凝土齡期強度，總結水膠比與齡期強度線性 函數(shù)關系，由此得出水膠比確定水摻量。本發(fā)明具有如下優(yōu)點采用本發(fā)明的方法作為設計高性能混凝土配合比，在高性能混凝土滿足設計要求 的同時，實現(xiàn)高性能混凝土成本最低，對在建鐵路客運專線混凝土配合比設計具有重大意 義，推動中國混凝土事業(yè)的發(fā)展。本發(fā)明的高性能混凝土是以混凝土設計要求為目標，以混凝土工作性和密實性為 基礎，以混凝土強度和成本為運算參數(shù)，以混凝土耐久性為控制手段，將混凝土性能與成本 緊密結合，提出了新的設計理念、設計理論和設計方法，實現(xiàn)配合比設計科學性、合理性、實 用性、經濟性；本發(fā)明能將設計與施工有效連接，混凝土工作性、強度、耐久性滿足設計要 求，同時生產單位立方米混凝土成本最低。
具體實施例方式一種高性能混凝土的制備方法，其特征在于所述制備方法包括以下步驟(1)保持膠凝材料總成本不變下，對膠凝材料摻量及砂石摻量進行確定；(2)根據膠凝材料摻量確定減水劑摻量；(3)待得出減水劑相對于膠凝材料的摻量以后，在不改變減水劑減水率的情況下， 調整減水劑引氣成分至滿足設計要求的混凝土含氣量；(4)根據膠凝材料和減水劑的配比及滿足混凝土工作性要求確定水摻量。所述的膠凝材料為水泥和礦物摻合料。所述的礦物摻合料為粉煤灰或粉煤灰和礦粉。所述膠凝材料摻量是按照膠砂試驗方法，保持膠凝材料總成本不變，調整水泥用 量和礦物摻合料比例，且拌合物能達到同一擴展度下，成型試件，測其齡期強度，對應齡期 強度極值為滿足不同設計要求的礦物摻合料在膠凝材料中的摻量。所述砂石摻量是按照混凝土本身的密實性、實際每立方米混凝土用水量、實際每 立方米混凝土膠凝材料用量及假定每立方米混凝土總重量經過計算得到的，其中砂率的選 用是為滿足所采用施工方法要求確定的。所述減水劑摻量是通過實際拌制混凝土，保持膠凝材料和減水劑總成本不變，通 過二者用量增減變化，調整用水量，且拌合物能達到滿足設計要求的工作性，得出的成本相 同而配合比對應不同的減膠比和不同的水膠比，將這幾組配合比的水膠比與對應的減膠比 擬合二次函數(shù)，二次函數(shù)的水膠比極值即對應著減膠比。所述確定水摻量是膠凝材料總量從最小用量開始依次遞增，以調整用水量滿足混 凝土工作性要求，實際拌合混凝土，得到不同混凝土齡期強度，總結水膠比與齡期強度線性 函數(shù)關系，由此得出水膠比確定水摻量。首先確定膠凝材料摻量，進行膠凝材料內部摻量的經濟性的評價單摻粉煤灰試驗本試驗采用GB 17671-1999水泥膠砂強度試驗方法進行試驗。 保證膠凝材料總價不變，粉煤灰摻量分別占膠凝材料總量的比例分別為20 %、25 %、30 %、35%和40%，用水量以能達到相同擴展度為準，成型試件，標準養(yǎng)護箱養(yǎng)護，分別測試其齡 期強度，數(shù)據見表1單摻粉煤灰試驗記錄表所示。在單摻粉煤灰的配合比設計中，根據不同 齡期對強度評定值的要求，選擇表1中強度最高值對應的粉煤灰摻量。以觀天齡期或56 天齡期作為混凝土強度評定值時，單摻粉煤灰配合比的粉煤灰最佳摻量占膠凝材料總量的 20%。雙摻粉煤灰和礦粉試驗雙摻粉煤灰和礦粉試驗方法及原理同上中所述，粉煤灰 和礦粉摻入總量占膠凝材料總量的比例分別為25 %、30 %、35 %、40 %和45 %，數(shù)據見表2 雙摻粉煤灰和礦粉試驗記錄表所示。在雙摻粉煤灰和礦粉的配合比設計中，根據不同齡期對強度評定值的要求，選擇 表2中強度最高值對應的粉煤灰和礦粉摻量。若以觀天齡期作為混凝土強度評定值時，雙 摻粉煤灰和礦粉配合比的粉煤灰和礦粉最佳摻量分別占膠凝材料總量的10%和25%;若以 56天齡期作為混凝土強度評定值時，雙摻粉煤灰和礦粉配合比的粉煤灰和礦粉最佳摻量分 別占膠凝材料總量的10%和20%。表1單摻粉煤灰試驗強度記錄表
權利要求
1.一種高性能混凝土的制備方法，其特征在于所述制備方法包括以下步驟(1)凝膠材料各摻量的成本總和保持不變的情況下，對膠凝材料摻量進行確定，并對砂 石摻量進行確定；(2)根據膠凝材料摻量確定減水劑摻量；(3)待得出減水劑相對于膠凝材料的摻量以后，在不改變減水劑減水率的情況下，調整 減水劑引氣成分至滿足設計要求的混凝土含氣量；(4)根據膠凝材料和減水劑的配比及滿足混凝土工作性要求確定水摻量。
2.根據權利要求1所述的高性能混凝土的制備方法，其特征是所述的膠凝材料為水 泥和礦物摻合料。
3.根據權利要求2所述的高性能混凝土的制備方法，其特征是所述的礦物摻合料為 粉煤灰或粉煤灰和礦粉。
4.根據權利要求1或2所述的高性能混凝土的制備方法，其特征是所述膠凝材料摻 量是按照膠砂試驗方法調整水泥用量和礦物摻合料比例，且拌合物能達到同一擴展度下， 成型試件，測其齡期強度，對應齡期強度極值為滿足不同設計要求的礦物摻合料在膠凝材 料中的摻量。
5.根據權利要求1所述的高性能混凝土的制備方法，其特征是所述減水劑摻量是通 過實際拌制混凝土，保持膠凝材料和減水劑總成本不變，通過二者用量增減變化，調整用水 量且拌合物能達到滿足設計要求的工作性，得出的成本相同而配合比對應不同的減膠比和 不同的水膠比，將這幾組配合比的水膠比與對應的減膠比擬合二次函數(shù)，二次函數(shù)的水膠 比極值即對應著減膠比。
6.根據權利要求1所述的高性能混凝土的制備方法，其特征是所述確定水摻量是膠 凝材料總量從最小用量開始依次遞增，以調整用水量滿足混凝土工作性要求，實際拌合混 凝土，得到不同混凝土齡期強度，總結水膠比與齡期強度線性函數(shù)關系，由此得出水膠比確 定水摻量。
7.根據權利要求1所述的高性能混凝土的制備方法，其特征是所述砂石摻量是按照 混凝土本身的密實性、實際每立方米混凝土用水量、實際每立方米混凝土膠凝材料用量及 假定每立方米混凝土總重量計算得到。
8.根據權利要求7所述的高性能混凝土的制備方法，其特征是所述砂石砂率由所采 用施工方法要求確定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高性能混凝土的制備方法，其特征在于所述制備方法包括以下步驟(1)保持膠凝材料總成本不變下，對膠凝材料摻量及砂石摻量進行確定；(2)根據膠凝材料摻量確定減水劑摻量；(3)待得出減水劑相對于膠凝材料的摻量以后，在不改變減水劑減水率的情況下，調整減水劑引氣成分至滿足設計要求的混凝土含氣量；(4)根據膠凝材料和減水劑的配比及滿足混凝土工作性要求確定水摻量。所述的膠凝材料為水泥和礦物摻合料。所述的礦物摻合料為粉煤灰或粉煤灰和礦粉。本發(fā)明能將設計與施工有效連接，混凝土工作性、強度、耐久性滿足設計要求，同時生產單位立方米混凝土成本最低。
文檔編號B28C5/00GK102059741SQ20101053311
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權日2010年11月5日
發(fā)明者周志濤 申請人:周志濤