一種超流態(tài)自密實(shí)混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，尤其涉及一種超流態(tài)自密實(shí)混凝土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 活性粉末混凝土是由法國等西方國家在二十世紀(jì)90年代初開發(fā)出的一種超高強(qiáng) 度、高韌性、高耐久性、體積穩(wěn)定的新型混凝土材料，該材料性能分為200MPa級(jí)和500MPa、 SOOMPa級(jí)。主要原理是采用堆積密度原理設(shè)計(jì)混凝土材料組份，通過減小顆粒間的體積 比來提高界面強(qiáng)度和致密度，通過鋼纖維來調(diào)整抗折性能?，F(xiàn)國內(nèi)主要應(yīng)用推廣級(jí)別為 200MPa級(jí)，性能抗壓指標(biāo)可達(dá)120~200MPA，抗折強(qiáng)度可達(dá)14~40MPA，彈性模量在45GPa 以上，抗?jié)B性能一般在P30以上，28天碳化檢測為0,電通量小于40庫倫。現(xiàn)國內(nèi)活性粉末 混凝土材料現(xiàn)已經(jīng)在不斷應(yīng)用于在鐵路工程、橋梁預(yù)制上。
[0003] 由于活性粉末混凝土材料各方面的優(yōu)越性能，被推廣為世界未來發(fā)展和使用的主 要混凝土材料。但由于現(xiàn)有活性粉末混凝土組分原材料成本高，混凝土膠凝材料使用量大， 硅灰摻量比例高、混凝土粘度系數(shù)大，不易流動(dòng)、工藝成型不好、不易形成自密實(shí)等特點(diǎn)，限 制了粉末混凝土在建筑預(yù)制件行業(yè)中廣泛使用和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種不僅能保證超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性、體積穩(wěn)定 性，而且能降低粘聚性、提高自密實(shí)性和流動(dòng)性，且無泌水和離散現(xiàn)象、環(huán)保、低成本的超流 態(tài)自密實(shí)混凝土，旨在解決現(xiàn)有活性粉末混凝土存在的上述問題。
[0005] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種超流態(tài)自密實(shí)混凝土，包括如下重量份數(shù)的下列組 分：
[0006] 硅酸鹽水泥 500~650份； 硅粉 15〇、210份； 粉煤灰 100~130份； 礦粉 85~105份； 石灰石粉 45~60份； 河沙 1000~丨300份; 高效減水劑 24~30份; 碳酸鈉粉 8~15份; 水 150~180份; 鋼纖維 80~160份。
[0007] 以及，一種超流態(tài)自密實(shí)混凝土的制備方法，包括如下步驟：
[0008] 按上述超流態(tài)自密實(shí)混凝土的配方稱取各組分；
[0009] 將鋼纖維、水泥、硅粉、粉煤灰、礦粉、石灰石粉、河沙進(jìn)行混合處理，形成混合物 料；
[0010] 向上述混合物料中加入高效減水劑和水，進(jìn)行進(jìn)一步混合處理，再加入碳酸鈉粉 進(jìn)行混合。
[0011] 本發(fā)明提供的超流態(tài)自密實(shí)混凝土，以河沙取代活性粉末混凝土中石英砂、摻有 大量工業(yè)廢渣取代水泥，價(jià)格相對(duì)低廉，其混凝土性能不僅能保持原有活性粉末混凝土的 超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性、體積穩(wěn)定指標(biāo)，同時(shí)能大幅度降低粘聚性強(qiáng)現(xiàn)象且使其能夠 有自密實(shí)工作性能，流動(dòng)性大幅度提高，且無泌水和離散現(xiàn)象，滿足在廣闊建筑構(gòu)件領(lǐng)域中 的應(yīng)用要求。
[0012] 本發(fā)明實(shí)施例提供的超流態(tài)自密實(shí)混凝土的制備方法，只需將各成分進(jìn)行充分有 序混合即可，方法簡單可控，可操作性強(qiáng)，且生產(chǎn)出來的混凝土流動(dòng)性和自密實(shí)性均很好。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種超流態(tài)自密實(shí)混凝土，包括如下重量份數(shù)的下列組分：
[0015] 硅酸鹽水泥 500~650份； 硅粉 150~210份； 粉煤灰 100~130份； 礦粉 85~丨05份； 石灰石粉 45~60份； 河沙 1000~1300價(jià); 高效減水劑 24~30份； 碳酸鈉粉 8~15份； 水 150~180份; 鋼纖維 80~160份。
[0016] 具體地，所述硅酸鹽水泥作為本發(fā)明實(shí)施例超流態(tài)自密實(shí)混凝土的基體組分之 一，其與水一起形成膠凝材料發(fā)揮膠凝作用。所述硅酸鹽水泥與水反應(yīng)后形成堅(jiān)固的水泥 石，將混凝土中的集料顆粒牢固的粘結(jié)成整體，使混凝土具有一定的物理力學(xué)性能包裹集 料表面并填充集料的空隙，使混鏡土具有所需要的強(qiáng)度、耐久性等重要技能。作為本發(fā)明優(yōu) 選實(shí)施例，所述硅酸鹽水泥選用粒徑為30~60 μ m的52. 5等級(jí)硅酸鹽水泥，選用該硅酸鹽 水泥能夠在水泥摻量較低的情況下，提供更多的OH根離子，便于礦物組分的二次反應(yīng)。作 為具體實(shí)施例，所述硅酸鹽水泥的具體重量份數(shù)為500份、520份、530份、550份、580份、 600份、620份、625份、650份等具體份數(shù)。
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例所述硅粉是工業(yè)電爐在高溫熔煉工業(yè)硅及硅鐵的過程中，隨廢氣逸 出的煙塵經(jīng)特殊的捕集裝置收集處理而成的工業(yè)廢料。由于硅粉顆粒小、比水泥顆粒小 20~100倍，其粘合性好，且硬度也高，能代替部分水泥作為混凝土的原料?；炷林惺褂?硅粉后，可以大大降低混凝土水化漿體中的孔隙尺寸，改善了孔隙尺寸分布，從而使混凝土 強(qiáng)度提高；且硅粉可以充填到水泥顆粒中間的空隙中，使混凝土密實(shí)性提高；同時(shí)，硅粉的 二次水化作用，新的生成物堵塞混凝土中滲透通道，使硅粉混凝土的抗?jié)B能力很強(qiáng)。此外， 混凝土中加入硅粉還可控制混凝土材料的離析和泌水，減少或避免混凝土出現(xiàn)蜂窩、麻面、 薄弱夾層、裂縫和乳皮等缺陷。作為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，為了進(jìn)一步增強(qiáng)硅粉在混凝土中發(fā) 揮的上述作用，所述硅粉的粒徑為0. 05~0. 40 μ m，其中，SiO2的質(zhì)量百分含量在85%以 上，當(dāng)SiO2的質(zhì)量百分含量達(dá)到85%以上時(shí)，可以有效大幅度地增加硅粉的活性指數(shù)、增加 球狀體顆粒數(shù)量，使其漿體的流動(dòng)度作用得到大幅度提高。作為具體實(shí)施例，所述硅粉的具 體重量份數(shù)為150份、160份、170份、180份、190份、200份、210份等具體份數(shù)。
[0018] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述粉煤灰可選用從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細(xì)灰。由于 粉煤灰的外觀與水泥類似，且其化學(xué)成分其化學(xué)成分主要是SiO2 (45~65% )、Al2O3 (20~ 35% )及Fe2O3(5~10% )和Ca0(5% )等，因此，其可以代替部分水泥適用于混凝土中。 在混凝土中摻加粉煤灰一方面節(jié)約了大量的水泥和細(xì)骨料，節(jié)約了生產(chǎn)成本；另一方面，由 于摻用粉煤灰增大了混凝土漿體的體積，大量的漿體填充了骨料間的孔隙，包裹并潤滑了 骨料顆粒，從而使混凝土拌和物具有更好的粘聚性和可塑性，增加了混凝土的和易性和修 飾性，同時(shí)可抑制混凝土的泌水。作為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，為了進(jìn)一步增強(qiáng)粉煤灰在混凝土 中的上述效果，所述粉煤灰選用粒徑在10~30 μ m的II級(jí)粉煤灰。作為具體實(shí)施例，所述 粉煤灰的具體重量份數(shù)為100份、105份、110份、115份、120份、125份、130份等具體份數(shù)。
[0019] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述礦粉的主要化學(xué)組分為CaO、Si02、A120 3、Fe2O3等。在混凝 土中摻雜礦粉后，一方面可以減少水泥用量、降低生產(chǎn)成本；另一方面，可改善混凝土的工 作性、降低水化熱、增進(jìn)后期強(qiáng)度、改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高抗?jié)B和抗腐蝕能力，增強(qiáng)了 混凝土的耐久性等。由于混凝土摻入磨細(xì)礦粉后能延緩膠凝材料的水化速度，使混凝土的 凝結(jié)時(shí)間延長，特別對(duì)于高溫季節(jié)混凝土的輸送和施工有利。因此，作為優(yōu)選實(shí)施例，所述 礦粉為粒徑在10~30 μ m的S95級(jí)以上礦粉。作為具體實(shí)施例，所述礦粉的具體重量份數(shù) 為85份、90份、95份、100份、105份等具體份數(shù)。
[0020] 石灰石經(jīng)機(jī)械加工后顆粒小于0. 16毫米的微細(xì)粉體即石灰石粉。石灰石粉中粒 徑較小的硅質(zhì)、鈣質(zhì)顆粒，具有一定強(qiáng)度的水化產(chǎn)物，充填混凝土孔隙，使混凝土的孔隙細(xì) 化，降低混凝土的孔隙率，改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)，從而提高混凝土的性能。因此，作為本發(fā) 明優(yōu)選實(shí)施例，所述石灰石粉的粒徑為30~60 μ m。作為具體實(shí)施例，所述石灰石粉的具體 重量份數(shù)為45份、50份、55份、60份等具體份數(shù)。
[0021] 本發(fā)明實(shí)施例超流態(tài)自密實(shí)混凝土中，采用了大量的工業(yè)廢渣粉-硅粉、粉煤灰、 礦粉等取代部分水泥，降低了活性粉末混凝土的粘聚性，增加了自密實(shí)工作性能，降低了早 期粉末混凝土水化熱過高現(xiàn)象。
[0022] 此外，本發(fā)明實(shí)施例中，以河沙取代活性粉末混凝土中石英砂，使其活性粉末混凝 土材料來源更廣泛，成本更低。作為優(yōu)選實(shí)施例，所述河沙的粒徑為〇. 16~4. 75 mm。綠色 環(huán)保磨細(xì)河沙粉末混凝土保證了混凝土性能與普通活性粉末混凝土性能達(dá)到一致，如混凝 土的高強(qiáng)度、高韌