強度等級為c50的自密實清水混凝土的製作方法
2023-07-26 21:46:26 1
專利名稱：強度等級為c50的自密實清水混凝土的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種自密實清水混凝土，具體是ー種用於勁性混凝土結構的C50自密實清水混凝土。能滿足鋼筋配置密集的勁性混凝土結構，要求自密實性能好、混凝土外觀質量達到清水混凝土外觀效果的勁性混凝土結構強度等級為C50的混凝土。
背景技術：
勁性混凝土結構又稱為型鋼混凝土組合結構，是由混凝土、型鋼、縱向鋼筋、橫向 鋼筋等組成。軋制或焊接成型的型鋼配置在混凝土截面內部，為了改善型鋼與混凝土之間的粘結性能，在型鋼表面加設一定數量的剪切連接件，縱向鋼筋和箍筋設置在型鋼周圍區域。勁性混凝土結構因其具有承載カ高、剛度大、抗震性能好、防火性和耐久性好、便於施工等優點，可用於框架結構、框架-剪力牆結構、底部大空間剪カ牆結構、框架-核心筒結構、筒中筒結構等結構體系。在施工實踐中，勁性混凝土結構的施工存在一些技術瓶頸問題，如因混凝土截面內配置了型鋼，周圍配置密集的鋼筋，若採用普通的混凝土澆築成型，存在下料難，振搗難，密實成型難的諸多問題，成型後混凝土的外觀質量不良。低碳經濟模式下，節能環保、緑色施工成為主題，採用自密實混凝土，因其具有優良的流動性、抗離析性和自填充性，能解決勁性混凝土下料難、振搗難、密實成型難的技術問題，採用清水混凝土，能保證混凝土外觀色澤基本一致，氣泡少且分散的外觀質量要求。因而，研發自密實清水混凝土，能改善混凝土的工作性能，實現混凝土的自密實性能，達到普通清水混凝土的外觀質量要求，即直接利用混凝土成型後的自然質感作為飾面效果的混凝土。這個對勁性混凝土結構的推廣應用，對於綠色、低碳、節能施工具有重要意義。
發明內容
為解決勁性混凝土結構中鋼筋密集，下料與振搗難度大，混凝土成型外觀質量不佳的難題，本發明提供ー種用於勁性混凝土結構的強度等級為C50的自密實清水混凝土。本發明是以如下技術方案實現的一種強度等級為C50的自密實清水混凝土，該混凝土的配合比為
水泥335kg/m3
複合礦物摻合料110 kg/m3
粉煤灰40 kg/m3
水155 kg/m3
外加劑8. 7 kg/m3
細骨料850 kg/m3
粗骨料910 kg/m3
混凝土配置技術參數為水粉比為O. 82，粉體體積O. 19m3，粒徑< O. 075mm，膠凝材料
體積用量O. 17 m3,含氣量2%-3%，石子空隙率36. 5%。所述的水泥為矽酸鹽水泥或普通矽酸鹽水泥，其強度等級為42. 5MPa，性能指標符合國家規範要求。所述膠凝材料為活性材料，由複合礦物摻合料和粉煤灰組成。複合礦物摻合料7d和28d的活性指數分別不低於70%和90%，相應的指標(細度、比表面積、含水量、燒失量、氯離子含量、三氧化硫含量)符合規範要求。粉煤灰為I級，需水量比< 95%，其他性能指標符合《用於水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T1596-2205)、《自密實混凝土應用技術規程》(CECS203:2006)和《清水混凝土應用技術規程》(JGJ169-2009)要求。所述的細骨料採用乾淨的河砂，中砂，細度模數為2. 5-3. 0，級配區域為2區，含泥量< 1%，泥塊含量< 1%，其它性能指標符合要求。所述的粗骨料為石灰石、花崗石等人工碎石子，質地堅硬，強度高，產源地穩定或一致，色澤基本穩定，針片狀顆粒含量< 5%，含泥量< 1%，泥塊含量< O. 5%，石子堆積空隙率< 40%,石子最大粒徑 25% (使用中採用的減水率達到為26%-30%)，常壓泌水率< 60%，與水泥和摻合料的相容性試驗合格，性能指標符合《混凝土外加劑》(GB8076-2008)和《混凝土外加劑應用技術規範》(GB 50119-2003)的要求。強度等級為C50的自密實清水混凝土具有以下功能滿足工程中勁性混凝土結構混凝土分項工程的施工，解決勁性混凝土施工中混凝土分項工程施工的技術難題，包括勁性混凝土中型鋼、縱向鋼筋、橫向鋼筋、型鋼剪切連接件等縱橫交錯，鋼筋密集，鋼筋間距小的豎向或斜向構件，振搗棒難於隨意振搗移動，下部振搗密實程度難於控制，混凝土拆模後成型外觀質量不好等技術問題。提供的C50自密實清水混凝土，根據絕對體積的綜合設計方法，滿足混凝土自密實性能、工作性能、清水外觀、強度和耐久性能等綜合指標，通過膠凝材料、粉體、細骨料和粗骨料之間空隙填充密實效應，通過活性材料不同粒徑的活性反應和物通充盈效應，提聞混凝土材料的顆粒間嘆合和粘結カ，提聞混凝土的和易性，提聞混凝土的抗離析性能，降低混凝土的塌落度延時損失，從而使混凝土的自密實性能得到優化，具備在自重作用下填充模板的能力。材料的選材和充分試驗控制，保證混凝土材料成型後的外觀質量均勻，色感基本一致，達到普通清水混凝土的外觀效果，實現混凝土自密實和清水效果的多重功能要求。本發明的有益效果是該混凝土能在重力作用下自動填充模板，具有較好的流動性、抗離析性和粘結性，能降低填料強度和振搗強度，降低混凝土澆築操作強度，提高混凝土澆築的エ效等優點。混凝土成型後外觀色澤基本一致，表觀氣泡少且分散，滿足清水混凝土的外觀質量要求。本發明操作簡單，特別適用於鋼筋密集的豎向或斜向的勁性混凝土結構清水混凝土施工，能滿足勁性混凝土結構中的自密實性能和外觀清水效果。
具體實施例方式下面結合實施例進ー步說明本發明的方案和效果。實施例I
實施工程中鋼筋間距< 50mm，處於鋼筋最小間距35-60mm的範圍，豎向或斜向構件柱子截面尺寸小，高度大，結構複雜。宜選用自密實等級ー級的自密實混凝土，要求自密實混凝土的流動性、抗離析性和填充性符合《自密實混凝土應用技術規程》(CECS203:2006)的性能要求，實施中通過測試混凝土的U型箱試驗填充高度、塌落擴展度T50、V漏鬥通過時間來控制。要求勁性混凝土結構的外觀質量達到清水混凝土的外觀效果，即直接利用混凝土成型後的自然質感作為飾面效果，拆模後不用裝飾，緑色、低碳、環保。為此要求所設計的自密實混凝土也同時具備清水混凝土的性能要求，符合《清水混凝土應用技術規程》(JGJ169-2009)要求，混凝土材料組成、含量與色澤應與樣板保持連續穩定。清水混凝土表觀質量要求色澤基本一致，無明顯色差，氣泡小且少，表面無加砂或粉化現象。結合自密實混凝土和清水混凝土的配置要求，選擇優質穩定的集料，膠凝材料以灰色為主色，供應要求連續且質量變異性能小。粗細集料選擇就近或周邊區域的材料，質地應一致。粉體(粒徑< O. 075mm)根據勁性混凝土結構的要求、一類環境條件和混凝土的自密實性能和工作性能選用。骨料根據清水混凝土的性能，根據粗細骨料的最大堆積密度和 最小空隙率選用，石子的空隙率< 40%，砂子採用乾淨的河沙，宜採用中砂。外加劑採用超塑化劑，與水泥、摻和料能相客，且能形成較好的工作性能。膠凝材料選用複合礦物摻和料和粉煤灰，考慮兩種活性材料的細度能相互疊加，活性能相互補充，與水泥一起形成比較高的活化效應，有效降低水化熱，提高膠凝材料的粘結效應，降低砂漿與石料之間的離散型和離析性，在混凝土填充性、擴散性、流動性、粘結性之間形成比較好的平衡點，滿足自密實清水混凝土的綜合功能。實施例配合比為
水泥 P. 042. 5 335kg/m3
複合礦物摻合料110 kg/m3
粉煤灰(一級)40 kg/m3
水155 kg/m3
外加劑 PCA 8. 7 kg/m3
砂子850 kg/m3
石子910 kg/m3
其中水泥選用P. 042. 5水泥，質量穩定，力學和物理性能指標符合要求，水泥與膠凝材料之間相容性好，色澤質感穩定連續。複合礦物摻合料，採用F95，比表面積> 400kg/m2, 7d和28d活性指數以及其他指標均符合要求。粉煤灰，採用優質的I級粉煤灰，細度(45 μ m篩餘)彡7. 2%(規範要求彡12%)，需水量比94%〈95%規範要求，燒失量3. 1%<5%規範要求，比表面積為760 kg/m2。PCA聚羧酸高性能減水劑，減水率26. 2%，Ih經時變化量30mm，含固量19. 71%，與膠凝材料相容性好，不會改變混凝土的色澤。水採用自來水，在水箱靜置除氯後使用。石子採用新鮮的石灰石,採用人工機械破碎,石子採用5 IOmm和10 20mm兩種級配的石子，按照最大堆積密度和最小空隙率配置，採用的比例為5 IOmm的石子佔30%,10 20mm石子佔70%，石子的含泥量為O. 4%，針片狀顆粒含量為1%，空隙率36. 5%。
砂子採用乾淨的河沙，細度模數2. 7，級配為II區，含泥量O. 5%，有機質含量和堅固性等指標符合要求。性能檢測
混凝土的自密實性能，包括流動性、抗離析性和填充性。流動性由塌落擴展度、塌落度和塌落度損失表徵，實測塌落度160 180mm，塌落度經時損失20 30mm,塌落擴展度650 690mm。填充性由坍落擴展度或T50流動時間檢測，實測為14 16s。抗離析性由U型儀試驗檢測，實測U型箱試驗填充高度300 315 _。
混凝土的力學性能，7d抗壓強度35. 6MPa，28d抗壓強度52. 3MPa，28d劈裂抗拉強度 3. 52 MPa。混凝土成型後的外觀質量，截面尺寸350mmX 350mm，高度2700mm的柱子樣板試驗，拆模後混凝土外觀色澤一致，呈現青灰色，可視範圍內看不到氣泡，無痕跡和粉化現象，無裂縫，無外觀缺陷，達到清水混凝土的外觀效果。
權利要求
1.一種強度等級為C50的自密實清水混凝土，其特徵在於，該混凝土的配合比為 水泥335kg/m3 複合礦物摻合料110 kg/m3 粉煤灰40 kg/m3 水155 kg/m3 外加劑8. 7 kg/m3 細骨料850 kg/m3 粗骨料910 kg/m3 混凝土配置技術參數為水粉比為O. 82，粉體體積O. 19m3，粒徑< O. 075mm，膠凝材料體積用量O. 17 m3,含氣量2%-3%，石子空隙率36. 5%。
2.根據權利要求I所述的強度等級為C50的自密實清水混凝土，其特徵在於，所述的水泥為矽酸鹽水泥或普通矽酸鹽水泥，其強度等級為42. 5MPa，性能指標符合國家規範要求。
3.根據權利要求I所述的強度等級為C50的自密實清水混凝土，其特徵在於，所述複合礦物摻合料7d和28d的活性指數分別不低於70%和90%，相應的指標細度、比表面積、含水量、燒失量、氯離子含量、三氧化硫含量符合規範要求；所述粉煤灰為I級，需水量比(95%，其他性能指標符合《用於水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2205、《自密實混凝土應用技術規程》CECS203:2006和《清水混凝土應用技術規程》JGJ169-2009要求。
4.根據權利要求I所述的強度等級為C50的自密實清水混凝土，其特徵在於，所述的細骨料為乾淨的河砂的中砂，細度模數為2. 5-3. 0，級配區域為2區，含泥量< 1%，泥塊含量^ 1%，其它性能指標符合要求。
5.根據權利要求I所述的強度等級為C50的自密實清水混凝土，其特徵在於，所述的粗骨料為石灰石、花崗石類質地堅硬，強度高的人工碎石子，色澤穩定，針片狀顆粒含量< 5%，含泥量< 1%，泥塊含量< O. 5%，石子堆積空隙率< 40%，石子最大粒徑< 20mm，由5 20mm連續級配配置，由5 IOmm粒徑與10 20mm粒徑組成,用量根據最大堆積密度與最小空隙率確定，比例為2 4 :6 8，其它性能指標符合《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》JC/T52-2006要求。
6.根據權利要求I所述的強度等級為C50的自密實清水混凝土，其特徵在於，所述外加劑為以羧酸類接枝聚合物為主體的複合添加剤，具有大減水、高保坍、高增強等功能，減水率> 25%，常壓泌水率< 60%，與水泥和摻合料的相容性試驗合格，性能指標符合《混凝土外加劑》GB8076-2008和《混凝土外加劑應用技術規範》GB 50119-2003的要求。
7.—種權利要求I所述的強度等級為C50的自密實清水混凝土的配製方法，其特徵在於，採用二次投料攪拌エ藝，攪拌時間為4-5min，第一次投入膠凝材料複合礦物摻合料、粉煤灰和一半的水，攪拌lmin，然後投入骨料攪拌2min，接著將剩餘的水和外加劑投入攪拌l-2min，然後出料使用。
全文摘要
本發明公開了一種用於勁性混凝土結構的強度等級為C50的自密實清水混凝土，屬混凝土領域。配合比為水泥335kg/m3、複合礦物摻合料110kg/m3、粉煤灰40kg/m3、細骨料砂850kg/m3、粗骨料910kg/m3、外加劑PCA；水膠比0.32，砂率48%，礦物摻合料摻量取代率29%，水粉比0.82；混凝土單位體積中石子佔31%，砂子佔32.5%，石子空隙率36.5%，膠粉佔19%，水佔15.5%，含氣量2%。效果是混凝土的流動性、抗離析性和自填充性滿足要求，混凝土成型後外觀色感基本一致，氣泡少且分散。操作簡單，特別適用於鋼筋密集的豎向或斜向的勁性混凝土結構清水混凝土施工。
文檔編號C04B28/04GK102690089SQ20121019303
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月13日 優先權日2012年6月13日
發明者姜豔霞, 孫克緯, 張曉丹, 王軍強 申請人:江蘇建築職業技術學院