一种c35低胶材自密实耐磨混凝土及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及混凝土,具体涉及一种C35低胶材自密实耐磨混凝土及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 自密实混凝土(Self Compacting Concrete 或 Self-Consolidating Concrete 简 称see)是指在自身重力作用下,能够流动、密实,即使存在致密钢筋也能完全填充模板,同 时获得很好均质性,并且不需要附加振动的混凝土。现有技术中的自密实混凝土胶凝材料 用量一般在500kg/m 3以上,水泥用量一般在350kg/m3以上,并大量使用了具有水化活性的 矿物掺合料(矿粉、粉煤灰)。利用此技术所制备的混凝土,其强度等级往往在C50以上; 聂法智等人(专利CN102060481A)研宄了一种强度等级C50级别,而胶凝材料用量下降至 430kg/m 3至500kg/m3。但此时的胶凝材料用量仍然大幅多于普通混凝土,且强度等级仍然 偏高。而在实际工程应用中,用量最大、最广泛的却是C35级别的混凝土;但本行业一直无 法得到胶凝材料较少而流动性又较高的C35级别的自密实混凝土,这严重制约了自密实混 凝土的应用。而且,在现有自密实混凝土中,大掺量水泥、矿粉等胶凝材料容易引起水化热 过高,体积稳定性较差等耐久性问题。
[0003] 所以,降低自密实混凝土的胶凝材料用量,不仅有利于自密实混凝土的应用,而且 能节约资源,降低生产成本,提高生产效益。而胶凝材料用量又是提高混凝土流动性的主要 手段,如何降低胶凝材料用量而又不减少其流动性;提高早期强度而又使其具有较好的保 塌性能一直是一个难以克服的问题。
[0004] 现有的混凝土地板,尤其是在厂房或道路的区域,常常被机器或者车轮磨损,板面 容易损坏,影响地板的使用,降低了地板的使用寿命。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决现有技术的上述缺点,提出一种C35低胶材自密实耐磨 混凝土及其制备方法。本发明提供的C35低胶材自密实耐磨混凝土胶凝材料用量少,而又 具备较好的流动性和早期强度,同时,具有较好的耐磨性能,对推广C35自密实混凝土的应 用起到重要的促进作用。
[0006] 本发明的方案是,一种C35低胶材自密实耐磨混凝土,其原料包含以下质量含量 的组分:水泥180~300kg/m 3、粉煤灰30~80kg/m3、细河沙220~640kg/m3、机制砂300~ 600kg/m 3、5~25mm石子600~1100kg/m3、聚幾酸减水剂2~15kg/m3、增桐剂0· 01~ 0· 03kg/m3、早强剂 4 ~8kg/m3、耐磨剂 2 ~15kg/m3。
[0007] 所述的水泥是指通用水泥,可选用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅 酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥。其中,细河沙优选细度模数小于2. 0的河 沙;机制砂优选为I、ΙΙ、ΠΙ区间中粗砂;5~25mm石子为机制碎石;粉煤灰为I或II级粉 煤灰;增稠剂可用市面上常用的混凝土、砂浆用增稠剂,优选羟丙基甲基纤维素;早强剂优 选硫酸钠和碳酸锂。
[0008] 在上述方案基础上,所述水泥的优选用量为180~198kg/m3。
[0009] 本发明所述粉煤灰的用量优选为30~55kg/m3。
[0010] 另一优选方案,所述细河沙用量为350~460kg/m3、机制砂用量460~510kg/m 3、 5 ~25mm 石子 800 ~950kg/m3〇
[0011] 另一优选方案,所述聚羧酸减水剂用量为4~6kg/m3。
[0012] 另一优选方案,所述增稠剂用量0· 02~0· 025kg/m3。
[0013] 另一优选方案,所述早强剂用量5~6kg/m3。
[0014] 另一优选方案,所述耐磨剂为石墨、石英砂、二硫化钼中的一种或几种的混合物。
[0015] 另一优选方案,所述耐磨剂用量为4~6kg/m3。
[0016] 本发明还提供所述C35低胶材自密实耐磨混凝土的制备方法,包括以下步骤:
[0017] (1)按配合比称取原料:水泥180~300kg/m3、粉煤灰30~80kg/m 3、细河沙220~ 640kg/m3、机制砂 300 ~600kg/m3、5 ~25mm 石子 600 ~1100kg/m3、早强剂 4 ~8kg/m3,并 放入搅拌机干混20~60s ;
[0018] (2)按配合比称取聚羧酸减水剂2~15kg/m3、增稠剂0· 01~0· 03kg/m3,耐磨剂 2~15kg/m3,并将增稠剂和耐磨剂加入到减水剂中,搅拌均匀;
[0019] (3)将步骤(2)的外加剂和水同时加入到步骤(1)的混合料中,用水量控制在 152 ~195kg/m3,揽样 Imin ~2min,即得。
[0020] 作为改进方案,在干混之前,还对搅拌机内壁进行如下润湿预处理:按比例称取水 泥 180 ~300kg/m3、粉煤灰 30 ~80kg/m3、细河沙 220 ~640kg/m3、机制砂 300 ~600kg/m3、 5~25臟石子600~1100kg/m3、早强剂4~8kg/m 3,152~195kg/m3,预拌制混凝土,使揽 拌机内壁被一层水泥浆体润湿。
[0021] 另一优选方案,步骤(1)混合料在搅拌机干混时,干混时间为30s。
[0022] 本发明良好的粗细骨料级配,能有效改善混凝土的堆积,使混凝土在较大的流动 性状态下不易发生离析、分层等现象;经研宄发现本发明所采用的增稠剂能在较低胶凝材 料用量下,增加混凝土的流动性,改善混凝土粗骨料的包裹性;配合本发明的早强剂能在 不改变新拌混凝土工作性能和保塌性能的同时,增加混凝土的早期强度。整体上使自密实 混凝土强度等级达到C35级别,取代应用广泛的相同等级的普通混凝土,同时降低了 50~ 150kg/m3的胶凝材料,节约了资源,降低了生产成本。解决了混凝土在自密实应用中难以 达到C35级别和胶凝材料用量大的问题。另外,本发明早期强度较高,一天抗压强度达到 15MPa以上,可以实现一天拆模,减少模具使用量,提高生产效率。本发明的耐磨剂能在上述 配比下与其它组分相协调,提高了混凝土地板的耐磨性。
【具体实施方式】
[0023] 以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明,本发明的保护范围并不仅限于这 些实施例。
[0024] 实施例1 - 5
[0025] 以下实施例所采用的原料如下:
[0026] 水泥为P042. 5,二级粉煤灰,细度模数为1. 9的细河沙,细度模数为3. 3的机制砂, 以及连续级配的2~25_碎石;减水剂为聚羧酸高效减水剂;所用增稠剂为羟丙基甲基纤 维素;所用早强剂为无水硫酸钠。
[0027] 试验室在以上原材料基础上,设计强度等级为C35自密实混凝土配合比,其胶凝 材料用量不大于350kg/m 3,具体见下表。
[0028] (1)表1实施例1 - 5具体配合比kg/m3
[0029]
[0030] (2)新拌自密实混凝土工作性试验
[0031] 根据《自密实混凝土应用技术规程》,分别测试了新拌混凝土 Omin和60min时的坍 落扩展
度、T5(I、U型和V型。结果显示,所有配合比的新拌混凝土工作性能均符合标准要求, 详见表2。
[0032] 表2新拌混凝土工作性能
[0033]
[0034] (3)自密实混凝土强度试验
[0035] 根据相关的国家标准,分别测试了混凝土 1天、3天、7天和28天的抗压强度,详见 表3.
[0036] 表3混凝土各龄期抗压强度结果MPa
[0037]
[0038] 可以看出,本发明所得自密实混凝土强度等级在C35,可取代应用广泛的相同等级 的普通混凝土,利用自密实混凝土的高流动性、免振捣等性能,在施工中可以大幅改善工人 的工作环境,提高工作效率;早期强度较高,一天抗压强度在IOMPa以上,可以一天拆模起 吊。
[0039] 实施例 6 - 10
[0040] (1)表4实施例6 - 10具体配合比kg/m3
[0041]
[0042] (2)新拌自密实混凝土工作性试验
[0043] 根据《自密实混凝土应用技术规程》,分别测试了新拌混凝土 Omin和60min时的坍 落扩展度、T5(I、U型和V型。结果显示,所有配合比的新拌混凝土工作性能均符合标准要求, 详见表5。
[0044] 表5新拌混凝土工作性能
[0045]
[0046] (3)自密实混凝土强度试验
[0047] 根据相关的国家标准,分别测试了混凝土 1天、3天、7天和28天的抗压强度,详见 表6
[0048] 表6混凝土各龄期抗压强度结果MPa
[0049]
[0050] 可以看出,本发明所得自密实混凝土强度等级在C35,可取代应用广泛的相同等级 的普通混凝土,利用自密实混凝土的高流动性、免振捣等性能,在施工中可以大幅改善工人 的工作环境,提高工作效率;早期强度较高,一天抗压强度在IOMPa以上,可以一天拆模起 吊。同时,做为地板,其耐磨性能有明显提高。
[0051] 上述实施例所采用的制备方法:
[0052] 先预处理:按比例称取水泥、粉煤灰、细河沙、机制砂、5~25mm石子、早强剂、水, 预拌制混凝土,使搅拌机内壁被一层水泥浆体润湿。
[0053] 然后按配合比称取原料:水泥、粉煤灰、细河沙、机制砂、5~25mm石子、早强剂、耐 磨剂,并放入搅拌机干混30s ;
[0054] 再按配合比称取聚羧酸减水剂、增稠剂、耐磨剂,并将增稠剂、耐磨剂加入到减 水剂中,搅拌均匀;然后将上述外加剂和水同时加入已经干混的混合料中,用水量控制在 152 ~195kg/m3,揽样 Imin ~2min,即得。
[0055] 其中,各实施例中的增稠剂采用羟丙基甲基纤维素,实施例1 一 5耐磨剂为石墨, 实施例6 - 10耐磨剂为石英砂,实施例1、2、6、7、9的早强剂用的是硫酸钠,实施例3、4、5、 8、10早强剂用的是碳酸锂。
[0056] 上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化, 均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种C35低胶材自密实耐磨混凝土,其特征是,其原料包含以下质量含量的组分:水 泥 180 ~300kg/m3、粉煤灰 30 ~80kg/m3、细河沙 220 ~640kg/m3、机制砂 300 ~600kg/m3、 5~25mm石子600~1100kg/m3、聚幾酸减水剂2~15kg/m3、增桐剂0? 01~0? 03kg/m3、早 强剂4~8kg/m3、耐磨剂2~15kg/m3。2. 根据权利要求1所述的C35低胶材自密实耐磨混凝土,其特征是,所述水泥的用量为 180 ~198kg/m3〇3. 根据权利要求1所述的C35低胶材自密实耐磨混凝土,其特征是,所述粉煤灰的用量 为 30 ~55kg/m3。4. 根据权利要求1所述的C35低胶材自密实耐磨混凝土,其特征是,所述耐磨剂为石 墨、石英砂、二硫化钼中的一种或几种的混合物。5. 根据权利要求1所述的C35低胶材自密实耐磨混凝土,其特征是,所述耐磨剂用量为 4 ~6kg/m3。6. 根据权利要求1至5任意一项权利要求所述的C35低胶材自密实耐磨混凝土,其特 征是,所述细河沙用量为350~460kg/m3、机制砂用量460~510kg/m3、5~25mm石子800~ 950kg/m3〇7. 根据权利要求1、2或者3所述的C35低胶材自密实耐磨混凝土,其特征是,所述聚 羧酸减水剂用量为4~6kg/m3;所述增稠剂用量0. 02~0. 025kg/m3;所述早强剂用量5~ 6kg/m3。8. 权利要求1至7任意一项权利要求所述C35低胶材自密实耐磨混凝土的制备方法, 其特征是,包括以下步骤: (1) 按配合比称取原料:水泥180~300kg/m3、粉煤灰30~80kg/m3、细河沙220~ 640kg/m3、机制砂 300 ~600kg/m3、5 ~25mm石子 600 ~1100kg/m3、早强剂 4 ~8kg/m3,并 放入搅拌机干混20~60s; (2) 按配合比称取聚羧酸减水剂2~15kg/m3、增稠剂0. 01~0. 03kg/m3,耐磨剂2~ 15kg/m3,并将增稠剂和耐磨剂加入到减水剂中,搅拌均匀; (3) 将步骤(2)的外加剂和水同时加入到步骤(1)的混合料中,用水量控制在152~ 195kg/m3,揽拌Imin~2min,即得。9. 根据权利要求8所述C35低胶材自密实耐磨混凝土的制备方法,其特征是,在干混 之前,还对搅拌机内壁进行如下润湿预处理:按比例称取水泥180~300kg/m3、粉煤灰30~ 80kg/m3、细河沙 220 ~640kg/m3、机制砂 300 ~600kg/m3、5 ~25mm石子 600 ~1100kg/m3、 早强剂4~8kg/m3,水152~195kg/m3,预拌制混凝土,使搅拌机内壁被一层水泥衆体润湿。10. 根据权利要求8或9所述C35低胶材自密实耐磨混凝土的制备方法,其特征是,步 骤(1)混合料在搅拌机干混时,干混时间为30s。
【专利摘要】本发明涉及混凝土,具体涉及一种C35低胶材自密实耐磨混凝土及其制备方法。本发明的方案是,一种C35低胶材自密实耐磨混凝土,其原料包含以下质量含量的组分:水泥180~300kg/m3、粉煤灰30~80kg/m3、细河沙220~640kg/m3、机制砂300~600kg/m3、5~25mm石子600~1100kg/m3、聚羧酸减水剂2~15kg/m3、增稠剂0.01~0.03kg/m3、早强剂4~8kg/m3、耐磨剂2~15kg/m3。本发明提供的C35低胶材自密实耐磨混凝土胶凝材料用量少,而又具备较好的流动性和早期强度,同时还具备较好的耐磨性能,对推广C35自密实混凝土的应用起到重要的促进作用。
【IPC分类】C04B28/04, C04B24/38, C04B20/00
【公开号】CN104891901
【申请号】CN201510260284
【发明人】徐志辉
【申请人】中民筑友有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月20日