专利名称：无龟裂高性能混凝土掺合料及其使用方法
技术领域：
本发明属建筑材料，主要涉及高性能混凝土材料的改进。
本发明技术方案的具体内容是，无龟裂高性能混凝土掺合料的组成成份及其含量范围是，无机硅料40-55％，石灰石14-50％，无水石膏4-12％，生石灰6-19％；其中，配制时将无机硅料、石灰石、无水石膏和生石灰皆分别进行初研磨，按上述比例混合后进行第二次研磨，制成达到通过400目标准筛后，筛余量小于7％的粉粒，即是掺合料成品。使用本掺合料配制混凝土时，按所用水泥重量的8-25％掺入水泥骨料中，干拌均匀、加水、高效减水剂，再进行搅拌，即可配制高性能无龟裂混凝土。所用主要材料的重量比为水泥选用P·0425普硅，用量为100；水28-30；中砂细度模数2.6，用量为106-109；粒径为5-20mm的花岗岩碎石210-215；高效减水剂用量为1.8-2.5。这样，以无机硅料为主的掺合料，在使用中与水泥水化生成物—无机硅胶，改变了拌和水粘度，提高了粒子的粘结握裹力，有效的减少了粒子间隙，封闭了构件表面，阻止了混凝土成型过程中的游离水外析，使混凝土的水化过程充分完成，满足了安定性要求；无机硅胶对于钠离子生成有极强的抑制作用，杜绝了混凝土体内的化学自腐；使混凝土在成型过程中消除了龟裂成因。因此本发明提出的技术问题得到解决。
本发明所述掺合料的组成成份是，无机硅料42％，石灰石35％，无水石膏8％，生石灰15％。
本发明所述掺合料的组成成份是，无机硅料47％，石灰石39％，无水石膏6％，生石灰8％。
本发明所述掺合料的组成成份是，无机硅料45％，石灰石35％，无水石膏8％，生石灰12％。
本发明所述掺合料在配制高性能混凝土时，掺入量为相应水泥用量的8-25％。
本发明掺合料用于配制高性能混凝土作业时，使其游离水析出率由常规的50％降至5％，拌制好的混凝土有良好的粒子粘结握裹力，高压泵送不泌水；塌落度在增大18cm基础上，经时30分、60分、90分损失率分别小于0.5cm、1cm、2cm；混凝土振捣时达到同频震动，均质结晶；无机硅胶有抑制钠离子生成与析出作用，杜绝了化学腐蚀问题。从混凝土内部改变了结晶成型质量，构筑物呈水泥原有色泽，光洁致密、有折光效果。本掺合料配制C80-C100级别无龟裂混凝土，从根本上改变了结构质量，消除了龟裂成因，提高了耐久性的综合指标。其抗压强度提高10％，同比情况下可节省水泥用量10-20％。本发明原料来源广泛，加工简便，质量易于控制，是一种低造价、高质量的掺合料。
第一实施例是用于大型车间厂房的承载柱，其原设计断面为1×1m，高8m，设计为C50混凝土。
本例掺合剂无机硅料42％，石灰石35％，无水石膏8％，生石灰15％。在配制时无机硅料、石灰石、无水石膏和生石灰皆需进行初研磨，将各组份按上述比例混合后进行第二次研磨，所制成的粉粒，通过400目标准筛后，筛余量为5％，即是本例掺合料成品。使用本掺合料配制混凝土时，按所用水泥重量的14％掺入；该混凝土所用材料的重量比为水泥选用P·0425普硅，用量为100；水30；中砂细度模数2.6，用量为108；粒径为5-20厘米的花岗岩碎石213；高效减水剂用量为1.8。以本例掺合剂用于上述混合料中，所配制成混凝土C80级别，经检验混凝土强度达到88MPa。经采用本例混凝土所制成承载柱的断面为0.8×0.6m即满足工程承载需要。
第二实施例是用于某单位浇大型设备抗震动的基础，设计混凝土标号为C100级别。
本例掺合剂无机硅料47％，石灰石39％，无水石膏6％，生石灰8％。在配制时无机硅料、石灰石、无水石膏和生石灰皆需进行初研磨，将各组份按上述比例混合后进行第二次研磨，所制成的粉粒，通过400目标准筛后，筛余量为3％，即是本例掺合料成品。使用本掺合料配制混凝土时，按所用水泥重量的18％掺入；该混凝土所用材料的重量比为水泥选用P·0425普硅，用量为100；水29；中砂细度模数2.6，用量为109；粒径为5-20mm的花岗岩碎石212；高效减水剂用量为1.9。以本例掺合剂用于上述混合料中，所配制C100混凝土，经检验混凝土强度达到109.8MPa。
浇筑时，因有一块1.5M×0.3M模板位移，超出上部1公分，底部3公分的斜坡状。浇筑成型后60小时，为了削去突出的斜坡，采用人力用钢钎凿切。仅此项工作，13个工人干了一个班，用钢凿切打，只见冒火里，在该处仅留下一个白点，根本削切不掉。无奈用混凝土圆盘切缝机进行机械削切，仅此一点工程，就损坏了三个锯片。从削切的薄片看出，混凝土的颜色是深灰色，有密实的均匀质结晶，有折光点，并且杜绝混凝土龟裂，，呈均质结晶光洁致密的结构。
第三实施例是用于某矿井下负420m、4×6m运输主巷道，需填充宽度为14×32公分的直立断层时的建设加固工程。在浇筑该填充混凝土时要满足的特殊要求是1.井上搅拌，装罐运输到井下工作面，需80分钟，要求塌落度损失率≤2％.
2.混凝土对钢筋要有良好的握裹力，并对钢筋无腐蚀。
3.混凝土与基岩要有密实牢固的粘结附着力，注浆压力设计为1.5倍-2倍，即在10Mpa压力输浆中，不能有泄浆现象，构件承载力必须大于10Mpa。
4.模板为0.4×1.5m规格，浇筑混凝土顶拱部无振捣空间，只能在立邦上进行振捣，拱部不振捣的混凝土能否达到密实结晶，粘着牢固，无缝隙的要求。
5.此项浇筑因运输距离远，模板小易形成多道接茬，要求混凝土有良好的附着力。
6.断层涌水采用疏导水管引流，待混凝土凝固后，用此管顶水填充断层注浆。
原计划用钢拱架支撑后浇筑凝土加固，厚度1米，工作面延伸4.5米工程，以注浆填充断层。而本例是采用C100级别混凝土加固，减去钢拱架5组，用φ30mm钢筋，浇筑60公分厚混凝土的方案。为此，选用混凝土的组成配比是P.O425水泥100％，中砂细度模数2.6，用量109％，粒径5-20mm石子用量210％，高效减水剂25％，拌合用水30％。所用混凝土掺合料的组成成份是，无机硅料45％，石灰石35％，无水石膏8％，生石灰12％。所制成的粉粒，通过400目标准筛后，筛余量为2％，按所配制混凝土水泥用量的22％掺入本例掺合料。经实施后，质量检测为1.浇筑混凝土塌落度增大18cm，80分钟损失率为2cm，满足浇筑时的要求。
2.振捣在立邦2米处进行，上、下部均呈同频震动，顶拱部摸板螺丝眼在同频震动时，挤出牙膏状浆体，仅2分钟即成型固化，不再漏浆。
3.拆摸扳后养护3天，实施注浆，起压6Mpa，终压10MPa的压力下，混凝土无任何变化，接茬的基岩上无串泄浆，60cm厚的混凝土承受住10MPa的泵压，使注浆完成填充任务。
4.检查钻孔时发现本例混凝土对钢筋粘结握裹力紧密牢固，无剥离空洞现象，达到整体一致的效果。
5.横向层次的接茬质量一致，从外观看不出是多层浇筑。
6.混凝土表面光洁、无钠离子析出，并有反光效果。用手触摸，光滑细匀，在煤矿加固方面创下了优质工程。
权利要求
1.无龟裂高性能混凝土掺合料的组成成份是，无机硅料40-55％，石灰石14-50％，无水石膏4-12％，生石灰6-19％；其中，配制时将无机硅料、石灰石、无水石膏和生石灰皆分别进行初研磨，按上述比例混合后进行第二次研磨，制成达到通过400目标准筛后，筛余量小于7％的粉粒，即成掺合料；相应混凝土主要材料的重量比为水泥选用P·0425普硅，用量为100；水28-30；中砂细度模数2.6，用量为106-109；粒径为5-20mm的花岗岩碎石210-215；高效减水剂用量为1.8-2.5；将上述掺合料按配制混凝土所用水泥重量的8-25％掺入水泥骨料中，干拌均匀、加水和高效减水剂，搅拌待用。
2.如权利要求1所述掺合料；其特征在于所述掺合料的组成成份是，无机硅料42％，石灰石35％，无水石膏8％，生石灰15％。
3.如权利要求1所述掺合料；其特征在于所述掺合料的组成成份是，无机硅料47％，石灰石39％，无水石膏6％，生石灰8％。
4.如权利要求1所述掺合料；其特征在于所述掺合料的组成成份是，无机硅料45％，石灰石35％，无水石膏8％，生石灰12％。
5.如权利要求1、2、3或4所述掺合料；其特征在于所述掺合料在配制高性能混凝土时，掺入量为相应水泥用量的8-25％。
全文摘要
无龟裂高性能砼掺合料属建筑材料,其组成成份是,无机硅料40－55%,石灰石14－50%,无水石膏4－12%,生石灰6－19%。经初研混合后再研磨,制成过400目筛后,筛余量≤7%的粉粒。相应砼组分重量比为;P·0425普硅水泥100,水28－30,细度模数2.6中砂106－109,粒径5－20mm花岗岩碎石210－215,高效减水剂1.8－2.5。将水泥重的8－25%掺合料掺入水泥骨料中,加水搅拌。所配砼其游离水析出率由50%降为5%,粒子粘结握裹力强,高压泵送不泌水,塌落度在增18cm经时30分、60分、90分损失率分别小于0.5cm、1cm、2cm,振捣可呈同频震动,均质结晶,能抑制钠离子生成与析出,杜绝腐蚀;构筑物呈水泥原色泽,光洁致密无龟裂,耐久性稳定,抗压强度提高10%,或省水泥10－20%;原料广泛,加工简便,质量易控,造价低廉。
文档编号C04B40/00GK1381421SQ02121220
公开日2002年11月27日 申请日期2002年6月10日 优先权日2002年6月10日
发明者王衡, 贺高崎, 王国锋, 王国荣 申请人:王衡