专利名称：：一种含低质粗集料的混凝土及其制备方法
技术领域：
：本发明属水工建筑材料
技术领域：
，具体为涉及一种含低质粗集料的混凝土及其制备方法。
背景技术：
：随着建设事业的迅猛发展，粗集料的需求量持续增长，自然界中品质优良的天然粗集料不断被开采，其资源枯竭化问题日益突出。低质粗集料是指其物理力学性能低于有关规范要求、一般在工程中不能使用的粗集料。我国《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)中要求粗集料品质含泥量(D2。、D恥级)《1%，表观密度》2550kg/m3，吸水率《2.5%。通常使用低质粗集料配制混凝土，会导致混凝土耐久性不良。因此采取相应技术措施，合理、有效地开发利用低质粗集料，配制出含低质粗集料的耐久性混凝土，不仅可以节省自然资源，达到保护环境、走可持续发展道路的目的，而且还具有一定的经济和社会效益。
发明内容本发明提供了一种含低质粗集料的耐久混凝土及其制备方法。本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的本发明的含低质粗集料(粗集料包含小石和中石)混凝土是由水、水泥、超细粉煤灰、砂子、小石、中石、外加剂制成，各个组份以kg/mS来表示。其中水用量105150，水泥用量282309，超细粉煤灰掺量0121，砂子用量669752，小石用量497517，中石用量745775，外加剂包括高性能聚羧酸减水剂、十二烷基硫酸钠引气剂、偏高岭土、超吸收树脂颗粒和激发剂。聚羧酸减水剂掺量35，十二烷基硫酸钠引气剂掺量0.030.07，偏高岭土的掺量6.232.4，超吸收树脂颗粒掺量25，激发剂为NaOH、CaS04复合而成(其中NaOH的比例为20%，CaS04的比例为80%)。激发剂掺量27.137.5。上述材料中水为自来水，水泥为P"42.5，超细粉煤灰为固体工业废弃物，其中超细粉煤灰45pm方孔筛筛余率《10%。使用超细粉煤灰不仅可以综合利用工业废弃物问题，节约资源能源，保护环境，而且可以有效改善混凝土拌合物性能，提高混凝土耐久性。上述材料中集料分细集料和粗集料。其中细集料为中砂，粗集料为小石(D20级)、中石(D卯级)低质粗集料，小石吸水率为3.5%，含泥量为1.5%，表观密度2540kg/m、中石吸水率为3.7%，含泥量为1.8%，表观密度2542kg/m3。上述材料中高性能外加剂聚羧酸减水剂(HVMA);十二烷基硫酸钠引气剂(JLS);超细活性粉煤灰(FA)，同时还掺用偏高岭土以及掺用粒径范围在(63125pm)的超吸收树脂颗粒(SPA)。聚羧酸减水剂(HVMA)不仅能降低混凝土单位用水量，而且还能促进胶凝材料的水化，十二烷基硫酸钠引气剂(JLS)能产生大量微小密闭的气泡。掺用超细粉煤灰、偏高岭土、超吸收树脂颗粒，通过激发剂的激发作用，可以提高含低质粗集料混凝土的强度，同时进一步提高混凝土的耐久性。一种制备含低质粗集料混凝土的方法其主要特征为釆用"水泥裹石"的方法。具体制备方法如下(1)分别将282309kg/m3水泥、0121kg/m3超细粉煤灰、6080kg/m3水投入自落式搅拌机，搅拌3040秒；(2)在完成第一步基础上分别加入669752kg/t^砂子、497517kg/m"j、石、745775kg/r^中石，投入搅拌机，搅拌4050秒；(3)在完成第二步基础上，再分别加入6.232.4kg/m3的偏高岭土、27.137.5kg/m3的激发剂以及溶有35kg/i^聚羧酸减水剂、0.030.07kg/mS十二垸基硫酸钠引气剂的4070kg/mS水，加入搅拌机，搅拌8090秒；(4)将搅拌完成的混凝土装模，进行养护。上述制备方法中，在将水泥和超细粉煤灰投入搅拌机前，先将水泥和超细粉煤灰混合均匀，以制得均匀的混凝土。本发明通过在低质粗集料混凝土中加入聚羧酸减水剂、十二垸基硫酸钠引气剂、偏高龄土、超吸收树脂颗粒、超细粉煤灰的方法制备出一种高耐久性混凝土。以配制C30强度等级的混凝土为例，其抗渗等级〉W6可达到W12以上，28d碳化深度〈5mm，抗冻等级〉F100可达到F300以上；而现有配制技术，以C30强度等级的混凝土为例，在低质粗骨料混凝土中加入46kg/mS萘系减水剂和0.040.08kg/mS松香热聚物引气剂，混凝土抗压强度能满足设计要求，但是耐久性不良(抗渗低于W6、28d碳化深度〉5mm、抗冻只能达到F50)。因此采用本发明方法解决了含低质粗集料混凝土耐久性不良的问题。具体实施方式实施例一采用某产地低质粗集料配制混凝土，要求设计抗压强度等级C30、抗渗W6、28d碳化深度《5mm、抗冻F100。利用现有配制技术在低质粗骨料混凝土中加入46kg/m3萘系减水剂和0.040.08kg/r^松香热聚物引气剂，混凝土抗压强度能满足设计要求，但是耐久性不能满足(抗渗低于W6、28d碳化深度〉5mm、抗冻只能达到F50)。本发明在低质粗集料混凝土中加入超细粉煤灰、聚羧酸减水剂、十二烷基硫酸钠引气剂和偏高龄土料配制了高耐久性混凝土。配制方法如下(1)先将282309kg/m3水泥、0121kg/m3超细粉煤灰、6080kg/m3水投入自落式搅拌机，搅拌3040秒；(2)在完成第一步的基础上，分别将669752kg/mS砂子、497517kg/m"J、石、745775kg/mS中石投入搅拌机，搅拌4050秒；(3)在完成第二步的基础上，再分别将6.232.4kg/mS的偏高岭土和27.137.5kg/r^的激发剂，以及溶有36kg/mS聚羧酸减水剂、0.030.07kg/mS十二垸基硫酸钠引气剂的4070kg/mS水加入搅拌机，搅拌8090秒；(4)将搅拌完成的混凝土装模，进行养护。11113各组份用量，7d、28d、90d抗压抗拉强度、抗渗性、抗碳化性和抗冻性如表l、表2。表l中所有配比激发剂掺量均为胶凝材料(胶凝材料为水泥和FA掺量之和)总量的9%，偏高岭土掺量均为胶凝材料总量的7%(混凝土抗压强度等级为C30)。表l低质粗集料混凝土设计配合比<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2低质粗集料混凝土性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例二采用某产地低质粗集料配制混凝土，要求设计抗压强度等级C30、抗渗W8、28d碳化深度《5mm、抗冻F150。利用现有配制技术在低质粗骨料混凝土中加入46kg/m3萘系减水剂和0.040.08kg/mS松香热聚物引气剂，混凝土抗压强度能满足设计要求，但是耐久性不能满足(抗渗低于W6、28d碳化深度〉5mm、抗冻只能达到F100)。本发明在低质粗集料混凝土中加入超细粉煤灰、聚羧酸减水剂、十二烷基硫酸钠引气剂、偏高龄土料和超吸收树脂颗粒配制了高耐久性混凝土。配制方法如下(1)先将282309kg/r^水泥、0121kg/mS超细粉煤灰、6080kg/mS水投入自落式搅拌机，搅拌3040秒；(2)在完成第一步基础上，分别将669752kg/m3砂子、497517kg/m3小石、745775kg/mS中石投入搅拌机，搅拌4050秒(3)在完成第二步基础上，再分别将6.232.4kg/mS的偏高岭土、4.5kg/r^超吸收树脂颗粒、27.137.5kg/i^的激发剂，以及溶有36kg/r^聚羧酸减水剂、0.030.07kg/m3十二烷基硫酸钠引气剂的4070kg/n^水加入搅拌机，搅拌8090秒；(4)将搅拌完成的混凝土装模，进行养护。lmS各组份用量，7d、28d、90d抗压抗拉强度、抗渗性、抗碳化性和抗冻性如表3、表4。表3中所有配比激发剂掺量均为胶凝材料(胶凝材料为水泥和粉煤灰惨量之和)总量的9%，偏高岭土掺量均为胶凝材料总量的7%(混凝土抗压强度等级为C30)。表3低质粗集料混凝土设计配合比(含超吸收树脂颗粒)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表4低质粗集料混凝土性能(含超吸收树脂颗粒)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上述实施例结果如下(1)本发明有效地解决了含粉煤灰混凝土早期强度低的问题，从而提高利用工业废渣水平(C30级混凝土早期7d抗压强度^28.8MPa，抗拉强度^2.42MPa)。(2)本发明配制的含低质粗集料混凝土，物理力学性能满足C30混凝土设计要求。混凝土早期强度较高，有利于加快施工进度。(3)本发明配制的含低质粗集料混凝土耐久性优良抗渗等级〉W6，可达到W12以上；28d碳化深度〈5mm;抗冻等级〉F100，可达到F300以上。(4)釆用本发明"水泥裹石"的混凝土配制方法，配制出的混凝土更加均匀，可进一步提高混凝土的工作性和耐久性。权利要求1.一种含低质粗集料的混凝土，其特征在于该混凝土是由水、水泥、超细粉煤灰、砂子、小石、中石、外加剂按下列kg/m3的重量配比所制成水105～150、水泥282～309、超细粉煤灰0～121、砂子669～752、小石497～517、中石745～775、外加剂38.33～79.97。2.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于所述的超细粉煤灰为45pm方孔筛筛余率《10%。3.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于所述的小石为D2o级、中石为D训级。4.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于所述的外加剂为聚羧酸减水剂、十二垸基硫酸钠引气剂、偏高岭土、激发剂或再添加超吸收树脂颗粒；其中聚羧酸减水剂的掺量为3~5kg/m3、十二垸基硫酸钠引气剂的掺量为0.03~0.07kg/m3、偏高岭土的掺量为6.2~32.4kg/m3、超吸收树脂颗粒的掺量为2~5kg/m3,激发剂的掺量为27.1~37.5kg/m3。5.根据权利要求4所述的混凝土，其特征在于所述的超吸收树脂颗粒的粒径为63125jjm。6.根据权利要求4所述的混凝土，其特征在于所述的激发剂为NaOH、CaS04复合而成，其中NaOH的比例为20%，CaSO4的比例为80。/c。7.—种含低质粗集料的混凝土的制备方法，其特征在于它是釆用"水泥裹石"的方法，具体制备步骤如下(1)先将60~80kg/mJC、282~309kg/n^水泥、0~121kg/mS超细粉煤灰投入自落式搅拌机搅拌3040秒；(2)在第一步完成的基础上加入669752kg/m3砂子、497-517kg/m3小石、745-775kg/m3中石投入搅拌机搅拌4050秒；(3)在第二步完成的基础上，再加入6.232.4kg/n^的偏高岭土和27.137.5kg/mS的激发剂以及溶有35kg/n^聚羧酸减水剂、0.030.07kg/mS十二垸基硫酸钠引气剂的4070kg/mS水加入搅拌机搅拌8090秒；(4)将上述第三步搅拌完成的混凝土装模，进行养护。全文摘要一种含低质粗集料的混凝土，由水、水泥、超细粉煤灰、砂子、小石、中石和外加剂按一定重量配比所制成；其制备方法是首先将水、水泥和超细粉煤灰放入搅拌机中搅拌；其次加入砂子、小石、中石再进行搅拌，然后再加入外加剂继续搅拌，完成后装模，进行养护，得到高耐久性混凝土，与现有方法配置的含低质粗集料混凝土相比，具有较好的力学性能、抗渗性、抗碳化性和抗冻性，显著提高了混凝土的耐久性。文档编号C04B18/08GK101412606SQ200810235148公开日2009年4月22日申请日期2008年11月14日优先权日2008年11月14日发明者岳修斌,梅国兴,白传贞,胡智农,陆采荣,陈建国,鲍学高申请人:水利部交通部电力工业部南京水利科学研究院;南水北调东线江苏水源有限责任公司