一种绿色混凝土的施工工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及混凝土新材料的开发应用和混凝土施工技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，高性能栗送商品混凝土在各建设工程领域应用最为广泛，随着我国经济建 设的高速发展，每年约30亿立方米商品混凝土被消耗。栗送商品混凝土具有机械化程度 高、输送能力强、机动性强，能加快施工速度，省时省力省工期等诸多优点。然而为了使商品 混凝土具备长距离运输和栗送的能力，商品混凝土需要具有良好的流动性。混凝土塌落度 是反应混凝土流动性的一项常用指标，栗送混凝土塌落度要求范围为180mm~220mm，才能 保证混凝土能够栗送到一定的高度。但过高的塌落度使得商品混凝土含水量很大，造成商 品混凝土结构在养护初期水分损失过大，易出现收缩开裂现象，混凝土开裂会对混凝土结 构的耐久性产生非常不利的影响，这是困扰工程界的一个大难题。
[0003] 国内外的研究表明，增大混凝土中石料的含量有利于混凝土抵抗收缩开裂。但是， 如果调整商品混凝土的配合比，使得混凝土中的石料含量增大，混凝土的塌落度就会降低， 流动性差，无法满足商品混凝土的栗送性要求。如果重新调整配合比，使得商品混凝土中既 含有掺入大比例的石料，又能满足栗送混凝土对塌落度的要求，则不得不增大水的含量，导 致水灰比过高，影响混凝土的强度，同时水含量过高会导致更严重的收缩开裂现象。总之， 在商品混凝土的配制过程中，增大石料的掺入比例与增大混凝土的塌落度是一对矛盾，换 句话说，无法在加入大比例石料的同时满足混凝土的可栗送要求。所以，截止目前，通过增 大石料掺入比例来增强混凝土抗开裂性的方法无法在栗送商品混凝土工程中实现。
【发明内容】
[0004] 本发明公开了一种绿色混凝土的施工工艺，应用该工艺，通过外加一定比例的石 料的方法来提高混凝土抗裂能力，同时不影响混凝土的可栗送性。通过试验发现，通过该工 艺所配制的混凝土不但提高了其抗裂能力，同时其在力学性能方面也会有较大的提高。本 发明涉及一种绿色混凝土的施工工艺，它是在商品混凝土被栗送到工作面后，并于混凝土 浇筑施工之前，向商品混凝土内加入混凝土体积10%~25%的外加石料（外加石料体积置 换率为10%~25%)并搅拌均匀而制备节能减排的绿色混凝土。加入外加石料后，大大改 善了商品混凝土早期开裂现象。并且，材料的各项力学指标和性能不但不会下降，反而有较 大幅度的提升。与此同时，还能大幅度节省商品混凝土中水泥的用量，降低工程造价；另一 方面，我国每年约消耗30亿立方米商品混凝土，每一立方米混凝土水泥用量平均按480千 克/立方米计算，同时石料外加按20%计算，每年可节约水泥2. 9亿吨，每吨水泥的碳排放 为I. 0~1. 2吨，意味着每年可减少约3亿吨的碳排放，因此该技术的社会效益和经济效益 是巨大的。
[0005] 本发明中的绿色混凝土的施工工艺通过如下方案实现：
[0006] 在商品混凝土被送到工作面后，并于混凝土浇筑施工之前，通过本发明的设备和 工艺向商品混凝土中加入其体积10%~25%的外加石料（外加石料体积置换率为10%~ 25%)并搅拌均匀而制备节能减排的绿色混凝土，然后再将其浇筑施工。本发明中的绿色 混凝土施工工艺，是将商品混凝土用混凝土输送栗及混凝土输送管路送到工作面，向混凝 土输送管路末端流动的商品混凝土中加入其体积10%~25%的外加石料，再通过螺旋输 送装置搅拌均匀形成绿色混凝土并输送到布料机管道进行布料浇筑。
[0007] 所述的外加石料优选为含水率小于0. 6%wt，粒径为5mm~20mm级配石料。
[0008] 所述的外加石料通过与混凝土输送管路末端连通的石料储料仓投料开口或在混 凝土输送管路末端与螺旋搅拌输送装置入口之间连通的石料储料仓投料开口加入。
[0009] 所述的外加石料通过混凝土输送管路末端上开口或在混凝土输送管路末端与螺 旋搅拌输送装置入口之间的开口上方安装的石料储料仓的投料开口加入。
[0010] 所述石料储料仓的投料开口加入的外加石料通过设置在储料仓的投料开口下端 的叶轮的叶片转动加入到流动的商品混凝土中。
[0011] 利用流动商品混凝土的流动惯性带动叶轮转动将外加石料自动分布到流动的商 品混凝土中。
[0012] 绿色混凝土施工工艺流程是：（1)用混凝土输送栗及混凝土输送管路送到工作 面；（2)将石料分布至混凝土输送管路末端流动的商品混凝土中；（3)通过螺旋搅拌输送装 置搅拌均匀，形成绿色混凝土；（4)输送到布料机管道进行混凝土浇筑。
[0013] 在栗送商品混凝土管道末端与布料机管路之间安装石料储料仓及螺旋输送搅拌 装置，利用栗送混凝土的输送惯性带动石料储料仓下端叶轮的叶片转动，外加石料则自动 均匀地随栗送混凝土进入螺旋输送搅拌装置，并且在螺旋输送搅拌装置中再次混合并搅拌 均匀，利用布料机管路将拌合后的混凝土浇筑到位。当混凝土停止输送时，外加石料叶片停 止转动，外加石料随即停止供应，完成外加石料的自动化二次拌合。
[0014] 本文所涉及的绿色混凝土施工工艺与常规的原商品混凝土相比，具有以下一系列 优点：
[0015] (1)大大减少干缩开裂。商品混凝土中添加石料后，外加石料与混凝土的总接触面 积会增加。外加石料在搅拌过程中其表面会吸收水分，降低材料水灰比，因此能够减少混凝 土的干缩裂缝，提高混凝土结构耐久性。同时，从混凝土内部微观结构分析，利用外加石料 施工工艺所配制的混凝土中外加石料相互接触并形成嵌锁结构，充分发挥骨架作用，也有 利于减少收缩开裂现象。
[0016] (2)具有良好的力学性能。混凝土中的外加石料和胶凝材料之间存在一层薄弱的 界面过渡区，是最容易产生损伤初始裂纹的区域，是混凝土破坏的"发源地"，对混凝土的力 学性能影响较大。在外加石料二次拌和过程中，石料会吸收混凝土界面过度区的部分水分， 降低了混凝土界面过渡区的水胶比，增加了界面过渡区的密实度，进而提高了混凝土界面 过渡区的力学性能。其抗压强度能够提高20%~30%。
[0017] (3)体积稳定性好。利用外加石料施工工艺所配制的混凝土中外加石料相互接触 并形成嵌锁结构，充分发挥骨架作用，有利于对抗混凝土凝结过程中的体积收缩。
[0018] (4)大幅度节省水泥用量。由于部分凝胶材料被成本更低的外加石料所代替，在同 样工况下能够节省水泥10 %~25%，大大降低了工程造价，同时也有利于节省能源，减少 碳排放，利于环保。
[0019] (5)不影响商品混凝土的可栗送性。由于外加石料的二次拌合过程是在原基质商 品混凝土被栗送到要浇筑的工作面之后进行，所以外加石料的二次拌合不会对商品混凝土 的使用产生不利影响。
[0020] 本发明中针对的原基质商品混凝土为可栗送的商品混凝土。
[0021] 本发明中所述的外加石料为含水率小于0. 6 %wt，粒径为5mm~20mm级配良好的 石料。
[0022] 本发明中所述的石料外加过程为：商品混凝土被栗送到要浇筑的工作面后，商品 混凝土与外加石料混合搅拌均勾后再饶筑。
[0023] 本发明中所述的绿色混凝土施工工艺应用于现浇混凝土结构中。
【附图说明】
[0024] 图1为外加石料施工工艺示意图，其中，1表示商品混凝土罐车，2表示混凝土输送 栗，3表示混凝土输送管路，4表示布料机。
[0025] 图2为外加石料施工工艺设备示意图中A节点的放大示意图，