一种低胶材纤维自密实混凝土及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及混凝土，具体涉及一种低胶材纤维自密实混凝土及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 自密实混凝土（SelfCompactingConcrete或Self-ConsolidatingConcrete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/m3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）。为了增加混凝土的韧性，有人研宄往混凝土中加纤维，但是 自密实混凝土加纤维会导致流动性差，因为纤维的吸水作用较大，在混凝土搅拌中，使混凝 土的稠度大幅增加，减少混凝土的流动性能，尤其是聚丙烯纤维，在自密实混凝土中，聚丙 烯纤维使新拌混凝土的流动性能大幅减少，为达到自密实的目的，所用的胶材甚至增加到 600kg/m3以上。这使得混凝土的收缩增大，混凝土更容易开裂，且成本较高。
[0003] 在国内，纤维自密实混凝土的研宄极少。公开号为CN101139192A，名称为"一种自 密实纤维增强活性粉末混凝土及其制备方法"的中国发明专利申请公开一种使用钢纤维或 聚丙烯纤维制备自密实混凝土的方案，该申请为了解决抗震和防裂问题，采用水泥、硅灰、 石英粉、石英砂、钢纤维等制备自密实混凝土的方案，经换算其胶凝材料达到600kg/m3以 上，并且大量使用了活性矿粉，成本很高。公开号为CN103880368A，名称为"钢纤维自密实 混凝土"的中国发明专利申请公开了一种使用钢纤维提高混凝土产品抗震性的方案，该方 案采用硅酸盐水泥、粉煤灰、碎石、中砂、减水剂、钢纤维等，通过设计各成分的比例，使所得 混凝土提高抗震性能。但是，该发明专利申请的方案，所采用的胶凝材料同样在500kg/m3以 上，另外，钢纤维的使用量过大，成本很高。除此之外，上述现有技术因为纤维的使用，其流 动性受到较大影响，并且施工中，从混料到施工完毕的过程都在10分钟以上，因此，在两型 社会建设中，如何利用聚丙烯纤维的增强增韧特性而又不增加胶材用量和需水量一直是业 界寻求解决的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决现有技术胶凝材料使用过高，并且施工过程费时较长的 问题，提出一种低胶材纤维自密实混凝土及其制备方法。本发明提供的低胶材纤维自密实 混凝土胶凝材料用量少，而又具备较好的流动性和较短的施工时间，本发明所得的混凝土 强度为C35,对推广C35自密实混凝土的应用起到重要的促进作用。
[0005] 本发明的方案是，一种低胶材纤维自密实混凝土，其制备原料包括以下质量含量 的组分：水泥：230~300kg/m3、粉煤灰：100~170kg/m3、细骨料：380~720kg/m3、粗骨料： 740~880kg/m3、聚羧酸减水剂：5~20kg/m3、纤维：体积百分含量0? 1~L5%。
[0006] 优选地，所述水泥的用量为230~280kg/m3。
[0007] 优选地，所述粉煤灰的用量为110~140kg/m3。
[0008] 优选地，所述细骨料为细度模数为2. 1~2. 9的中砂，用量为420~650kg/m3。
[0009] 优选地，所述粗骨料为5~25mm石子，其用量为770~850kg/m3。
[0010] 优选地，所述聚羧酸减水剂用量为9~12kg/m3。
[0011] 优选地，所述纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维和聚丙烯腈纤维中的一种或几种的 混合物。
[0012] 优选地，所述纤维的长度为9mm~15mm。
[0013] 本发明还提供所述低胶材纤维自密实混凝土的制备方法，其包括以下步骤：
[0014] (1)按配合比称取原料：水泥：230~300kg/m3、粉煤灰：100~170kg/m3、细骨料： 380~720kg/m3、粗骨料：740~880kg/m3、聚羧酸减水剂：5~20kg/m3、纤维：体积百分含量 0? 1 ~1. 5% ;
[0015] (2)先在搅拌机中加入粗骨料和细骨料，搅拌30~60s;
[0016] (3)再加入水泥、粉煤灰和纤维，继续搅拌30~60s;
[0017] (4)加入水和聚羧酸减水剂，搅拌4~5min，出料，其中，水的用量为160~190kg/ m3〇
[0018] 本发明还提供另一制备方案，包括如下步骤：
[0019] (1)按配合比称取原料：水泥：230~300kg/m3、粉煤灰：100~170kg/m3、细骨料： 380~720kg/m3、粗骨料：740~880kg/m3、聚羧酸减水剂：5~20kg/m3、纤维：体积百分含量 0? 1 ~1. 5% ;
[0020] (2)先在搅拌机中加入粗骨料和细骨料，搅拌30~60s;
[0021] (3)再加入水泥、粉煤灰和纤维，继续搅拌30~60s;
[0022] (4)加入聚羧酸减水剂和大部分水，搅拌60~120s，注入完毕再加入剩余的水，继 续搅拌150~210s，出料，其中，水的总用量为160~190kg/m3。
[0023] 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，细骨料为细度模数为2. 1~2. 9的 中砂（普通河沙或机制砂均可）；5~25_石子为机制碎石；粉煤灰为I或II级粉煤灰。
[0024] 经研宄发现本发明所采用的粗、细骨料和减水剂、纤维的组合，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；本发明自密实混凝土的水胶比在〇. 38~0. 48,砂率在6~56%，使在低胶凝材料下，混 凝土的工作性能还能达到二级以上，并且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。
【具体实施方式】
[0025] 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。
[0026] 实施例1 一 3
[0027] 以下实施例所采用的原料如下：
[0028]水泥为P042. 5, 一级粉煤灰，细度模数为2. 6的河沙，以及连续级配的5~20mm碎 石子；减水剂为聚羧酸高效减水剂；所用纤维分别是聚丙烯纤维、聚乙烯纤维和聚丙烯腈 纤维，长度为9mm~15mm;
[0029] 试验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400kg/m3,具体见下。
[0030] (1)低胶材纤维自密实混凝土配合比例，实施例1 一 3分别对应表中的编号SCC1、SCC2、SCC3,其中实施例1所用纤维为聚丙烯纤维，实施例2所用纤维为聚乙烯纤维，实施例 3所用纤维为聚丙烯腈，（表1)
[0031] 表1实施例1 - 3原料具体配合比kg/m3
[0032]
[0033] 制备方法：（1)按配合比称取水泥、粉煤灰、细骨料、粗骨料、聚羧酸减水剂、纤维；
[0034] (2)先在搅拌机中加入粗骨料和细骨料，搅拌；
[0035] (3)再加入水泥、粉煤灰和纤维，继续搅拌；
[0036] (4)加入聚羧酸减水剂和大部分水，搅拌，注入完毕；再加入剩余的水，继续搅拌， 出料。
[0037] 其中，实施例1制备中，步骤（2)和步骤（3)搅拌时间都为45s，步骤（4)先加入 80%的水，搅拌90s，然后再加入余下20%的水继续搅拌3min。
[0038] 实施例2制备中，步骤（2)和步骤（3)搅