一种超高泵送特超高强钢纤维混凝土的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑材料技术领域，具体为一种超高栗送特超高强钢纤维混凝土的制 备方法。
【背景技术】
[0002] 混凝土强度的提高，主要目的在于持续满足工程结构中不断提高的对混凝土材料 承载能力的要求，特别是现代社会全球人口膨胀与土地资源之间日益增长的矛盾，使得超 高层、超大跨结构成为现代结构工程的主要发展方向，高性能混凝土，以及其它新型高性能 水泥基材料的研究与应用越来越广泛。对特超高强混凝土的要求是混凝土抗压强度达到 150MPa以上，目前制备特超高强混凝土的材料主要有无宏观缺陷水泥基材料、均布超细颗 粒致密体系、活性粉末混凝土等新的非常规材料。
[0003] 由于现代混凝土工程要求混凝土应具有良好的流动性能，以满足栗送施工要求。 而上述无宏观缺陷水泥基材料、均布超细颗粒致密体系、活性粉末混凝土等材料显然无法 满足流动性要求。因此，利用水泥混凝土现有的技术途径，采用常规原材料和通用工艺，充 分发挥水泥混凝土原料易得、工艺简单、成本低廉的传统优势，在高性能混凝土基础上，进 一步研制流动性良好的超强尚性能混凝土材料，并进而制备千米承压材料，对水泥混凝土 的发展具有十分重要的意义。
[0004] 经过申请人检索，现有技术中对再生细骨料高强自密实混凝土的研究有《一种超 高强度混凝土及其制备方法》(CN103159443B)，该专利制备的混凝土具有抗压强度超高、拉 压比较高、低收缩、自密实等特征，但专利中并未涉及到可栗性(粘度、含气量等)评价;《低 粘度、易栗送的平均强度120MPa超高强混凝土》（201310670490.1 )，该专利制备的混凝土具 有高强性能、高保坍性能和低粘度性能，平均强度只有120MPa，4h内扩展度处于650~750mm 之间，倒筒时间3~8s，适合于300m及其以上高度的混凝土栗送。上述混凝土的平均强度达 到了 120MPa，但是强度并没有达到C120强度等级；《一种易于超高层栗送的C120超高强混凝 土》(CN104045280A)，专利以矿物减水理论提出一种易于超高层栗送的C120超高强混凝土， 该混凝土以常规方法制备得到，粘度低，易于400m以上超高栗送，且强度等级达C120,但是 专利中并未涉及到C150强度等级的研究；《骨料对140MPa强度等级混凝土性能的影响研 究》，论文研究了骨料种类、级配、最大粒径、粒形及砂率对超高强混凝土工作性能和抗压强 度的影响。试验结果表明，选用最大粒径为16mm且10~16mm碎石占70%的卵碎石为骨料，采 取40 %的砂率配制的自密实混凝土标准试块90d抗压强度可达145.8MPa，文章只是在实验 室研究了骨料对于混凝土性能的影响，并未涉及到关键制备技术与制备工艺。
【发明内容】
[0005] 为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明提供一种超高栗送特超高强钢纤维混 凝土的制备方法，该方法通过改变胶凝材料比例、投料顺序，制备出C150强度等级的超高栗 送特超高强钢纤维混凝土，该混凝土工作性能优异，经时损失小，粘度低，适用于600m及以 上超高层栗送要求。
[0006] 本发明的技术方案为：
[0007] 所述一种超高栗送特超高强钢纤维混凝土的制备方法，其特征在于:包括以下步 骤：
[0008] 步骤1:将河砂和玄武岩颗粒混合搅拌均匀，得到混合物；
[0009] 步骤2:将步骤1得到的混合物与水泥、矿物掺合料、80%的拌合水混合搅拌均匀； 所述水泥的重量为骨料重量的34.35%-45.31 %，所述矿物掺合料的重量为骨料重量的 32.81 %-41.98%，所述80%的拌合水的重量为骨料重量的9.09%-9.38%;所述骨料重量 为步骤1得到的混合物重量；
[0010] 步骤3:将步骤2得到的混合物与剩余的拌合水以及聚羧酸高效减水剂拌合均匀， 所述聚羧酸高效减水剂的重量为骨料重量的1.53%-1.67% ;
[0011] 步骤4:在步骤3得到的混合物中加入钢纤维拌合均匀，得到超高栗送特超高强钢 纤维混凝土;所述钢纤维的重量为骨料重量的6.11 %-10.94%。
[0012] 进一步的优选方案，所述一种超高栗送特超高强钢纤维混凝土的制备方法，其特 征在于:步骤2中将步骤1得到的混合物与水泥、矿物掺合料、80%的拌合水混合搅拌均匀， 所述水泥的重量为骨料重量的34.35%，所述矿物掺合料的重量为骨料重量的41.98%，所 述80%的拌合水的重量为骨料重量的9.16% ;步骤3中所述聚羧酸高效减水剂的重量为骨 料重量的1.53% ;步骤4中所述钢纤维的重量为骨料重量的6.11 %。
[0013] 进一步的优选方案，所述一种超高栗送特超高强钢纤维混凝土的制备方法，其特 征在于:步骤2中将步骤1得到的混合物与水泥、矿物掺合料、80%的拌合水混合搅拌均匀， 所述水泥的重量为骨料重量的37.88%，所述矿物掺合料的重量为骨料重量的37.88%，所 述80 %的拌合水的重量为骨料重量的9.09 %;步骤3中所述聚羧酸高效减水剂的重量为骨 料重量的1.67% ;步骤4中所述钢纤维的重量为骨料重量的9.09%。
[0014] 进一步的优选方案，所述一种超高栗送特超高强钢纤维混凝土的制备方法，其特 征在于:步骤2中将步骤1得到的混合物与水泥、矿物掺合料、80%的拌合水混合搅拌均匀， 所述水泥的重量为骨料重量的45.31 %，所述矿物掺合料的重量为骨料重量的32.81 %，所 述80 %的拌合水的重量为骨料重量的9.38 %;步骤3中所述聚羧酸高效减水剂的重量为骨 料重量的1.64% ;步骤4中所述钢纤维的重量为骨料重量的10.94%。
[0015] 进一步的优选方案，所述一种超高栗送特超高强钢纤维混凝土的制备方法，其特 征在于:所述矿物掺合料为微珠、矿粉和娃灰混合物;所述微珠比表面积至少为2400m 2/kg， 28d活性指数至少111 %，需水量比不超过93% ;矿粉比表面积至少为436m2/kg，28d活性指 数至少101%;硅灰比表面积至少为15300!11 2/1^，28(1活性指数至少为92%，需水量比不超过 116%〇
[0016] 进一步的优选方案，所述一种超高栗送特超高强钢纤维混凝土的制备方法，其特 征在于:所述水泥为硅酸盐水泥，比表面积至少为400m 2/kg，28d抗压强度不低于60.1 MPa。
[0017] 进一步的优选方案，所述一种超高栗送特超高强钢纤维混凝土的制备方法，其特 征在于:所述河砂颗粒粒径不大于4.75mm，细度模数2.5~2.7，含泥量不超过0.9 %，泥块含 量不超过0.2%。
[0018] 进一步的优选方案，所述一种超高栗送特超高强钢纤维混凝土的制备方法，其特 征在于：所述玄武岩颗粒为5-16mm连续级配，压碎指标不超过5 %，含泥量Ο %，泥块含量 0%，无针片状颗粒。
[0019] 进一步的优选方案，所述一种超高栗送特超高强钢纤维混凝土的制备方法，其特 征在于:所述钢纤维长度12~15mm，直径0.2-0.3mm，长径比40~60，抗拉强度2 2000MPa。
[0020] 进一步的优选方案，所述一种超高栗送特超高强钢纤维混凝土的制备方法，其特 征在于:所述聚羧酸高效减水剂固含量不小于28%，减水率不小于30%。
[0021] 有益效果
[0022] 本发明申请人系统研究了不同胶凝材料比例、投料顺序的改变对特超高强钢纤维 混凝土性能的影响，并通过正交优化试验，得到了本发明提出的制备方法。
[0023]本发明制备得到的特超高强钢纤维混凝土，可通过搅拌站常规生产工艺制备，解 决了常规工艺无法生产C150及以上强度等级混凝土的问题。本发明制备得到的特超高强钢 纤维混凝土采用常用的硅酸盐水泥、粗细骨料，在聚羧酸高效减水剂和超细矿物掺合料的 "双掺"作用下，通过降低水胶比和密实增强等技术途径制备而成。本发明制备的混凝土工 作性能良好，扩展度670-700mm，2h基本无损失;粘度低，倒筒时间3.2-4.2s; 28d抗压强度达 到C150强度等级，可满足600m及以上超高层建筑栗送施工的要求。本发明优化了特超高强 钢纤维混凝土配合比以及生产工艺流程，通过调整胶凝材料体系的不同比例、投料顺序、搅 拌方式，使得新拌混凝土可栗性良好，有利于施工;钢纤维的加入显著提高了混凝土抗裂性 能。另外，专利涉及到的制备方法为公司千米级超高栗送做技术储备，提升公司品牌价值。
[0024] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【具体实施方式】
[0025] 下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明， 而不能理解为对本发明的限制。
[0026]以下实施例中采用原料分别是:水泥为P. Π 52.5硅酸盐水泥，比表面积400m2/kg， 28d抗压强度60.1 MPa;矿粉为S95级矿粉;微珠;硅灰;砂子为Π 区天然河砂，河砂颗粒粒径 不大于4.75mm，细度模数2.5~2.7，含泥量不超过0.9 %，泥块含量不超过0.2 %。；碎石为5 ~16mm连续级配的玄武岩，压碎指标不超过5%，含泥量0%，泥块含量0%，无针片状颗粒； 钢纤维为12~15mm的短钢纤维，直径0.2-0.3mm，长径比40~60，抗拉强度2 2000MPa;外加 剂为聚羧酸高效减水剂，固含量不小于28%，减水率不小于30%。
[0027] 实施例1:
[0028]本实施例制备的超高栗送特超高强钢纤维混凝土，原材料配比（lm3混凝土的材料 用量)如表1所示：
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