专利名称：一种c80泵送混凝土及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土，特别涉及C80泵送混凝土；本发明还涉及其制备方法。
背景技术：
高强度混凝土(＞C50)的出现是20世纪70年代以后的事，随着科学技术的迅速发展和混凝土技术的不断进步，世界各国使用的混凝土平均强度不断提高。发展高强度等级的混凝土，在减轻结构自重、满足强度、节约材料和节省资金等方面都有良好的技术经济效果。因此，根据实际运用中对C80混凝土的要求，在现有设备条件下，针对高性能、高强度混凝土的材料选择、配比确定和现场试验进行了探讨和研究。尤其在现有单卧轴搅拌设备前提下，针对C80混凝土的特性，着力对制备搅拌工艺流程的改良进行实践研究。通过实验来最终确定与生产相适应的制备搅拌工艺流程。
发明内容
本发明所要解决的技术问题的第一方面在于提出一种C80泵送混凝土。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题 一种C80泵送混凝土，其特征在于，由以下重量比的原料制备而成 水0.26 复合胶凝材料 1.00 砂1.21 碎石1.72 外加剂 占原料总重量的2.32％。
所述复合胶凝材料由水泥、粉媒灰、矿粉混合而成，其重量比为69∶14∶17。
所述水泥为PI52.5水泥。
所述粉媒灰为I级灰。
所述矿粉为S95矿粉。
所述砂为细度模数为2.8～3.0的黄砂。
所述碎石为5～20mm的碎石。
所述外加剂为SP-8N型高效减水剂。使用SP-8N型高效减水剂得到的拌和物状态和最终强度的比较好。
本发明所要解决的技术问题的第二方面在于提出上述C80泵送混凝土的制备方法。
一种制备权利要求1所述的C80泵送混凝土的方法，将原料混合在搅拌机中搅拌，其特征在于，搅拌机的电机电流为60～70A，搅拌时间为120～130s，投料顺序如下 1)先投入碎石和60％～80％的砂，搅拌10s； 2)然后投入复合凝胶材料，搅拌20s；在第10s时开始加入70～80％的水，水中投入外加剂； 3)然后投入剩余的砂，搅拌20s； 4)然后加入剩余的水，搅拌70s～80s； 5)出料。
进一步，搅拌机的单盘方量为1.0m3～1.2m3。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本发明。
图1细度模数不同的黄砂对C80强度的影响
具体实施例方式 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式
，进一步阐述本发明。
一、原材料的选择 1、外加剂 高强混凝土拌和物因水灰比较小而干稠，掺入高性能外加剂能够大幅度降低水胶比，增加混凝土的坍落度，并改善其和易性，且需要强力搅拌才能使其均匀和充分发挥水泥活性，并取得最佳的输送、振捣等工作性能，减少坍落度损失。对现有的三种高效减水剂(3301、R25与SP-8N)进行对比，观察拌和物性能并比较28天强度(详细数据见表1)。
表1不同品种外加剂对C80拌和物性状和强度的影响
综合拌和物状态和最终强度的比较，选择SP-8N型高效减水剂作为本发明的外加剂。由于高强高性能混凝土有较高的可泵性要求，故需要调整外加剂掺量，提高混凝土的流动度，降低混凝土的黏度。改善混凝土和易性。通过表2可知，当掺量达到胶凝材料的2.3％时，混凝土的和易性与强度均比较理想。
表2不同外加剂掺量对混凝土拌和物的影响 2、粉煤灰 掺入粉煤灰后，混凝土拌和物的和易性得到改善，有助于提高混凝土密实度，从而提高混凝土强度，这一点对混凝土初期强度有所贡献；而粉煤灰在混凝土中发生二次反应，其水化产物填充了混凝土中的空隙，同时也强化了水泥和骨料的界面结构，大大提高了界面强度，从而提高混凝土强度，这一点对混凝土后期强度增长贡献较大。另外，粉煤灰球形颗粒的粒形效应能使混凝土中碱含量降低，有助于减少用水量，因此，粉煤灰的正确选择对保证强度也很重要。
通过研究现有的文献资料，发现在以往的高强混凝土的试验中，多采用I级灰作为掺和料，而在日常生产中常用的高钙灰使用较少。考虑到高钙灰能产生微膨胀，可以抵消一部分的水泥收缩，因此对II级高钙灰和I级低钙灰都进行了试验，结果表明，高钙灰对强度的贡献不及I级灰，所以，选择I级灰应用在本发明中。
表3II级高钙灰和I级低钙灰抽样对比 3、水泥与外加剂 文献表明，在配制高强高性能混凝土时，多采用纯硅52.5水泥，但考虑到C80高强混凝土的水泥用量相对较多，有较多水泥在混凝土中只起到填充作用，故选用强度相对较高的P.II 42.5水泥与P I 52.5及P II 52.5水泥进行混凝土对比试验，观察混凝土的各项技术性能，特别是混凝土的耐久性和长期性能，增加C80混凝土配制时的选择面。通过对P II 42.5与P I 52.5及P II 52.5进行了多次试验比较，出于强度与适应性的多方考虑，最终选用了P.I 52.5海螺水泥。(试验数据见表4)。
表4
在对比试验的基础上，还对复合掺合料与外加剂的适应性作了比较(数据见表5) 表5
4、黄砂 黄砂的细度模数对混凝土的质量影响比较大，在普通混凝土中黄砂细度模数越小，单位需水量越大，会导致混凝土强度的降低。通过对细度模数不同的黄砂做了多次试验(试验数据参见图1)，我们发现这种规律在高强混凝土中也同样存在，混凝土的强度随黄砂细度模数的增大而提高。考虑到细度模数过大的黄砂往往会有较多的卵石不易筛除，会影响混凝土质量，最终选择细度模数为2.8～3.0的黄砂。
5、碎石 高强混凝土拌和物中浆体含量很高，且黏度较大，粗骨料颗粒互相接触、摩擦的机会减少，因此，对粗骨料的颗粒强度要求更高，对其最大粒径的要求也更高，以此来改善混凝土本身的均质性和减少缺陷，来保证较好的流动性。同时基于高性能混凝土的要求，混凝土拌和物必须要有良好的流动性和泵送性，并满足现场的泵送性能，所以我们将湖州新世纪的5-20mm碎石和新开元5-20mm的碎石各项技术指标做了比较(详细数据见表6)，最终选定新开元5-20mm的碎石用于C80。
表65-25mm碎石和5-20mm的碎石抽样对比 实施例1 普通混凝土配合比设计的基本原则是砂子填充石子空隙，水泥浆填充砂子空隙，对混凝土稠度可采用水灰比控制强度的基础上调整砂率和用水量来控制。而影响高强混凝土强度的因素主要是水泥强度和水灰比。由于高强混凝土的水灰比相对比普通混凝土小得多，在振捣密实的条件下，内部孔隙量要比普通混凝土少，其孔隙结构有较大改善。骨料周围集水隔膜形成的原始裂隙也比普通混凝土少，再加上粗骨料粒径相对减小，因此，在设计配合比时，应综合考虑上述因素。
选用的原材料依次为水泥PI 52.5 江苏海门海螺水泥有限责任公司 黄砂2.8～3.0 安徽芜湖芜繁建筑材料有限公司 碎石 5-20mm湖州新开元碎石有限公司 水自来水 粉煤灰I级灰 镇江华源新材料有限公司 外加剂SP-8N上海麦斯特建工高科技有限公司 矿粉 S95 上海宝田新型建材有限公司 确定的配合比如表7所示 扩展度700±50mm 砂率41％水胶比0.26 表7基准配合比
在高强混凝土的配合比设计时，通过试验选用合适的原材料是保证混凝土质量的重要手段，同时运用掺入高性能外加剂和掺和料的“双掺法”技术，可以使混凝土在保证良好的施工性能条件下尽可能降低水灰比，还需尽量改善粗细骨料级配以减少其空隙率，并采用强制搅拌工艺提高水泥石强度，改善混凝土的物理力学性能。经过多次试验，C80混凝土的生产已经有了一定的理论基础和实践经验，对实际大生产有相当的参考价值。
二、生产流程控制 1、堆场筒仓的清理与使用 本发明生产所用粗骨料为新开元5-20mm碎石，细骨料为细度模数2.8～3.0的II区中砂。故此类原材料独立堆放并安插标识，并由专人负责清理防止砂，石堆场积水影响生产。生产所用的水泥、粉煤灰等胶凝材料做到专仓专用，固定仓号。在正式进料生产前均有专人负责对筒仓内部进行清理，确保在粉料进筒仓后不与前一次使用的粉料有混料的可能。
2、原材料实际使用方法 在每次试验前3个小时对此次试验所用粗细骨料进行含水率试验，所得数据及时反馈至拌台。此项工作由试验室试验人员完成。确保外加剂在储存过程中不受污染，在试验前对原材料进料仓进行确认，此项工作由材料股与试验室互相配合完成。
3、拌机实际生产工艺流程的确定 3、1拌机单盘搅拌方量的确定 按照《高强泵送混凝土生产和施工规程》(DG/TJ08-503-2000)的有关规定拌制高强混凝土需使用强制式搅拌机。生产单位现有设备为搅拌站消化吸收国外搅拌设备后自行研制制造的单卧轴式2m3混凝土一楼双机搅拌楼，主要设备配置见表8。
表8 高强泵送混凝土由于复合胶凝材料的颗粒较细，粉料量较多，要在现有的单卧轴式2m3搅拌机充分拌匀，除了适当延长时间外，必须采取减少单盘搅拌量、分批投料，滞后加水等办法，以解决搅拌时可能发生的胶凝材料结团、砂结块、拌机电机电流过大而损坏设备等问题。通过拌机工作时电机电流的变化，可以选择合理的单盘搅拌量，以适应规模化生产的需要。(见表9) 表9 注表中电流为拌机初始工作电流 通过试验可以看到单盘方量在1.0m3到1.2m3时拌机可以保持顺畅工作状态，但考虑到在生产过程中的供应量的问题，所以选择单盘1.2m3。
3.2拌机搅拌时间的确定 原有的搅拌工艺
注1上述搅拌时间不包括骨料及胶凝材料的下料时间，即粗细骨料投入后搅拌10s，然后投入胶凝材料，投完胶凝材料搅拌20s，在第10s后开始加水。
2外加剂的投入在加水搅拌的中间(约10s时)开始投入。
3外加剂投完后，至少搅拌40s方能出料。
在每次混凝土生产前要对搅拌机进行清洗调整，由于C80砼的特殊性，在历次试验中发现原有的拌机投料顺序无法使聚羧酸类外加剂在搅拌时间内发挥作用，往往造成混凝土出厂坍落度小于到现场浇捣的坍落度。以上述原来的搅拌工艺为基础，进行了多次试验，通过搅拌时间与电机电流的变化关系来确定最佳的搅拌时间。(见表10) 表10 注1.扩展度变化为混凝土在拌车内滚动搅拌一小时所测得扩展度。
2.表中电流为拌机出料工作电流。
3.3搅拌机投料方式的确定 在综合比较了不同搅拌时间下混凝土的状态与电机电流、扩展度的变化后，考虑到实际生产供应的需要最终确定搅拌时间120s。与此同时，为进一步改善混凝土胶凝材料结团现象，有效降低搅拌机负荷，控制电机电流，我们设计了不同的投料顺序进行实验对比。
投料方式一
注1 上述搅拌时间不包括骨料及胶凝材料的下料时间，即粗骨料和80％细骨料投入后搅拌10s，然后投入胶凝材料，投完胶凝材料搅拌20s，在第10s后开始加水。将外加剂投入水中。
2 20％细骨料投入在加水搅拌的中间(约10s时)开始投入，搅拌90～100s出料 投料方式二
注1 上述搅拌时间不包括骨料及胶凝材料的下料时间，即粗骨料和70％细骨料投入后搅拌10s，然后投入胶凝材料，投完胶凝材料搅拌20s，在第10s后开始加70％水。将外加剂投入水中。
2 30％细骨料投入在加70％水搅拌的中间(约10s时)开始投入 3 在加70％水搅拌30s后投入剩余30％细骨料搅拌20s投入30％水搅拌70～80s出料。
投料方式三
注1 上述搅拌时间不包括骨料及胶凝材料的下料时间，即粗骨料和60％细骨料投入后搅拌10s，然后投入胶凝材料，投完胶凝材料搅拌20s，在第10s后开始加80％水。将外加剂投入水中。
2 40％细骨料投入在加80％水搅拌的中间(约10s时)开始投入 3 在加80％水搅拌30s后投入剩余40％细骨料搅拌20s投入20％水搅拌70～80s出料。
在对三种投料方式取得的混凝土状态进行对比(见表11)最终确定了投料方式三即先投60％黄砂和碎石搅拌，30秒后再投另外40％黄砂，将外加剂投入水中，加80％的水投入胶凝材料搅拌，30秒后再投另外20％的水。整个过程用时在120～130秒。这个过程可以比较有效地降低电机电流，减少混凝土胶凝材料结团。
表11 注扩展度变化为混凝土在拌车内滚动搅拌一小时所测得扩展度 三、运输保障 为保证工地周围环境清洁，拌车驾驶员重车做到装料清洁后出站，不滴漏，卸料完毕后做到清洗后出现场；同时为了C80混凝土的顺利调派，用于C80混凝土运输的搅拌车辆均安装了GPS卫星定位系统，可有效降低复杂的交通、路况所造成的运输困难。
四.强度评定 4、1实际C80混凝土的评定方法参照《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-87)中的数理统计的方法第4.1.3条当混凝土的生产条件在较长时间内不能保持一致，且混凝土强度变异性不能保持稳定时，或在前一个检验期内的同一品种混凝土没有足够的数据用以确定验收批混凝土立方体抗压强度的标准差时，应由不少于10组的试件组成一个验收批，其强度应同时满足下列公式的要求 fcu，min≥λ2fcu，k (4.1.3-2) 式中Sfcu——同一验收批混凝土立方体抗压强度的标准差，(N/mm2)。
当Sfcu的计算值小于0.06fcu，k时，取Sfcu＝0.06fcu，k； λ1，λ2——合格判定系数，按表4.1.3取用。
混凝土强度的合格判定系数表4.1.3
第4.1.4条混凝土立方体抗压强度的标准差Sfcu按下列公式计算 式中fcu，i——第i组混凝土试件的立方体抗压强度值(N/m m2)； n——一个验收批混凝土试件的组数。
107、108工程C80砼强度评定结果报告
副表 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求
1、一种C80泵送混凝土，其特征在于，由以下重量比的原料制备而成
水 0.26
复合胶凝材料1.00
砂 1.21
碎石1.72
外加剂 占原料总重量的2.32％。
2、根据权利要求1所述的C80泵送混凝土，其特征在于所述复合胶凝材料由水泥、粉媒灰、矿粉混合而成，其重量比为69∶14∶17。
3、根据权利要求2所述的C80泵送混凝土，其特征在于所述水泥为PI52.5水泥。
4、根据权利要求2所述的C80泵送混凝土，其特征在于所述粉媒灰为I级灰。
5、根据权利要求2所述的C80泵送混凝土，其特征在于所述矿粉为S95矿粉。
6、根据权利要求1所述的C80泵送混凝土，其特征在于所述砂为细度模数为2.8～3.0的黄砂。
7、根据权利要求1所述的C80泵送混凝土，其特征在于所述碎石为5～20mm的碎石。
8、根据权利要求1所述的C80泵送混凝土，其特征在于所述外加剂为SP-8N型高效减水剂。
9、一种制备权利要求1所述的C80泵送混凝土的方法，将原料混合在搅拌机中搅拌，其特征在于，搅拌机的电机电流为60～70A，搅拌时间为120～130s，投料顺序如下
1)先投入碎石和60％～80％的砂，搅拌10s；
2)然后投入复合凝胶材料，搅拌20s；在第10s时开始加入70～80％的水，水中投入外加剂；
3)然后投入剩余的砂，搅拌20s；
4)然后加入剩余的水，搅拌70s～80s；
5)出料。
10、根据权利要求9所述的C80泵送混凝土的制备方法，其特征在于搅拌机的单盘方量为1.0m3～1.2m3。
全文摘要
本发明涉及一种混凝土，特别涉及C80泵送混凝土；本发明还涉及其制备方法。一种C80泵送混凝土，其特征在于，由以下重量比的原料制备而成水，0.26；复合胶凝材料，1.00；砂，1.21；碎石，1.72；外加剂，占原料总重量的2.32％。该C80泵送混凝土的制备方法是，将原料混合在搅拌机中搅拌，搅拌机的电机电流为60～70A，搅拌时间为120～180s，投料顺序如下1)先投入碎石和60％～80％的砂，搅拌10s；2)然后投入复合凝胶材料，搅拌20s；在第10s时开始加入70～80％的水，水中投入外加剂；3)然后投入剩余的砂，搅拌20s；4)然后加入剩余的水，搅拌70s～130s；5)出料。
文档编号C04B14/06GK101575194SQ20081003713
公开日2009年11月11日 申请日期2008年5月8日 优先权日2008年5月8日
发明者吴德龙, 皓 张, 劼 魏, 吴慧华, 陈尧亮, 董毅君, 勤 吴, 张海峰 申请人:上海建工材料工程有限公司