本发明涉及建筑材料的技术领域，尤其是涉及一种c80机制砂混凝土制备方法。
背景技术：
随着城市现代化的不断发展，高强混凝土的需求量越来越大，强度等级越来越高。现阶段配制c80混凝土细集料大多采用优质的河砂，生产工艺已经较为成熟。但是河砂是一种短期内不可再生的自然资源，河砂的过度开采也带来了严重的环境问题。因此，为响应国家环保政策，许多混凝土生产企业在大力推广机制砂作为混凝土细集料。
在生产过程中，与河砂相比，机制砂为人工破碎石料制成，其中含有大量的石粉，但c80混凝土本身由于其强度需要，常规c80混凝土中包括河砂的胶凝材料的总量本身便较大，使得在制作新拌混凝土本身便较为粘稠,所需减水剂量较大，而当将河砂更换为机制砂后，机制砂中的石粉更是加剧了这一现象，导致c80混凝土坍塌度过低，致使利用机制砂生产的c80混凝土泵送性差，最终无法顺利使用，影响施工。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种c80机制砂混凝土的制备方法，其目的在于制得具有良好泵送性的c80机制砂混凝土。
本发明是通过以下技术方案得以实现的：
一种c80机制砂混凝土制备方法，其特征在于，所制得的c80机制砂混凝土内各组分按质量份数计如下：
水135-165份；
水泥310-380份；
矿物掺合料230-285份；
机制砂600-780份；
碎石900-1160份；
减水剂8-11份；
该方法包括以下步骤：
s1：将水泥、矿物掺合料、机制砂、拌合水、减水剂投放至混凝土搅拌机中进行搅拌，得到砂浆；
s2：在s1所得的砂浆中再加入碎石进行搅拌，控制砂浆富余系数在1.80～1.95，得到机制砂混凝土。
通过采用上述技术方案，在制备过程中机制砂与碎石分开搅拌，进而使所使用的减水剂可在进行第一步机制砂的搅拌时有效对水泥与机制砂中的石粉进行作用，达到降低两者结合水的作用，使减水剂充分作用于水泥以及石粉，而由于减水剂已被充分吸收，第二步加入的碎石对已经先一步投入的剩余减水剂所能进行吸附的量较小，进而避免减水剂在整体表面积较大的碎石上进行作用导致产生效力浪费，同时更进一步使得碎石在进入砂浆时充分的被搅拌均匀的砂浆包裹，使碎石成为悬浮在砂浆中的颗粒，最终使得整体混凝土具有较好的流动性，体现出具有良好的泵送性，且后期抗压强度也满足要求，实现得到符合要求的混凝土，通过对比例1与实施例2或实施例7的数据均可分析得到这一结果，使得采用本制备方法所制得的混凝土具有较好的泵送性与后期强度。
进一步设置为：步骤s2包括以下步骤：
s1：将水泥、矿粉、煤灰、硅灰、机制砂在混凝土搅拌机中的搅拌时间为30s，得到混合物料；
s2：在s1得到的混合物中加入80％的水并搅拌30s，搅拌完成后，在不停止混凝土搅拌机的同时，再加入减水剂和剩余20％的水，加入完成后继续搅拌90s～120s待其成浆。
通过采用上述技术方案，各胶凝材料在减水剂投入前率先在水中混合搅拌，得到均匀分散后，与后续加入的减水剂将具有更大的接触面积，同时再加入减水剂时不停止混凝土搅拌机使得减水剂与水内的各种胶凝材料可以更充分的进行接触，供其吸收，最终得以使胶凝材料所结合的自由水大大降低，通过实施例2与实施例7数据比对与分析可看出，最终利用这一步骤可实现提高最终制备混凝土的泵送性，进一步提升混凝土的效果。
进一步设置为：步骤s2中控制砂浆富余系数在1.8～1.95。
通过采用上述技术方案，由实施例1-6的数据对比可以看出，砂浆富余系数处于1.8-1.95时所制备的混凝土各性质均较好，这是由于随着砂浆富余系数的增大，新拌混凝土中砂浆富余逐渐增多，在达到1.8-1.95时碎石活动情况最为顺利，但在达到2.10之后，新拌混凝土的工作性已接近饱和，此时碎石体积相对砂浆体积已经较小，富余的砂浆比较充足，碎石的运动已不再是混凝土送泵性的限制性因素。而碎石的减小也会导致碎石表面积的下降，减小了粗骨料对水的吸附，砂浆可用自由水较多，宏观表现为倒筒时间的下降，而此时由于过多的砂浆导致碎石下沉，而且作为支撑材料的粗集料较少，明显导致抗压强度的下降，进而在1.8-1.95范围内选择砂浆富余系数可实现所制备的混凝土效果更加优良。
进一步设置为：所采用的矿物掺合料内各组分按质量份数计如下：
粉煤灰80-100份；
矿粉110-130份；
硅灰40-55份。
通过采用上述技术方案，粉煤灰的加入能够达到降低水泥用量的作用效果，且粉煤灰中含有的球状玻璃体能够使拌合物的屈服剪切应力有效降低，进而使拌合物有较大的流动性，矿粉则能达到降低水泥用量，降低绝热温升的作用，同时可有效改善混凝土施工性能，提高混凝土后期强度及抗硫酸盐侵蚀及氯盐渗析等耐久性能。
进一步设置为：所采用碎石为间断级配，粒径范围为5-20mm，其中9.5mm-16mm级碎石占碎石总量80％。
通过采用上述技术方案，通过实施例8与实施例2的对比，可以看出采用间断级配的碎石相比于连续级配的碎石所制得的混凝土泵送性更好，这是由于采用连续级配的碎石，致使同质量情况下连续级配的碎石在混凝土内搅拌混合时相比间断级配的碎石更加致密，碎石之间间隙更小，形成混凝土后更为稳定，碎石在混凝土内流动性较差，最终体现混凝土坍落度较小、流动性较差，即采用间断级配碎石制成的混凝土泵送性更加优良。
进一步设置为：所采用机制砂为粗砂ⅰ区，其内石粉含量小于5％。
通过采用上述技术方案，采用粗砂i区的机制砂使所制得的混凝土强度可达到c80要求，同时其内石粉含量控制在小于5％实现降低对减水剂的消耗，可使得本混凝土在制备过程中泵送性更好。
进一步设置为：所采用的减水剂固含量为20％，减水率大于30％。
通过采用上述技术方案，选用此类高效减水剂进一步提升所制备混凝土的流动性，进而保障后续工作过程中混凝土的泵送性。
综上所述，本发明的有益技术效果为：在制备过程中机制砂与碎石分开搅拌，进而使所使用的减水剂可在进行第一步机制砂的搅拌时有效对水泥与机制砂中的石粉进行作用，达到降低两者结合水的作用，使减水剂充分作用于水泥以及石粉，而由于减水剂已被充分吸收，第二步加入的碎石对已经先一步投入的剩余减水剂所能进行吸附的量较小，进而避免减水剂在整体表面积较大的碎石上进行作用导致产生效力浪费，同时更进一步使得碎石在进入砂浆时充分的被搅拌均匀的砂浆包裹，使碎石成为悬浮在砂浆中的颗粒，最终使得整体混凝土具有较好的流动性，体现出具有良好的泵送性。
具体实施方式
实施例1：
本发明涉及一种c80机制砂混凝土及其制备方法，该方法包括以下步骤：
s1：包括以下两个步骤：
s1：将水泥、矿物掺合料、机制砂投入混凝土投放至混凝土搅拌机中，在混凝土搅拌机中的搅拌时间为30s，得到混合物料；
s2：在s1得到的混合物中加入80％的水并搅拌30s，搅拌完成后，在不停止混凝土搅拌机的同时，再加入减水剂和剩余20％的水，加入完成后继续搅拌90s待其成浆。
s2：砂浆中再加入碎石搅拌90s，控制砂浆富余系数在1.65，即可得到机制砂混凝土。
所使用的原料为：po52.5水泥，表观密度为3093kg/m3；ⅰ级粉煤灰，表观密度为2293kg/m3；矿粉为s95级矿粉，表观密度为2980kg/m3；硅灰，比表面积为1800m2/kg，表观密度为2140kg/m3；机制砂，其母岩为花岗岩，石粉含量为4.3％，压碎值20％，表观密度2749kg/m3，堆积密度1638kg/m3；碎石，粒径范围在5-20mm之间，其中9.5mm级碎石累计筛余达到95％，压碎值7.6％，表观密度2750kg/m3，堆积密度1493kg/m3；所选用的减水剂固含量为20％，减水率大于30％。按质量份数记各组分的配比如表1中所示。
所涉及的砂浆富余系数计算表达式为：
式中vg为单方混凝土中碎石的体积，ρg为碎石表观密度，ρ’g为碎石堆积密度，vm为砂浆体积。vm的计算公式为：
vg+vp＝vm
进一步，式中vp的计算公式为：
式中，mw为水的质量，msp为减水剂质量，mc为水泥质量，mfa为ⅰ级粉煤灰质量，mbfs为s95级矿粉质量；ρw为水的密度，ρsp为减水剂密度，ρc为水泥密度，ρfa为ⅰ级粉煤灰密度，ρbfs为s95级矿粉密度。
表1：不同砂浆富余系数的c80机制砂混凝土配合比
实施例2-6：
与实施例1区别的是步骤s2中混料搅拌时所控制的砂浆富余系数不同，并使得所制备混凝土内各组分质量份数不同，具体数值见表1。
实施例7：
与实施例2的区别在于，本实施例进行制备时，所采用的的步骤s1包括以下步骤：
s1、将水泥、矿粉、煤灰、硅灰、机制砂在混凝土搅拌机中的搅拌时间为30s，得到混合物料；
s2、在s1得到的混合物中加入所需的水与减水剂，搅拌120s待其呈浆。
对比例1：
与实施例2的区别仅在于制备步骤不同，本对比例的纸杯步骤包括：
s1：将水泥、矿物掺合料、机制砂、碎石一并投入混凝土搅拌机中搅拌30s得到混合物；
s2：向s1中得到的混合物内加减水剂、水，进行搅拌并在混凝土搅拌机中的搅拌时间为210s，值得c80机制砂混凝土。
对比例2：
与实施例2的区别在于，本对比例所采用的碎石为连续级配，粒径范围为各组分质量份数一致，本对比例1所采用的制备步骤为：
s1：将水泥、矿物掺合料、机制砂、碎石一并投入混凝土搅拌机中搅拌30s得到混合物；
s2：向s1中得到的混合物内加入80％所需要的水，进行搅拌30s，搅拌完成后，在不停止混凝土搅拌机的同时，再加入减水剂和剩余20％的水，加入完成后继续搅拌180s制得c80机制砂混凝土。
工作性能与强度实验：
对各实施例以及各对比例制得的混凝土进行坍落度、扩展度、倒筒时间以及抗压强度实验，所得实验结果如表2所示：
表2：混凝土工作性能与强度数值
对于对比例1与实施例2所得混凝土工作性能与抗压强度，从表2可以看出，实施例2所制得的混凝土坍落度更大，同时倒筒时间所反应出的混凝土粘度较小，反应出所制得的混凝土泵送性相比于对比例1较好，主要由于在制备过程中机制砂与碎石分开搅拌，所使用的减水剂可在机制砂搅拌时有效对水泥与机制砂中的石粉进行作用，达到释放自由水效果，而后加入的碎石对已经先一步投入的减水剂所能进行吸附的量较小，同时还使得碎石在进入砂浆时充分的被搅拌均匀的砂浆包裹，使碎石成为悬浮在砂浆中的颗粒，最终使得整体混凝土具有较好的流动性，且后期抗压强度也满足要求，实现得到符合要求的混凝土。而对比例1中，机制砂与碎石一同投入，所投入的减水剂将被碎石吸收部分，进而使减水剂对水泥以及机制砂中的石粉所能吸附的减水剂较少，导水泥与石粉所结合的水分更多，使得整体泵送性较差。
关于实施例1-6以及对比例2-3所得混凝土工性能与抗压强度，从表2中可以看出，当α较小，如对比例2，所得混凝土坍落度为200mm，扩展度只有470，倒筒时间长达55s，此时新拌混凝土中砂浆富余过少，使碎石无法顺利运动，导致混凝土送泵性较差。当α为1.65时，坍落度为210mm，扩展度达到500mm，倒筒时间达到49s，此时新拌混凝土中砂浆富于较少，碎石的运动并不流畅，混凝土粘度高，使混凝土送泵性得到提高。随着α的增大，新拌混凝土的坍落度先是上升后保持不变，而扩展度前期增加较快，后期增长缓慢。这表明在砂浆富余系数达到2.10之后时，新拌混凝土的工作性已接近饱和，此时碎石体积相对砂浆体积已经较小，富余的砂浆比较充足，碎石的运动已不再是混凝土送泵性的限制性因素。而碎石的减小也会导致碎石表面积的下降，减小了粗骨料对水的吸附，砂浆可用自由水较多，宏观表现为倒筒时间的下降。
而随着α值的增大，混凝土的3d、7d、28d抗压强度均出现先增大后减小的现象。高强机制砂混凝土黏度较高，工作性能对其后期强度有较大影响。在砂浆富余系数较小时，混凝土黏度高，流动性差，在相同振捣工艺下容易发生内部结构不够密实的情况，导致后期强度较低。在砂浆富余系数较高，如对比例3时，过多的砂浆导致碎石下沉，而且作为支撑材料的粗集料较少，明显导致抗压强度的下降。
进而可以看出，砂浆富余系数为1.65～2.4时，c80机制砂混凝土的坍落度可达到210mm、扩展度达到500mm，黏度适中的同时混凝土抗压强度基本达到80以上，实现具有良好泵送性，后期强度也满足要求，当砂浆富余系数处于1.8～1.95之间时各项数值，则更加优秀。
对于实施例7与实施例2所得混凝土工作性能与抗压强度，从表2可以看出，实施例7所制得的混凝土坍落度较小，粘度较大，工作性能较差，实施例2具有更好的泵送性。这是由于实施例2在制备过程中，各胶凝材料在减水剂投入前率先在水中混合搅拌，得到均匀分散后，与后续加入的减水剂将具有更大的接触面积，同时再加入减水剂时不停止混凝土搅拌机使得减水剂与水内的各种胶凝材料可以更充分的进行接触，供其吸收，最终得以使胶凝材料所结合的自由水大大降低，实现提高最终制备混凝土的流动性，实现实施例2的混凝土相对于实施例7所制得的混凝土具有更加良好的泵送性。
对于实施例8与实施例2所得混凝土工作性能与抗压强度，从表2可以看出，实施例8所制得混凝土的坍落度、扩展度更低，黏度更大，相对于实施例2所制得的混凝土泵送性更差。这一变化主要由于在实施例8制备时采用连续级配的碎石，致使同质量情况下连续级配的碎石在混凝土内搅拌混合时相比间断级配的碎石更加致密，碎石之间间隙更小，形成混凝土后更为稳定，碎石在混凝土内流动性较差，最终体现混凝土坍落度较小、流动性较差、即导致相比采用间断级配碎石制成的混凝土泵送性较差。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。