一种机制砂高性能混凝土的制作方法

1.本发明涉及混凝土的技术领域，尤其是涉及一种机制砂高性能混凝土。


背景技术：

2.1824年英国工程师阿斯普丁获得第一份水泥专利，标志着水泥的诞生，这以后，水泥以及混凝土才开始广泛应用到建筑上。19世纪中后期，我国引进了水泥生产技术并在上海建成了我国第一家水泥厂，至今已有100多年的历史。水泥及混凝土的应用促进了当代文明的诞生，其已成为当代建筑用量最大、范围最广、最经济的建筑材料，被广泛地应用于楼宇、桥梁、隧道、路基等场合。随着建筑业的快速发展，对于混凝土的强度、耐久性和经济性提出了更高的要求，而传统的混凝土越来越无法满足此类要求。
3.高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求的各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。目前，混凝土配制都朝着高性能方向发展，这样有利于混凝土施工的良好工作性能，以及适于长久使用寿命的耐久性等等。现有的混凝土按标准抗压强度划分的强度等级，称为标号，分为c10~c100共19个等级。在实际施工过程中，为争取更大的经济利益，就需要不同强度等级的混凝土配合比，而不同强度等级的混凝土配比也各不相同，难以在施工现场快捷地进行调整。因此，通过系统性地给出3种强度等级（c40、c50、c60）高性能混凝土的配比，可以促进高性能混凝土广泛、合理地应用于建筑结构中。


技术实现要素：

4.本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种机制砂高性能混凝土，其通过设计适用于c40、c50、c60高性能混凝土的配比，达到了提高混凝土通用性和经济性的目的。
5.本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种机制砂高性能混凝土，由包含以下重量份的原料组成，水泥和粉煤灰的混合物11.50~16.00份；矿渣粉3.50~5.50份；机制砂30.80~34.80份；碎石41.80~43.20份；外加剂0.15~0.25份；加水至100份。
6.通过采用上述技术方案，在实际生产过程中，通过逐步降低机制砂的比重，或提高其他组分的比重，并加水至100份，能使混凝土的强度得以逐步提升，以适应c40~c60混凝土的配制，能在施工现场快捷地对混凝土强度进行调整，并具有较好的通用性；另外，混凝土的骨架由机制砂和碎石堆积而成，并以水泥作为胶凝材料，再掺加粉煤灰和矿渣粉等掺合料提升混凝土浆体的密实度，同时缩小了混凝土浆体的干缩变形，最后通过外加剂提升混凝土的综合性能，在保证混凝土预定强度的前提下，提高了混凝土的和易性；综上所述，通过优化水泥、粉煤灰、矿渣粉、机制砂和碎石的配比范围，使得混凝土的强度与这些组分的重量比相关联，以适应c40
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c60混凝土的制备，并通过外加剂提升混凝土的综合性能，在提高混凝土和易性、降低成本的同时，具有较好的通用性和经济性。
7.进一步地，所述水泥和粉煤灰的混合物由p.ⅱ52.5硅酸盐水泥和f类ⅰ级粉煤灰组成。p.ⅱ52.5硅酸盐水泥的主要作用是使混凝土达到稳定的强度，在此基础上添加f类ⅰ级粉煤灰和外加剂进行改性，从而混凝土在注浆时快速凝固胶化，并具有良好的水稳定性、流动可控性、抗分散性、可灌性、耐久性和早期强度高等优点。
8.进一步地，所述矿渣粉为s95级矿渣粉，密度≥2.8g/cm3，比表面积≥400
㎡
/kg，流动度比≥95%，烧失量≤1.0%，7天活性指数≥70%，28天活性指数≥95%。s95级矿渣粉为水淬高炉矿渣磨细而成，其能与机制砂和碎石形成界面过渡区，通过水泥和粉煤灰的混合物对界面过渡区进行填充，能提高界面过渡区的强度，以便于获得预定的强度。
9.进一步地，所述机制砂为2区ⅱ类中砂。机制砂的颗粒相对较不规则，能使其与其他组分具有较好的粘合度，使用机制砂代替河砂拌制混凝土在保证混凝土强度的同时，能有效降低其生产成本。
10.优选地，所述水泥和粉煤灰的混合物中的水泥和所述机制砂的质量比为（0.15~0.35）：1。将水泥和机制砂的重量相关联，在确定机制砂中机制砂的重量后，能较快确定水泥和粉煤灰的质量，便于根据混凝土强度调节各组分重量比。
11.进一步地，所述碎石由10~25mm的大碎石和5~10mm的小碎石组成，所述大碎石和小碎石的质量比为7:3；所述碎石的含泥量≤0.5%，泥块含量0，针片状含量≤5%，压碎值≤10％，表观密度≥2600kg/m3，空隙率≤43%，吸水率≤1.0%。这种碎石的组合具有较好的支撑强度。
12.进一步地，所述外加剂为聚羧酸高性能减水剂，ph值4.0~4.7，密度1.02~1.06g/cm3，水泥净浆流动度≥180mm，减水率≥25%，含气量≤6.0%，1h坍落度经时损失≤80mm，7天抗压强度比≥150%，28天抗压强度比≥140%。聚羧酸高性能减水剂具有减水增强效果和缓凝保塑性能，能改善混凝土的泵送性能，即使其顺利通过泵送管道、不阻塞、不离析、粘塑性良好的性能，并能改善混凝土各组分之间的和易性。
13.优选地，强度等级为c40的混凝土由包含以下重量份的原料组成，水泥和粉煤灰的混合物11.74份；矿渣粉5.03份；机制砂34.44份；碎石42.07份；外加剂0.18份；水6.54份。
14.优选地，强度等级为c50的混凝土由包含以下重量份的原料组成，水泥和粉煤灰的混合物14.49份；矿渣粉3.63份；机制砂32.40份；碎石42.93份；外加剂0.20份；水6.35份。
15.优选地，强度等级为c60的混凝土由包含以下重量份的原料组成，水泥和粉煤灰的混合物15.59份；矿渣粉3.91份；机制砂31.09份；碎石42.94份；外加剂0.23份；水6.24份。
16.综上所述，本发明的有益技术效果为：通过优化水泥、粉煤灰、矿渣粉、机制砂和碎石的配比范围，使得混凝土的强度与这些组分的重量比相关联，以适应c40~c60混凝土的制备，并通过外加剂提升混凝土的综合性能，在提高混凝土和易性、降低成本的同时，具有较好的通用性和经济性。
具体实施方式
17.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述。
实施例
18.实施例1：为本发明公开的一种机制砂高性能混凝土，其通过以下方法制成，s1 按照表1准备原料，具体的，水泥6.71份；粉煤灰5.03份；矿渣粉5.03份；机制砂34.44份；大碎石29.45份；小碎石12.62份；外加剂0.18份；水6.54份；其中，胶凝材料：水泥为p.ⅱ52.5硅酸盐水泥；粉煤灰为f类ⅰ级粉煤灰；矿渣粉为s95级矿渣粉，密度≥2.8g/cm3，比表面积≥400
㎡
/kg，流动度比≥95%，烧失量≤1.0%，7天活性指数≥70%，28天活性指数≥95%；水和胶凝材料的重量比为0.39:1；细骨料：机制砂为2区ⅱ类中砂，水泥与机制砂的重量比为0.19 ：1；粗骨料：碎石由70%的10~25mm的大碎石和30%的5~10mm的小碎石组成，碎石的含泥量≤0.5%，泥块含量0，针片状含量≤5%，压碎值≤10％，表观密度≥2600kg/m3，空隙率≤43%，吸水率≤1.0%；外加剂为聚羧酸高性能减水剂，ph值4.0~4.7，密度1.02~1.06g/cm3，水泥净浆流动度≥180mm，减水率≥25%，含气量≤6.0%，1h坍落度经时损失≤80mm，7天抗压强度比≥150%，28天抗压强度比≥140%。
19.s2 将s1的原料按照粗骨料（大碎石、小碎石）、细骨料（机制砂）、胶凝材料（水泥、矿渣粉、粉煤灰）先搅拌均匀，再将外加剂和水混合，缓慢加入混凝土搅拌机中，47r/min，搅拌时间不少于2min，得到混凝土。
20.其中，原料中各组分的型号及生产厂家/产地如表2所示。
21.实施例2：为本发明公开的一种机制砂高性能混凝土，与实施例1的不同之处在于，原料中各组分的重量份数及重量比如表1所示。
22.实施例3：为本发明公开的一种机制砂高性能混凝土，与实施例1的不同之处在于，原料中各组分的重量份数及重量比如表1所示。
23.实施例4：为本发明公开的一种机制砂高性能混凝土，与实施例1的不同之处在于，原料中各组分的重量份数及重量比如表1所示。
24.实施例5：为本发明公开的一种机制砂高性能混凝土，与实施例1的不同之处在于，原料中各组分的重量份数及重量比如表1所示。
25.表1
表2
组分型号生产厂家/产地硅酸盐水泥p.ⅱ52.5硅酸盐水泥安徽海螺水泥有限公司宁国水泥厂矿渣粉s95级矿渣粉宁波恒隆新型材料有限公司粉煤灰f类ⅰ级粉煤灰宣城双乐再生资源有限公司机制砂2区ⅱ类中砂浙江港腾建材有限公司大碎石10~25mm兰溪小碎石5~10mm兰溪外加剂visco
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20聚羧酸高性能减水剂上海承智建筑材料有限公司水自来水绍兴
性能检测试验根据gb/t50081
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2019的方法，对实施例1
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5的混凝土进行强度和坍落度检测，检测结果如表3所示。
26.表3 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例57天抗压强度（mpa）42.753.162.242.563.528天抗压强度（mpa）51.660.670.655.768.6强度等级c40c50c60c40c60坍落度（mm）180180180180180由表3可得，实施例1
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5通过逐步降低机制砂的比重，或提高其他组分的比重，并加水至100份，能使混凝土的强度得以逐步提升，以适应c40
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c60混凝土的配制，能在施工现场快捷地对混凝土强度进行调整，并具有较好的通用性；另外，通过增加胶凝材料组分（水泥、
矿渣粉、粉煤灰）用量，减少水的用量，适当调整砂率，能够显著提高混凝土的力学性能及其它综合性能。
27.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。