利用矿渣粉制备的成品混凝土及工法的制作方法

1.本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种利用矿渣粉制备的成品混凝土及工法。


背景技术：

2.随着高性能混凝土的广泛应用，高工作性、高强度、高耐久性是高性能混凝土的显著特性。混凝土使用的胶凝材料主要为“水泥”或“水泥+粉煤灰”，在混凝土中掺入粉煤灰后能够改善混凝土中的一些性能，然而，不足之处是会降低混凝土的早期强度，容易冻坏及出现早期裂纹。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种利用矿渣粉制备的成品混凝土。
4.进一步，本发明还提供一种利用矿渣粉制备的成品混凝土工法。
5.本发明所采用的技术方案是：
6.利用矿渣粉制备的成品混凝土，该混凝土由如下重量份的原料制成：水泥：301～315份，粉煤灰：50～53份，矿渣粉：100～106份，细集料：693～716份，粗集料：1018～1067份，水：160～180份，减水剂：9.55～11.5份。
7.进一步，所述水泥强度等级为p.042.5r。
8.进一步，所述细集料的细度模数为mx＝2.8，表观密度为2610kg/m3，含泥量为1.0％，泥块含量为0.2％。
9.进一步，所述粗集料为5～31.5mm连续粒级，表观密度为2620kg/m3，含泥量为0.2％，泥块含量为0.0％。
10.进一步，所述粉煤灰的细度为45um孔筛筛余为9.5％，需水量比为103％，强度活性指数为81％，烧失量为1.8％。
11.进一步，所述矿渣粉的密度为2.91g/cm3，比表面积为435m2/kg，28d活性指数为97％，流动度比为98％，烧失量为1.2％。
12.进一步，所述减水剂的减水率为26％。
13.进一步，本技术提供一种利用矿渣粉制备的成品混凝土工法，包括如下步骤：
14.s1、浇筑混凝土前，根据施工图纸及坐标点测量放线，采用挖掘机进行基础开挖，并回填碎石垫层，绑扎基础钢筋并安装基础模板；
15.s2、分层浇筑基础混凝土，分层厚度不超过300mm，各层混凝土浇筑不间断，并在前层混凝土振实尚未初凝前，将次层混凝土浇筑、捣实完毕；
16.s3、根据施工图纸安装墙体钢筋和墙体模板；
17.s4、墙体混凝土浇筑前，在底部接茬处先均匀浇筑15mm～20mm厚、且与墙体混凝土强度等级相同的砂浆结合层；
18.s5、分层浇筑墙体混凝土，并振捣密实，分层厚度不大于300mm，混凝土下料点分散布置；浇筑时，墙体进行连续浇筑，每层间隔时间不超过混凝土初凝时间，墙体混凝土施工缝设置在伸缩缝处；
19.s6、混凝土浇筑完毕后，在12h以内进行覆盖并浇水，保持混凝土具有足够的湿润状态，养护期不少于7d；
20.s7、当混凝土强度达到设计强度的75％以上时，拆除侧面模板；
21.所述混凝土采用上述混凝土。
22.本技术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，或通过本技术的实践了解到。
具体实施方式
23.下面将结合具体实施例对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
24.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
25.实施例1
26.本技术利用矿渣粉制备的成品混凝土，该混凝土由如下重量份的原料制成：水泥：301～315份，粉煤灰：50～53份，矿渣粉：100～106份，细集料：693～716份，粗集料：1018～1067份，水：160～180份，减水剂：9.55～11.5份。
27.本技术通过在混凝土中同时掺入粉煤灰和矿渣粉，并按合适的比例进行搭配，充分发挥了粉煤灰和矿渣粉的活性效应、形态效应和微集料效应；一方面减少了水泥用量，降低了水泥水化热，使得混凝土因温度形成的变形减小而减少了热膨胀裂缝，能有效减少混凝土的水化热；另一方面有效的提高混凝土各项性能，如和易性、粘聚性、可泵性，降低混凝土坍落度损失，降低混凝土内部早期干燥收缩，使硬化后的混凝土结构更密实，混凝土早期和后期强度都能得到提高，抗渗、抗冻及耐化学腐蚀能力会更有显著的改善，产生的叠加作用会更明显；并且掺入的粉煤灰和矿渣粉价格低廉，在保证混凝土高性能高质量的情况下，降低了混凝土造价。
28.矿渣粉是一种炼钢厂的废料钢渣经粉磨处理后得到，粉煤灰和矿渣粉复掺后，不只是简单的混合，而是有意识地使两种混合材取长补短，在强度上产生一定的互补作用，体现出单掺所不具备的优势，弥补单掺粉煤灰混凝土早期强度低的缺陷；本技术采用乌海德晟生产的s95级矿渣粉，其密度为2.91g/cm3，比表面积为435m2/kg，28d活性指数为97％，流动度比为98％，烧失量为1.2％。
29.水泥采用内蒙古千峰水泥有限公司生产的水泥，强度等级为p.042.5r，其主要性能指标见表1所示。
30.表1为水泥的主要物理性能指标
[0031][0032]
细集料为中砂，其细度模数为mx＝2.8，表观密度为2610kg/m3，含泥量为1.0％，泥块含量为0.2％。
[0033]
粗集料为5～31.5mm连续粒级，表观密度为2620kg/m3，含泥量为0.2％，泥块含量为0.0％。
[0034]
粉煤灰采用乌海市海勃湾热电厂ⅱ级粉煤灰，其细度为45um孔筛筛余为9.5％，需水量比为103％，强度活性指数为81％，烧失量为1.8％。
[0035]
减水剂采用山西航宇生产的高性能减水剂，其减水率为26％。
[0036]
按照设计强度c25、c45，采用本技术配比设计，分别制作3天、7天和28天组试件，每组试件制作3个标准试块，分别记录抗压强度、塌落度和流动性，拌合物塌落度测定，拌合物坍落度测定根据gb/t50080-2002进行；抗压强度测定根据gb/t50081-2002进行。测试结果如下：
[0037][0038]
配制高质量低造价的混凝土，最关健问题是配置混凝土的主要材料的选择和混凝土配合比设计，本技术通过在上述原材料的选定基础上，综合考虑原材料和配合比的设计在混凝土配置过程中的作用，优化混凝土的配合比设计，采用p.042.5的水泥掺入高效减水剂、粉煤灰和矿渣粉，配置出的混凝土7d强度达到设计值的100％，水泥用量大大减少，从而降低了混凝土成本，混凝土流动性有显著提高，塌落度的损失得到了有效控制。
[0039]
本技术混凝土配方适用于盛产钢渣工业废料、粉煤灰的地区，如盛产工业固废料钢渣的乌海地区，通过利用该地区钢厂废料钢渣制成粒化高炉矿渣粉，用于配置混凝土，既保证了混凝土质量，降低了混凝土造价，又合理利用固废资源，保护环境。
[0040]
实施例2
[0041]
本实施例中，本技术提供一种利用矿渣粉制备的成品混凝土工法，该工法中所采用的混凝土为实施例1中所述的混凝土，包括如下步骤：
[0042]
s1、浇筑混凝土前，根据施工图纸及坐标点测量放线，采用挖掘机进行基础开挖，并回填碎石垫层，绑扎基础钢筋并安装基础模板。
[0043]
具体的，在浇筑混凝土前，根据施工图纸及坐标点测放出挡土墙中心线、基础平面位置线和纵断高程线，做好平面、高程控制点。
[0044]
采用挖掘机进行基础土方开挖，待挖至设计标高顶20cm时由人工进行清底，清底完成后回填碎石垫层进行夯实、碾压平整。
[0045]
根据钢筋布置图纸绑扎基础钢筋，绑扎前将垫层中的泥、水清理干净，按照设计好的间距，先摆放受力主筋，后放分布筋。在钢筋与模板之间垫好垫块，钢筋与模板之间的间距不大于1.5m。
[0046]
垫块采用水泥砂浆制成，垫块厚度与保护层厚度相同，垫块内预埋火烧丝。
[0047]
模板应具有足够的刚度、强度和稳定性，能承受灌注混凝土的冲击力、混凝土的侧压力；安装模板时，在模板的下口先做好水平支撑，再加斜撑固定。
[0048]
s2、分层浇筑基础混凝土，混凝土浇筑时自由落差不大于2m，分层厚度不超过300mm，各层混凝土浇筑不间断，并在前层混凝土振实尚未初凝前，将次层混凝土浇筑、捣实完毕。振捣次层混凝土时振捣棒应插入前层50mm～100mm。混凝土试块按规范要求留置组数。
[0049]
s3、根据施工图纸安装墙体钢筋和墙体模板。
[0050]
墙体钢筋安装按照图纸要求进行。按位置线安装墙体模板，模板应支护牢固，以防模板在浇筑混凝土时松动、跑模。按照模板设计方案拼装外侧的模板并按位置线就位，然后安装φ12拉杆，间距600mm安装拉杆螺栓时螺杆要和原喷护锚杆有效连接。模板安装完成后，检查扣件、螺栓是否牢固，模板拼缝及下口是否严密。
[0051]
s4、墙体混凝土浇筑前，在底部接茬处先均匀浇筑15mm～20mm厚、且与墙体混凝土强度等级相同的砂浆结合层。
[0052]
s5、分层浇筑墙体混凝土，并振捣密实，分层厚度不大于300mm，混凝土下料点分散布置；浇筑时，墙体进行连续浇筑，每层间隔时间不超过混凝土初凝时间，墙体混凝土施工缝设置在伸缩缝处。
[0053]
混凝土浇筑振捣完毕，将上口露出的钢筋加以整理，用木抹子按设计标高控制线对墙体上口进行找平。
[0054]
s6、混凝土浇筑完毕后，在12h以内进行覆盖并浇水，浇水次数根据环境温度和湿度设定，以能够保持混凝土具有足够的湿润状态，养护期不少于7d。
[0055]
s7、当混凝土强度达到设计强度的75％以上时，拆除侧面模板。
[0056]
本技术工法采用粉煤灰和矿粉代替部分水泥，能改善新拌混凝土的流动性、提高混凝土强度，与传统的混凝土相比，高性能混凝土在配合比上的特点是低用水量、较低的水泥用量，这些使硬化混凝土内部的孔隙少，具有致密的微观和细观结构，抗渗性能优良，因此高性能混凝土的耐久性很好。高性能混凝土在硬化过程中体积稳定、水化热低、温升小，冷却时的温度收缩小，干燥收缩也小，所以硬化后不易产生宏观和微观裂缝。双掺工艺的运用，既改进了传统的混凝土配比，又在很大程度上节余了成本，同时可降低混凝土水泥用量，获得较好的技术、经济和环保效果，在工程实践中具有广阔的应用前景。
[0057]
在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0058]
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
[0059]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、系统、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、系统、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0060]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。