高抗压强度型钢混凝土组合结构用混凝土的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种混凝±，具体涉及一种高抗压强度型钢混凝±组合结构用混凝 上。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着建筑规模的不断扩大、建筑形式的不断创新W及设计、施工技术快速 发展，钢管混凝±和型钢混凝±结构得到越来越广泛的应用。目前，在钢-混结构的应用 中，型钢或钢管外包混凝±均采用传统的支设模板直接德捣的方法德筑。
[0003] 型钢高强高性能混凝±组合结构是新型高技术混凝±在型钢混凝± (SRC)组合 结构中的应用。其中，型钢混凝±组合结构（简称SRC结构）是钢一混凝±组合结构的一 种主要形式，由于其承载能力高、刚度大及抗震性能好等优点，已越来越多地应用于大跨、 重型结构和地震区的高层和超高层建筑。SRC结构比钢结构可节省大量钢材，增大截面刚 度，克服了钢结构耐火性和耐久性差及易屈曲失稳等缺点，使钢材的能力得W充分的发挥， 一般可比纯钢结构节约钢材50%左右。与普通钢筋混凝± (RC)结构相比，型钢混凝±结 构中的配钢率可比钢筋混凝±结构中的配筋率大很多，因此可W在有限的截面面积中配置 较多的钢材，所W型钢混凝±构件的承载能力高于同样外形的钢筋混凝±构件的承载能力 一倍W上，从而可W有效地减小构件的截面尺寸，避免钢筋混凝±结构中常出现的服梁胖 柱现象，增加建筑结构的使用面积和净空并减少建筑的造价，取得显著的经济效益。在施工 上，型钢混凝±结构的钢骨架可作为承受全部施工荷载（包括挂模与所德混凝±)的支承 体系，大大简化了支模工程。由于SRC结构具有整体性强，延性性能好等优点，能大大改善 钢筋混凝±受剪破坏的脆性性质，使结构抗震性能得到明显的改善，强度及延性均比RC结 构有较大的提高，因此即使在高层钢结构中，底部若干层也往往为SRC结构型式，如上海金 茂大厦、深圳的帝王大厦、香港的九龙大厦和国际财政中也等。据日本1978年宫城县冲地 震的统计显示，在调查的95幢层数为7~17层的SRC建筑中，仅有13% (12幢）发生主 体轻微损坏。因此在日本和欧美等发达国家，SRC结构与钢结构、木结构、钢筋混凝±结构 并称为四大结构。日本抗震规范规定：高度超过45米的建筑物不得使用钢筋混凝±结构， 而型钢混凝±结构则不受此限制。我国也是一个多地震国家，绝大多数地区为地震区，部分 地区位于高烈度区，因此在我国，特别是经济欠发达而且受地震影响较大的西部地区推广 SRC结构就具有非常重要的现实意义。到目前为止，我国采用SRC结构的建筑面积约为建筑 总面积的千分之一，而日本在六层W上的建筑物中采用SRC结构的建筑物占总建筑面积的 62.8%。因此，SRC结构在我国有非常广阔的应用前景，尤其随着我国经济实力的不断增强 及高强钢材和高强高性能混凝± (他们是被公认的21世纪材料）的成功研制与应用，将促 进该种结构体系的推广应用。
[0004] 型钢与混凝±之间良好的粘结作用是保证型钢混凝±构件中型钢与混凝±协调 工作的基础，型钢、钢筋和混凝±立种材料元件协同工作，W抵抗各种外部作用效应，才能 够充分发挥型钢混凝±组合结构的优点。但型钢混凝±结构与钢筋混凝±结构的显著区别 在于型钢与混凝±之间的粘结力远远小于钢筋与混凝±之间的粘结力，型钢与普通混凝± 的粘结力大约只相当于光面钢筋粘结力的45%。国内外诸多试验研究结果表明，型钢与混 凝±之间存在着粘结滑移现象，且对SRC构件的受力性能有显著影响。因此，如何保证型 钢与混凝±有效地协同工作成为型钢混凝±组合结构研究的重点之一。目前工程设计中对 型钢与混凝±之间粘结滑移问题的处理方法一般有两种；其一是在构件表面加设剪切连接 件，该样势必造成施工中的不便并提高造价；其二是降低构件的承载能力，W考虑粘结滑移 的影响，该样必然存在不经济的因素。另一方面，在工程结构设计中普遍存在着重强度而轻 耐久性的现象，国内外已出现过诸多混凝±结构在使用过程中的安全性和耐久性方面的问 题。一些混凝±结构在使用不足设计年限一半即由于碱骨料反应、氯离子侵蚀等原因而完 全丧失使用功能乃至承载能力，个别工程甚至出现局部巧塌或整体倒塌，造成人员伤亡或 建筑设施破坏。
[0005] 混凝±是指由胶结料（有机的、无机的或有机无机复合的）、颗粒状集料、水W及 需要加入的化学外加剂和矿物惨合料按适当比例拌制而成的混合料，或经硬化后形成具有 堆聚结构的复合材料。一般是W胶凝材料、水、细骨料、粗骨料，按适当比例配合，有需要时 惨入外加剂和矿物惨合料。
[0006] 混凝±是当代最主要的±木工程材料之一。
[0007] 混凝±具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。 同时混凝±还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。该些特点使其使用范围 十分广泛，不仅在各种±木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等， 混凝±也是重要的材料。
[0008] 混凝±是一种充满生命力的建筑材料。随着混凝±组成材料的不断发展，人们对 材料复合技术认识不断提高。对混凝±的性能要求不仅仅局限于抗压强度，而是在立足强 度的基础上，更加注重混凝±的耐久性、变形性能等综合指标的平衡和协调。混凝±各项性 能指标的要求比W前更明确、细化和具体。同时，建筑设备水平的提升，新型施工工艺的不 断涌现和推广，使混凝±技术适应了不同的设计、施工和使用要求，发展很快。
[0009] 混凝±在正常情况下，抗压强度较高，但是其强度损失受火温度的高低、火作用时 间的长短影响明显；当温度超过60(TC时，一般混凝±的抗压强度会降到正常温度下强度 的85%，甚至更低。
[0010] 因此，混凝±的耐热性能亟待改善。
【发明内容】
[0011] 针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种高 抗压强度型钢混凝±组合结构用混凝±。
[0012] 本发明目的是通过如下技术方案实现的：
[0013] 一种高抗压强度型钢混凝±组合结构用混凝±，其特征在于，每立方米混凝±包 括：普通娃酸盐水泥350-450kg，河砂400-680kg，碎石650-950kg，水150-260kg，粉煤灰 60-80kg，耐热集料 300-500kg，减水剂 20-50kg，膨胀剂 20-50kg ;
[0014] 所述膨胀剂由下述重量份的组分组成；一水硫酸猛10-30份、明机10-30份、熟石 膏10-30份。
[0015] 优选的，所述耐热集料由下述重量份的组分组成：陶粒30-50份，膨胀珍珠岩 20-40份，烧结镇砂20-40份。
[0016] 优选的，所述减水剂为脂肪酸系高效减水剂或蔡賴酸盐减水剂。
[0017] 本发明中，
[0018] 普通娃酸盐水泥，由娃酸盐水泥熟料、5% -20%的混合材料及适量石膏磨细制成 的水硬性胶凝材料，执行标准为GB175-2007。
[0019] 河砂，优选为粒径0. 35-0. 5mm的河砂。
[0020] 碎石，优选的碎石为玄武岩或花岗岩，碎石的粒径优选为6-20mm。
[0021] 粉煤灰，从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰称为粉煤灰，粉煤灰是燃煤电 厂排出的主要固体废物。粉煤灰的组成（质量百分比）一般为；Si〇2 1.30-65.76 %， AI2O3 1.59-40. 12 %，Fe2〇3 1.50-6. 22 %，CaO 1.44-16. 80 %，MgO 1.20-3. 72 %，S〇3 1.00-6. 00%，化2〇 1.10-4. 23%，K2O 1.02-2. 14%。
[0022] 陶粒，即陶质的颗粒，粒径一般为6-20mm。优选为粘±陶粒或页岩陶粒。
[0023] 膨胀珍珠岩，由于在1000~130(TC高温条件下其体积迅速膨胀4~30倍，故统称 为膨胀珍珠岩，膨胀倍数一般为7~10倍。化学组成为；Si〇268~76%、AI2O3II~16%、 Fe2〇32 ~5%、Ca0 < 2%、Mg0 < 2%、Ti〇2< 2%、K2〇+Na2〇5 ~9%，其他 8 ~11%。
[0024] 烧结镇砂，用竖塞、回转塞等高温设备一次锻烧或二步锻烧工艺，菱镇矿经 1550-160(TC锻烧即所谓烧死的镇砂称烧结镇砂。本发明中优选的烧结镇砂的牌号有 MS-96, MS-97a，MS-97b，MS-98。
[00巧]本发明还提供了所述高抗压强度型钢混凝±组合结构用混凝±的制备方法，包括 如下步骤：按原料配比称取各原料，在混凝±揽拌机中揽拌2-lOmin。
[0026] 发明人通过大量实验发现，使用本发明的高抗压强度型钢混凝±组合结构用混凝 ±，具有优异的耐热效果，抗压强度好，与型钢粘结强度，使用寿命长。
[0027] 本产品的制备工艺简单，产品成本低，产品的综合性能较优异。可W广泛应用于厂 房、仓库、居民楼、办公楼、商场、候车厅等诸多建筑。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合实施例对本发明作进一步描述。实施例中的混凝±揽拌机为郑州市振恒 建筑工程设备有限公司生产的JS1000 ;所述普通娃酸盐水泥为甘肃省祁连山水泥股份有 限公司生产的祁连山牌P. 042. 5普通娃酸盐水泥；所述陶粒为粒径6-20mm的页岩陶粒，其 筒压强度为6. 7M，吸水率为1. 10%，堆积密度为89化g/m3;烧结镇砂的型号为MS-96 ;所述 碎石为粒径6-20mm的玄武岩；河砂为粒径0. 35-0. 5mm的河砂。所述减水剂为天津市雍阳 减水剂厂生产的SKY-2高效减水剂。
[0029] 熟石膏，英文名bassanite，成分化[S04] ? 0. 5&0。单斜晶系。明机，又称十二水 硫酸铅钟，是含有结晶水的硫酸钟和硫酸铅的复盐。一水硫酸猛，分子式MnS化? &0。
[0030] 实施例1
[0031] 按照表1中对应的实施例1数据称取各组分，在混凝±揽拌机中揽拌3min，即得到 实施例1的高抗压强度型钢混凝±组合结构用混凝±。
[0032] 表1 ;高抗压强度型钢混凝±组合结构用混凝±每立方米配方表单位；kg
[0033]
【主权项】
1. 一种高抗压强度型钢混凝土组合结构用混凝土，其其特征在于，每立方米混凝土包 括：普通硅酸盐水泥350-450kg，河砂400-680kg，碎石650-950kg，水150-260kg，粉煤灰 60-80kg，耐热集料 300-500kg，减水剂 20-50kg，膨胀剂 20-50kg ; 所述膨胀剂由下述重量份的组分组成：一水硫酸锰10-30份、明矾10-30份、熟石膏 10-30 份。
2. 如权利要求1所述的高抗压强度型钢混凝土组合结构用混凝土，其特征在于，所述 耐热集料由下述重量份的组分组成：陶粒30-50份，膨胀珍珠岩20-40份，烧结镁砂20-40 份。
3. 如权利要求1和2所述的高抗压强度型钢混凝土组合结构用混凝土，其特征在于，所 述减水剂为脂肪酸系闻效减水剂或蔡横酸盐减水剂。
【专利摘要】本发明公开了一种高抗压强度型钢混凝土组合结构用混凝土，其特征在于，每立方米混凝土包括：普通硅酸盐水泥350-450kg，河砂400-680kg，碎石650-950kg，水150-260kg，粉煤灰60-80kg，耐热集料300-500kg，减水剂20-50kg，膨胀剂20-50kg；所述膨胀剂由下述重量份的组分组成：一水硫酸锰10-30份、明矾10-30份、熟石膏10-30份。本发明生产成本低、耐热性能好，抗压强度好，与型钢粘结强度。
【IPC分类】C04B28-04
【公开号】CN104649634
【申请号】CN201510092230
【发明人】夏学云, 宋国新
【申请人】上海闵轩钢结构工程有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月2日