混凝土組合物及其制備方法

專利名稱：混凝土組合物及其制備方法
技術領域：
本發明實施例涉及一種混凝土，以及制備這種混凝土的方法。
背景技術：
目前，水工混凝土的開裂問題特別突出和嚴重。混凝土開裂產生裂縫，裂縫為環境中的有害物質提供了運輸的通道，CO2進入混凝土中加速混凝土碳化，水進入混凝土中加速凍融循環破壞，so42_進入混凝土中產生鹽侵蝕，環境中的有害物質進入混凝土中導致混凝土本身破壞，或對混凝土內部埋件造成破壞，都會對水工建筑物局部甚至整體造成破壞。

發明內容
本發明的目的在于解決上述現有技術的缺陷，提供一種防裂型混凝土，該混凝土 的力學強度保持現有水平或略有提高，并可降低自生體積變形和施工過程中的溫度。為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案一種粘結劑混合物，包含以質量份數計110至129份的水泥，該水泥為高鎂中熱水泥,其中MgO以質量比例計為4. 2%至
4. 8% ；59至69份的粉煤灰；459至507份的特大石，該特大石包含粒徑為80至150毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子；466至550份的大石，該大石包含粒徑為40至80毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子;440至559份的中石，該中石包含粒徑為20至40毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子;385至447份的小石，該小石包含粒徑為5至20毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子；391至557份的砂，該砂為粒徑小于5毫米的玄武巖質地或灰巖質地的粒子，其中石粉以質量比例計為12%至16% ；O. 9至I. I份的纖維，該纖維為PVA纖維、聚丙烯纖維或玻璃纖維中的一種或幾種；O. 0625至O. 0733份的引氣劑；和I. 183至I. 386份的減水劑。作為本發明的優選方式，在上述粘結劑混合物中，優選的是，包含以質量份數計129份的水泥；69份的粉煤灰；507份的特大石；466份的大石；447份的中石；
391份的小石；507 份的砂；O. 9份的纖維；O. 073份的引氣劑；和I. 386份的減水劑。作為本發明的優選方式，在上述粘結劑混合物中，優選的是，所述引氣劑為松香熱聚物。作為本發明的優選方式，在上述粘結劑混合物中，優選的是，所述減水劑為減水率不低于18%的萘系或聚羧酸類減水劑。一種混凝土組合物，其特征在于，包含以質量份數 計110至129份的水泥，該水泥為高鎂中熱水泥，其中MgO以質量比例計為4. 2%至
4.8% ；59至69份的粉煤灰；459至507份的特大石，該特大石包含粒徑為80至150毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子；466至550份的大石，該大石包含粒徑為40至80毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子;440至559份的中石，該中石包含粒徑為20至40毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子;385至447份的小石，該小石包含粒徑為5至20毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子；391至557份的砂，該砂為粒徑小于5毫米的玄武巖質地或灰巖質地的粒子，其中石粉以質量比例計為12%至16% ；O. 9至I. I份的纖維，該纖維為PVA纖維、聚丙烯纖維或玻璃纖維中的一種或幾種；O. 0625 至 O. 0733 份的引氣劑;I. 183至I. 386份的減水劑；和81至83份的水。作為本發明的優選方式，在上述混凝土組合物中，優選的是，包含以質量份數計129份的水泥；69份的粉煤灰；507份的特大石；466份的大石；447份的中石；391份的小石；507 份的砂；O. 9份的纖維；O. 073份的引氣劑；I. 386份的減水劑；和81份的水。
作為本發明的優選方式，在上述混凝土組合物中，優選的是，所述引氣劑為松香熱聚物。作為本發明的優選方式，在上述混凝土組合物中，優選的是，所述減水劑為減水率不低于18%的萘系或聚羧酸類減水劑。一種制備混凝土組合物的方法，該方法包括如下步驟將上述粘結劑混合物與水混合。本發明的效果和優點如下I、增加了特大石粗骨料項，降低了混凝土體系的砂率，降低了砂漿的界面過渡區，骨料的增加使混凝土單位體積內膠凝材料用量降低，降低了混凝土中水化物量，使發生各種侵蝕的風險和程度降低。免去粗骨料破碎的能耗和降低膠凝材料用量，達到節能減排的效果。
2、高鎂水泥與纖維的同時使用，降低了水工混凝土的自生體積變形，有效地降低了開裂的概率和程度。高鎂水泥能夠在水化過程中產生氫氧化鎂，體積有膨脹，有效抵消了混凝土在水化過程中化學收縮和溫度變形，加上纖維能夠降低混凝土的脆性，兩者的結合能夠降低混凝土出現開裂的概率和程度。3、降低了施工過程中混凝土內部的最高溫度。水工混凝土中加入纖維，纖維的不定向分布，提供一個絮狀環境，這種絮狀結構能夠有效阻止熱量的傳遞，有效控制了施工過程中混凝土內部的溫度。混凝土內部的最高溫度將直接影響混凝土內部的溫度應力，溫度越低，則混凝土出現破壞的可能性就降低。4、本發明中采用的骨料全部來源于隧洞和水電站大壩壩基的開挖，利用了原本成為廢棄物的巖石，經濟性和環境保護效應凸顯。
具體實施例方式根據本發明的一個實施例，先按質量份數稱取以下物質129份的高鎂中熱水泥，其中MgO以質量比例計為4. 6%，所述的高鎂中熱水泥的各項指標均符合《中熱硅酸鹽水泥》標準GB 200-2003 ；69份的粉煤灰，該粉煤灰為符合國標要求的I級粉煤灰；507份的特大石，該特大石包含粒徑為80至150毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子;466份的大石，該大石包含粒徑為40至80毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子；447份的中石，該中石包含粒徑為20至40毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子；391份的小石，該小石包含粒徑為5至20毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子；507份的砂，該砂為粒徑小于5毫米的玄武巖質地或灰巖質地的粒子，其中石粉以質量比例計為14% ；O. 9份的纖維，該纖維為PVA纖維；O. 0733份的引氣劑，該引氣劑為松香熱聚物。；I. 386份的減水劑，該減水劑為減水率為18%的萘系減水劑；和81份的水。將水泥、粉煤灰、特大石、大石、中石、小石和砂混合形成混合物，然后將引氣劑、減水劑和水混合配置成溶液，加入上述混合物中，再將纖維加入其中，進行攪拌，可制得混凝土。也可以先將水泥、粉煤灰、特大石、大石、中石、小石、砂和纖維進行混合I分鐘，再加入外加劑和水的混合溶液進行攪拌混合2分鐘，即可得到本發明的混凝土。本發明采用了特大石骨料，減少了膠凝材料用量，降低了膠凝材料的水化熱，提供了更緊密的骨料骨架結構，限制了收縮帶來的變形，同時具有經濟性，高鎂水泥能夠在后期提供微小的膨脹，能夠抵消膠凝材料的化學收縮和溫度變化，纖維的使用能夠增加混凝土的韌性，減少開裂的風險，同時纖維具有阻止熱量傳遞到內部的作用，降低施工過程中混凝土內部溫度，降低了混凝土由于內外溫度差導致的裂縫風險。本發明的混凝土可以廣泛用于經常或周期性地受環境水作用的水工構筑物，例如水電水利工程的擋水、發電、泄洪、輸水、排沙等建筑物。下面通過試驗，闡述本發明的混凝土具有優良的溫控防裂性能。采用抗壓強度和劈拉強度表示混凝土的力學性能。抗壓強度表示混凝土單向受壓力作用破壞時，單位面積 上所承受的荷載，單位為MPa。劈拉強度表示進行劈拉強度試驗時，混凝土內部各組分之間的粘結強度，單位為MPa。抗壓強度值和劈拉強度值越大，說明混凝土的力學性能越好。采用攝氏度表示混凝土的溫度，溫度分為混凝土拌和樓出機口控制溫度、入倉溫度、澆筑溫度和施工結束以后混凝土內部的最高溫度，以5天齡期的混凝土溫度為準，單位為。C。采用自生體積變形來表示混凝土的抗裂性，混凝土自生體積變形值越小，則混凝土抗開裂性能越佳。試驗樣品按照本發明提供混凝土組合物的制備方法，以表I中的組分(按質量份數)，制備本發明的混凝土組合物。表I試驗配合比/質量份數
權利要求
1. 一種粘結劑混合物，其特征在于，包含以質量份數計 110至129份的水泥，該水泥為高鎂中熱水泥，其中MgO以質量比例計為4. 2%至4. 8% ； 59至69份的粉煤灰； 459至507份的特大石，該特大石包含粒徑為80至150毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子; 466至550份的大石，該大石包含粒徑為40至80毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子； 440至559份的中石，該中石包含粒徑為20至40毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子； 385至447份的小石，該小石包含粒徑為5至20毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子； 391至557份的砂，該砂為粒徑小于5毫米的玄武巖質地或灰巖質地的粒子，其中石粉以質量比例計為12%至16% ； O. 9至I. I份的纖維，該纖維為PVA纖維、聚丙烯纖維或玻璃纖維中的一種或幾種； 0.0625至O. 0733份的引氣劑；和 1.183至I. 386份的減水劑。
2.根據權利要求I所述粘結劑混合物，其特征在于，包含以質量份數計 129份的水泥； 69份的粉煤灰； 507份的特大石； 466份的大石； 447份的中石； 391份的小石； 507份的砂； O. 9份的纖維； 0.073份的引氣劑；和 1.386份的減水劑。
3.根據權利要求I或2所述粘結劑混合物，其特征在于，所述引氣劑為松香熱聚物。
4.根據權利要求I或2所述粘結劑混合物，其特征在于，所述減水劑為減水率不低于18%的萘系或聚羧酸類減水劑。
5.一種混凝土組合物，其特征在于，包含以質量份數計 · 110至129份的水泥，該水泥為高鎂中熱水泥，其中MgO以質量比例計為4. 2%至4. 8% ； ·59至69份的粉煤灰；· 459至507份的特大石，該特大石包含粒徑為80至150毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子; ·466至550份的大石，該大石包含粒徑為40至80毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子； ·440至559份的中石，該中石包含粒徑為20至40毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子； ·385至447份的小石，該小石包含粒徑為5至20毫米的玄武巖或灰巖質地的粒子； ·391至557份的砂，該砂為粒徑小于5毫米的玄武巖質地或灰巖質地的粒子，其中石粉以質量比例計為12%至16% ； · O.9至I. I份的纖維，該纖維為PVA纖維、聚丙烯纖維或玻璃纖維中的一種或幾種； · O. 0625至O. 0733份的引氣劑；I.183至I. 386份的減水劑；和 81至83份的水。
6.根據權利要求5所述混凝土組合物，其特征在于，包含以質量份數計 129份的水泥； 69份的粉煤灰； 507份的特大石； 466份的大石； 447份的中石； 391份的小石； 507份的砂； O.9份的纖維； 0.073份的引氣劑； 1.386份的減水劑；和 81份的水。
7.根據權利要求5或6所述混凝土組合物，其特征在于，所述引氣劑為松香熱聚物。
8.根據權利要求5或6所述混凝土組合物，其特征在于，所述減水劑為減水率不低于18%的萘系或聚羧酸類減水劑。
9.一種制備混凝土組合物的方法，該方法包括如下步驟 將如權利要求I或2所述粘結劑混合物與水混合。
全文摘要
本發明公開了一種混凝土組合物及其制備方法，混凝土組合物包含以質量份數計110至129份的水泥，59至69份的粉煤灰，459至507份的特大石，466至550份的大石，440至559份的中石，385至447份的小石，391至557份的砂，0.9至1.1份的纖維，0.0625至0.0733份的引氣劑，1.183至1.386份的減水劑和81至83份的水。本發明的混凝土組合物具有良好的溫控防裂性能。
文檔編號C04B28/10GK102910884SQ201210402210
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月19日 優先權日2012年10月19日
發明者孫明倫, 朱正貴, 李仁江 申請人:中國長江三峽集團公司