一种低收缩低粘度高强混凝土及其制备方法与流程

1.本技术涉及建筑材料领域，更具体地说，它涉及一种低收缩低粘度高强混凝土及其制备方法。

背景技术：

2.高强混凝土因具有高强度、高抗腐蚀耐久性，可减小结构尺寸、减轻结构自重、节约用地、降低能耗、降低结构维修费和重建费等优点，其技术发展成为了建筑行业重点研究并关注的混凝土技术之一。同时随着建筑设计的高层及超高层化、大跨度化、地下化以及环境严酷的发展趋势，高强混凝土在超高层建筑、跨海大桥、海上采油平台等大型工程中具有突出的应用优势。
3.由于高强混凝土的胶凝材料用量较高、水胶比低，外加剂用量较高，加上超活性材料硅灰，使得高强混凝土水化热高，导致混凝土收缩率大、开裂严重，同时较大的粘性导致高强混凝土在应用中的泵送困难等问题逐渐显现出来。

技术实现要素：

4.为了缓解高强混凝土开裂和粘度大难以泵送的问题，本技术提供一种低收缩低粘度高强混凝土及其制备方法。
5.第一方面，本技术提供一种低收缩低粘度高强混凝土，采用如下的技术方案：一种低收缩低粘度高强混凝土，包括以下重量份的原料：水泥200-300份、矿粉100-150份、粉煤灰80-150份、硅灰60-100份、重钙粉30-50份、玻璃微珠80-100份、改性多孔玄武碎石500-700份、花岗岩碎石500-700份、减水剂10-15份、混凝土纤维20-30份、水150-180份；所述多孔玄武碎石包括以下改性步骤：s1：将多孔玄武碎石在熔融态的石蜡中浸泡2-10h；s2：捞出多孔玄武碎石，快速冷却；s3：在多孔玄武碎石外表设置包裹层，得到改性多孔玄武碎石。
6.通过采用上述技术方案，水泥和硅灰配合能够提高混凝土力学性能，但是硅灰容易使得混凝土粘度提高流动性变差，重钙粉能够代替一部分硅灰，作为填充料填充再生石英石颗粒之间的堆积间隙，使集料之间有更好的密实堆积结构，通过调整颗粒级配使砂浆具有更好的流动性；玻璃微珠能有效增加混凝土的流动性，有利于混凝土的拌合性能；多孔玄武碎石坚硬并且多孔，除了能够作为混凝土骨料使用，还可以作为石蜡的载体，石蜡作为性能良好的相转变材料，在液态时能够进入多孔玄武碎石的孔道内，并且被包裹层封闭在多孔玄武碎石的孔道内。混凝土散发大量的水化热时，封存在多孔玄武碎石内的石蜡进行吸热进行相转变，降低温度，使得混凝土膨胀不至于过大，从而降低收缩率、减缓混凝土开裂的可能性，在天气冷的时候，石蜡还可以放热，减小混凝土被冻裂的可能
性。
7.优选的，所述多孔玄武碎石在浸入熔融态的石蜡之前，还经过预处理；所述预处理包括以下步骤：将多孔玄武碎石放入(0.25-0.30)mol/l的硫酸溶液中浸泡1-2h,高温烘干。
8.通过采用上述技术方案，多孔玄武碎石改性之前，对其进行酸改性预处理，一方面能够使得多孔玄武碎石中的碳酸盐在强酸作用下溶解，从而打开多孔玄武碎石的孔道结构，另一方面，由于增大了多孔玄武碎石的表面积，还增加了吸附位点，增大了吸附性能。
9.优选的，所述s1步骤中还添加有聚丙烯酸混合酯，所述聚丙烯酸混合酯与熔融态的石蜡均匀混合。
10.通过采用上述技术方案，聚丙烯酸混合酯能够有效提高熔融态的石蜡的流动性，有利于石蜡进入多孔玄武碎石的孔道中，使得进入玄武碎石孔道中的石蜡增多，从而有效提高降温效果。
11.优选的，所述石蜡与聚丙烯酸混合酯的质量比为(8-10)：1。
12.通过采用上述技术方案，在上述质量比的范围内，石蜡的流动性能较好。
13.优选的，所述包裹层由沥青和铝粉制得。
14.通过采用上述技术方案，一方面，沥青能够有效将石蜡封在多孔玄武碎石内，另一方面，沥青包裹在玄武碎石外面，能够改善混凝土的抗塑性收缩能力，减少混凝土裂缝的生成，铝粉能够导热，提高了石蜡快速相转变的能力。
15.优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
16.通过采用上述技术方案，聚羧酸系高效减水剂克服了传统减水剂一些弊端，具有掺量低、保坍性能好、混凝土收缩率低、分子结构上可调性强、高性能化的潜力大、生产过程中不使用甲醛等突出优点。
17.优选的，所述多孔玄武碎石的粒径为5-20mm。
18.通过采用上述技术方案，多孔玄武岩的粒径过大，石蜡难以进入深度孔道中，多孔玄武岩的粒径过小，难以起到增加混凝土强度的作用。
19.第二方面，本技术提供一种低收缩低粘度高强混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：包括以下制备步骤：将水泥200-300份、矿粉100-150份、粉煤灰80-150份、硅灰60-100份、重钙粉30-50份、玻璃微珠80-100份、改性多孔玄武碎石500-700份、花岗岩碎石500-700份、减水剂10-15份、混凝土纤维20-30份和水150-180份均匀混合，得到低收缩低粘度高强混凝土。
20.通过采用上述技术方案，使用上述方法制备的混凝土，具有开裂可能性小，易拌合和高强度的优点。
21.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、多孔玄武碎石坚硬并且多孔，除了能够作为混凝土骨料使用，还可以作为石蜡的载体，石蜡作为性能良好的相转变材料，在液态时能够进入多孔玄武碎石的孔道内，并且被包裹层封闭在多孔玄武碎石的孔道内。混凝土散发大量的水化热时，封存在多孔玄武碎石内的石蜡进行吸热进行相转变，降低温度，从而减缓混凝土开裂的可能性；2、多孔玄武碎石改性之前，对其进行酸改性预处理，一方面能够使得多孔玄武碎
石中的碳酸盐在强酸作用下溶解，从而打开多孔玄武碎石的孔道结构，另一方面，由于增大了多孔玄武碎石的表面积，还增加了吸附位点，增大了吸附性能；3、一方面，沥青能够有效将石蜡封在多孔玄武碎石内，另一方面，沥青包裹在玄武碎石外面，能够改善混凝土的抗塑性收缩能力，减少混凝土裂缝的生成，铝粉能够导热，提高了石蜡快速相转变的能力。
具体实施方式
22.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
23.原料来源：聚丙烯酸混合酯来自上海彩佑实业有限公司。
24.制备例制备例1多孔玄武碎石包括以下改性步骤：s1：将多孔玄武碎石放入0.25mol/l的硫酸溶液中浸泡1h,高温烘干；s2：将多孔玄武碎石在熔融态的石蜡和聚丙烯酸混合酯的混合物中浸泡2h；s3：捞出多孔玄武碎石，快速冷却；s4：在多孔玄武碎石外表设置包裹层，得到改性多孔玄武碎石；其中包裹层是由沥青和铝粉制得；石蜡和聚丙烯酸混合酯的质量比为8:1。
25.制备例2多孔玄武碎石包括以下改性步骤：s1：将多孔玄武碎石放入0.27mol/l的硫酸溶液中浸泡6h,高温烘干；s2：将多孔玄武碎石在熔融态的石蜡和聚丙烯酸混合酯的混合物中浸泡2h；s3：捞出多孔玄武碎石，快速冷却；s4：在多孔玄武碎石外表设置包裹层，得到改性多孔玄武碎石；其中包裹层是由聚乙烯和铝粉制得；石蜡和聚丙烯酸混合酯的质量比为8:1。
26.制备例3多孔玄武碎石包括以下改性步骤：s1：将多孔玄武碎石放入0.30mol/l的硫酸溶液中浸泡10h,高温烘干；s2：将多孔玄武碎石在熔融态的石蜡和聚丙烯酸混合酯的混合物中浸泡2h；s3：捞出多孔玄武碎石，快速冷却；s4：在多孔玄武碎石外表设置包裹层，得到改性多孔玄武碎石；其中包裹层是由沥青和铝粉制得；石蜡和聚丙烯酸混合酯的质量比为9:1。
27.制备例4制备例4与制备例3的不同之处在于，石蜡和聚丙烯酸混合酯的质量比为10:1，其余步骤均与制备例3相同。
28.制备例5制备例5与制备例3的不同之处在于，石蜡和聚丙烯酸混合酯的质量比为7:1，其余步骤均与制备例3相同。
29.制备例6
制备例6与制备例3的不同之处在于，石蜡和聚丙烯酸混合酯的质量比为11:1，其余步骤均与制备例3相同。
30.制备例7制备例7与制备例3的不同之处在于，未添加聚丙烯酸混合酯，其余步骤均与制备例3相同。
31.制备例8制备例8与制备例3的不同之处在于，未经过s1步骤，其余步骤均与制备例3相同。实施例
32.实施例1将水泥200kg、矿粉100kg、粉煤灰80kg、硅灰60kg、重钙粉30kg、玻璃微珠80kg、改性多孔玄武碎石500kg、花岗岩碎石500kg、聚羧酸减水剂10kg、钢纤维20kg和水150kg均匀混合制得低收缩低粘度高强混凝土；其中改性多孔玄武碎石来自制备例1，多孔玄武碎石的粒径为5-20mm。
33.实施例2将水泥250kg、矿粉120kg、粉煤灰120kg、硅灰75kg、重钙粉40kg、玻璃微珠90kg、改性多孔玄武碎石600kg、花岗岩碎石600kg、聚羧酸减水剂12kg、钢纤维25kg和水165kg均匀混合制得低收缩低粘度高强混凝土；其中改性多孔玄武碎石来自制备例1，多孔玄武碎石的粒径为5-20mm。
34.实施例3将水泥300kg、矿粉150kg、粉煤灰150kg、硅灰100kg、重钙粉50kg、玻璃微珠100kg、改性多孔玄武碎石700kg、花岗岩碎石700kg、聚羧酸减水剂15kg、钢纤维30kg和水180kg均匀混合制得低收缩低粘度高强混凝土；其中改性多孔玄武碎石来自制备例1，多孔玄武碎石的粒径为5-20mm。
35.实施例4实施例4与实施例2的不同之处在于，改性多孔玄武碎石来自制备例2，其余步骤均与实施例2相同。
36.实施例5实施例5与实施例2的不同之处在于，改性多孔玄武碎石来自制备例3，其余步骤均与实施例2相同。
37.实施例6实施例6与实施例2的不同之处在于，改性多孔玄武碎石来自制备例4，其余步骤均与实施例2相同。
38.实施例7实施例7与实施例2的不同之处在于，改性多孔玄武碎石来自制备例5，其余步骤均与实施例2相同。
39.实施例8实施例8与实施例2的不同之处在于，改性多孔玄武碎石来自制备例6，其余步骤均与实施例2相同。
40.实施例9
实施例9与实施例2的不同之处在于，改性多孔玄武碎石来自制备例7，其余步骤均与实施例2相同。
41.实施例10实施例10与实施例2的不同之处在于，改性多孔玄武碎石来自制备例8，其余步骤均与实施例2相同。
42.对比例对比例1对比例1与实施例2的不同之处在于，多孔玄武碎石未经过改性，其余步骤与实施例2相同。
43.性能检测试验检测方法混凝土抗压能力测试：利用《普通混凝土力学性能试验方法标准》(gb.t50081-2002)进行混凝土试块的抗压试验检测。
44.混凝土流动性测试：把刚搅拌好的rcp制品装入胶砂流动度测定仪的模内，分两层，第一层装至锥圆高约2/3处，用捣棒自边缘至中心均匀捣实，接着装第二层，再将捣棒自边缘至中心均匀捣实15次，抹平，慢慢提起模具，打开振动开关，然后根据圆盘上刻度读出数据。
45.混凝土收缩性能检测：采用水泥胶砂干缩试模，试件尺寸为40mm
×
40mm
×
160mm，在试模的两个端面中心各开一个直径6.5mm的孔洞放置收缩测定头。收缩头为黄铜加工而成。收缩性能采用水泥胶砂膨胀测量仪测定，标准杆长度175-177mm，测量精度为0.001mm。
46.在收缩模具内表面涂一薄层脱模油，将收缩头固定在试模两端面的孔洞中，使收缩头露出时间端面7-9mm。取步骤s3中以1000r/min混合搅拌后15min后的混合液倒入收缩试模内，轻轻搅动使其密实，然后用金属刮刀清除多余部分，使ecc完全充满模具并使其表面平整。
47.在标准试验条件下放置24小时后拆模，编号，表明测试方向，脱模后30分钟内按标明的测定方向测定试件长度，即为试件的初始长度。测定前，用标准杆调整收缩仪的千分表原点。测量试件28天后的收缩率。试件收缩率应表述为试件养护后相对于试件刚脱模时基准长度的负(收缩)或正(膨胀)变化。
48.下表为实施例1-10以及对比例1制备的混凝土的性能参数:表1实施例1-10以及对比例1制备的混凝土的性能参数
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7d抗压强度(mpa)28d抗压强度(mpa)流动度/缩率/10-6实施例17392128820实施例27796130822实施例37193122818实施例47897128879实施例57596131831实施例67695128828实施例77596132841
实施例87693128843实施例97695125876实施例107896130852对比例17594132987结合实施例1-10以及表1的数据可以看出，本技术制备的混凝土的7天和28天的抗压强度较大，流动性能好，添加改性玄武碎石之后，混凝的收缩率比较低，从而混凝土的抗开裂性能较好；结合实施例1-3以及表1的数据可以看出，实施例2制备的混凝土的抗压强度较大，流动性能较好，综合性能较优；结合实施例2、实施例4以及表1的数据可以看出，相比于聚乙烯外壳，沥青外壳能够除了有效将石蜡封在多孔玄武碎石内，还能够改善混凝土的抗塑性收缩能力，降低收缩率；结合实施例2、实施例5-9以及表1的数据可以看出，聚丙烯酸混合酯添加到石蜡中，有效地降低了混凝土的收缩性，主要是由于聚丙烯酸混合酯能够有效提高熔融态的石蜡的流动性，有利于石蜡进入多孔玄武碎石的孔道中，使得进入玄武碎石孔道中的石蜡增多，从而提高降温效果，提高收缩性；另外，石蜡与聚丙烯酸混合酯的质量比为(8-10)：1，混凝土的抗收缩性较好；结合实施例2和实施例10以及表1的数据看出，对多孔玄武碎石进行酸改性预处理，混凝土的抗收缩性能较好，主要是由于酸改性预处理能够打开多孔玄武碎石的孔道结构，还增加了吸附位点，增大了吸附性能；结合实施例2与对比例1以及表1的数据可以看出，多孔玄武碎石改性之后，混凝的收缩率比较低，能够有效减缓混凝土开裂。
49.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：

1.一种低收缩低粘度高强混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：水泥200-300份、矿粉100-150份、粉煤灰80-150份、硅灰60-100份、重钙粉30-50份、玻璃微珠80-100份、改性多孔玄武碎石500-700份、花岗岩碎石500-700份、减水剂10-15份、混凝土纤维20-30份、水150-180份；所述多孔玄武碎石包括以下改性步骤：s1：将多孔玄武碎石在熔融态的石蜡中浸泡2-10h；s2：捞出多孔玄武碎石，快速冷却；s3：在多孔玄武碎石外表设置包裹层，得到改性多孔玄武碎石。2.根据权利要求1所述的一种低收缩低粘度高强混凝土，其特征在于：所述多孔玄武碎石在浸入熔融态的石蜡之前，还经过预处理；所述预处理包括以下步骤：将多孔玄武碎石放入（0.25-0.30）mol/l的硫酸溶液中浸泡1-2h,高温烘干。3.根据权利要求1所述的一种低收缩低粘度高强混凝土，其特征在于：所述s1步骤中还添加有聚丙烯酸混合酯，所述聚丙烯酸混合酯与熔融态的石蜡均匀混合。4.根据权利要求1所述的一种低收缩低粘度高强混凝土，其特征在于：所述石蜡与聚丙烯酸混合酯的质量比为（8-10）：1。5.根据权利要求1所述的一种低收缩低粘度高强混凝土，其特征在于：所述包裹层由沥青和铝粉制得。6.根据权利要求1所述的一种低收缩低粘度高强混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂。7.根据权利要求1所述的一种低收缩低粘度高强混凝土，其特征在于：所述多孔玄武碎石的粒径为5-20mm。8.一种如权利要求1-7任一项所述的低收缩低粘度高强混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：将水泥200-300份、矿粉100-150份、粉煤灰80-150份、硅灰60-100份、重钙粉30-50份、玻璃微珠80-100份、改性多孔玄武碎石500-700份、花岗岩碎石500-700份、减水剂10-15份、混凝土纤维20-30份和水150-180份均匀混合，得到低收缩低粘度高强混凝土。

技术总结

本申请涉及建筑材料领域，具体公开了一种低收缩低粘度高强混凝土及其制备方法。一种低收缩低粘度高强混凝土，包括以下原料：水泥200-300份、矿粉100-150份、粉煤灰80-150份、硅灰60-100份、重钙粉30-50份、玻璃微珠80-100份、改性多孔玄武碎石500-700份、花岗岩碎石500-700份、减水剂10-15份、混凝土纤维20-30份、水150-180份；多孔玄武碎石包括以下改性步骤：S1：将多孔玄武碎石在石蜡中浸泡2-10h；S2：捞出多孔玄武碎石，快速冷却；S3：在多孔玄武碎石外表设置包裹层，得到改性多孔玄武碎石。本申请制备的混凝土强度高，流动性好并且抗开裂性能高的优点。性能高的优点。