一种高强度自密实混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种高强度自密实混凝土及其制备方法。一种高强度自密实混凝土，按照重量份数包括如下组分：水泥375‑420份、细骨料55‑150份、粗骨料550‑650份、减水剂10‑15份、水130‑160份、膨胀剂35‑55份、石灰石粉颗粒20‑35份、分散剂0.7‑1.5份、聚丙烯酸钠0.5‑1.0份。膨胀剂进行收缩补偿，减少形变；聚丙烯酸钠有效增加浆体粘度，降低内外温差，减少温度形变；通过分散剂进行分散的石灰石粉颗粒，使混凝土级配较佳、内部紧密堆积，增加空隙率，大大减小混凝土的形变，有利于提高混凝土的强度。聚丙烯酸钠、膨胀剂、石灰石粉颗粒以及分散剂的协同作用可以有效减小自密实混凝土的收缩和形变，减少裂缝出现的可能性，大大增加自密实混凝土的强度。

A kind of high strength self-compacting concrete and its preparation method

The invention relates to the technical field of building materials, in particular to a high strength self-compacting concrete and a preparation method thereof. A high strength self-compacting concrete consists of 375 420 portions of cement, 55 150 portions of fine aggregate, 550 portions of coarse aggregate, 10 15 portions of water reducing agent, 130 portions of water, 35 55 portions of expansive agent, 20 portions of limestone powder particles, 0.7 portions of dispersant, 0.5 portions of sodium polyacrylate and 1.0 portions of water reducing agent. Expansion agent compensates shrinkage and reduces deformation; sodium polyacrylate effectively increases slurry viscosity, reduces internal and external temperature difference, and reduces temperature deformation; dispersing limestone powder particles through dispersant, makes concrete gradation better, internal compact accumulation, increases void ratio, greatly reduces the deformation of concrete, and is conducive to improving the strength of concrete. The synergistic action of sodium polyacrylate, expansive agent, limestone powder particles and dispersant can effectively reduce the shrinkage and deformation of self-compacting concrete, reduce the possibility of cracks, and greatly increase the strength of self-compacting concrete.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度自密实混凝土及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，特别涉及一种高强度自密实混凝土及其制备方法。
技术介绍
混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土是指用水泥作为胶凝材料，砂、石作为集料，与水按一定比例配合，经搅拌而得，也称普通混凝土，广泛应用于土木工程。随着建筑行业的快速发展，建筑设备水平的不断提升，新型施工工艺的不断涌现和推广，混凝土技术需要发展以适应不同的设计、施工和使用要求。目前，更多高耸的、具有薄壁结构等特点的新型建筑物不断出现，这对混凝土提出了更高要求，普通的混凝土已经不能满足其要求，因此自密实混凝土应运而生。自密实混凝土(self-compactingconcrete)属于高性能混凝土的一种，是指混凝土拌合物主要依靠自重、不需要振捣即可充满模具且包裹配筋的混凝土，可以浇筑成型形状复杂、薄壁和密集配筋的结构，增加了结构设计的自由度，使混凝土浇筑需要的时间大幅度缩短，使工人的劳动强度大幅度降低，提高了施工进度，具有良好的施工性能。随着我国混凝土建设工程的现代化高速发展，自密实混凝土的拌合物因具有高工作性、抗离折性、间隙通过性和填充性而在我国已引起广泛重视，其推广应用量也在迅速增长。制备高强度的自密实混凝土对于自密实混凝土的应用推广具有十分重要作用。公布号为CN107162499A的中国专利公开了一种高强度自密实混凝土及其制备方法，自密实混凝土由水泥、玻璃微珠、硅灰、页岩陶粒、粘土陶粒、陶砂、漂珠、河砂、减水剂、减缩剂、稳定剂和水组成。该高强度自密实混凝土所需的原材料来源广泛，价格低廉，而且制作出来的混凝土强度高，能够满足人们对高强度自密实混凝土的需求。公布号为CN105330211A的中国专利公开了一种高强度自密实混凝土，由玄武岩纤维、钢纤维、玻璃纤维、水泥、粉煤灰、10-15mm粒径碎石、15-20mm碎石、砂、水、膨润土、超塑化剂、引气剂、消泡剂、松香热聚物、增粘剂、十二烷基硫酸钠和硬脂酸钙组成。对胶凝材料、不同粗细骨料和高性能外加剂进行配合比设计，将混凝土的屈服应力减小到足以被因自重产生的剪应力克服，使混凝土流动性增大能充分填充模板内的空间，形成密实且均匀的胶凝结构。充分利用了玄武岩纤维和玻璃纤维的特性，使得混凝土的抗拉模量和剪切强度具有明显提高。制得的混凝土强度提高，其强度相比于现有技术的混凝土具有50％以上的提升，可专门用于预制钢筋混凝土空心方桩，利用其制备得到的方桩单桩承载力更高。但需要指出的是自密实混凝土在硬化后及使用过程中，受外界因素的影响会产生一定形变，主要有温度形变和干缩形变等，形变会使自密实混凝土形成裂缝。其中，温度形变有两部分组成：(1)在自密实混凝土硬化过程中，由于水泥的水化热产生大量的热量，大体积自密实混凝土内部因散热慢而使其温度升高，产生内外温差，内部混凝土膨胀，而外部混凝土经散热，温度降低而收缩，形成表面裂缝；(2)由于外界温度的变化，根据自密实混凝土热胀冷缩的性质，在温度下降后自密实混凝土必然产生收缩而产生拉应力，当拉应力超过自密实混凝土的抗拉强度时，产生裂缝。干缩形变是由于自密实混凝土中水分蒸发而引起的，水分蒸发使胶凝体逐渐干燥而产生收缩，从而产生干缩形变，容易引起自密实混凝土开裂。自密实混凝土形变造成的裂缝会影响自密实混凝土的强度和应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高强度自密实混凝土及制备方法，大大减小自密实混凝土的温度和干缩形变，降低裂缝出现的可能性，制备高强度自密实混凝土。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高强度自密实混凝土，按照重量份数包括如下组分：水泥375-420份细骨料55-150份粗骨料550-650份减水剂10-15份水130-160份膨胀剂35-55份石灰石粉颗粒20-35份分散剂0.7-1.5份聚丙烯酸钠0.5-1.0份。通过采用上述技术方案，水泥、细骨料、粗骨料、减水剂和水组成和易性较好的自密实混凝土，在自密实混凝土中加入膨胀剂对自密实混凝土的收缩进行补偿，大大减少自密实混凝土在硬化过程中的形变。加入聚丙烯酸钠在不影响自密实混凝土和易性的条件下可以增加浆体粘度，推迟自密实混凝土水化热高峰和收缩起始时间，从而减小自密实混凝土温差收缩，抑制自密实混凝土结构开裂。在自密实混凝土中加入聚丙烯酸钠，还可以使自密实混凝土拌合物不泌水、不离析，提高了自密实混凝土的匀质性、和易性，有利于减少自密实混凝土的温差收缩，减少自密实混凝土的温度形变。分散剂对石灰石粉颗粒进行有效分散，使石灰石粉颗粒均匀分散在自密实混凝土的空隙中，一方面可以提高自密实混凝土的和易性，使自密实混凝土的级配较佳，另一方面可以使自密实混凝土内部紧密堆积，增加空隙率，大大减小自密实混凝土的形变，有利于提高自密实混凝土的强度。聚丙烯酸钠、膨胀剂、石灰石粉颗粒以及分散剂的协同作用可以有效减小自密实混凝土的收缩和形变，减少裂缝出现的可能性，大大增加自密实混凝土的强度。本专利技术进一步设置为：所述石灰石粉颗粒的粒径为1-10μm，CaCO3含量大于等于80％。通过采用上述技术方案，石灰石粉颗粒的，颗粒大小为1-10μm，颗粒的表面光滑，水分在其表面的附着力小，可以增加自密实混凝土拌合物的流动性，还可以起到一定的物理减水作用，此外石灰石粉颗粒还能改变胶凝材料体系的颗粒级配。石灰石粉颗粒可以对水泥浆体有很好的填充效果，在分散剂的作用下更好地分散在水泥颗粒之间，对水泥颗粒有一定的支撑作用，减少混凝土的收缩，大大减少混凝土的形变，降低混凝土收缩开裂的可能性。本专利技术进一步设置为：所述分散剂为硬脂酸钠。通过采用上述技术方案，硬质酸钠作为分散剂，可以溶于水中，对石灰石粉颗粒有分散作用，使石灰石粉颗粒可以更加均匀的分散在水泥颗粒之间，对空隙进行一定的填充和支撑，降低自密实混凝土的形变，有利于提高自密实混凝土的强度。本专利技术进一步设置为：所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率25-28％。通过采用上述技术方案，减水剂选择聚羧酸减水剂，减水率在25％-28％之间，可以在混凝土和易性及水泥用量不变的条件下，减少拌合用水量、提高混凝土强度。聚羧酸减水剂的分散稳定作用主要是空间位阻和静电斥力相互作用的结果，其中静电斥力提供初始分散性，空间位阻提供流动保持性。在有机矿物相形成时，聚羧酸减水剂较长的聚乙氧基侧链仍然可以伸展开使得其受水泥的水化反应影响较小，从而可以在较长的时间内保持优异的减水分散效果，有效减低坍落度损失。本专利技术进一步设置为：所述膨胀剂为明矾石膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙膨胀剂、氧化钙-硫铝酸钙复合膨胀剂的至少一种。通过采用上述技术方案，膨胀剂加入到自密实混凝土拌合物中，拌水后生成大量膨胀性结晶化合物，如水化硫铝酸钙(即钙矾石)，使自密实混凝土产生适度的膨胀，在结构中建立一定的预压应力，这一压应力可大致抵消自密实混凝土在硬化过程中产生的收缩拉应力，从而防止或减少自密实混凝土收缩开裂，并使自密实混凝土致密化，同时有利于提高自密实混凝土的强度。因此，掺和适当的膨胀剂为对自密实混凝土进行收缩补偿，可以有效地解决自密实混凝土的干缩和冷缩干裂问题。本专利技术进一步设置为：所述粗骨料为砂、石，所述砂的细度模数为2.9-3.0，所述石的公称粒级为5-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度自密实混凝土，按照重量份数包括如下组分：水泥 375‑420份细骨料 55‑150份粗骨料 550‑650份减水剂 10‑15份水 130‑160份膨胀剂 35‑55份石灰石粉颗粒 20‑35份分散剂 0.7‑1.5份聚丙烯酸钠 0.5‑1.0份。

【技术特征摘要】
1.一种高强度自密实混凝土，按照重量份数包括如下组分：水泥375-420份细骨料55-150份粗骨料550-650份减水剂10-15份水130-160份膨胀剂35-55份石灰石粉颗粒20-35份分散剂0.7-1.5份聚丙烯酸钠0.5-1.0份。2.根据权利要求1所述的一种高强度自密实混凝土，其特征在于，所述石灰石粉颗粒的粒径为1-10μm，CaCO3含量大于等于80%。3.根据权利要求1所述的一种高强度自密实混凝土，其特征在于，所述分散剂为硬脂酸钠。4.根据权利要求1所述的一种高强度自密实混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率25-28%。5.根据权利要求1所述的一种高强度自密实混凝土，其特征在于，所述膨胀剂为明矾石膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙膨胀剂、氧化钙-硫铝酸钙复合膨胀剂的至少一种。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：胡林，刘栋，卞周宏，
申请(专利权)人：武汉城开新兴建材有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42