[发明专利]钢管填芯高抛自密实混凝土及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土，尤其涉及一种可运用于钢管填芯混凝土结构成型的高抛自密实混凝土。

背景技术

钢管混凝土结合了钢管和混凝土两种材料的优点，其在现代建筑中得到了越来越广泛的应用。而随着建筑或构筑物的结构造型的发展，所采用的钢管柱的高度也越来越高，或者钢管柱内存在复杂结构，这都给其中填芯混凝土结构的设计和施工带来了新的挑战。

在以往传统的钢管混凝土技术中，填芯混凝土的施工一般采用振捣浇筑的方法，采用振动棒来达到混凝土密实的性能要求。但这种施工方法的运用范围受到振动棒长度以及钢管柱内部结构的限制，即当钢管柱高度过高或内部结构较为复杂的时候，可能发生振动棒不易插入，难以振动成型，或者施工中产生漏振、过振，引起混凝土不密实，或者在某些区域出现漏浆，这都将影响到钢管混凝土的性能。此外，振捣浇筑施工还存在搭建脚手架工作量大、施工现场噪声大等问题。另一种采用自密实混凝土进行泵送顶升施工。泵送顶升施工是在全部安装完钢管柱体系后，一次浇筑完混凝土，其施工前必须对钢管结构进行强度和稳定验算，且施工准备时间长，控制程序复杂，对输送设备要求较高。该施工方法一般在结构形式较简单的建筑中应用较多。

为此，一种适用面广的混凝土成型施工方法——高抛施工将成为一种倍受青睐的施工方法，即将混凝土泵送或吊车提升到指定高度，从上往下，在高位往下抛落，利用混凝土拌合物在一定高度上高抛动能和冲击振实效应，达到混凝土结构密实、匀质的效果。这种施工工法的关键是用于高抛施工的混凝土配合比的设计。一方面，用于高抛施工的混凝土必须具有高的流动性，在不振捣情况下能自填充、自密实，另一方面，混凝土材料作为一种多组分材料，其从高处抛落，如果混凝土各组分之间没有足够的的粘聚力，将造成混凝土离析。也就是说，高抛自密实混凝土必须具备良好的工作性和粘聚性，高位抛落不离析，硬化后能达到完全填充与自密实。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种高抛自密实混凝土及其应用，以满足有关方面的需要。

本发明的混凝土的组分和重量份数包括：

水泥1份、粉煤灰0.30～0.39份、矿粉0.14～0.16份、聚羧酸系外加剂0.022～0.024份、中砂2.17～2.65份、5-20碎石2.47～2.75份、水0.49～0.53份、混凝土膨胀剂0.089～0.123份；

所述水泥为常规的硅酸盐水泥，其质量指标符合GB 175-2007《通用硅酸盐水泥》规定的P·II52.5水泥，可采用市售的牌号为小野田P·II52.5的产品；

所述粉煤灰选用各项质量指标符合GB 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》规定的低钙I级粉煤灰，用来改善混凝土工作性并降低混凝土的收缩；

所述矿粉选用各项质量指标符合GB 18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准规定的S95高炉矿渣粉，可以改善混凝土的工作性能，也有利于提高混凝土的后期强度及耐久性；

所述聚羧酸系外加剂选用一种减水率高、保水性好的聚羧酸系高性能外加剂，其具有掺量低、减水率高，混凝土强度增长快、混凝土拌合物坍落度损失小和拌合物粘滞阻力小的有点，而且可以明显改善混凝土的收缩性能，在一定程度上弥补自密实混凝土收缩大的缺陷，如可采用巴斯夫公司牌号为SP-8N的产品；

所述中砂指的是细度模数3.0～2.3的砂，中砂定义在JGJ 52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》上有详细的规定；

所述5-20碎石指的是粒径为5-20mm的碎石，所说的5-20碎石各项指标符合GB/T 14685《建筑用卵石、碎石》标准规定，采用经过整形的5-20连续级配碎石，其可以减小骨料间的空隙，减小混凝土间的摩擦；

所述混凝土膨胀剂的化学名称为二铝酸钙CaO·2Al₂O₃，如武汉三源公司生产的牌号为HEA型膨胀剂，其可补偿混凝土的收缩，避免钢管与混凝土之间出现微小空隙；

本发明通过掺用粉煤灰、矿粉和高性能混凝土外加剂，使新拌混凝土具有良好的工作性，并使硬化混凝土具有良好密实性；

本发明的混凝土，新拌混凝土既能够满足良好工作性和可泵性，又能够满足经时保坍性、高填充性、高间隙通过性、高抗离析性及高抛稳定性，硬化后混凝土既能够保证具有良好的密实性与低含气量，又不与钢管壁产生缝隙，即本发明的混凝土具备良好的工作性能及高抛后稳定性与自密实性。