[发明专利]轻质高强混凝土及其配制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土及其配制方法，具体说是一种轻质高强混凝土及其配制方法。

背景技术

轻质高强混凝土(HSLC)是目前世界混凝土技术的发展方向之一，具有轻质高强、耐久性好、无碱骨料反应、体积稳定性好、保温隔热性能良好等优点。美国、德国、日本等国家将HSLC广泛应用于海工构筑物、高层建筑、大跨度桥梁和城市立交桥等工程中。

我国对轻质高强混凝土的研究起步较晚，由于受到轻质骨料自身强度的约束，混凝土的强度难以提高；通过增加水泥用量来提高混凝土的强度又会导致混凝土的容重上升；并且由于轻骨料易于上浮，混凝土容易离析，导致混凝土强度下降且容重和强度的离散性增加。因此，我国配制的轻质高强混凝土多为在实验室制备的干硬性混凝土，这种混凝土不便于运输和浇筑，为大规模推广带来一定的难度。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种容重低、强度高且工作性能好、离散性小的轻质高强混凝土及其配制方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种轻质高强混凝土，主要由如下重量百分比的原材料制成：硅酸盐水泥10～15％；矿粉8～12％；粉煤灰6～10％；硅灰2～6％；陶粒20～30％；陶砂25～35％；高性能减水剂0.2～0.8％；激发剂0.05-0.3％；增粘剂0.05-0.8％；水8～12％。

上述原材料中，硅酸盐水泥、矿粉、粉煤灰和硅灰为本发明轻质高强混凝土所需的胶凝材料。

其中，所述硅酸盐水泥为P·I52.5水泥，其比表面积为390m²/kg，28d抗压强度59Mpa。由于水泥的密度较大，选用强度高的水泥可以降低水泥在胶凝材料中的比例，有利于提高混凝土的强度，降低混凝土的比重。

其中，所述矿粉为经过超细粉磨的矿粉，其比表面积为650m²/kg。经过超细粉磨的矿粉可以对胶凝体系实现更好的填充，并且比表面积为650m²/kg的矿粉活性很高，活性指数达到了160％，选用超细矿粉有利于混凝土强度的提高。

其中，所述粉煤灰为I级粉煤灰，其细度(45um筛余量)7％。选用粒径范围介于水泥颗粒和矿粉颗粒之间的粉煤灰有利于实现胶凝材料的逐级填充，增加混凝土的密实度，从而提高混凝土的强度。

其中，所述硅灰为SiO₂含量为94％、比表面积为25000m²/kg的硅灰。选用比表面积非常大的硅灰可以对胶凝体系中的空隙实现更好的填充，增加混凝土的密实度，从而提高混凝土的强度。

其中，所述陶粒为碎石型页岩陶粒，其密度等级800，粒径在5-20mm，筒压强度为6.9Mpa。选用表面棱角较多的碎石型页岩陶粒，可利用陶粒之间的相互啮合来减轻由于陶粒和胶材之间的密度差导致的混凝土离析，密度等级较低、筒压强度较高是配制轻质高强混凝土的基础。

其中，所述陶砂的堆积密度为630kg/m³，表观密度为1390kg/m³。用密度较低的陶砂来替代天然砂，可以有效较低混凝土的容重。

其中，所述高性能减水剂为苏州弗克科技有限公司所产的型号为8H、5H、9H聚羧酸型高性能减水剂的一种或几种。选用这种减水剂可以提高混凝土的坍落度和流动性能。

其中，所述激发剂为为三乙醇胺、二乙醇胺、三异丙醇胺、硫酸钠、硅酸钠、氟硅酸钠中的一种或几种。选用此种激发剂可以充分激发矿粉、粉煤灰、硅灰的反应活性，可以提高混凝土的强度，并可降低水泥的用量，降低混凝土的容重，从而达到轻质高强的目的。

其中，所述增粘剂为羟甲基纤维素醚、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸中的一种或者几种。选用这种增粘剂可以有效增加混凝土拌合物的粘度，降低混凝土发生离析的可能性。

上述轻质高强混凝土配制方法，该方法包括如下步骤：

(1)将陶粒和陶砂在水中浸泡24h，使其充分饱水，得到饱水后的陶粒和陶砂；

(2)将增粘剂加入水中，将水温加热到60℃、搅拌，使其充分溶解，配制成增粘剂溶液；

(3)将聚羧酸高性能减水剂、激发剂和上述增粘剂溶液加入水中，搅拌，使其充分溶解，配制成水溶液；

(4)将饱水后的陶粒和陶砂加入搅拌机中；

(5)将水泥、矿粉、粉煤灰和硅灰加入搅拌机中；

(6)将步骤(3)得到的水溶液及剩余水加入搅拌机中；