[发明专利]绿色自密实混凝土及其制备方法

说明书

本发明揭示了一种绿色自密实混凝土及其制备方法，其中制备方法包括：根据固体颗粒堆积方式以及可压缩堆积模型，计算胶凝材料体系、骨料体系、混合料体系堆积密实度；得出预选胶凝材料组合、优选砂率以及预选的胶凝材料体系与骨料体系的体积比；根据绿色自密实混凝土抗压强度要求以及所述胶凝材料体系堆积密实度确定水与胶凝材料体系的质量比，并计算出胶凝材料体系、骨料体系和水的具体掺量；根据所述胶凝材料体系具体掺量确定减水剂掺量；搅拌混合均匀，得到绿色自密实混凝土。本发明从固体颗粒堆积角度出发并考虑实际选用原材料的性质，结合可压缩堆积模型，对堆积密实度进行优化，明显降低胶凝材料用量。

技术领域

本发明涉及到混凝土领域，特别是涉及到绿色自密实混凝土及其制备方法。

背景技术

自密实混凝土是依靠其自重作用而无需额外人工或机械振捣，在浇筑施工中具有大流动性、匀质性和抗离析性等优异工作性能，且硬化后具备良好力学和耐久性能的高性能混凝土。然而自密实混凝土配合比设计中通常胶凝材料含量较大，导致水化热较高、硬化后收缩、徐变较大，且混凝土生产过程产生的CO₂排放量较大将加重环境污染，而CO₂的主要排放来源是水泥，约占据了混凝土总CO₂排放量的74％-81％，其次是粗骨料，约占据13％-20％。因此，发展更符合工程经济及环境要求的低胶凝材料用量绿色自密实混凝土将是未来的重要方向。

目前，国内外基于不同理论和控制参数的自密实混凝土配合比设计方法较多，因为要满足较为严格的拌合物性能要求，其配合比参数较多，而获取这些参数的方法也存在不同。如欧洲规程的固定砂石体积含量法、日本提出的进阶法等胶凝材料用量较大，这些富粉体型自密实混凝土不仅成本较高，且碳排放量较大。

因此，现有技术还有待改进。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种绿色自密实混凝土的制备方法，旨在解决现有混凝土中胶凝材料用量较大导致的成本高、污染重的技术问题。

本发明提出一种绿色自密实混凝土的制备方法，包括：

根据固体颗粒堆积方式以及可压缩堆积模型，确定绿色自密实混凝土的压实指数，并根据所述压实指数分别计算胶凝材料体系、骨料体系、混合料体系堆积密实度；

根据所述胶凝材料体系堆积密实度得出预选胶凝材料组合；根据所述骨料体系堆积密实度得到优选砂率；根据所述混合料体系堆积密实度、所述预选胶凝材料组合以及所述优选砂率，确定预选的胶凝材料体系与骨料体系的体积比；

根据绿色自密实混凝土抗压强度要求以及所述胶凝材料体系堆积密实度确定水与胶凝材料体系的质量比，并计算出胶凝材料体系、骨料体系和水的具体掺量，所述胶凝材料体系具体掺量的范围为340kg/m³至380kg/m³；

根据所述胶凝材料体系具体掺量确定减水剂掺量；

将确定具体掺量的胶凝材料体系、骨料体系、水以及减水剂搅拌混合均匀，得到绿色自密实混凝土。

优选地，所述根据固体颗粒堆积方式以及可压缩堆积模型，确定绿色自密实混凝土的压实指数，并根据所述压实指数分别计算胶凝材料体系、骨料体系、混合料体系堆积密实度的步骤之前，包括：采集预选胶凝材料、预选骨料的性能参数；所述预选骨料，包括：粗骨料和细骨料；所述性能参数，包括：密度、颗粒粒级分布和粒级体积分数。

优选地，所述根据所述胶凝材料体系堆积密实度得出预选胶凝材料组合比例；根据所述骨料体系堆积密实度得到优选砂率；根据所述混合料体系堆积密实度、所述预选胶凝材料组合以及所述优选砂率，确定预选的胶凝材料体系与骨料体系的体积比的步骤中，包括：

根据胶凝材料体系中预选胶凝材料不同体积比组合，计算不同体积比组合的胶凝材料体系堆积密实度，以确定预选胶凝材料组成胶凝材料体系的组合比例；