CN102336541A - 一种采用山砂作为骨料制备c90高性能混凝土的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用山砂作为骨料制备C90高性能混凝土的方法，该C90高性能混凝土由作为骨料的山砂和碎石、作为胶凝材料的水泥、作为复合掺合料的矿粉和粉煤灰、以及聚羧酸系高效减水剂这4类原料加水混合制备而成，各原料的用量按在制作成的成品中每立方米所占重量计算为：水泥400～500kg/m3、复合掺合料100～200kg/m3、聚羧酸系高效减水剂（粉剂）0.75～2.1kg/m3、加入的水量按水与胶凝材料的比即水胶比为0.24～0.28，其余量为骨料用量。本发明不仅具有不用河砂、不会破坏河砂资源的优点，而且还具有操作简单方便、制作成本低廉、产品的强度高、耐久性高、工作性好等优点。本发明可广泛应用于桥梁、道路、房建等建筑领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用山砂作为骨料制备C90高性能混凝土的方法，属于C90混凝土制作技术领域。
背景技术
高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。高性能混凝土具有以下优点：1其强度高，减小了结构构件尺寸，大幅度地节约建筑材料,从而降低工程施工成本；2其耐久性好，减少了维护费用，延长建筑使用寿命；3其工作性良好，施工方便，大幅度降低了施工成本。因而，高性能混凝土在建设各个领域得到广泛的推广应用。
从上世纪60年代开始，美国、挪威等国家大量使用强度为41MPa的混凝土，1965年采用52MPa，1972年使用62MPa，1982年达到75MPa，1988年跃为133MPa。现在已经出现了在现浇整体和预应力钢筋混凝土结构中大量采用140MPa混凝土的可能性。目前德国现行的混凝土结构设计规范已达C110 级，强度等级为当今世界之最。1992年，吴中伟院士首次将高性能混凝土介绍到国内。近年来，我国高性能混凝土的研究、应用发展较快。高强高性能混凝土在实际工程中获得了越来越广泛的应用，例如：上海金茂大厦(C60) 、北京静安中心大厦(C80) 、辽宁物产大厦(C80)、广州合银广场(C80)等都是应用的典范。
目前，国内C50～C60高强高性能混凝土已广泛应用于桥梁、高层建筑及机场建设等工程；C80高强高性能混凝土也在工程中试点应用；C100超高强高性能混凝土处于研发阶段。而在国际上强度为90 MPa、100 MPa、110 MPa、120 MPa、150 MPa，甚至230MPa的超高强高性能混凝土，在工程中都已获得应用。但是，在上述研究、应用成果大部分是基于河砂配制高强高性能混凝土产生的。目前，在现有技术中配制C90级高强高性能混凝土一般也是普遍采用河砂或混合砂作为骨料。由于河砂是宝贵的环境资源，具有涵养水分、保护环境的作用。如果对河砂资源进行过度开采，既会引起河岸坍塌地质灾害，又会对沿河水环境特别是地下水环境造成破坏。因此，现有的采用河砂作为骨料制作C90高性能混凝土的技术还是不够理想，还是不能满足使用和社会的要求。
发明内容
本发明的目的是：提供一种不破坏河砂资源、并且操作简单方便、制作成本低廉的采用山砂作为骨料制备C90高性能混凝土的方法，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：本发明的采用山砂作为骨料制备的C90高性能混凝土是由作为骨料的山砂和碎石、作为胶凝材料的水泥、作为复合掺合料的矿粉和粉煤灰、以及聚羧酸系高效减水剂这4类原料加水混合制备而成，各原料的用量按在制作成的成品中每立方米所占重量计算为：水泥400～500kg/m3、复合掺合料100～200 kg/m3、聚羧酸系高效减水剂（粉剂）0.75～2.1kg/m3、加入的水量按水与胶凝材料的比即水胶比为0.24～0.28、其余量为骨料用量。
在上述的骨料用量中，山砂占骨料用量的38%～42%，其余量为碎石。
上述作为骨料的山砂和碎石应按下述粒径范围的比例进行复合：
16～31.5mm粒径范围的碎石：10～20mm粒径范围的碎石：5～10mm粒径范围的碎石＝4：3：3；
2.36～4.75粒径范围的山砂：0～2.35粒径范围的山砂＝4：6。
前述作为复合掺合料的矿粉和粉煤灰的用量按在制作成的成品中每立方米所占重量计算为：矿粉50～100 kg/m3、粉煤灰50～100 kg/m3。
上述的矿粉为S95或S95以上的商品矿渣粉，粉煤灰为Ⅱ级及以上的商品粉煤灰。
上述的水泥是等级为42.5或42.5以上的普通硅酸盐水泥。
由于采用了上述技术方案，本发明实现了采用山砂作为骨料来制备出合格的C90高性能山砂混凝土。本发明在采用山砂制作C90高性能混凝土的试验过程中发现，山砂与河砂相比，山砂普遍存在着细度模数较大、颗粒表面粗糙、棱角多、粒径范围的复合（或级配）不良等特点,这些特性使山砂配制的混凝土需水量大、和易性稍差、易产生离析泌水,这给山砂配制C90高性能混凝土带来较大的难度；同时,山砂中含有一定量的石粉(粒径小于80μm) ,在高强混凝土中,由于胶凝材料用量比较大,浆体含量比较多,山砂中的石粉会使混凝土拌合物粘性增大、流动性下降、可泵性降低等问题出现。通过大量的试验、分析、研究和总结所得到的本发明的技术方案能够有效地克服上述困难和避免上述问题的产生。经大量的试验证明，采用本发明所制备得到的C90高性能混凝土可达到表1所示的技术指标：
表1 采用山砂为骨料制备的C90高性能混凝土达到的技术指标
| 序号 | 项 目 | 单 位 | 指标 |
| 1 | 坍落度 | mm | ≥200 |
| 2 | 扩展度 | mm | ≥500 |
| 3 | 28d抗压强度 | MPa | ≥100 |
| 4 | 电通量（28d） | c | ≤1000 |
综上所述，本发明与现有技术相比，本发明不仅具有不用河砂、不会破坏河砂资源的优点，而且还具有操作简单方便、制作成本低廉、产品的强度高、耐久性高、工作性好等优点。本发明在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面具有明显的综合效益，并且完全符合国家节能降耗的政策要求。本发明可广泛应用于桥梁、道路、房建等建筑领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的实施例：在采用山砂为骨料制备C90高性能混凝土时，按照本发明的方法进行施工，即将该C90高性能混凝土由作为骨料的山砂和碎石、作为胶凝材料的水泥、作为复合掺合料的矿粉和粉煤灰、以及聚羧酸系高效减水剂这4类原料加水混合制备而成，各原料的用量按在制作成的成品中每立方米所占重量计算为：水泥400～500kg/m3、复合掺合料100～200 kg/m3、聚羧酸系高效减水剂（粉剂）0.75～2.1kg/m3、加入的水量按水与胶凝材料的比即水胶比为0.24～0.28、其余量为骨料用量；在骨料的用量中，山砂应占骨料用量的38%～42%，其余量可采用普通的碎石；但是山砂和碎石应按下述粒径范围的比例进行复合：
20～31.5mm粒径范围的碎石：10～20mm粒径范围的碎石：5～10mm粒径范围的碎石＝4：3：3；2.36～4.75粒径范围的山砂：0～2.35粒径范围的山砂＝4：6；
作为复合掺合料的矿粉和粉煤灰的用量应按在制作成的成品中每立方米所占重量为：矿粉50～100 kg/m3、粉煤灰50～100 kg/m3的范围进行控制；
上述的矿粉可采用现有技术中的S95或S95以上的商品矿渣粉，粉煤灰为Ⅱ级及以上的商品粉煤灰；其水泥可直接采用现有的等级为42.5或42.5以上的普通硅酸盐水泥即成。
Claims (6)
1.一种采用山砂作为骨料制备C90高性能混凝土的方法，其特征在于：该C90高性能混凝土由作为骨料的山砂和碎石、作为胶凝材料的水泥、作为复合掺合料的矿粉和粉煤灰、以及聚羧酸系高效减水剂这4类原料加水混合制备而成，各原料的用量按在制作成的成品中每立方米所占重量计算为：水泥400～500kg/m3、复合掺合料100～200 kg/m3、聚羧酸系高效减水剂（粉剂）0.75～2.1kg/m3、加入的水量按水与胶凝材料的比即水胶比为0.24～0.28，其余量为骨料用量。
2.根据权利要求1所述的采用山砂作为骨料制备C90高性能混凝土的方法，其特征在于：在作为骨料用量的山砂和碎石中，山砂占骨料用量的38%～42%，其余量为碎石。
3.根据权利要求1或2所述的采用山砂作为骨料制备C90高性能混凝土的方法，其特征在于：作为骨料的山砂和碎石应按下述粒径范围的比例进行复合：
16～31.5mm粒径范围的碎石：10～20mm粒径范围的碎石：5～10mm粒径范围的碎石＝4：3：3；
2.36～4.75粒径范围的山砂：0～2.35粒径范围的山砂＝4：6。
4.根据权利要求1所述的采用山砂作为骨料制备C90高性能混凝土的方法，其特征在于：作为复合掺合料的矿粉和粉煤灰的用量按在制作成的成品中每立方米所占重量计算为：矿粉50～100 kg/m3、粉煤灰50～100 kg/m3。
5.根据权利要求1或4所述的采用山砂作为骨料制备C90高性能混凝土的方法，其特征在于：矿粉为S95或S95以上的商品矿渣粉，粉煤灰为Ⅱ级及以上的商品粉煤灰。
6.根据权利要求1所述的采用山砂作为骨料制备C90高性能混凝土的方法，其特征在于：水泥是等级为42.5或42.5以上的普通硅酸盐水泥。
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