一种优异抗碳化性能和收缩性能的C15混凝土的制作方法

一种优异抗碳化性能和收缩性能的c15混凝土
技术领域
1.本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种优异抗碳化性能和收缩性能的c15混凝土。


背景技术：

2.众所周知，混凝土的质量一般侧重的主要指标是抗压强度。一般来说，混凝土的抗压强度与混凝土用水泥的强度成正比，与水灰比成反比。但是，当水灰比不变时，用增加水泥用量的方式只能增大混凝土和易性，提高混凝土的收缩性能和变形性能。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种优异抗碳化性能和收缩性能的c15混凝土，本发明所述c15混凝土既具有较高的收缩性能，又同时具有较好的抗碳化性能。
4.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
5.本发明提供了一种c15混凝土，按照质量份数计，包括以下制备原料：水泥100～150份，煤矸石粉80～160份，其他掺合料60～100份，水170～180份，石子1030～1040份，砂840～845份和减水剂6.0～7.0份；
6.所述其他掺合料包括废砖粉和/或钢渣粉；
7.所述煤矸石粉的比表面积为400～450m2/kg，所述废砖粉的比表面积为500～550m2/kg，所述钢渣粉的比表面积为300～350m2/kg。
8.优选的，所述水泥为p.o42.5水泥、p.o52.5水泥、p.s42.5水泥或p.s52.5水泥。
9.优选的，当所述其他掺合料包括废砖粉和钢渣粉时，所述废砖粉和钢渣粉的质量比为2:3。
10.优选的，所述石子的粒径为5～25mm。
11.优选的，所述砂为ⅱ区机制砂，细度模数为2.7。
12.优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
13.本发明提供了一种c15混凝土，按照质量份数计，包括以下制备原料：水泥100～150份，煤矸石粉80～160份，其他掺合料60～100份，水170～180份，石子1030～1040份，砂840～845份和减水剂6.0～7.0份；所述其他掺合料包括废砖粉和/或钢渣粉；所述煤矸石粉的比表面积为400～450m2/kg，所述废砖粉的比表面积为500～550m2/kg，所述钢渣粉的比表面积为300～350m2/kg。根据实施例的记载，由三种不同比表面积的煤矸石粉、砖粉和钢渣粉组成的三元矿物掺合料体系与水泥配伍成复合胶凝材料系统，有效发挥了四种胶凝性材料的水化反应活性以及颗粒粒径互补的效应，使得胶凝材料水化硬化反应过程与混凝土拌合物工作性能更好地协调，并且生成更多的水泥水化产物水化硅酸钙凝胶提高混凝土微观结构的密实度，从而改善硬化混凝土的力学性能、耐久性能和体积稳定性能。因此，本发明所述的c15混凝土在低水泥用量的条件下能够获得足够的工作性能、强度性能以及较好的抗碳化性能和较小的体积收缩。本发明所述的c15混凝土拌合物的出机坍落度和坍落扩展
度分别达到200mm和500mm，工作性能保持良好，2h经时损失较低，2h坍落度和坍落扩展度分别达到160mm和390mm左右，不离析，不泌水，完全满足混凝土泵送施工的工作性要求；混凝土28天抗压强度达到22～27mpa，达到了c20等级的强度要求；混凝土的28天龄期的碳化深度仅为11～13mm，碳化深度较小，显示了良好的抗碳化性能；混凝土60天收缩值仅为350～400με，收缩率较低，显示了良好的体积稳定性。因此，本发明所述的c15混凝土具有良好的工作性能、抗压强度、抗碳化性能和抗收缩性能，能够满足c20等级混凝土的性能和施工标准要求。
具体实施方式
14.本发明提供了一种c15混凝土，按照质量份数计，包括以下制备原料：水泥100～150份，煤矸石粉80～160份，其他掺合料60～100份，水170～180份，石子1030～1040份，砂840～845份和减水剂6.0～7.0份；
15.所述其他掺合料包括废砖粉和/或钢渣粉；
16.所述煤矸石粉的比表面积为400～450m2/kg，所述废砖粉的比表面积为500～550m2/kg，所述钢渣粉的比表面积为300～350m2/kg。
17.按质量份数计，本发明所述c15混凝土的制备原料包括100～150份的水泥，优选为110～140份，更优选为120～130份。在本发明中，所述水泥优选为p.o42.5水泥、p.o52.5水泥、p.s42.5水泥或p.s52.5水泥。
18.以所述水泥的质量份数为基准，本发明所述c15混凝土的制备原料包括80～160份煤矸石粉，优选为90～150份，更优选为100～140份，最优选为120～130份。在本发明中，所述煤矸石粉的比表面积优选400～450m2/kg。
19.在本发明中，所述煤矸石粉的作用是矿物掺合料，在混凝土中发生二次水化反应，提高水泥水化程度和水化硅酸钙凝胶数量，从而提高混凝土微观结构密实度和强度；将所述煤矸石的比表面积控制在上述范围内的作用是使得三种掺合料颗粒粒径范围形成互补，将三种掺合料的辅助胶凝性能和成本保持在更为合理的均衡状态。
20.以所述水泥的质量份数为基准，本发明所述c15混凝土的制备原料包括60～100份的其他掺合料，优选为70～90份，更优选为75～85份，最优选为78～82份。在本发明中，所述其他掺合料包括废砖粉和/或钢渣粉；所述废砖粉的比表面积优选为500～550m2/kg，所述钢渣粉的比表面积优选为300～350m2/kg。当所述其他掺合料包括废砖粉和钢渣粉时，所述废砖粉和钢渣粉的质量比优选为2:3。
21.在本发明中，所述废砖粉的作用是矿物掺合料，在混凝土中发生二次水化反应，提高水泥水化程度和水化硅酸钙凝胶数量，从而提高混凝土微观结构密实度和强度；将所述废砖粉的比表面积控制在上述范围内的作用是提高废砖粉的活性和微集料效应；所述钢渣粉的作用是矿物掺合料，在混凝土中发生二次水化反应，提高水泥水化程度和水化硅酸钙凝胶数量，从而提高混凝土微观结构密实度和强度；将所述钢渣粉的比表面积控制在上述范围内的作用是在保证钢渣粉磨效率的前提下尽可能提高钢渣的活性。
22.以所述水泥的质量份数为基准，本发明所述c15混凝土的制备原料包括170～180份水，优选为172～178份，更优选为174～176份。
23.以所述水泥的质量份数为基准，本发明所述c15混凝土的制备原料包括1030～
1040份的石子，优选为1032～1038份，更优选为1034～1036份。在本发明中，所述石子的粒径优选为5～25mm。在本发明中，所述石子优选为下述级配关系：符合国家标准要求的连续级配。
24.在本发明中，所述石子的作用是与细骨料共同形成混凝土结构的骨架，将所述石子控制在上述粒径范围内，并使所述石子在上述级配关系下的作用是保证混凝土具有足够的骨架强度、密实度和工作性能。
25.以所述水泥的质量份数为基准，本发明所述c15混凝土的制备原料包括840～845份的砂，优选为841～844份，更优选为842～843份。在本发明中，所述砂优选为ⅱ区机制砂，细度模数优选为2.7。
26.在本发明中，所述砂的作用是与粗骨料共同形成混凝土结构的骨架；将所述砂的细度模数控制在上述范围内的作用是保证混凝土具有足够的骨架强度、密实度和工作性能。
27.以所述水泥的质量份数为基准，本发明所述c15混凝土的制备原料包括6.0～7.0份减水剂，优选为6.2～6.8份，更优选为6.4～6.6份。在本发明中，所述减水剂优选为聚羧酸减水剂，更优选为tgc-ys聚羧酸高效减水剂。
28.在本发明中，所述减水剂的作用是改善混凝土拌合物工作性，降低用水量，提高混凝土的力学性能和耐久性能；将所述减水剂限定为tgc-ys聚羧酸高效减水剂能够带来的进一步的优势是更好发挥减水剂的功能。
29.本发明所述c15混凝土的制备方法没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方法进行即可。
30.下面结合实施例对本发明提供的c15混凝土进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
31.实施例1～4
32.原料：水泥为金隅p.o42.5水泥；煤矸石粉的比表面积为400～450m2/kg；废砖粉的比表面积为500～550m2/kg；钢渣粉的比表面积为300～350m2/kg；水为自来水；石子为5～25mm的连续级配碎石；砂为ⅱ区机制砂，细度模数为2.7；减水剂为tgc-ys聚羧酸高效减水剂。
33.实施例1～4所述c15混凝土的组成如表1所示：
34.表1实施例1～4所述c15混凝土掺合料的组成
[0035][0036][0037]
对比例1～4
[0038]
原料：水泥为金隅p.o42.5水泥；煤矸石粉的比表面积为300～350m2/kg；废砖粉的比表面积为350～400m2/kg；钢渣粉的比表面积为250～300m2/kg；水为自来水；石子为5～
25mm的连续级配碎石；砂为ⅱ区机制砂，细度模数为2.7；减水剂为tgc-ys聚羧酸高效减水剂；
[0039]
对比例1～4所述c15混凝土的组成如表2所示：
[0040]
表2对比例1～4所述c15混凝土掺合料的组成
[0041] 水泥煤矸石粉废砖粉钢渣粉水石子砂减水剂对比例1140160
‑‑‑‑
17510388426.4对比例21408080
‑‑
17610388426.6对比例314010060
‑‑
17510388426.5对比例412080406017510408406.4
[0042]
测试例
[0043]
按照gb/t50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》、gb/t50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》和行标jgj55-2000《普通混凝土配合比设计规程》的标准，对实施例1～4和对比例1～4所述c15混凝土的工作性、抗压强度、抗碳化性能和收缩性能进行测试，测试结果如表3～6所示：
[0044]
表3实施例1～4和对比例1～4所述c15混凝土的工作性试验结果
[0045][0046][0047]
表4实施例1～4和对比例1～4所述c15混凝土的抗压强度(mpa)试验结果
[0048][0049]
表5实施例1～4和对比例1～4所述c15混凝土的抗碳化性能试验结果
[0050][0051]
表6实施例1～4和对比例1～4所述c15混凝土的收缩试验结果(混凝土收缩率，
×
10-6
)
[0052][0053][0054]
由表3～6可知，本发明所述c15混凝土具有良好的工作性和可塑性，抗压强度、抗碳化性能和抗收缩性能均符合相关国家标准。
[0055]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。