一種低膠材纖維自密實混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及混凝土，具體涉及一種低膠材纖維自密實混凝土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 自密實混凝土（SelfCompactingConcrete或Self-ConsolidatingConcrete簡 稱see)是指在自身重力作用下，能夠流動、密實，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同 時獲得很好均質(zhì)性，并且不需要附加振動的混凝土?，F(xiàn)有技術(shù)中的自密實混凝土膠凝材料 用量一般在500kg/m3以上，水泥用量一般在350kg/m3以上，并大量使用了具有水化活性的 礦物摻合料（礦粉、粉煤灰）。為了增加混凝土的韌性，有人研宄往混凝土中加纖維，但是 自密實混凝土加纖維會導致流動性差，因為纖維的吸水作用較大，在混凝土攪拌中，使混凝 土的稠度大幅增加，減少混凝土的流動性能，尤其是聚丙烯纖維，在自密實混凝土中，聚丙 烯纖維使新拌混凝土的流動性能大幅減少，為達到自密實的目的，所用的膠材甚至增加到 600kg/m3以上。這使得混凝土的收縮增大，混凝土更容易開裂，且成本較高。
[0003] 在國內(nèi)，纖維自密實混凝土的研宄極少。公開號為CN101139192A，名稱為"一種自 密實纖維增強活性粉末混凝土及其制備方法"的中國發(fā)明專利申請公開一種使用鋼纖維或 聚丙烯纖維制備自密實混凝土的方案，該申請為了解決抗震和防裂問題，采用水泥、硅灰、 石英粉、石英砂、鋼纖維等制備自密實混凝土的方案，經(jīng)換算其膠凝材料達到600kg/m3以 上，并且大量使用了活性礦粉，成本很高。公開號為CN103880368A，名稱為"鋼纖維自密實 混凝土"的中國發(fā)明專利申請公開了一種使用鋼纖維提高混凝土產(chǎn)品抗震性的方案，該方 案采用硅酸鹽水泥、粉煤灰、碎石、中砂、減水劑、鋼纖維等，通過設(shè)計各成分的比例，使所得 混凝土提高抗震性能。但是，該發(fā)明專利申請的方案，所采用的膠凝材料同樣在500kg/m3以 上，另外，鋼纖維的使用量過大，成本很高。除此之外，上述現(xiàn)有技術(shù)因為纖維的使用，其流 動性受到較大影響，并且施工中，從混料到施工完畢的過程都在10分鐘以上，因此，在兩型 社會建設(shè)中，如何利用聚丙烯纖維的增強增韌特性而又不增加膠材用量和需水量一直是業(yè) 界尋求解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)膠凝材料使用過高，并且施工過程費時較長的 問題，提出一種低膠材纖維自密實混凝土及其制備方法。本發(fā)明提供的低膠材纖維自密實 混凝土膠凝材料用量少，而又具備較好的流動性和較短的施工時間，本發(fā)明所得的混凝土 強度為C35,對推廣C35自密實混凝土的應(yīng)用起到重要的促進作用。
[0005] 本發(fā)明的方案是，一種低膠材纖維自密實混凝土，其制備原料包括以下質(zhì)量含量 的組分：水泥：230~300kg/m3、粉煤灰：100~170kg/m3、細骨料：380~720kg/m3、粗骨料： 740~880kg/m3、聚羧酸減水劑：5~20kg/m3、纖維：體積百分含量0? 1~L5%。
[0006] 優(yōu)選地，所述水泥的用量為230~280kg/m3。
[0007] 優(yōu)選地，所述粉煤灰的用量為110~140kg/m3。
[0008] 優(yōu)選地，所述細骨料為細度模數(shù)為2. 1~2. 9的中砂，用量為420~650kg/m3。
[0009] 優(yōu)選地，所述粗骨料為5~25mm石子，其用量為770~850kg/m3。
[0010] 優(yōu)選地，所述聚羧酸減水劑用量為9~12kg/m3。
[0011] 優(yōu)選地，所述纖維為聚丙烯纖維、聚乙烯纖維和聚丙烯腈纖維中的一種或幾種的 混合物。
[0012] 優(yōu)選地，所述纖維的長度為9mm~15mm。
[0013] 本發(fā)明還提供所述低膠材纖維自密實混凝土的制備方法，其包括以下步驟：
[0014] (1)按配合比稱取原料：水泥：230~300kg/m3、粉煤灰：100~170kg/m3、細骨料： 380~720kg/m3、粗骨料：740~880kg/m3、聚羧酸減水劑：5~20kg/m3、纖維：體積百分含量 0? 1 ~1. 5% ;
[0015] (2)先在攪拌機中加入粗骨料和細骨料，攪拌30~60s;
[0016] (3)再加入水泥、粉煤灰和纖維，繼續(xù)攪拌30~60s;
[0017] (4)加入水和聚羧酸減水劑，攪拌4~5min，出料，其中，水的用量為160~190kg/ m3〇
[0018] 本發(fā)明還提供另一制備方案，包括如下步驟：
[0019] (1)按配合比稱取原料：水泥：230~300kg/m3、粉煤灰：100~170kg/m3、細骨料： 380~720kg/m3、粗骨料：740~880kg/m3、聚羧酸減水劑：5~20kg/m3、纖維：體積百分含量 0? 1 ~1. 5% ;
[0020] (2)先在攪拌機中加入粗骨料和細骨料，攪拌30~60s;
[0021] (3)再加入水泥、粉煤灰和纖維，繼續(xù)攪拌30~60s;
[0022] (4)加入聚羧酸減水劑和大部分水，攪拌60~120s，注入完畢再加入剩余的水，繼 續(xù)攪拌150~210s，出料，其中，水的總用量為160~190kg/m3。
[0023] 所述的水泥是指通用水泥，可選用普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅 酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥或復合硅酸鹽水泥。其中，細骨料為細度模數(shù)為2. 1~2. 9的 中砂（普通河沙或機制砂均可）；5~25_石子為機制碎石；粉煤灰為I或II級粉煤灰。
[0024] 經(jīng)研宄發(fā)現(xiàn)本發(fā)明所采用的粗、細骨料和減水劑、纖維的組合，良好的粗、細骨料 級配，能有效改善混凝土的堆積，使混凝土在較大的流動性狀態(tài)下不易發(fā)生離析、分層等現(xiàn) 象；本發(fā)明自密實混凝土的水膠比在〇. 38~0. 48,砂率在6~56%，使在低膠凝材料下，混 凝土的工作性能還能達到二級以上，并且能有效改善混凝土的堆積，使混凝土在較大的流 動性狀態(tài)下不易發(fā)生離析、分層等現(xiàn)象。
【具體實施方式】
[0025] 以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，本發(fā)明的保護范圍并不僅限于這 些實施例。
[0026] 實施例1 一 3
[0027] 以下實施例所采用的原料如下：
[0028]水泥為P042. 5, 一級粉煤灰，細度模數(shù)為2. 6的河沙，以及連續(xù)級配的5~20mm碎 石子；減水劑為聚羧酸高效減水劑；所用纖維分別是聚丙烯纖維、聚乙烯纖維和聚丙烯腈 纖維，長度為9mm~15mm;
[0029] 試驗在以上原材料基礎(chǔ)上，設(shè)計強度等級為C35自密實混凝土配合比，其膠凝材 料用量不大于400kg/m3,具體見下。
[0030] (1)低膠材纖維自密實混凝土配合比例，實施例1 一 3分別對應(yīng)表中的編號SCC1、SCC2、SCC3,其中實施例1所用纖維為聚丙烯纖維，實施例2所用纖維為聚乙烯纖維，實施例 3所用纖維為聚丙烯腈，（表1)
[0031] 表1實施例1 - 3原料具體配合比kg/m3
[0032]
[0033] 制備方法：（1)按配合比稱取水泥、粉煤灰、細骨料、粗骨料、聚羧酸減水劑、纖維；
[0034] (2)先在攪拌機中加入粗骨料和細骨料，攪拌；
[0035] (3)再加入水泥、粉煤灰和纖維，繼續(xù)攪拌；
[0036] (4)加入聚羧酸減水劑和大部分水，攪拌，注入完畢；再加入剩余的水，繼續(xù)攪拌， 出料。
[0037] 其中，實施例1制備中，步驟（2)和步驟（3)攪拌時間都為45s，步驟（4)先加入 80%的水，攪拌90s，然后再加入余下20%的水繼續(xù)攪拌3min。
[0038] 實施例2制備中，步驟（2)和步驟（3)攪