一种自密实混凝土及其制备方法与流程

    专利查询2025-10-07  4


    本技术涉及混凝土领域,更具体地说,它涉及一种自密实混凝土及其制备方法。


    背景技术:

    1、随着现代建筑技术的不断发展,混凝土作为最重要的建筑材料之一,其性能和应用范围也在不断扩大。其中,自密实混凝土(self-compacting concrete,简称scc)作为一种高性能混凝土,其能够在自身重力作用下,自动流动并密实填充模板内的每一个角落,形成均匀密实的结构,无需依赖振捣等外力作用。这种特性使得自密实混凝土在浇筑过程中表现出优良的工作性能,不仅简化了施工工艺,提高了生产效率,还降低了施工成本。在凝结硬化过程中抗震动干扰强,特别适用于浇筑量大、浇筑深度大、配筋特密、结构复杂的工程结构。

    2、在混凝土泵送过程中,流动性和抗离析性之间存在一个微妙的平衡。当混凝土具有优异的流动性时,虽然它更容易通过泵送设备顺利出料,但这种高度的流动性也可能导致混凝土在固化过程中内部物料之间的粘结力减弱。这种减弱的粘结力使得混凝土更易于产生离析现象,即粗骨料和砂浆在混凝土内部出现不均匀分布,从而影响到混凝土的整体性能。

    3、相反,如果混凝土在浇筑时物料之间表现出良好的粘结效果,这有助于防止粗骨料和砂浆的分层,保证混凝土内部结构的均匀性。然而,当混凝土过于粘稠时,其流动性会相应降低,这将直接影响到泵送的效率,增加泵送的难度。同时,由于流动性不足,混凝土在浇筑过程中可能难以充分填充模板,导致混凝土内部产生较多的孔隙,这些孔隙会降低混凝土的密实性和强度。

    4、因此,还有待改善。


    技术实现思路

    1、为了在不影响自密实混凝土流动性的情况下提高自密实混凝土的抗离析性,本技术提供一种自密实混凝土及其制备方法。

    2、第一方面,本技术提供一种自密实混凝土,采用如下的技术方案:

    3、一种自密实混凝土,按照重量份数,包括以下原料:235-260份水泥、120-160份矿物掺合料、750-800份细骨料、1000-1200份粗骨料、5-10份外加剂、148-160份水、5-10份

    4、剑麻纤维、10-20份玉米芯颗粒、1-5份海藻酸钠。

    5、优选的,按照重量份数,所述自密实混凝土包括以下原料:245-255份水泥、130-145份矿物掺合料、765-780份细骨料、1000-1100份粗骨料、7-9份外加剂、150-158份水、6.5-8份剑麻纤维、13.5-18份玉米芯颗粒、1.5-3.5份海藻酸钠。

    6、首先,玉米芯颗粒的多孔结构不仅为混凝土提供了额外的表面积,还允许混凝土中的水分和空气在浇筑过程中更好地流动和分布。这种多孔性还有助于减少混凝土的密度,同时提高保温和隔音性能。当玉米芯颗粒被均匀分布在混凝土中时,它们就像微小的“锚点”,帮助混凝土内部颗粒之间形成更紧密的联结。

    7、剑麻纤维的加入则进一步增强了这种联结效果。剑麻纤维以其优良的粘结性和韧性,能够有效地“编织”混凝土内部颗粒,还有部分剑麻纤维可以贯穿玉米芯颗粒,形成一个更加稳定和连贯的网络结构。这种网络结构不仅提高了混凝土的抗裂性和耐久性,还能够在混凝土受到外力作用时,通过纤维的拉伸和变形来吸收和分散应力,从而减少裂缝的产生和扩展。

    8、海藻酸钠作为一种天然高分子化合物,在混凝土中起到了“粘合剂”的作用。它能够与混凝土中的水分发生反应,形成胶凝状结构,这种结构能够紧密地包裹住被剑麻纤维贯穿玉米芯颗粒,形成特殊结构,能够防止其上浮或移动。同时,海藻酸钠还能够与剑麻纤维形成稳定的化学键合,进一步增强了混凝土内部结构、特殊结构的稳定性。这种稳定性能够有效提高了混凝土的抗压强度,提高混凝土的性能稳定性。

    9、海藻酸钠、剑麻纤维、玉米芯颗粒所形成的特殊结构,增强了体系中各原料的连接性,有效提高内部粘接力,使得自密实混凝土的抗离析性更好。

    10、更重要的是,这些特殊结构的引入并没有影响混凝土的流动性。相反,它们通过优化混凝土内部颗粒的排列和分布,使得混凝土在浇筑过程中能够更好地流动和填充模具。这种流动性和抗离析性之间的良好动态平衡,使得自密实混凝土在保持高性能的同时,还具备了良好的施工性能。

    11、优选的,所述玉米芯颗粒的粒径为2-4mm。

    12、通过采用上述技术方案,进一步限定玉米芯颗粒的粒径,使其能在体系中与剑麻纤维、海藻酸钠起到更好的配合作用,从而形成更加稳定的特殊结构,从而在体系中更充分发挥作用。

    13、优选的,所述玉米芯颗粒的处理方式包括以下步骤:

    14、步骤a:在200-300℃下处理玉米芯30-60min,得到煅烧玉米芯;

    15、步骤b:用水浸泡煅烧玉米芯,得到水浸玉米芯;

    16、步骤c:将水浸玉米芯浸泡于碱溶液中,得到碱泡玉米芯;

    17、步骤d:粉碎碱泡玉米芯,得到玉米芯颗粒。

    18、玉米芯中含有大量的糖类和其他有机物质,这些有机物质在混凝土制备和硬化过程中,会与水泥水化产物发生反应,延缓水泥的水化进程。水泥水化是混凝土硬化的关键步骤,因此会直接影响混凝土的强度和其他物理性能。因此,玉米芯中的有机物质会显著降低混凝土的抗压强度,从而影响其结构稳定性和使用寿命。其次,混凝土中的水泥水化会释放出氢氧化钙等碱性物质,这些碱性物质会与玉米芯中的木质纤维素化合物发生化学反应,破坏其结构。木质纤维素是玉米芯强度的主要来源之一,其结构的破坏会导致玉米芯骨料强度的显著降低。这种强度的降低又会进一步影响混凝土的抗压强度和其他机械性能。最后,玉米芯的另一个重要特性是其吸水和失水时的体积变化。在混凝土中,这种体积变化会导致玉米芯与混凝土基体之间的黏结强度降低。当玉米芯吸水时,其体积会膨胀,产生内应力,破坏与混凝土基体的黏结。相反,当玉米芯失水时,其体积会收缩,产生空隙,同样会削弱与混凝土基体的连接。这种黏结强度的降低会进一步影响混凝土的强度和耐久性。

    19、为了解决上述问题,本技术对玉米芯进行特定处理,可以有效减少玉米芯中的可溶性有机物质、糖类和杂质,显著降低有机物质对水泥水化的影响,从而提高混凝土的抗压强度。并且,特定的浸泡操作还可以使玉米芯吸水膨胀,减少在混凝土中的体积变化。虽然碱性环境会破坏玉米芯中的木质纤维素结构,但适当的碱浸泡处理可以去除玉米芯表面的木质素和其他杂质,改善其与混凝土基体的黏结性能。特定制备得到的玉米芯颗粒可以与剑麻纤维、海藻酸钠之间产生特殊的配合优选的,所述步骤c使用碱溶液浸泡水浸玉米芯时,在微波功率100-150w的条件下处理30-60s,间歇30s,重复1-2次微波处理;然后静置浸泡1-2h,得到碱泡玉米芯。

    20、通过采用上述技术方案,碱泡玉米芯时,辅助特定功率、时间的微波处理,能够有效改变玉米芯表面的结构,从而更容易将玉米芯中的糖类等杂质去除,消除玉米芯对混凝土的不良影响。

    21、优选的,所述水浸玉米芯与碱溶液中碱的质量比为1:(0.01-0.05)。

    22、通过采用上述技术方案,进一步限定玉米芯与碱的质量比,不至于过度破坏玉米芯,不影响玉米芯颗粒后续与剑麻纤维、海藻酸钠的特殊配合,最大程度地提升自密实混凝土的抗压强度、流动性和抗离析性。

    23、第二方面,本技术提供一种自密实混凝土的制备方法,采用如下的技术方案:

    24、一种自密实混凝土的制备方法,包括以下步骤:

    25、步骤1:将水泥、矿物掺合料、剑麻纤维、玉米芯颗粒、海藻酸钠与水混合至均匀,得到第一拌合料;

    26、步骤2:将细骨料与第一拌合料混合,然后再加入粗骨料混合至均匀,得到第二拌合料;步骤3:将第二拌合料与外加剂混合至均匀,得到自密实混凝土。

    27、通过采用上述技术方案,按照特定顺序将各种原料混合,能够使水泥浆料更充分包裹在粗骨料、细骨料上,形成更强的粘接力,赋予自密实混凝土更好的工作性能,有效保证较好的流动性。

    28、优选的,将所述剑麻纤维、玉米芯颗粒、海藻酸钠在650-750r/min的条件下混合至均匀,得到混合物;将混合物与水泥、矿物掺合料、剑麻纤维、水混合至均匀,得到第一拌合料。

    29、通过采用上述技术方案,使剑麻纤维、玉米芯颗粒、海藻酸钠在较高速条件下搅拌混合,充分混合均匀,后续在体系中分散,能够更充分发挥配合效果,抗离析性更好。

    30、综上所述,本技术具有以下有益效果:

    31、1、本技术采用玉米芯颗粒、剑麻纤维、海藻酸钠,三者的共同配合能够形成特定结构,有效增强混凝土体系中各原料的连接性,有效提高内部粘结力,从而提高自密实混凝土的抗离析性。

    32、2、本技术中优选采用玉米芯颗粒、剑麻纤维、海藻酸钠,能够有效优化混凝土内部颗粒的排列和分布,使混凝土中的水分和空气在浇筑过程中更好地流动和分布,从而使混凝土在浇筑过程中更好流动以填充模具。

    33、3、本技术采用特殊方法制备得到玉米芯颗粒,能够有效消除玉米芯对混凝土的影响,使玉米芯颗粒与剑麻纤维、海藻酸钠更充分配合,从而改善自密实混凝土性能。


    技术特征:

    1.一种自密实混凝土,其特征在于,按照重量份数,包括以下原料:235-260份水泥、120-160份矿物掺合料、750-800份细骨料、1000-1200份粗骨料、5-10份外加剂、148-160份水、5-10份剑麻纤维、10-20份玉米芯颗粒、1-5份海藻酸钠。

    2.根据权利要求1所述的自密实混凝土,其特征在于:按照重量份数,所述自密实混凝土包括以下原料:245-255份水泥、130-145份矿物掺合料、765-780份细骨料、1000-1100份粗骨料、7-9份外加剂、150-158份水、6.5-8份剑麻纤维、13.5-18份玉米芯颗粒、1.5-3.5份海藻酸钠。

    3.根据权利要求1所述的自密实混凝土,其特征在于:所述玉米芯颗粒的粒径为2-4mm。

    4.根据权利要求1-3任一项所述的自密实混凝土,其特征在于:所述玉米芯颗粒的处理方式包括以下步骤:

    5.根据权利要求4所述的自密实混凝土,其特征在于:所述步骤c使用碱溶液浸泡水浸玉米芯时,在微波功率100-150w的条件下处理30-60s,间歇30s,重复1-2次微波处理;然后静置浸泡1-2h,得到碱泡玉米芯。

    6.根据权利要求4所述的自密实混凝土,其特征在于:所述水浸玉米芯与碱溶液中碱的质量比为1:(0.01-0.05)。

    7.一种基于权利要求1-6任一项所述的自密实混凝土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    8.根据权利要求7所述的自密实混凝土的制备方法,其特征在于:将所述剑麻纤维、玉米芯颗粒、海藻酸钠在650-750r/min的条件下混合至均匀,得到混合物;将混合物与水泥、矿物掺合料、剑麻纤维、水混合至均匀,得到第一拌合料。


    技术总结
    本申请涉及混凝土领域,更具体地说,它涉及一种自密实混凝土及其制备方法。一种自密实混凝土,按照重量份数,包括以下原料:235‑260份水泥、120‑160份矿物掺合料、750‑800份细骨料、1000‑1200份粗骨料、5‑10份外加剂、148‑160份水、5‑10份剑麻纤维、10‑20份玉米芯颗粒、1‑5份海藻酸钠。本申请所提供的自密实混凝土,具有高强度,且流动性好、抗离析性佳,能够更好适应行业要求。

    技术研发人员:杨寿生,陈号,殷海从
    受保护的技术使用者:广州市砼一混凝土有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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