[发明专利]基于掺合料颗粒级配降低拌合物粘度的高强混凝土

说明书

本发明涉及一种基于掺合料颗粒级配降低拌合物粘度的高强混凝土，由以下质量份数的成分组成：水泥300‑450份，超细粉煤灰10‑130份，超细矿粉10‑130份，粉煤灰20‑80份，机制砂110‑190份，天然河砂390‑650份，4.75‑9.5mm碎石420‑510份，9.5‑26.5mm碎石600‑730份，外加剂10‑16份，水140‑180份。本发明采用优质的掺合料降低新拌混凝土粘度的角度出发，通过向混凝土体系中掺入一种或两种超细掺合料使混凝土体系中粉体的粒度梯度更加合理，且相较于硅灰，这种掺合料具有较为适宜的比表面积，润湿表面所需的水量小，使浆体流动阻力减小，制备出的高强混凝土具有流动性能好、粘度低、后期强度高的特点，为解决高强混凝土发粘的问题提供了一条新的途径。

技术领域

本发明涉及高强混凝土材料制备技术领域，尤其涉及一种基于掺合料颗粒级配降低拌合物粘度的高强混凝土。

背景技术

随着社会的发展和科学技术的进步，人类不断拓宽自身的生存空间，现代建筑物越来越趋向于高层化、轻量化和大跨度化。高强混凝土技术作为建设部推广的十项新技术之一，也是公路、铁路、水工等其它行业部门研究和推广应用的新技术之一，已经被越来越多应用于国家的一些基础建设中。与普通混凝土相比，高强混凝土具有明显的技术优势。采用高强混凝土不仅可以减小混凝土结构尺寸，减轻结构自重和地基荷载，节约用地，减少材料用量，节省资源，降低施工能耗，而且能够提高混凝土结构的耐久性能，延长建筑物的使用寿命，减少结构维护和修补费用。

为了使混凝土达到高强或超高强等级，必须采用大量的胶凝材料和较低的用水量，这就导致新拌混凝土出现粘度较大和流动速度慢的问题，造成施工难度大，新拌高强混凝土粘度大的问题在我国显得尤为严重，工程事故频发。

目前，降低新拌高强混凝土粘度的方法主要两种:使用高性能外加剂；掺加优质的掺合料。

使用高性能外加剂降低混凝土粘度，一种是采用提高减水剂掺量的方法，采用提高减水剂掺量的方法，一方面会导致成本的提高；另一方面新拌混凝土会出现泌水扒底等问题，给施工造成一定难度；除此之外，已有相关研究表明，水胶比越低，混凝土间隙液中残留的减水剂，对粘度的影响越大，颗粒间作用力越强，剪切过程易缠结，浆体粘度越大。使用高性能外加剂降低混凝土粘度，另外一种是采用降粘型外加剂，由于技术限制，目前市场上现存的降粘型外加剂造价高，生产技术不适合大面积推广，且目前无相应的针对快分散降粘型外加剂的生产技术规范，在混凝土中使用快分散降粘型外加剂对混凝土的长期性能影响无系统研究，从而在一定程度上限制了快分散降粘型外加剂在高强混凝土中的使用。

通过掺加优质的掺合料降低新拌混凝土拌合物粘度的原因可以从两个大方面来分析与解释：

（1）正作用：①优质掺合料粒形完整，表面光滑，质地致密。这种形态对混凝土而言，无疑能起到减水作用、降低新拌混凝土拌合物粘度。②掺入细度较大的部分掺合料后，加宽了细颗粒的粒径分布范围．提高颗粒的填充作用，从而增大固体颗粒的堆积密实度．进而释放出更多的自由水，降低新拌混凝土拌合物粘度。③加入掺合料后浆体的ζ电位绝对值提高，颗粒间的斥力作用强，颗粒易于分散，可减少浆体中的絮凝结构．从而增大自由水量，降低新拌混凝土拌合物粘度。④由于大部分掺合料的密度低于水泥，等质量加入后，粉体体积的增加导致对集料润滑作用增强，颗粒间摩擦力相对减小，从而降低新拌混凝土拌合物粘度。

(2)负作用：掺合料等质量取代水泥，增大了固体颗粒数目和体积，导致体系总表面积的增大，润湿所需要的水量增加，从而使浆体流动阻力增大，新拌混凝土拌合物粘度增加，例如硅灰的比表面积巨大，会导致体系总表面积显著增大，促使新拌混凝土拌合物粘度增加。

因此，掺合料对新拌混凝土拌合物粘度的影响取决于以上两方面何种作用占主导，特别是对固体颗粒堆积密实度和表面积的影响，需要进行进一步的研究。