[发明专利]一种自密实混凝土及其制备方法

说明书

本申请涉及一种自密实混凝土及其制备方法，该自密实混凝土包括水泥、硅灰、矿粉、粉煤灰微珠、石灰石粉、废弃石粉、骨料、水、减水剂和膨胀剂，本申请通过掺入大量优质的矿物掺合料和废弃石粉取代水泥，使C50等级自密实混凝土的水泥用量降低至150～200kg/m³，解决了自密实混凝土的早期水化热过高开裂、体积收缩量大的问题，减少了高能耗高污染产品水泥的使用量，同时有效利用了工业废料—机制砂中的废弃石粉，变废为宝，提高了资源的有效配置，粉煤灰微珠和球形石灰石粉的掺入解决了自密实混凝土普遍存在的黏度大、流动度低的问题。

技术领域

本申请属于混凝土领域，具体涉及一种自密实混凝土及其制备方法。

背景技术

随着基础建设的不断发展，混凝土结构逐渐朝着复杂化、高强度、高性能的方向迈进，各种大跨和新型结构桥梁不断出现，对混凝土的性能也提出了更高的要求。高强度自密实混凝土具有较高的强度和优异的工作性能，其自密实性能可以满足操作空间小、振捣困难、钢筋稠密等复杂结构施工的需要，较高的强度可以有效抵抗外界的破坏。

高强度自密实混凝土为了满足高强度、高流动性、高填充性等性能，其胶凝材料用量一般要高于普通混凝土，尤其是水泥用量，目前C50等级自密实混凝土的水泥用量一般都在350kg/m³以上，较高的水泥用量使得混凝土早期水化速度快，水化放热量大，同时强度增长快，从而早期温降收缩应力大，与普通混凝土相比，更容易发生温度收缩开裂，对混凝土的力学性能和耐久性皆产生不良影响。受地形和交通运输的影响，我国西部山区天然河砂资源匮乏，通常采用机制砂替代天然河砂，而生产机制砂会产生的副产品石粉一般会直接丢弃，造成环境污染。相关技术通过掺入矿物掺合料来取代混凝土中的水泥，从而降低水泥用量，然而，大多数矿物掺合料的早期活性较低，导致胶凝体系早期强度较低，无法满足C50等级自密实混凝土的要求。

发明内容

本申请提供一种自密实混凝土及其制备方法，以解决丢弃石粉造成环境污染的问题，以及大量掺入矿物掺合料导致混凝土早期强度低、无法满足C50等级自密实混凝土要求的问题。

一方面，本申请提供一种自密实混凝土，包括如下配合比的原材料：

所采用石灰石粉、废弃石粉的粒径均小于水泥，原因是：粒径较小的石灰石粉、废弃石粉可以有效填充混凝土空隙，提高各组分湿堆积密度，使硬化后混凝土微结构更加致密，有效提高混凝土的强度及耐久性，从而保证了低水泥用量、高矿物掺合料用量的混凝土强度。

本申请采用废弃石粉代替混凝土中水泥的部分用量，解决废弃石粉造成环境污染的问题，制备的自密实混凝土早期强度高，其28天抗压强度不低于61.1MPa，满足了C50等级自密实混凝土的要求，解决了大量掺入矿物掺合料导致混凝土早期强度低的问题。

优选地，自密实混凝土的水胶比为0.24-0.26。

优选地，自密实混凝土的砂灰比为1.63-1.67。

所用水泥优选为PⅡ525水泥，原因是：水泥用量降低后，混凝土的力学和耐久性能无法保证，相较于普通硅酸盐水泥，熟料成分含量高的PⅡ525水泥水化后可以生成更多量的Ca(OH)₂，以便于激发其他掺合料的活性，生成更多的水化产物，从而提高混凝土强度。

优选地，石灰石粉的碳酸钙含量≥75wt％，需水量比≤98wt％，45μm方孔筛筛余≤15wt％，MB值≤1.4；废弃石粉的0.075mm筛余量≤0.1wt％，MB值≤0.5，需水量比≤105％。

优选地，机制砂的细度模数为2.4～2.8，石粉含量≤5.0wt％，吸水率≤3wt％。

优选地，碎石的粒径为5～20mm，含泥量≤0.5wt％，压碎值≤10％。