一种适用于钢格构柱内部灌注的混凝土及其施工方法与流程

本发明属于建筑用混凝土，涉及一种适用于钢格构柱内部灌注的混凝土及其施工方法。

背景技术：

1、钢管混凝土柱具有承载能力高，延性性能好，抗震性能优越等特点，已被广泛应用于大型会展工程及高层结构建筑中。由于钢管柱内部结构复杂，横向及竖向内隔板较多，按传统做法是采用导管法浇筑，将长导管从钢柱顶端插入钢柱，混凝土从导管内自由下落至钢柱底部，利用混凝土自身的动能达到自密实免振捣的目的，但施工过程中，由于上部混凝土倾倒的侧压力及长导管自身的重力，混凝土浇筑期间导管易发生晃动、移位、下落等现象，给施工带来极大不便，严重影响柱芯混凝土浇筑质量。此外，由于钢管的密闭性使混凝土中水分无法析出，加上振捣棒在狭小管内振捣，粗骨料相对下沉，砂浆上浮，使混凝土中多余水分上浮至管顶，在管顶形成砂浆层和泌水层。混凝土在硬化过程中的收缩，也易导致管壁与混凝土粘结不紧密，造成空鼓现象。

2、减少混凝土收缩的措施一般为选择优质的混凝土原材料，或减少水灰比，防止混凝土水灰比过大而在混凝土干燥过程中发生收缩，或微膨胀型的混凝土，因为微膨胀型混凝土在固化过程中，会发生细小的膨胀从而降低混凝土固化收缩，最后就是做好养护混凝土的养护工作。但减少水灰比，会在一定程度上影响混凝土的流动性，不易施工，且在灌注混凝时容易出现空洞、裂缝等问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种适用于钢格构柱内部灌注的混凝土，该混凝土具有流动性好、收缩小、强度高的特点，使用该混凝土灌注的立柱桩承载能力高、性能优越。

2、本发明采用了以下技术方案来实现上述目的：

3、一种适用于钢格构柱内部灌注的混凝土，以重量份计，含有以下组分：

4、硅酸盐水泥300-330份

5、粉煤灰100-120份

6、砂730-750

7、石子850-900

8、改性煤矸石30-50份

9、复合外加剂12-20份

10、引气剂0.15-0.2份

11、水180-200份；

12、其中上述复合外加剂包括聚丙烯酸钠3-4份、微粉硅胶2-3份、硫酸铝1-2、硅酸钠1-3、海藻酸钠5-8。

13、进一步的，上述引气剂包括十二烷基硫酸钠0.09-0.1份、三萜皂苷0.04-0.05份、聚乙烯吡络烷酮0.02-0.05份。

14、本发明提供所述改性煤矸石的制备方法，具体包括以下步骤：

15、(1)将煤矸石粉碎至50-80目，加入到浓度为8-10％的磷酸溶液中，浸泡20-24小时，过滤，烘干，得酸浸煤矸石粉；

16、(2)将酸浸煤矸石粉、贝壳粉混合均匀，在氮气保护下，置于800-850℃条件下煅烧1-1.5小时，煅烧完成后自然冷却至60-80℃，得煅烧混合粉；

17、(3)在60-80℃的真空状态下，向煅烧混合粉中加入聚乙烯醇，搅拌1-1.5小时，再加入二甲基硅油搅拌1-1.5小时，后球磨至120-150目，即得改性煤矸石。

18、进一步的，上述制备方法步骤(2)中贝壳粉的加入量为煤矸石重量的15-20％；步骤(3)中聚乙烯醇的加入量为煤矸石重量的20-25％，二甲基硅油的加入量为煤矸石重量的30-35％。

19、本发明提供上述混凝土的施工方法，包括以下步骤：

20、s1，将总重量1/3的硅酸盐水泥、改性煤矸石在机械搅拌下混合均匀，得到干料；

21、s2，将聚丙烯酸钠、微粉硅胶、硫酸铝、硅酸钠加入到熔融状态下的海藻酸钠中，混合均匀，干燥，得复合外加剂；

22、s3，将剩余硅酸盐水泥、粉煤灰、砂、石子、引气剂、水在机械搅拌下混合均匀，再加入复合外加剂，继续搅拌，混合均匀，得浆料；

23、s4，在灌注前1-1.5小时，将s1所得干料加入到s3所得浆料中，搅拌均匀，得混凝土。

24、本发明具有以下有益效果：

25、1.本发明中通过对煤矸石进行煅烧改性，煅烧前采用酸浸处理，可有效去除煤矸石中的金属元素，也可起到活化的作用，渗透到煤矸石内部，在高温煅烧情况下，使得煤矸石内部产生丰富的孔隙结构，同时在煅烧过程中加入贝壳粉，贝壳粉的主要成分为碳酸钙，在高温煅烧下，分解产生co2，co2可进入煤矸石孔隙内部进行刻蚀，使得煤矸石内部的孔隙结构更加发达；在高温煅烧后，采用聚乙烯醇、二甲基硅油对煅烧后的煤矸石进行封闭处理，使得煤矸石的孔隙结构更加稳定，通过这种方法制得的改性煤矸石吸附性能增强，在用于混凝土制备时，可有效提高其保水性能，保持混凝土拌合物早期的流动性，有利于泵送。

26、2.本发明中通过将聚丙烯酸钠、微粉硅胶、硫酸铝、硅酸钠加入到熔融状态下的海藻酸钠中制备成一种具有缓释效果的膨胀剂，在用于混凝土制备时，可缓慢释放并膨胀，膨胀性能良好，在有效膨胀后不产生倒缩，有效填补混凝土硬化过程中自身体积收缩，以及水化热引起的毛细孔冷缩，达到维持混凝土体积稳定性的效果，且提高混凝土的致密度，提高混凝土强度；同时避免因混凝土在硬化过程中收缩导致的管壁与混凝土粘结不紧密造成的空鼓现象。

27、3.本发明中的混凝土在施工过程中，采用煤矸石与部分水泥混合形成干粉，后在灌注前1-1.5小时添加到混凝土砂浆中的方式进行，后添加部分水泥和煤矸石，可有效改善混凝土砂浆的流动性，有助于其灌注，在添加煤矸石后，复合添加剂中成分也在缓慢释放，与煤矸石协同作用，形成凝胶网络，避免碎骨料的下沉，使其均匀分布，可有效避免混凝土的泌水情况。

28、综上，本发明所提供的混凝土具有以下优点：

29、流动性好：在免振或轻微振捣的条件下即可对钢筋密集、空间狭窄、形状复杂的结构进行施工，施工方便；

30、性能优越：各组分之间共同作用，增加整体结构密实度和防渗性，强度高，无泌水现象发生；

31、自补偿性能强：煤矸石与复合外加剂之间协同作用，使得混凝土制备过程中的微膨胀能有效控制混凝土体积收缩，达到较好的微膨胀状态补偿收缩，降低其收缩值，维持体积稳定性。

技术特征：

1.一种适用于钢格构柱内部灌注的混凝土，其特征在于，以重量份计，含有以下组分：

2.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，以重量份计，所述的复合外加剂包括聚丙烯酸钠3-4份、微粉硅胶2-3份、硫酸铝1-2份、硅酸钠1-3份、海藻酸钠5-8份。

3.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，以重量份计，所述的引气剂包括十二烷基硫酸钠0.09-0.1份、三萜皂苷0.04-0.05份、聚乙烯吡络烷酮0.02-0.05份。

4.如权利要求1-3任一项所述的混凝土，其特征在于，所述的改性煤矸石的制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的混凝土，其特征在于，所述的改性煤矸石制备方法步骤(2)中贝壳粉的加入量为煤矸石重量的15-20％。

6.根据权利要求4所述的混凝土，其特征在于，所述的改性煤矸石制备方法步骤(3)中聚乙烯醇的加入量为煤矸石重量的20-25％，二甲基硅油的加入量为煤矸石重量的30-35％。

7.一种如权利要求1-6任一项所述混凝土的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种适用于钢格构柱内部灌注的混凝土及其施工方法，属于建筑用混凝土技术领域。本发明所述适用于钢格构柱内部灌注的混凝土，以重量份计，含有以下组分：硅酸盐水泥300‑330份、粉煤灰100‑120份、砂730‑750份、石子850‑900份、改性煤矸石30‑50份、复合外加剂12‑20份、引气剂0.15‑0.2份、水180‑200份。本发明制备的混凝土流动性好，可对钢筋密集、空间狭窄、形状复杂的结构进行施工，施工方便；整体结构密实度较高，且体积稳定性较强，降低固化收缩。技术研发人员：王东振,穆庆花,赵启祥,刘正晨,周生友,李国华,柏建喜受保护的技术使用者：天元建设集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27