一种混凝土堆积成型方法
技术领域
本发明属于建材技术领域，具体涉及一种混凝土堆积成型方法。
背景技术
混凝土已有100多年的发展历史，其已成为世界范围内土木工程领域应用最广、用量最大的建筑材料。
目前普通混凝土是采用搅拌机将胶凝材料、砂石、外加剂及水搅拌均匀得到混凝土拌合物。这样的混凝土虽然具有抗压强度高、取材容易、易成型、价格低廉、可与钢材结合制成各种承重预制件等优点，但是在实际生产和应用过程中也发现存在不足：如抗压强度依然不太理想。
另外，现有混凝土为了方便浇筑成型，混凝土拌合物要求具有良好的流动性。由于混凝土中含有碎石，大流态的混凝土在浇筑成型时，容易出现骨料下沉，大体积浇筑骨料下沉更明显，从而导致在浇筑成型过程中容易造成浆料分层，影响混凝土的整体匀质性及性能，如易导致成型混凝土强度降低、韧性差，从而降低混凝土结构的承载能力，缩短使用寿命，成为各种灾难事故的隐患。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种混凝土堆积成型方法，以解决现有混凝土在浇筑成型时容易出现骨料下沉从而影响混凝土的整体匀质性及性能的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供一种混凝土堆积成型方法。所述混凝土堆积成型方法包括以下步骤：
按照混凝土材料所含的组分量取各组分；所述混凝土材料包括粗骨料和用于配制成砂浆的组分；
将量取的粗骨料铺设于待成型混凝土的模具中，形成粗骨料层；
将量取的其余组分与水进行混合处理，配制成砂浆；
将所述砂浆浇筑至所述模具中，填充至所述粗骨料层并覆盖所述粗骨料层，进行养护工艺处理。
与现有技术相比，本发明具有以下的技术效果：
本发明混凝土堆积成型方法通过先将粗骨料铺设在待成型混凝土的模具中，然后再将含有细骨料的砂浆填充至所述粗骨料中，这样有效提高了骨料组分分布的均匀性，减少流态混凝土离析、泌水、粗骨料下沉等问题，提高了混凝土的力学性能及耐久性能和密实度，并能够减少胶凝材料的用量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例混凝土堆积成型方法工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
本发明实施例下文涉及的名称解释说明：
粗骨料：指在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料或集料，其中粒径大于5mm的骨料称为粗骨料。
细骨料：是与粗骨料相对的建筑材料，细骨料是一种直径相对较小的骨料。混凝土中起骨架或填充作用的粒状松散材料，粒径在4.75mm以下的骨料称为细骨料。
本发明实施例还提供了混凝土堆积成型方法。所述混凝土堆积成型方法的工艺流程如图1所示，其包括以下步骤：
S01.按照混凝土材料所含的组分量取各组分；
S02.将量取的粗骨料铺设于待成型混凝土的模具中；
S03.将量取的其余组分与水进行混合处理，配制成砂浆；
S04.将所述砂浆浇筑至所述模具中，填充至所述粗骨料层并覆盖所述粗骨料层，进行养护工艺处理。
其中，所述步骤S01中的用于配制成砂浆的组分优选包括水泥、掺合料、外加剂、细骨料。因此，一实施例中，所述混凝土材料包括如下组分：
水泥、掺合料、外加剂、细骨料、粗骨料，且所述水泥、掺合料、外加剂、细骨料、粗骨料的质量比为3-5:(1-2):(0.1-0.2):(4-6):(10-13)。
在具体实施例中，所述粗骨料选自玄武岩碎石、花岗岩碎石、石灰石碎石中的至少一种。选用该类型的粗骨料，强度高，而且颗粒可控，来源丰富。
在另一实施例中，所述细骨料选自河砂、石英砂、机制砂中的至少一种。优选地，所述细骨料的粒径为0.15～4.75mm。这样，该细骨料与上述粗骨料相配合构成复合骨料组分，能够有效减小骨料间的空隙，提高混凝土的抗压强度。
所述混凝土材料所含的水泥、外加剂和掺合料等组分与上文所述细骨料与粗骨料协同作用，改善混凝土的力学性能和密实度，如提高混凝土强度等性能，同时降低胶凝材料的用量。因此，在一实施例中，所述掺合料选自硅灰、矿粉、粉煤灰、陶瓷抛光粉中的至少一种。在另一实施例中，所述外加剂选自萘系减水剂、聚羧酸减水剂中的至少一种。所述水泥可以优选自硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥。
所述步骤S02中的模具可以根据待成型混凝土的尺寸和形状进行设置。将粗骨料铺设在模具中可以是随机铺设，也可以根据所述待成型混凝土的应用需要或强度需要有针对性的铺设，使得所述粗骨料建议铺设的前提下以满足应用对待成型混凝土强度的需要。
在一实施例中，在将所述粗骨料铺设至所述模具中的步骤之前，还包括先将所述粗骨料进行搅拌混合处理的步骤。通过预先对所述粗骨料进行混合处理，使得粗骨料在搅拌混合处理过程中互相碰撞摩擦处理，从而减少粗骨料的尖锐面，提高粗骨料与浆体的界面结合力，从而最终提高混凝土的力学性能。如在具体实施例中，所述搅拌混合处理可以是通过搅拌机进行搅拌混合处理。所述搅拌混合处理的时间至少为60s以上，以保证所述粗骨料颗粒范围的前提下，充分磨掉粗骨料所含的尖锐面，提高粗骨料与浆体的界面结合力。
所述步骤S03中的其余组分如上文所述，包括上文所述水泥、掺合料、外加剂、细骨料等，并按照上文该些组分的混合比例进行加料与水进行混合处理。所述混合处理可以按照常规砂浆配制方法进行配制，使得各组分充分混合均匀即可。
在一实施例中，所述混合处理是先将水泥、掺合料、细骨料投入搅拌机搅拌30-60秒，再将水及外加剂投入搅拌机搅拌90-120秒。使得各组分充分混合均匀。
在一实施例中，通过控制各物料与水混合比例优化和混合处理的优化，使得最终混合处理形成的砂浆的扩展度为800-950mm，以使得各组分充分混合均匀，而且具有适度的流动性，从而使得所述砂浆能够有效在步骤S04中充分填充至铺设于模具中的粗骨料中，从而使得最终获得的混凝土强度高。
另外，所述步骤S03与步骤S02不分先后顺序。
所述步骤S04中的将所述砂浆浇筑至所述模具中的方法可以按照建筑领域常规的灌浆方式浇筑所述砂浆，使得所述砂浆填充至所述粗骨料层的所述空隙部分并包覆所述粗骨料。
在一实施例中，在将所述砂浆浇筑至所述模具中的步骤过程中和/或之后，还包括对所述模具的四周进行振动处理的步骤，直至所述砂浆不再在向所述模具底部下沉为止。通过对模具进行振动，使得所述砂浆能够充分填充至所述粗骨料层的空隙中，并使得砂浆层密实，从而提高最终混凝土的强度。
在一实施例中，将所述砂浆浇筑至所述模具中后，或在振动处理的步骤后，在所述粗骨料层表面形成2-5mm厚的所述砂浆层。也既是保证砂浆的浇筑量，使得砂浆能够充分填充所述粗骨料层，并包覆覆盖所述粗骨料层，以提高最终混凝土的力学性能和耐久性能。
因此，上文各实施例中的所述混凝土堆积成型方法通过先将粗骨料铺设在待成型混凝土的模具中，然后再将含有细骨料的砂浆填充至所述粗骨料层中，这样有效提高了骨料组分分布的均匀性，减少流态混凝土离析、泌水、粗骨料下沉等问题，提高了混凝土的力学性能和密实度以及耐久性能，并能够减少胶凝材料的用量。而且还通过对浇筑后的模具进行振动处理和控制砂浆的浇筑量以优化提高最终混凝土的力学性能。经检测，利用混凝土浆料按照所述混凝土堆积成型方法浇筑形成的混凝土的抗压强度提高10％～20％；而且在相同强度等级下，减少胶凝材料用5％～10％。
以下通过多个具体实施例来举例说明本发明实施例混凝土堆积成型方法等。
实施例1
本实施例提供了一种混凝土堆积成型方法。所述混凝土堆积成型方法包括如下步骤：
S1将10公斤粒径5-30mm的连续级配玄武岩粗骨料投入搅拌机，搅拌60秒，然后将搅拌均匀的粗骨料铺入模具中待用，并在模具四周固定振动器；
S2将3公斤硅酸盐水泥、1公斤矿粉掺和料、4公斤河砂投入搅拌机搅拌30秒，再将1.3公斤水及0.1公斤聚羧酸减水剂(外加剂)投入搅拌机搅拌90秒，得到搅拌均匀的砂浆；
S3将步骤S2得到的砂浆从步骤S1准备好的模具上端浇筑，边浇筑边振动直到表层浆体不再下沉，得到堆积成型混凝土。
实施例2
本实施例提供了一种混凝土堆积成型方法。所述混凝土堆积成型方法包括如下步骤：
S1将13公斤粒径5-30mm的连续级配玄武岩粗骨料投入搅拌机，搅拌90秒，然后将搅拌均匀的粗骨料铺入模具中待用，并在模具四周固定振动器；
S2将5公斤硅酸盐水泥、2公斤矿粉掺和料、6公斤河砂投入搅拌机搅拌60秒，再将1.6公斤水及0.2公斤聚羧酸减水剂(外加剂)投入搅拌机搅拌120秒，得到搅拌均匀的砂浆；
S3将步骤S2得到的砂浆从步骤S1准备好的模具上端浇筑，边浇筑边振动直到表层浆体不再下沉，得到堆积成型混凝土。
实施例3
本实施例提供了一种混凝土堆积成型方法。所述混凝土堆积成型方法包括如下步骤：
S1将11.5公斤粒径5-30mm的连续级配玄武岩粗骨料投入搅拌机，搅拌75秒，然后将搅拌均匀的粗骨料铺入模具中待用，并在模具四周固定振动器；S2将4公斤硅酸盐水泥、1.5公斤矿粉掺和料、5公斤河砂投入搅拌机搅拌45秒，再将1.45公斤水及0.15公斤聚羧酸减水剂(外加剂)投入搅拌机搅拌105秒，得到搅拌均匀的砂浆；
S3将步骤S2得到的砂浆从步骤S1准备好的模具上端浇筑，边浇筑边振动直到表层浆体不再下沉，得到堆积成型混凝土。
实施例4
本实施例提供了一种混凝土堆积成型方法。所述混凝土堆积成型方法包括如下步骤：
S1将10公斤粒径5-30mm的连续级配玄武岩粗骨料投入搅拌机，搅拌60秒，然后将搅拌均匀的粗骨料铺入模具中待用，并在模具四周固定振动器；
S2将3公斤硅酸盐水泥、1公斤粉煤灰掺和料、4公斤河砂投入搅拌机搅拌30秒，再将1.3公斤水及0.1公斤萘系减水剂(外加剂)投入搅拌机搅拌90秒，得到搅拌均匀的砂浆；
S3将步骤S2得到的砂浆从步骤S1准备好的模具上端浇筑，边浇筑边振动直到表层浆体不再下沉，得到堆积成型混凝土。
实施例5
本实施例提供了一种混凝土堆积成型方法。所述混凝土堆积成型方法包括如下步骤：
S1将10公斤粒径5-30mm的连续级配玄武岩粗骨料投入搅拌机，搅拌60秒，然后将搅拌均匀的粗骨料铺入模具中待用，并在模具四周固定振动器；
S2将3公斤硅酸盐水泥、1公斤硅灰掺和料、4公斤河砂投入搅拌机搅拌30秒，再将1.3公斤水及0.1公斤聚羧酸减水剂(外加剂)投入搅拌机搅拌90秒，得到搅拌均匀的砂浆；
S3将步骤S2得到的砂浆从步骤S1准备好的模具上端浇筑，边浇筑边振动直到表层浆体不再下沉，得到堆积成型混凝土。
对比例1
本实施例提供了一种混凝土材料、混凝土浆料和基于所述混凝土材料的混凝土堆积成型方法。
所述混凝土材料的组分与实施例1相同。
所述混凝土堆积成型方法包括如下步骤：
S1将3公斤硅酸盐水泥、1公斤掺和料、4公斤河砂投入搅拌机搅拌60秒，再将1.3公斤水及0.1公斤外加剂投入搅拌机搅拌60秒，得到搅拌均匀的砂浆；
S2将10公斤玄武岩粗骨料投入步骤S1得到的砂浆中，搅拌30秒，得到搅拌均匀的混凝土；
S3将步骤S2得到的混凝土倒入模具中浇筑，边浇筑边振动，将表面收平，覆膜保湿养护28天。
对比例2
本实施例提供了一种混凝土材料的混凝土堆积成型方法。所述混凝土堆积成型方法包括如下步骤：
S1将3.3公斤硅酸盐水泥、1公斤矿粉掺和料、4公斤河砂投入搅拌机搅拌60秒，再将1.3公斤水及0.1公斤聚羧酸减水剂(外加剂)投入搅拌机搅拌60秒，得到搅拌均匀的砂浆；
S2将10公斤玄武岩粗骨料投入步骤S1得到的砂浆中，搅拌30秒，得到搅拌均匀的混凝土；
S3将步骤S2得到的混凝土倒入模具中浇筑，边浇筑边振动，将表面收平，覆膜保湿养护28天。
混凝土相关特性测试
对实施例1-3和对比例1-2所浇筑形成的混凝土进行了标准试件标准养护28天的抗压强度及电通量测试，试验数据见表1：
表1混凝土试验数据
从表1来看，实施例1和对比例1相同材料配比，采用传统“砂浆裹石法”与实施例1堆积成型法相比，抗压强度略有下降，电通量略有升高，骨料分散不均匀，出现分层现象。对比例2提高10％水泥用量，采用采用传统“砂浆裹石法”与实施例1堆积成型法相比，抗压强度基本一致，电通量略有升高，骨料分散不均匀，出现分层现象。实施例1-5成型的混凝土在石子分布方面具有明显优势，其说明书本申请的混凝土堆积成型方法使混凝土各组分材料分散更均匀，适合制备力学和耐久性能更优的混凝土；相同材料配比时，堆积成型方法可以提高混凝土强度；配制相同强度混凝土，堆积成型方法可以降低水泥用量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
