CN100408504C - 硬壳浮石混凝土、轻质砌块及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种硬壳浮石混凝土、轻质砌块及其制备方法，先将浮石浸水，使其吸水饱和；再控干预湿浮石的水分，使其达到面干；然后将砂、水泥、水、外加剂在搅拌机中搅拌；将预湿的浮石投入搅拌机中继续搅拌；经过搅拌裹壳的浮石自然养护后便制成了硬壳浮石；最后用水将水泥、细骨料和硬壳浮石拌制成硬壳浮石混凝土。硬壳封闭了浮石表面孔口，提高了骨料的强度，并改善了其表面粗糙度。改善了混凝土和易性，并减少了水泥用量，特别是阻止了大量水泥浆被吸入孔洞，减轻了混凝土的密度，降低了其热导率提高了保温隔音性能。轻质砌块的孔型设计为椭圆形，受力合理，施工方便，由于铺浆方便使灰缝质量提高，并能降低施工因素对墙体受力和强度以及保温性能的影响。

Description

硬壳浮石混凝土、轻质砌块及其制备方法
(一)技术领域
本发明涉及一种建筑材料及其制备方法，特别是一种用浮石制作的建筑材料及其制备方法。
(二)背景技术
浮石是火山喷发时，岩浆急速喷到空中，由于急剧降温、减压，其中的水气和其它气体在冷却时急剧膨胀而形成的多孔状岩石。由于能浮于水面，故得名浮石。浮石具有发达的气孔构造，气孔间绝大多数为无定形的玻璃质所填充，大多呈褐色或铁黑色，在火山口附近经高温烘炼或风化呈红褐色。其主要矿物组成为：水山玻璃，长石，石英，黑云母和角闪石。
浮石据SiO2质量分数可分为酸性-流纹质浮石，中性-安山质浮石和碱性-玄武质浮石三类，在三类浮石中，化学成分质量分数一般在下列范围内变化：w(SiO2)＝45～70％，w(Al2O3)＝10～16％，w(Fe2O3)＝5.2～14.7％，w(FeO)＝2.29～8.6％，w(TiO2)＝0.24～3.00％，w(CaO)＝0.57～8.81％，w(MgO)＝0.27～9.79％，w(P2O5)＝0～1.25％，w(K2O)＝1.68～5.46％，w(Na2O)＝3.08～6.08％。从以上化学分析的结果可知，由于浮石是由火山喷发而形成，含硅率和铝率较高，且其结构大多为不定形的玻璃体，因此具有一定的活性，浮石具有质轻、多孔、吸水率大(最高可达60％以上)，导热系数小等特点，但其中开放的气孔构造是引起浮石特性变化的主导因素，进而影响到浮石的质量和用途。
传统的浮石混凝土采用天然轻骨料浮石直接作为粗骨料直接拌制混凝土。由于天然浮石颗粒多棱角、表面粗糙、具有裸露开放性孔洞，且对水泥浆具有较强吸附性，这些特性增大了粗骨料间相对滑移的阻力，从而使其混凝土拌合料和易性较差，并且水泥用量比普通混凝土大；同时由于孔洞中吸入了较多的水泥浆，增加了混凝土的密度，降低了保温隔音性能。
浮石混凝土空心砌块是一种浮石混凝土制备的空心砌块，目前，空心砌块采用竖孔结构，孔的形状大多为方形，孔的排数有单排、双排、三排和四排。其不足之处是施工时铺浆不方便，会影响灰缝的密实性，从而影响墙体的受力和强度以及保温性能，并且影响施工的效率。
节能空心砌块的块型结构形式对于其强度、保温隔热性能以及施工有很大的影响，因此，砌块块型结构形式的设计是节能空心砌块的关键技术之一。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种硬壳浮石混凝土、轻质砌块及其制备方法，主要解决天然浮石颗粒表面具有裸露开放性孔洞，影响浮石混凝土质量的技术问题；还解决现有空心砌块保温隔热性能较差的问题。
本发明的目的是这样实现的：这种硬壳浮石混凝土，是由水将水泥、细骨料和粗骨料拌制而成的混凝材料，其特征在于：其中粗骨料是在浮石表面裹一层硬壳、并将浮石表面开放微孔封闭的硬壳浮石，该硬壳是将砂浆和预湿的浮石经搅拌、裹壳、养护后形成。
上述硬壳浮石混凝土的制备方法，其特征在于：
步骤1，先将浮石浸水5分钟以上，使其吸水饱和；
步骤2，控干预湿浮石的水分，使其达到面干；
步骤3，将砂、水泥、水、外加剂在搅拌机中一起混合搅拌成砂浆；
步骤4，将预湿的浮石投入搅拌机中继续搅拌；
步骤5，将经过搅拌裹壳的浮石自然养护24小时，便制成了硬壳浮石；
步骤6，由水将水泥、细骨料和硬壳浮石拌制成硬壳浮石混凝土。
上述步骤3中砂浆中的净用水量为155kg/m3，净水灰比为0.38～0.52，砂用量550～580kg/m3，浮石用量620～650kg/m3。
上述步骤3中砂浆中的外加剂是引气剂、早强剂、防冻剂中的任意一种或两种或三种。
上述引气剂的加入量是水泥重量的0.025～0.1％。
上述硬壳浮石混凝土制作的轻质砌块，其特征在于：该轻质砌块为矩形，其粗骨料是硬壳浮石，在轻质砌块宽度方向并排布置两列椭圆形的水平孔，水平孔沿轻质砌块长度方向贯通，椭圆的长轴沿轻质砌块高度方向，短轴沿宽度方向。
上述轻质砌块长390mm，宽190mm，高190mm，椭圆长轴为150mm，短轴为50mm，轻质砌块的两侧壁和中间竖肋最薄处30mm，上下壁最薄处20mm。
本发明与现有传统技术相比具有的有益效果：硬壳封闭了浮石表面孔口，提高了骨料的强度，并改善了其表面粗糙度。在拌合混凝土时，可很好地改善了混凝土和易性，并减少了水泥用量，特别是阻止了大量水泥浆被吸入孔洞，减轻了混凝土的密度，降低了其热导率提高了保温隔音性能。轻质砌块的孔型设计为水平孔大大方便了施工，由于铺浆方便使灰缝质量提高，能够最大限度的降低施工因素对墙体受力和强度以及保温性能的影响；水平孔采用椭圆形使得轻质砌块的受力比较合理，与方形孔相比降低了空心率对轻质砌块强度的影响。
硬壳浮石混凝土具有自重轻，比强度高，保温隔热，耐火，抗冻，抗震，耐化学腐蚀等
多种优点，例如，硬壳浮石混凝士由于自重轻，弹性模量低，因而抗震性能好，用它建造的建筑物，在地震荷载作用下所受的地震力小，振动波的传递也较慢，且自振周期长，对冲击能量的吸收快，减震效果好，所以抗震性能比普通混凝土好；硬壳浮石混凝土由于导热系数低，耐火性能好，在高温作用下可保护钢筋不遭受破坏，对于同一耐火等级，轻骨料钢筋混凝土板的厚度可以比普通混凝土减薄20％以上。硬壳浮石轻混凝土轻质砌块在房屋建筑工程中是一种性能良好的墙体材料，与普通粘土砖相比，不仅强度高、整体性高，而且保温性能好，用它制作墙体，在同等的保温要求下，可使墙体厚度减少40％以上，而墙体自重可减少一半以上。价格比人造轻骨料的低，此外，由于是天然轻骨料，不需要进行缎烧，因此对节省能源具有一定的意义，因此是比较理想的墙体材料。此外，在我国北方房屋冬天取暖，如果采用传统粘土砖墙体，其保温隔热效果差，能源被浪费，如果采用硬壳浮石混凝土小型轻质砌块则可以减小能耗。发展轻质高强的新型墙体材料代替粘土砖是我国既定的国策，并且已经被建筑业认识。硬壳浮石混凝土的上述性能特点使其在土木工程中表现出良好的综合性能，并且生产工艺简单、投资小、成本低，可用于生产各种建筑构件。
(四)附图说明
图1是硬壳浮石的示意图。
图2本发明硬壳浮石混凝土的结构示意图。
图3是制备硬壳浮石的工艺流程图。
图4是轻质砌块的形状示意图。
1-浮石、2-硬壳、3-硬壳浮石混凝土、4-轻质砌块、5-水平孔。
(五)具体实施方式
实施例参见图1所示，本发明的这种硬壳浮石混凝土，是由水将水泥、细骨料和粗骨料拌制而成的混凝材料，其中粗骨料是在浮石1的表面裹一层硬壳2、并将浮石表面开放微孔封闭的硬壳浮石，该硬壳是将砂浆和预湿的浮石经搅拌、裹壳、养护后形成。
硬壳浮石混凝土3的结构示意图参见图2，硬壳浮石混凝土的制备方法，在拌制混凝土之前，先对浮石骨料进行裹壳，然后再拌制硬壳浮石混凝土，其工艺流程参见图3：
步骤1，先将浮石浸水5～10分钟以上，使其吸水饱和。
步骤2，控干预湿浮石的水分，使其达到面干。
步骤3，将砂、水泥、水、引气剂在强制搅拌机中一起混合搅拌成砂浆。上述砂浆的配比取相应混凝土中砂浆的配比，例如：砂浆中的净用水量为155kg/m3，净水灰比为0.38～0.52，砂用量550～580kg/m3，浮石用量620～650kg/m3。引气剂的加入量是水泥重量的
0.025～0.1％。早强剂、防冻剂等其它外加剂按照传统做法加入。当然也可以根据需要添加早强剂、防冻剂。
步骤4，将预湿的浮石投入搅拌机中继续搅拌。
步骤5，将经过搅拌裹壳的浮石自然养护24小时，便制成了硬壳浮石。
步骤6，由水将水泥、细骨料和硬壳浮石拌制成硬壳浮石混凝土。
参见图4，该轻质砌块4为矩形，其粗骨料是硬壳浮石，在轻质砌块宽度方向并排布置两列椭圆性形的水平孔5，水平孔沿轻质砌块长度方向贯通，椭圆的长轴沿轻质砌块高度方向，短轴沿宽度方向。上述轻质砌块长390mm，宽190mm，高190mm，椭圆长轴为150mm，短轴为50mm，轻质砌块的两侧壁和中间竖肋最薄处30mm，上下壁最薄处20mm。

Claims (7)

1. 一种硬壳浮石混凝土，是由水将水泥、细骨料和粗骨料拌制而成的混凝材料，其特征在于：其中粗骨料是在浮石表面裹一层硬壳、并将浮石表面开放微孔封闭的硬壳浮石，该硬壳是将砂浆和预湿的浮石经搅拌、裹壳、养护后形成。
2. 一种权利要求1所述硬壳浮石混凝土的制备方法，其特征在于：
步骤1，先将浮石浸水5分钟以上，使其吸水饱和；
步骤2，控干预湿浮石的水分，使其达到面干；
步骤3，将砂、水泥、水、外加剂在搅拌机中一起混合搅拌成砂浆；
步骤4，将预湿的浮石投入搅拌机中继续搅拌；
步骤5，将经过搅拌裹壳的浮石自然养护24小时，便制成了硬壳浮石；
步骤6，由水将水泥、细骨料和硬壳浮石拌制成硬壳浮石混凝土。
3. 根据权利要求2所述的硬壳浮石混凝土的制备方法，其特征在于：上述步骤3中砂浆中的净用水量为155kg/m3，净水灰比为0.38～0.52，砂用量550～580kg/m3，浮石用量620～650kg/m3。
4. 根据权利要求2所述的硬壳浮石混凝土的制备方法，其特征在于：
上述步骤3中砂浆中的外加剂是引气剂、早强剂、防冻剂中的任意一种或两种或三种。
5. 根据权利要求4所述的硬壳浮石混凝土的制备方法，其特征在于：
上述引气剂的加入量是水泥重量的0.025～0.1％。
6. 一种权利要求1所述硬壳浮石混凝土制作的轻质砌块，其特征在于：该轻质砌块为矩形，其粗骨料是硬壳浮石，在轻质砌块宽度方向并排布置两列椭圆形的水平孔，水平孔沿轻质砌块长度方向贯通，椭圆的长轴沿轻质砌块高度方向，短轴沿宽度方向。
7. 根据权利要求6所述的轻质砌块，其特征在于：上述轻质砌块长390mm，宽190mm，高190mm，椭圆长轴为150mm，短轴为50mm，轻质砌块的两侧壁和中间竖肋最薄处30mm，上下壁最薄处20mm。
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