CN101041578B - 轻骨料混凝土及采用该轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件 - Google Patents

轻骨料混凝土及采用该轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件 Download PDF

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Abstract

一种轻骨料混凝土及采用该轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件，其包括按重量百分比计的下列组分：42～58％的42.5#硅酸盐水泥，4.5～9.5％的轻集料，轻集料的粒度小于5mm，2.5～3.5％的超轻集料，超轻集料的粒度小于5mm，12～14％的无机矿物细粉料，0.1～0.15％的聚合物纤维或植物纤维，1.0～1.6％的萘系减水剂，18～32％的水。模壳墙体构件，包括相互平行的前面板和后面板，前面板和后面板之间具有多个连接前面板和后面板的连接柱。其目的提供一种重量轻、强度高、节能、保温、防水、防火、抗震、结构合理、适用性强、施工简便、成本低的轻骨料混凝土及采用该轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件。

Description

轻骨料混凝土及采用该轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件
技术领域
本发明涉及一种建筑材料及采用该建筑材料制成的构件，具体地说涉及一种轻骨料混凝土及采用该轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件。
背景技术
2004年1月21日，中国知识产权局公告了专利号为ZL00812396.9，发明名称为“一种改进的混凝土模壳墙体的构造系统”的专利，类似的墙体专利还有中国知识产权局2003年10月29日公告的专利号为ZL01279531.3，发明名称为“轻质墙体”的专利，以及2006年5月17日公告的专利号为ZL200520002328.3，发明名称为“水泥聚苯模壳格构式混凝土节能承重墙体”的专利。上述专利公开的墙体构件，具有轻质、保温、隔音、抗震等优良性能，可以作为浇筑墙体的模壳，浇筑成墙体后，又是良好的保温材料，但是，由于构成这些模壳构件的轻质材料主要是聚苯泡沫颗粒，导致其模壳构件强度低，吸水率大，表面密实度差，抗冲击力小，防渗性差，耐久性差等缺陷。由于强度低所造成的不能承重，虽然可采取以浇筑钢筋混凝土的格构柱、梁的方法来解决，但是作为墙体，墙面必须要达到一定的强度和抗冲击力，则是上述墙体材料所无法实现的。而且由于其结构设计不合理，不仅无法适应中国传统建筑的设计要求，更不能适应现代多元化建筑设计的需要，导致所构成的墙体适用性差、墙面强度低、抗冲击性能差、生产成本高、产品价格高等一系列问题。
发明内容
本发明的目的提供一种重量轻、强度高、节能、保温、防水、防火、抗震、结构合理、适用性强、施工简便、成本低的轻骨料混凝土及采用该轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件。
本发明的轻骨料混凝土，其包括按重量百分比计的下列组分：
42～58％的42.5#硅酸盐水泥或高于该标号的硅酸盐水泥，
4.5～9.5％的轻集料，轻集料的粒度小于5mm，所述轻集料为页岩陶粒或粉煤灰陶粒或玻璃质陶粒或矿渣或浮石或多孔火山岩或自燃煤矸石中的任意一种或其任意组合，
2.5～3.5％的超轻集料，超轻集料的粒度小于5mm，所述超轻集料为膨胀珍珠岩或漂珠或聚苯乙烯膨胀颗粒或泡沫塑料颗粒中的任意一种或其任意组合，
12～14％的无机矿物细粉料，所述无机矿物细粉料为粉煤灰或硅灰或矿渣细粉或石英粉或火山灰，
0.1～0.15％的聚丙烯纤维或聚酯纤维中的任意一种或其任意组合，
1.0～1.6％的萘系减水剂，
18～32％的水。
本发明的轻骨料混凝土，其中其包括按重量百分比计的下列组分：
45～55％的42.5#硅酸盐水泥或高于该标号的硅酸盐水泥，
4.8～8.5％的轻集料，轻集料的粒度小于5mm，
2.5～3.0％的超轻集料，超轻集料的粒度小于5mm，
12～14％的无机矿物细粉料，
1.5～4.5％的聚乙烯醇或乙酸乙烯共聚物中的任意一种或其任意组合，
0.1～0.15％的聚丙烯纤维或聚酯纤维中的任意一种或其任意组合，
1.1～1.5％的萘系减水剂，
22～28％的水。
本发明的轻骨料混凝土，其中所述轻集料和超轻集料分别要求4.5mm方孔筛筛余量大于70％、3.0mm方孔筛筛余量累计大于80％以及1.5mm方孔筛筛余量累计大于90％，所述聚丙烯(PP)纤维或聚酯纤维(PE)的长度为8～12mm，直径为2～5μm。
采用本发明的轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件，包括相互平行的前面板和后面板，前面板和后面板之间具有多个连接前面板和后面板的连接柱，连接柱的中轴线相互平行并成至少1排布置。
本发明的轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件，其中所述前面板和所述后面板为矩形，所述连接柱为圆柱或椭圆柱或方柱或为中间细、二端粗的圆柱或椭圆柱或方柱，连接柱成2-4排布置。
本发明的轻骨料混凝土及采用该轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件主要有以下几项优点：
1、由于在拌和物中加入了少量的聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯(PP)纤维，尽管用量很小，但对于消除构件外表面的微小裂纹，改善构件内部的结构性质却起到了明显的作用，就象在构件内增添了无数条微小的“钢筋”，从而减小了以水泥为胶凝材料的混凝土的“脆性”，其抗折、抗拉强度、弹性模量等物理性能均有提高。经国家建材质量监督检验测试中心检测，干表观密度为610kg/m3，抗压强度达0.8Mpa，抗拉强度达0.58Mpa，而国内外同类产品的干表观密度为400kg/m3，抗压强度仅为0.4Mpa，抗拉强度0.3Mpa。因此，本发明的轻骨料混凝土及采用该轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件解决了其它墙体材料所不能解决的技术问题，即强度高、承重，而又质量轻、结构整体性能好，抗震、隔热、隔冷保温性能好，隔音、防火、防水安全性能好等一系列技术问题。具有重量轻、强度高、导热系数小、保温性能良好的特点。
2、原材料以粉煤灰陶粒、粉煤灰、矿渣粉等工业废料和浮石、多孔火山岩等低价易得物料及废泡沫塑料包装物类生活垃圾为主，原料来源广泛，节能环保，原材料普适性和可代换性强。本材料配方显著特征是在保证产品质量的前题下，开拓了原材料来源范围，便于就地取材，同时尽量选用粉煤灰、矿渣、废泡沫塑料等工业和生活废料，即节能环保又降低了生产成本。
3、在保持较高强度的前提下而保持轻质、保温节能、隔音的良好效果，充分发挥胶凝材料的凝结力，最大限度的提高了结构强度。经国家建材质量监督检验测试中心检测，在密度为675kg/m3的情况下最高抗压强度可达1.2Mpa，抗拉强度达0.85Mpa，而国内外的同类产品的密度为400kg/m3，抗压强度为0.4Mpa，抗拉强度0.3Mpa。
4、作为模壳墙体构件，它可以起到如下几个重要的作用：a、在建筑施工时作为模壳，替代了传统的模板的搭建；b、它又是墙体砌筑主要材料之一；c、还是良好的节能保温材料。经国家建材质量监督检验测试中心检测，本构件导热系数为0.11～0.13W/(m·K)；隔音系数大于50db；吸水率小于25.0％；抗冻性为-20～100℃，循环50次，无损坏现象。
5、消除现有同类模壳墙体构件自身难以克服的技术缺陷，解决其结构设计不合理、适用性差、墙面强度低、抗冲击性能差、生产成本高等一系列问题，是集目前可采用的最合理建筑结构、最适宜材料、最佳施工方式为一体的我国自成标准、独树一帜的绿色、节能墙体材料与建筑科学体系。
下面结合实施例及附图，进一步详述本发明。
附图说明
图1是本发明的模壳墙体构件的主视图；
图2是图1的侧视图；
图3是图1的俯视图。
具体实施方式
实施例1
本发明的轻骨料混凝土，其包括重量百分比为51％的42.5#硅酸盐水泥或高于该标号的硅酸盐水泥，重量百分比为4.8％的轻集料，轻集料的粒度小于5mm，重量百分比为2.8％的超轻集料，超轻集料的粒度小于5mm，重量百分比为13％的无机矿物细粉料，重量百分比为1.75％的聚乙烯醇(PVA)或乙酸乙烯共聚物(EVA)中的任意一种或其任意组合，重量百分比为0.12％的聚丙烯(PP)纤维或聚酯纤维(PE)或植物纤维中的任意一种或其任意组合，重量百分比为1.3％的萘系减水剂(JFA)，重量百分比为25.23％的水，将上述各组分混合均匀后制成所述的轻骨料混凝土。
上述轻集料为页岩陶粒或粉煤灰陶粒或玻璃质陶粒或矿渣或浮石或多孔火山岩或自燃煤矸石中的任意一种或其任意组合，上述超轻集料为膨胀珍珠岩或漂珠或聚苯乙烯膨胀颗粒或泡沫塑料颗粒中的任意一种或其任意组合，上述轻集料和超轻集料分别要求4.5mm方孔筛筛余量大于70％、3.0mm方孔筛筛余量累计大于80％以及1.5mm方孔筛筛余量累计大于90％，上述无机矿物细粉料为粉煤灰或硅灰或矿渣细粉或石英粉或火山灰，上述聚丙烯(PP)纤维或聚酯纤维(PE)的长度为8～12mm，直径为2～5μm。
采用上述轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件的特性测试
(1)检验类别
抽样检验
(2)抽样基数
1000件
(3)抽样数量
12件
(4)检验依据
中华人民共和国行业标准JGJ 51——2002 J 215——2002
(5)测试结果
干表观密度为636kg/m3，抗压强度达0.82Mpa；抗拉强度达0.6Mpa；导热系数0.11W/(m·k)；隔音系数大于50db；吸水率小于25.0％；抗冻性为-20～100℃，循环50次，无损坏现象。
实施例2
本发明的轻骨料混凝土，其包括重量百分比为52％的42.5#硅酸盐水泥或高于该标号的硅酸盐水泥，重量百分比为5.05％的轻集料，轻集料的粒度小于5mm，重量百分比为2.5％的超轻集料，超轻集料的粒度小于5mm，重量百分比为12％的无机矿物细粉料，重量百分比为1.8％的聚乙烯醇(PVA)或乙酸乙烯共聚物(EVA)中的任意一种或其任意组合，重量百分比为0.15％的聚丙烯(PP)纤维或聚酯纤维(PE)或植物纤维中的任意一种或其任意组合，重量百分比为1.5％的萘系减水剂(JFA)，重量百分比为25％的水，将上述各组分混合均匀后制成所述的轻骨料混凝土。
上述轻集料为页岩陶粒或粉煤灰陶粒或玻璃质陶粒或矿渣或浮石或多孔火山岩或自燃煤矸石中的任意一种或其任意组合，上述超轻集料为膨胀珍珠岩或漂珠或聚苯乙烯膨胀颗粒或泡沫塑料颗粒中的任意一种或其任意组合，上述轻集料和超轻集料分别要求4.5mm方孔筛筛余量大于70％、3.0mm方孔筛筛余量累计大于80％以及1.5mm方孔筛筛余量累计大于90％，上述无机矿物细粉料为粉煤灰或硅灰或矿渣细粉或石英粉或火山灰，上述聚丙烯(PP)纤维或聚酯纤维(PE)的长度为8～12mm，直径为2～5μm。
采用上述轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件的特性测试
(1)检验类别
抽样检验
(2)抽样基数
1000件
(3)抽样数量
12件
(4)检验依据
中华人民共和国行业标准JGJ 51——2002 J 215——2002
(5)测试结果
干表观密度为680kg/m3，抗压强度达0.84Mpa；抗拉强度达0.62Mpa；导热系数0.12W/(m·K)；隔音系数大于50db；吸水率小于25.0％；抗冻性为-20～100℃，循环50次，无损坏现象。
实施例3
本发明的轻骨料混凝土，其包括重量百分比为49％的42.5#硅酸盐水泥或高于该标号的硅酸盐水泥，重量百分比为5.2％的轻集料，轻集料的粒度小于5mm，重量百分比为2.9％的超轻集料，超轻集料的粒度小于5mm，重量百分比为13.4％的无机矿物细粉料，重量百分比为1.5％的聚乙烯醇(PVA)或乙酸乙烯共聚物(EVA)中的任意一种或其任意组合，重量百分比为0.1％的聚丙烯(PP)纤维或聚酯纤维(PE)中的任意一种或其任意组合，重量百分比为1.1％的萘系减水剂(JFA)，重量百分比为26.8％的水，将上述各组分混合均匀后制成所述的轻骨料混凝土。
上述轻集料为页岩陶粒或粉煤灰陶粒或玻璃质陶粒或矿渣或浮石或多孔火山岩或自燃煤矸石中的任意一种或其任意组合，上述超轻集料为膨胀珍珠岩或漂珠或聚苯乙烯膨胀颗粒或泡沫塑料颗粒中的任意一种或其任意组合，上述轻集料和超轻集料分别要求4.5mm方孔筛筛余量大于70％、3.0mm方孔筛筛余量累计大于80％以及1.5mm方孔筛筛余量累计大于90％，上述无机矿物细粉料为粉煤灰或硅灰或矿渣细粉或石英粉或火山灰，上述聚丙烯(PP)纤维或聚酯纤维(PE)的长度为8～12mm，直径为2～5μm。
采用上述轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件的特性测试
(1)检验类别
抽样检验
(2)抽样基数
1000件
(3)抽样数量
12件
(4)检验依据
中华人民共和国行业标准JGJ 51——2002 J 215——2002
(5)测试结果
干表观密度为610kg/m3，抗压强度达0.80Mpa；抗拉强度达0.60Mpa；导热系数0.10W/(m·K)；隔音系数大于50db；吸水率小于25.0％；抗冻性为-20～100℃，循环50次，无损坏现象。
本发明的轻骨料混凝土，其也可以是包括重量百分比为55％的42.5#硅酸盐水泥或高于该标号的硅酸盐水泥，重量百分比为4.5％的轻集料，轻集料的粒度小于5mm，重量百分比为2.5％的超轻集料，超轻集料的粒度小于5mm，重量百分比为12％的无机矿物细粉料，重量百分比为1.5％的聚乙烯醇(PVA)或乙酸乙烯共聚物(EVA)中的任意一种或其任意组合，重量百分比为0.1％的聚丙烯(PP)纤维或聚酯纤维(PE)或植物纤维中的任意一种或其任意组合，重量百分比为1.2％的萘系减水剂(JFA)，重量百分比为23.2％的水，将上述各组分混合均匀后制成所述的轻骨料混凝土。
本发明的轻骨料混凝土，其还可以是包括重量百分比为58％的42.5#硅酸盐水泥或高于该标号的硅酸盐水泥，重量百分比为4.5％的轻集料，轻集料的粒度小于5mm，重量百分比为2.5％的超轻集料，超轻集料的粒度小于5mm，重量百分比为12％的无机矿物细粉料，重量百分比为0.1％的聚丙烯(PP)纤维或聚酯纤维(PE)中的任意一种或其任意组合，重量百分比为1.6％的萘系减水剂(JFA)，重量百分比为21.3％的水，将上述各组分混合均匀后制成所述的轻骨料混凝土。
本发明的轻骨料混凝土，其也可以是包括重量百分比为42％的42.5#硅酸盐水泥或高于该标号的硅酸盐水泥，重量百分比为8.5％的轻集料，轻集料的粒度小于5mm，重量百分比为2.5％的超轻集料，超轻集料的粒度小于5mm，重量百分比为14％的无机矿物细粉料，重量百分比为0.1％的聚丙烯(PP)纤维或聚酯纤维(PE)中的任意一种或其任意组合，重量百分比为1％的萘系减水剂(JFA)，重量百分比为31.9％的水，将上述各组分混合均匀后制成所述的轻骨料混凝土。
本发明的轻骨料混凝土，其也可以是包括重量百分比为42％的42.5#硅酸盐水泥或高于该标号的硅酸盐水泥，重量百分比为9.5％的轻集料，轻集料的粒度小于5mm，重量百分比为3.5％的超轻集料，超轻集料的粒度小于5mm，重量百分比为13％的无机矿物细粉料，重量百分比为0.12％的聚丙烯(PP)纤维或聚酯纤维(PE)中的任意一种或其任意组合，重量百分比为1％的萘系减水剂(JFA)，重量百分比为30.88％的水，将上述各组分混合均匀后制成所述的轻骨料混凝土。
实施例说明，本发明的一种轻骨料混凝土模壳墙体构干表观密度为636kg/m3，导热系数为0.11W/(m·K)；隔音系数大于50db；吸水率小于25.0％；抗冻性为-20～100℃，循环50次，无损坏现象。具有重量轻、强度高、导热系数小、保温性能良好的特点。原材料以水泥、粉煤灰陶粒、粉煤灰、矿渣粉等工业废料和浮石、多孔火山岩等低价易得物料及废泡沫塑料包装物类生活垃圾为主，原料来源广泛，节能环保，原材料普适性和可代换性强，这在国内外同类墙体构件中，尚属首例。
如图1、图2和图3所示，采用上述轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件，包括分别为矩形的前面板1和后面板2，前面板1和后面板2的板面4、5相互平行，前面板1和后面板2之间具有多个连接前面板1和后面板2的连接柱3，连接柱3的中轴线相互平行并成至少1排布置。
上述连接柱3为圆柱或椭圆柱或方柱，或为中间细、二端粗的圆柱或椭圆柱或方柱，连接柱3成2排布置，连接柱3也可以成3排或4排布置。
上面所述实施例是对本发明进行说明，并非对本发明进行限定，本发明要求保护的构思和范围，都记载在本发明的权利要求书中。

Claims (5)

1.轻骨料混凝土，其特征在于：其包括按重量百分比计的下列组分：
42～58％的42.5#硅酸盐水泥或高于该标号的硅酸盐水泥，
4.5～9.5％的轻集料，轻集料的粒度小于5mm，所述轻集料为页岩陶粒或粉煤灰陶粒或玻璃质陶粒或矿渣或浮石或多孔火山岩或自燃煤矸石中的任意一种或其任意组合，
2.5～3.5％的超轻集料，超轻集料的粒度小于5mm，所述超轻集料为膨胀珍珠岩或漂珠或聚苯乙烯膨胀颗粒或泡沫塑料颗粒中的任意一种或其任意组合，
12～14％的无机矿物细粉料，所述无机矿物细粉料为粉煤灰或硅灰或矿渣细粉或石英粉或火山灰，
0.1～0.15％的聚丙烯纤维或聚酯纤维中的任意一种或其任意组合，
1.0～1.6％的萘系减水剂，
18～32％的水。
2.根据权利要求1所述的轻骨料混凝土，其特征在于：其包括按重量百分比计的下列组分：
45～55％的42.5#硅酸盐水泥或高于该标号的硅酸盐水泥，
4.8～8.5％的轻集料，轻集料的粒度小于5mm，
2.5～3.0％的超轻集料，超轻集料的粒度小于5mm，
12～14％的无机矿物细粉料，
1.5～4.5％的聚乙烯醇或乙酸乙烯共聚物中的任意一种或其任意组合，
0.1～0.15％的聚丙烯纤维或聚酯纤维中的任意一种或其任意组合，
1.1～1.5％的萘系减水剂，
22～28％的水。
3.根据权利要求2所述的轻骨料混凝土，其特征在于：所述轻集料和超轻集料分别要求4.5mm方孔筛筛余量大于70％、3.0mm方孔筛筛余量累计大于80％以及1.5mm方孔筛筛余量累计大于90％，所述聚丙烯纤维或聚酯纤维的长度为8～12mm，直径为2～5μm。
4.采用权利要求1或2或3所述的轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件，其特征在于包括相互平行的前面板(1)和后面板(2)，前面板(1)和后面板(2)之间具有多个连接前面板(1)和后面板(2)的连接柱(3)，连接柱(3)的中轴线相互平行并成至少1排布置。
5.根据权利要求4所述的采用轻骨料混凝土制成的模壳墙体构件，其特征在于所述前面板(1)和所述后面板(2)为矩形，所述连接柱(3)为圆柱或椭圆柱或方柱或为中间细、二端粗的圆柱或椭圆柱或方柱，连接柱(3)成2-4排布置。
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