CN102182130A - 一种高强玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高强玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石，其原料组分包括胶凝材、粗骨料、细骨料、玻璃、钢渣和水；各组分的配比如下：胶凝材100重量份，粗骨料10-25重，细骨料30-60重量份，玻璃50-90重量份，钢渣10-25重量份，水20-30重量份；所述玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的强度等级在Cc40以上。本发明克服了普通装饰混凝土制品强度不高、华而不实等缺点，同时改变了普通钢渣混凝土制品呆板难看的视觉效果；制备的玻璃装饰混凝土预制艺石具有动感时尚的美学效果，同时其力学性能和防滑性能也有较大提高。此外，本发明还为钢渣固体废弃物和废旧玻璃提供了高附加值的再利用途径。

Description

一种高强玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高强玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的制备方法，属于建筑材料领域。

背景技术

装饰混凝土：装饰混凝土是一种近年来流行美国、加拿大、澳大利亚、欧洲并在世界主要发达国家迅以推广的绿色环保地面材料。装饰混凝土采用的是表面处理技术，它在砼基层面上进行表面着色强化处理，以达到装饰砼的效果。同时，对着色强化处理过的地面进行渗透保护处理，以达到洁净地面与保养地面的要求。因此，装饰混凝土的构造模式为基层(砼)、彩色面层(强化料和脱模料)、保护层(保护剂)这三个基本层面构造，这样的构造是良好性能与经济要求的平衡结果。

装饰混凝土可广泛应用于住宅、社区、商业、市政及文娱康乐等各种场合所需的人行道、公园、广场、游乐场、高尚小区道路、停车场、庭院、地铁站台、游泳池等。同时，施工方便，彩色也较为鲜艳，并可形成各种图案。装饰性、灵活性和表现力，正是装饰混凝土的独特性格体现。

玻璃混凝土：玻璃混凝土是一种利用废旧玻璃取代天然矿石的绿色环保型混凝土，在国内外有所研究，据报道，国外在20世纪60年代就尝试了将玻璃用作混凝土骨料的研究，近年来国内的玻璃混凝土也受到了越来越多的重视，纷纷开展相关的研究：

武汉理工大学的万惠文研究了玻璃渣做骨料的混凝土其抗高温性能，提出在混凝土中掺入适量的PP纤维，有利于提高混凝土的抗高温性能的观点。

英国谢菲尔德大学进行的将废弃玻璃作为混凝土中水泥和/或骨料的替代材料生产实际预制混凝土制品的试验研究.，在全英各地的多个预制混凝土生产企业和一个预拌混凝土企业进行了19个工业性试验子项目，配制了98个实际玻璃混凝土产品，并对这些产品依据现有英国国家标准进行了产品适应性能和碱骨料反应测试。

姜波(《石家庄铁道学院学报》2001年第14卷第02期)等采用ASTM C1260标准规定的方法，探讨了骨料中的玻璃颗粒粒度、含量及玻璃颜色、种类等因素对混凝土中碱-硅反应的影响。

荀勇(《土木工程学报》2008年第41卷第10期)等通过比较砂骨料和玻璃骨料混凝土的强度、变形随时间变化的特征，研究在玻璃混凝土拌合料中掺入适量偏高岭土超细粉末对碱-硅反应(ASR)的抑制作用。

钢渣固体废弃物：钢渣是炼钢产生的固体废弃物，约占钢铁厂钢产量的10-15％，我国每年钢渣排放量达2000万吨，累积堆放量近2亿吨。钢渣资源化开发利用是发展低碳经济、保护环境、杜绝二次污染的重要措施。

由于装饰混凝土一般不需要太高的强度，玻璃装饰混凝土的强度等级同样不高，但有些特殊场合，比如需要行驶消防车、垃圾车等特殊车辆或有特殊要求的的地面装饰工程，则需要较高的抗压强度，同时由于用于室外工程，需要做到防滑。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的玻璃装饰混凝土存在抗压强度不高等技术问题，提供一种高强玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石及其制备方法。

针对上述技术问题，本发明通过改进试验配方，加入钢渣骨料，改进成型工艺，得到了预料不到的技术效果，即以彩色玻璃作为动感装饰材料，钢渣作为硬质高活性骨料，得到的预制艺石不仅具有鲜明的装饰色彩效果，同时28天抗压强度、28天抗折强度都超过了同等条件下普通玻璃混凝土和普通钢渣混凝土的强度。此外，钢渣作为黑色骨料可以取代部分天然石材，节约资源。

本发明采用的技术方案是：

一种玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石，其特征在于，包括面层，所述面层的原料组分包括胶凝材、粗骨料、细骨料、玻璃、钢渣和水；各组分的配比如下：

所述玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的强度等级在Cc40以上。

优选的，所述玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的强度等级在Cc40-Cc80。

进一步优选的，所述玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的强度等级在Cc40-Cc60。

更优选的，所述玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的强度等级在Cc50。

根据总体色调要求，所述胶凝材由白水泥和普通硅酸盐水泥或黑水泥按如下重量百分含量混合而成，以达到调整水泥基色的目的：

白水泥                    0-100％

普通硅酸盐水泥或黑水泥    100％-0。

所述粗骨料为石子，其粒径范围为2-6mm。

所述细骨料为细砂或石粉，其粒径范围为0.1-0.5mm。

所述玻璃包括深色玻璃和浅色玻璃，其中：深色玻璃的粒径范围为2-20mm，玻璃厚度为不超过3mm；浅色玻璃的粒径范围为2-15mm。

较佳的，所述深色玻璃与胶凝材的重量比为(0.35-0.6)∶1；所述浅色玻璃与胶凝材的重量比为(0.15-0.3)∶1。

所述钢渣的粒径范围为1-5mm，含铁量不大于1％，要求稳定性合格。

较佳的，所述高强度玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的厚度为3-15cm。

进一步的，本发明所提供的上述高强度玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石，所述面层下方还设有基层；所述基层为普通混凝土层。该双层结构设计可降低成本。

所述基层的原料组分包括水泥、粗骨料、细骨料和水，各组分的重量比为：

水泥∶粗骨料∶细骨料＝(0.35-0.55)∶(0.4-0.5)∶(0.10-0.25)，用水量为水泥用量的0.2-0.3倍。

较佳的，所述基层厚度为2-10cm，所述面层厚度为1-5cm。

本发明还进一步公开了上述高强度玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的制备方法，当所述预制艺石为仅有面层的单层结构时，其制备方法包括如下步骤：

1)将所述原料组分按设计配比计量后搅拌均匀，将搅拌好的物料均匀摊铺在模具里，盖好盖板；

2)抽真空后进行振动加压；

3)揭开模具盖板，并拆去模板；进行养护3-7天；经机器校平、洗磨、切割、晒干后，得到高强装饰混凝土预制艺石板成品。

较佳的，步骤2)中，所述抽真空的时间为30秒-60秒；所述振动加压的时间为30秒-90秒。

较佳的，步骤2)中，所述振动加压的压力为100KN-200KN。

较佳的，步骤2)中，真空抽至真空度为0.5MPa以下。

较佳的，步骤2)中，所述振动加压的振动力为100-125KN，振动频率为725-1450次/分。

当所述预制艺石为双层结构时，其制备方法包括如下步骤：

1)将所述基层原料和面层原料分别按设计配比计量后搅拌均匀；

2)将搅拌好的基层物料均匀摊铺在模具里，盖好盖板；

3)进行抽真空，然后进行振动加压；

4)揭开模具盖板，将搅拌好的面层物料均匀摊铺在初压成型的基层混凝土板上，盖好模具盖板，重复步骤3)；

5)揭开模具盖板，并拆去模板；进行养护3-7天；经机器校平、洗磨、切割、晒干后，得到高强装饰混凝土预制艺石板成品。

较佳的，步骤3)中，所述抽真空的时间为30秒-60秒；所述振动加压的时间为30秒-90秒。

较佳的，步骤3)中，所述振动加压的压力为100KN-200KN。

较佳的，步骤3)中，真空抽至真空度为0.5MPa以下。

较佳的，步骤3)中，所述振动加压的振动力为100-125KN，振动频率为725-1450次/分。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明克服了普通装饰混凝土制品强度不高、华而不实等缺点，同时改变了普通钢渣混凝土制品呆板难看的视觉效果；制备的玻璃装饰混凝土预制艺石具有动感时尚的美学效果，同时其力学性能和防滑性能也有较大提高。

2、为钢渣固体废弃物和废旧玻璃提供了高附加值的再利用途径。

3、本发明所提供的预制艺石在制备成型过程中增加了抽真空工艺，并将一般制砖工艺的弱振压工艺改为强振压工艺(压力约100KN-200KN)，其中，抽真空工艺和强振压工艺均提高了混凝土预制艺石的抗压强度和抗折强度。所制备的高强度玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的强度等级为Cc40-Cc80，表面防滑性达到65BPN以上。

具体实施方式

下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明的范围。

实施例1-5：

基层混凝土配比(重量比)：

水∶水泥∶粗骨料∶细骨料＝10％∶40％∶40％∶10％。水泥为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5；粗骨料为石子，粒径范围为2-6mm；细骨料为细砂，粒径范围为0.1-0.5mm。

面层混凝土配比(重量比)：

其中：胶凝材＝白水泥∶普通硅酸盐水泥＝70％∶30％

表1面层材料配方

制备方法如下：

第一步：将基层物料和面层物料分别按设计比例计量后，加入到搅拌装置中进行均匀搅拌。

第二步：将搅拌好的基层物料均匀摊铺在支好的模具里，盖好盖板；

第三步：推入抽真空设备中进行抽真空至0.5MPa以下，30秒-60秒；

第四步：进行振动加压30秒-90秒；其中，振动加压的压力为150KN，振动的振动力为110KN、振动频率为960次/分；

第五步：抽出成型后的混凝土板，将搅拌好的面层物料均匀摊铺在初压成形的基层混凝土板上；

第六步：重复第一步至第五步的步骤；

第七步：揭开盖板，轻轻拆去模板；

第八步：放到养护室进行养护，养护3-7天；

第九步：机器校平，洗磨，使表面防滑性达到65BPN以上；

第十步：按要求切割成块状或板状；

第十一步：晒干，包装成框，即可得高强装饰混凝土预制艺石板成品，强度等级Cc50-Cc80。

将采用上述方法获得的预制艺石进行力学性能和防滑性能测试，抗压强度测试方法参考JC/T 446-2006，抗折强度测试方法参考JC/T 446-2006，防滑性测试方法参考DB11/T152-2003。结果如表2所示：

表2力学性能和防滑性能测试结果

实施例6-8

基层混凝土配比(重量比)：水泥为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5；粗骨料为石子，粒径范围为2-6mm；细骨料为细砂，粒径范围为0.1-0.5mm。

表3基层材料配方

面层混凝土配比(重量比)同实施例1。

制备方法如下：

第一步：将基层物料和面层物料分别按设计比例计量后，加入到搅拌装置中进行均匀搅拌。

第二步：将搅拌好的基层物料均匀摊铺在支好的模具里，盖好盖板；

第三步：推入抽真空设备中进行抽真空至0.5MPa以下，30秒-60秒；

第四步：进行振动加压30秒-90秒；其中，振动加压的压力为100KN，振动的振动力为100KN、振动频率为725次/分；

第五步：抽出成型后的混凝土板，将搅拌好的面层物料均匀摊铺在初压成形的基层混凝土板上；

第六步：重复第一步至第五步的步骤；

第七步：揭开盖板，轻轻拆去模板；

第八步：放到养护室进行养护，养护3-7天；

第九步：机器校平，洗磨，使表面防滑性达到65BPN以上；

第十步：按要求切割成块状或板状；

第十一步：晒干，包装成框，即可得高强装饰混凝土预制艺石板成品，强度等级达到Cc60。

将采用上述方法获得的预制艺石进行力学性能和防滑性能测试，抗压强度测试方法参考JC/T 446-2006，抗折强度测试方法参考JC/T 446-2006，防滑性测试方法参考DB11/T152-2003。结果如表4所示：

表4力学性能和防滑性能测试结果

实施例9-11单层结构高强玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的制备。

原料配比(重量比)：

其中：胶凝材＝白水泥∶普通硅酸盐水泥＝70％∶30％

表5原料组分配方

制备方法如下：

第一步：将各物料分别按设计比例计量后，加入到搅拌装置中进行均匀搅拌。

第二步：将搅拌好的物料均匀摊铺在支好的模具里，盖好盖板；

第三步：推入抽真空设备中进行抽真空至0.5MPa以下，30秒-60秒；

第四步：进行振动加压30秒-90秒；其中，振动加压的压力为200KN，振动的振动力为125KN、振动频率为1450次/分；

第五步：揭开盖板，轻轻拆去模板；

第六步：放到养护室进行养护，养护3-7天；

第七步：机器校平，洗磨，使表面防滑性达到65BPN以上；

第八步：按要求切割成块状或板状；

第九步：晒干，包装成框，即可得高强装饰混凝土预制艺石板成品，强度等级Cc50-Cc60。

将采用上述方法获得的预制艺石进行力学性能和防滑性能测试，抗压强度测试方法参考JC/T 446-2006，抗折强度测试方法参考JC/T 446-2006，防滑性测试方法参考DB11/T152-2003。结果如表6所示：

表6力学性能和防滑性能测试结果

Claims (14)

1.一种玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石，其特征在于，包括面层，所述面层的原料组分包括胶凝材、粗骨料、细骨料、玻璃、钢渣和水；各组分的配比如下：

所述玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的强度等级在Cc40以上。

2.如权利要求1所述的玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石，其特征在于，所述胶凝材由白水泥和普通硅酸盐水泥或黑水泥按如下重量百分含量混合而成：

白水泥                    0-100％

普通硅酸盐水泥或黑水泥    100％-0。

3.如权利要求1所述的玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石，其特征在于，所述粗骨料为石子，其粒径范围为2-6mm。

4.如权利要求1所述的玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石，其特征在于，所述细骨料为细砂或石粉，其粒径范围为0.1-0.5mm。

5.如权利要求1所述的玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石，其特征在于，所述玻璃包括深色玻璃和浅色玻璃，其中：深色玻璃的粒径范围为2-20mm，玻璃厚度为不超过3mm；浅色玻璃的粒径范围为2-15mm。

6.如权利要求5所述的玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石，其特征在于，所述深色玻璃与胶凝材的重量比为(0.35-0.6)∶1；所述浅色玻璃与胶凝材的重量比为(0.15-0.3)∶1。

7.如权利要求1所述的玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石，其特征在于，所述钢渣的粒径范围为1-5mm，含铁量不大于1％。

8.如权利要求1-7中任一所述的玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石，其特征在于，所述面层下方还设有基层，所述基层为普通混凝土层。

9.如权利要求8所述的玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石，其特征在于，所述普通混凝土层的原料包括水泥、粗骨料、细骨料和水；各组分的重量比为：

水泥∶粗骨料∶细骨料＝(0.35-0.55)∶(0.4-0.5)∶(0.10-0.25)，水用量为水泥用量的0.2-0.3倍。

10.如权利要求1-7中任一所述的玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的制备方法，包括如下步骤：

1)将所述原料组分按设计配比计量后搅拌均匀，将搅拌好的物料均匀摊铺在模具里，盖好盖板；

2)抽真空后进行振动加压；

3)揭开模具盖板，并拆去模板；进行养护3-7天；经机器校平、洗磨、切割、晒干后，得到高强装饰混凝土预制艺石板成品。

11.如权利要求10所述的玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的制备方法，其特征在于，当所述面层下方还设有基层时，所述玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的制备方法包括如下步骤：

1)将所述基层原料和面层原料分别按设计配比计量后搅拌均匀；

2)将搅拌好的基层物料均匀摊铺在模具里，盖好盖板；

3)进行抽真空，然后进行振动加压；

4)揭开模具盖板，将搅拌好的面层物料均匀摊铺在初压成型的基层混凝土板上，盖好模具盖板，重复步骤3)；

5)揭开模具盖板，并拆去模板；进行养护3-7天；经机器校平、洗磨、切割、晒干后，得到高强装饰混凝土预制艺石板成品。

12.如权利要求10或11所述的玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的制备方法，其特征在于，所述抽真空的时间为30秒-60秒；所述振动加压的时间为30秒-90秒。

13.如权利要求10或11所述的玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的制备方法，其特征在于，所述振动加压的压力为100KN-200KN。

14.如权利要求10或11所述的玻璃装饰钢渣混凝土预制艺石的制备方法，其特征在于，所述振动加压的振动力为100-125KN，振动频率为725-1450次/分。