CN103058616A

CN103058616A - 一种改性水泥拌合料及由此制得的灌浆墙用混凝土

Info

Publication number: CN103058616A
Application number: CN2012105706591A
Authority: CN
Inventors: 吴转琴; 夏京亮; 尚仁杰; 寅志强
Original assignee: Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group; China Jingye Engineering Corp Ltd
Current assignee: Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group; China Jingye Engineering Corp Ltd
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2013-04-24

Abstract

本发明涉及一种用于制备灌浆墙用混凝土的改性水泥拌合料以及由此制得的灌浆墙用混凝土。所述改性水泥拌合料包含水泥40-60%，砂20-40%，无机填料15-25%，有机纤维0.5%-1%，可再分散胶粉0.4-1%，增稠剂0.5-1%和减水剂0.4-1%，所述百分数为重量百分数。由所述改性水泥拌合料、聚苯颗粒和水制成的灌浆墙用混凝土具有良好的流动性、粘聚性、扩展度、低收缩性、轻质高强、保温隔声等特点。

Description

一种改性水泥拌合料及由此制得的灌浆墙用混凝土

技术领域

本发明涉及一种改性水泥拌合料，特别涉及一种用于制备灌浆墙用混凝土的改性水泥拌合料以及由此制得的灌浆墙用混凝土。

背景技术

房屋工业化，就是要用工业化的生产方式来建造工业和民用建筑，新型墙体材料的应用是其重要的主题之一。灌注墙是一种性能优良的新型墙体材料，聚苯颗粒轻集料混凝土是制约灌注墙应用的关键技术之一。

目前市场上用于灌注墙的聚苯颗粒轻集料混凝土非常少，在专利纤维水泥板灌浆墙体及其施工方法（专利号：200710000553.7）提到了一种灌注墙用聚苯颗粒轻集料混凝土灌浆料，由水泥、砂、粉煤灰、聚苯颗粒、水拌合而成。由于缺少有机掺加料的改性，聚苯颗粒容易上浮，使混凝土离析；同时没有掺加纤维抗裂，混凝土干缩裂缝严重。

其它市场上能作灌注墙用聚苯颗粒轻集料混凝土的胶粉聚苯颗粒存在三个问题：一是，混凝土工作性能差，粘性过大，不适合灌注；二是，混凝土容重太低，强度达不到灌注墙的要求；三是，水泥用量及可再分散胶粉用量过大，成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提高水泥搅拌料的流动性，改善灌注墙用混凝土的抗开裂性和混凝土粘聚性和流动性的平衡。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种改性水泥拌合料，该拌合料包含水泥40-60%，砂20-40%，无机填料15-25%，有机纤维0.5%-1%，可再分散胶粉0.4-1%，增稠剂0.5-1%和减水剂0.4-1%，所述百分数为重量百分数。

本发明还提供了一种灌浆墙用混凝土，其包括所述改性水泥拌合料60%-80%、聚苯颗粒0.5%-5%和水15%-35%，所述百分数为重量百分数。

本发明详细说明

本发明所使用的术语“砂”又可分为河砂、海砂和山砂。砂的粗细按细度模数分为粗、中、细三种规格。普通混凝土用砂以中砂为宜，中砂为粒径大于0.25mm的颗粒质量超过总质量的50%的砂。

本发明所使用的术语“粉煤灰”是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物。

本发明所使用的术语“有机纤维”是由有机聚合物制成的纤维或利用天然聚合物经化学处理而制成的纤维。这种纤维也称为再生纤维或化学纤维。

本发明所使用的术语“聚丙烯纤维”是以聚丙烯为原材料，通过特殊工艺制造而成的。在灌注墙用混凝土中加入聚丙烯纤维主要作用在于延缓水泥基材中裂缝的扩展,当水泥基材一旦出现裂缝后,纤维通过与基材脱黏而由基材中拔出、或跨越裂缝承受拉力、或在应力达到最大值时拉断,从而提高材料的抗拉强度或使材料具有一定的延性、并相应的提高韧性、或使材料兼具有高抗拉强度和高韧性。水泥基材与分布其中的纤维形成一个整体,共同承受外力的作用,并在其自身裂缝出现后,通过与纤维的截面黏结,将力传递给纤维,弥补其抗拉强度低、变形能力差的弱点。

本发明所使用的术语“可再分散胶粉”是由一种醋酸乙烯酯与叔碳酸乙烯酯或乙烯或丙烯酸酯等二元或三元的共聚物，经过喷雾干燥得到的改性乳液粉末，它具有良好的可再分散性，与水接触时重新分散成乳液，并且其化学性能与初始乳液完全相同。水分蒸发后会形成膜，其具有高度柔韧性，且对各种基材的粘结性能都非常好。可再分散胶粉与水泥混合后使用，改善水泥砂浆的微观结构，是水泥—可再分散胶粉构成理性的粘结体系，各种成分带入其自身的性能并相互取长补短，共同形成水泥和可再分散胶粉单独使用都无法达到的性能。通过使用可再分散胶粉，可以改善聚苯颗粒混凝土各种性能，如：提高粘结力、提高内聚力、降低吸水性、提高工作性等。

本发明所使用的术语“增稠剂”是一种流变助剂，加入增稠剂后能调节流变性，使胶黏剂和密封剂增稠，防止填料沉淀，赋予良好的物理机械稳定性，控制施工过程的流变性，还能起着降低成本的作用。

本发明所使用的术语“纤维素醚”是天然纤维素醚化的产物，由于其对砂浆具有良好的保水和增稠效果，能够改善砂浆的工作性。将纤维素醚掺加入聚苯颗粒混凝土能有效提高水泥浆对聚苯颗粒的粘结性，防止聚苯颗粒上浮导致混凝土离析。

本发明所使用的术语“减水剂”是指在混凝土和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合用水量、提高混凝土强度；或在和易性及强度不变条件下，节约水泥用量的外加剂。

在本发明的某些具体实施方案中，本发明所述水泥选自硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥或高铝水泥；优选硅酸盐水泥，其含量优选为45%-55%。

在本发明的某些具体实施方案中，本发明所述砂选自河砂或石英砂；优选河沙；更优选河沙中的中砂；其含量优选为24%-32%。

在本发明的某些具体实施方案中，本发明所述无机填料选自重钙、轻钙、硅灰石粉、滑石粉、粉煤灰或其混合物；所述无机填料优选粉煤灰，其含量优选为16-20%。

在本发明的某些具体实施方案中，本发明所述有机纤维选自聚丙烯纤维、聚丙烯晴纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、木质纤维素或其混合物；所述有机纤维优选聚丙烯纤维，其含量优选为0.6-0.8%，更优选为0.7%。

在本发明的某些具体实施方案中，本发明所述可再分散胶粉选自醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯均聚胶粉或苯乙烯与丁二烯共聚胶粉；所述可再分散胶粉的含量优选为0.6%-0.8%。

在本发明的某些具体实施方案中，本发明所述纤维素醚包括但不限于羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素或甲基纤维素。所述纤维素醚的含量优选为0.5%-0.6%。

所述减水剂优选聚羧酸减水剂，更优选由聚乙烯醇和甲基丙烯酸先酯化再和甲基丙烯酸缩合而成的大分子链化合物，其含量优选为0.6%-0.8%。

本发明所述灌浆墙用混凝土的容重和强度可根据工程实际要求调控，这种混凝土具有优异的工作性，便于灌注施工，轻质高强，耐久性好，同时又可以利用固体废弃物粉煤灰，具有良好的经济效益和社会效益。

实施例

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步描述。本发明可以根据应用的环境条件和工程部位适当调整配方，按照以下是实施例所述的方法进行操作，配制出满足性能要求的灌注墙用混凝土。

主要原料及设备

425#普通硅酸盐水泥：北京金隅水泥厂

二级粉煤灰：北京惠众粉煤灰厂

河砂：京润新型建材厂

聚丙烯纤维：北京中创同盛科技有限公司

可再分散胶粉、纤维素醚：山东新大地实业有限公司

聚苯颗粒：北京绿宝向久检测技术开发中心

聚羧酸减水剂：山东建科院

UJZ-15型混凝土搅拌机：北京天宇祥瑞商贸中心

测试方法

混凝土塑性收缩开裂试验采用日本笠井芳夫教授平板试件约束抗裂性试验方法，试件尺寸为600mm×600mm×63mm，用于浇筑试件的钢制模具、试验方法及开裂参数计算公式详见CECS01-2004《混凝土结构耐久性设计与施工指南》附录A2。

空白例

将275kg的425#普通硅酸盐水泥、100kg的二级粉煤灰、125kg的河砂、3kg的可再分散胶粉、3kg的纤维素醚和4kg的聚羧酸减水剂投入混凝土搅拌机搅拌1-2分钟，使物料均匀混合。然后加入200kg的水再搅拌1-2分钟，制成砂浆后加入13.5kg的聚苯颗粒搅拌均匀，制得成品料L_空白。

实施例1

将275kg的425#普通硅酸盐水泥、100kg的二级粉煤灰、125kg的河砂、5kg的聚丙烯纤维、3kg的可再分散胶粉、3kg的纤维素醚和4kg的聚羧酸减水剂投入混凝土搅拌机搅拌1-2分钟，使物料均匀混合。然后加入200kg的水再搅拌1-2分钟，制成砂浆后加入13.5kg的聚苯颗粒搅拌均匀，制得成品料L₁。

实施例2

将350kg的425#普通硅酸盐水泥、100kg的二级粉煤灰、175kg的河砂、5kg的聚丙烯纤维、3kg的可再分散胶粉、3kg的纤维素醚和4kg的聚羧酸减水剂投入混凝土搅拌机搅拌1-2分钟，使物料均匀混合。然后加入260kg的水再搅拌1-2分钟，制成砂浆后加入12kg的聚苯颗粒搅拌均匀，制得成品料L₂。

实施例3

将380kg的425#普通硅酸盐水泥、144kg的二级粉煤灰、180kg的河砂、5kg的聚丙烯纤维、3kg的可再分散胶粉、3.6kg的纤维素醚和4kg的聚羧酸减水剂投入混凝土搅拌机搅拌1-2分钟，使物料均匀混合。然后加入220kg的水再搅拌1-2分钟，制成砂浆后加入11.3kg的聚苯颗粒搅拌均匀，制得成品料L₃。

实施例4

将405kg的425#普通硅酸盐水泥、160kg的二级粉煤灰、250kg的河砂、5kg的聚丙烯纤维、7kg的可再分散胶粉、5kg的纤维素醚和5kg的聚羧酸减水剂投入混凝土搅拌机搅拌1-2分钟，使物料均匀混合。然后加入360kg的水再搅拌1-2分钟，制成砂浆后加入10.5kg的聚苯颗粒搅拌均匀，制得成品料L₄。

实施例5

将440kg的425#普通硅酸盐水泥、190kg的二级粉煤灰、290kg的河砂、5kg的聚丙烯纤维、9kg的可再分散胶粉、5kg的纤维素醚和4kg的聚羧酸减水剂投入混凝土搅拌机搅拌1-2分钟，使物料均匀混合。然后加入340kg的水再搅拌1-2分钟，制成砂浆后加入9kg的聚苯颗粒搅拌均匀，制得成品料L₅。

实施例6

将400kg的425#普通硅酸盐水泥、175kg的二级粉煤灰、280kg的河砂、5kg的聚丙烯纤维、4.5kg的可再分散胶粉、5kg的纤维素醚和4kg的聚羧酸减水剂投入混凝土搅拌机搅拌1-2分钟，使物料均匀混合。然后加入320kg的水再搅拌1-2分钟，制成砂浆后加入9.8kg的聚苯颗粒搅拌均匀，制得成品料L₆。

通过混凝土塑性收缩开裂试验，对混凝土成品料L_空白和L₁-L₆的出现裂缝时间和单位面积上的总开裂面积进行表征，如表1所示：

表1成品料L_空白和L₁-L₆的实验数据

本发明与同类产品相比，在配比中加入了更多粉煤灰和河砂，减少了水泥掺量，降低了成本；可根据工程实际要求可以方便的调控混凝土容重及强度，使得聚苯颗粒混凝土更加适合灌注墙使用；通过调节可再分散胶粉和纤维素醚的掺加量，使混凝土粘度更加适合灌注墙使用，同时掺加减水剂，提高了混凝土的工作性。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种改性水泥拌合料，其包含水泥40-60%，砂20-40%，无机填料15-25%，有机纤维0.5%-1％，可再分散胶粉0.4-1%，增稠剂0.5-1%和减水剂0.4-1%，所述百分数为重量百分数。

2.如权利要求1所述的改性水泥拌合料，所述水泥选自硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥或高铝水泥；优选硅酸盐水泥，其含量优选为45%-55%。

3.如权利要求1所述的改性水泥拌合料，所述砂选自河砂或石英砂；优选河沙；更优选河沙中的中砂；其含量优选为24%-32%。

4.如权利要求1所述的改性水泥拌合料，所述无机填料选自重钙、轻钙、硅灰石粉、滑石粉、粉煤灰或其混合物；所述无机填料优选粉煤灰，其含量优选为16-20%。

5.如权利要求1所述的改性水泥拌合料，所述有机纤维选自聚丙烯纤维、聚丙烯晴纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、木质纤维素或其混合物；所述有机纤维优选聚丙烯纤维，其含量优选为0.6-0.8%，更优选为0.7%。

6.如权利要求1所述的改性水泥拌合料，所述可再分散胶粉选自醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯均聚胶粉或苯乙烯与丁二烯共聚胶粉；所述可再分散胶粉的含量优选为0.6%-0.8%。

7.如权利要求1所述的改性水泥拌合料，所述增稠剂优选纤维素醚，其含量优选为0.5%-0.6%。

8.如权利要求1所述的改性水泥拌合料，所述减水剂优选聚羧酸减水剂，其含量优选为0.6%-0.8%。

9.一种灌浆墙用混凝土，其包括权利要求1-8所述的改性水泥拌合料60%-80%、聚苯颗粒0.5%-5%和水15%-35%，所述百分数为重量百分数。