CN103172316A - 一种混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土，所述混凝土由以下组分及重量配合比(kg/m3)组成：水泥420-500kg/m3、水170-200kg/m3、干砂878kg/m3、五种不同粒径陶粒组成的混合陶粒504kg/m3；所述混合陶粒由堆积密度分别为490kg/m3、570kg/m3、610kg/m3、780kg/m3、830kg/m3的陶粒按2∶5∶3∶2∶3的质量比例进行混合而成。本发明还提供一种混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土的制备方法。本发明能有效改善混凝土的性能，拌合物的流动性好，骨料不上浮，可满足承重结构强度要求以及施工要求，且热工性能高，可以满足保温隔热要求。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体是一种混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土及其制备方法。
背景技术
轻骨料混凝土在我国已经走过了近40年的研究和应用历程，纵观轻骨料混凝土的应用和发展，其主要用途限于砌块、内隔墙板等利用其保温性能的非承重结构。同时，由于工程人员对轻骨料混凝土的系统认识不够，导致轻骨料混凝土在承重结构中的应用受到阻碍。因此，必须要有施工性能高，保温效果好，并能满足强度要求的结构轻骨料混凝土，才能让广大工程人员从意识上改变对轻骨料混凝土的看法，推进轻骨料混凝土的发展。
实验证明，轻骨料混凝土不仅对原材料，配合比，搅拌工艺等要求苛刻，其施工性能，保温效果也难以保证。陶粒是轻骨料的主要品种，是轻骨料混凝土中重要的组成部分，其性能直接关系到陶粒轻骨料混凝土的强度和工作性能。但是，不同的陶粒粒径，不同的陶粒级配以及不同的各原材料配合比对陶粒轻骨料混凝土物理力学性能，施工性能，保温节能效果等方面的影响研究却很少。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种强度满足承重结构要求，施工性能良好，保温隔热性能满足节能安求的陶粒轻骨料结构混凝土及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
一种混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土，所述混凝土由以下组分及重量配合比(kg/m3)组成：水泥420-500kg/m3、水170-200kg/m3、干砂878kg/m3、五种不同粒径陶粒组成的混合陶粒504kg/m3；所述混合陶粒由堆积密度分别为490kg/m3、570kg/m3、610kg/m3、780kg/m3、830kg/m3的陶粒按2∶5∶3∶2∶3的质量比例进行混合而成。
一种混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土的制备方法，包括如下步骤：
(1)先将堆积密度分别为490kg/m3、570kg/m3、610kg/m3、780kg/m3、830kg/m3的陶粒按2∶5∶3∶2∶3的质量比例进行混合，得到混合陶粒，并预湿1小时；
(2)将各原料组分按如下重量配合比(kg/m3)配置：水泥420-500kg/m3、水170-200kg/m3、干砂878kg/m3、步骤(1)中得到的混合陶粒504kg/m3；
(3)将步骤(2)中配置的混合陶粒和干砂投入搅拌机搅拌25-40秒；
(4)再将步骤(2)中配置的水泥投入搅拌机搅拌25-40秒；
(5)最后将步骤(2)中配置的水加入搅拌机搅拌115-130秒，即可得到所述混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土。如上所述的制备方法，所述陶粒为圆球型页岩陶粒。
其中，所用水泥为450kg/m3；所用水为180kg/m3；干砂的堆积密度为1570kg/m3，属中砂，II级级配，在配制混凝土使用前将其烘干，即砂的含水率为0。
本发明通过陶粒轻骨料的粒径优选和级配优化，陶粒轻骨料混凝土配合比的调整，优化搅拌工艺等(例如提前预湿1h，严格控制投料时间、搅拌时间)，能有效改善混凝土的性能，使拌合物的流动性好，骨料不上浮，可以满足承重结构强度要求(混凝土强度达32.7MPa)以及施工要求，并且热工性能高，亦可以满足保温隔热要求(导热系数0.34-0.50W/(m·k))，因此能在保证陶粒轻骨料混凝土的施工性能的条件下，使陶粒轻骨料混凝土强度满足了承重结构要求，同时让其保温隔热性能达到最优，拓宽了陶粒轻骨料混凝土的使用范围。
附图说明
图1是本发明混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步阐述如下。
实施例1
本实例中的陶粒轻骨料混凝土，由以下组分及重量配合比(kg/m3)组成：水泥450kg/m3、水180kg/m3、干砂878kg/m3、五种不同粒径混合陶粒504kg/m3(堆积密度分别为490kg/m3、570kg/m3、610kg/m3、780kg/m3、830kg/m3的陶粒按2∶5∶3∶2∶3的质量比例进行混合成堆积密度为680kg/m3的混合陶粒)。
原材料陶粒为圆球型页岩陶粒，由五种不同粒径的陶粒(所用五种陶粒堆积密度见表1)按粒径从小到大的顺序，按2∶5∶3∶2∶3的质量比例进行混合，混合后的陶粒堆积密度680kg/m3，表观密度1120kg/m3，空隙率39％，筒压强度3.3MPa，吸水率9.2％，评定结果为700级，一等品。圆球型不同粒径的陶粒混合后，有助于颗粒间空隙的互相填补，减小空隙率，从而节约水泥用量，增加包裹面；且混合后的陶粒较密实，点对点间的受力强弱互补，提高筒压强度。
水泥采用长沙碧螺PO.42.5普通硅酸盐水泥，28d抗压强度57.7MPa，28d抗折强度8.9MPa，初凝时间130分钟，终凝时间200分钟。干砂采用湘江天然河砂，堆积密度为1570kg/m3，属于中砂，II级级配(《建筑用砂》(GB/T14684-2001)有对II级级配的规定)。在配制混凝土使用前将其烘干，即砂的含水率为0。
表1五种陶粒堆积密度
请参考图1，按照以下步骤制备本发明陶粒轻骨料混凝土：
(1)先将堆积密度分别为490kg/m3、570kg/m3、610kg/m3、780kg/m3、830kg/m3的圆球型页岩陶粒按粒径优选，按2∶5∶3∶2∶3的质量比例混合成混合陶粒并预湿1h；
(2)将各原料组分按如下重量配合比(kg/m3)配置：水泥450kg/m3、水180kg/m3、干砂878kg/m3、混合陶粒504kg/m3。
(3)将步骤(2)中配置的混合陶粒和干砂投入搅拌机搅拌约30秒；
(4)再将步骤(2)中配置的水泥投入搅拌机搅拌约30秒；
(5)最后将步骤(2)中配置的水加入搅拌机搅拌约120秒，即可得到产品。拌合用水可使用自来水，其中拌合用水是净用水量，指预湿后所加的纯水。
实施例2
本实例中的陶粒轻骨料混凝土，由以下组分及重量配合比(kg/m3)组成：水泥420kg/m3、水170kg/m3、干砂835kg/m3、混合陶粒504kg/m3，制备步骤与实例1的相同。
实施例3
本实例中的陶粒轻骨料混凝土，由以下组分及重量配合比(kg/m3)组成：水泥500kg/m3、水200kg/m3、干砂920kg/m3、混合陶粒504kg/m3，制备步骤与实例1的相同。
实施例4
对实施例1-3中制备的陶粒轻骨料混凝土，分别进行了具体性能指标的检测，结果如表3所示。
表3混凝土具体检测指标
本发明的陶粒轻骨料混凝土在保证混凝土强度的情况下解决了容易出现陶粒上浮、浆骨严重分离等现象的发生。通过优选了陶粒轻骨料的粒径和优化了陶粒轻骨料的级配，选择了合适的配合比，以及优化了混凝土的搅拌工艺，改善了混凝土的施工性能，提高了混凝土的保温性能，搅拌时陶粒需提前预湿1h；预湿1h后的强度比不预湿的强度要高，具体的，预湿1h后的强度为32.7MPa，坍落度为180mm；未预湿的强度为31.6，坍落度为170mm；而且经过试验证明1h是最经济合理的时间，短了达不到效果，长了增长强度的效果不明显。
本发明的陶粒轻骨料混凝土满足下列各项主要技术指标：
(1)混凝土强度达32.7MPa；
(2)施工性能良好，坍落度180±20mm；
(3)不出现泌水等现象；
(4)保温性能良好，导热系数0.34-0.50W/(m·k)。
本发明能在保证陶粒轻骨料混凝土的施工性能的条件下，使陶粒轻骨料混凝土强度达到32.7MPa，达到了普通C30混凝土强度要求，满足了承重结构要求，同时其导热系数控制在0.34-0.50W/(m·k)，仅为普通混凝土的1/5～1/3，使其保温隔热性能达到最优，拓宽了陶粒轻骨料混凝土的使用范围。
Claims (8)
1.一种混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土，其特征在于所述混凝土由以下组分及重量配合比(kg/m3)组成：水泥420-500kg/m3、水170-200kg/m3、干砂878kg/m3、五种不同粒径陶粒组成的混合陶粒504kg/m3；所述混合陶粒由堆积密度分别为490kg/m3、570kg/m3、610kg/m3、780kg/m3、830kg/m3的陶粒按2∶5∶3∶2∶3的质量比例进行混合而成。
2.如权利要求1所述的混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土，其特征在于：所用水泥为450kg/m3。
3.如权利要求1所述的混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土，其特征在于：所用水为180kg/m3。
4.如权利要求1所述的混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土，其特征在于：所述干砂的堆积密度为1570kg/m3，属中砂，II级级配，在配制混凝土使用前将其烘干，即砂的含水率为0。
5.一种混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)先将堆积密度分别为490kg/m3、570kg/m3、610kg/m3、780kg/m3、830kg/m3的陶粒按2∶5∶3∶2∶3的质量比例进行混合，得到混合陶粒，并预湿1小时；
(2)将各原料组分按如下重量配合比(kg/m3)配置：水泥420-500kg/m3、水170-200kg/m3、干砂878kg/m3、步骤(1)中得到的混合陶粒504kg/m3；
(3)将步骤(2)中配置的混合陶粒和干砂投入搅拌机搅拌25-40秒；
(4)再将步骤(2)中配置的水泥投入搅拌机搅拌25-40秒；
(5)最后将步骤(2)中配置的水加入搅拌机搅拌115-130秒，即可得到所述混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土。
6.如权利要求5所述的混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土的制备方法，其特征在于：步骤(2)中配置的水泥为450kg/m3。
7.如权利要求5所述的混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土的制备方法，其特征在于：步骤(2)中配置的水为180kg/m3。
8.如权利要求5所述的混合粒径页岩陶粒轻骨料结构混凝土的制备方法，其特征在于：步骤(2)中配置的干砂的堆积密度为1570kg/m3，属中砂，II级级配，在配制混凝土使用前将其烘干，即砂的含水率为0。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140806 Termination date: 20150329 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |