CN103570286A - 一种用于古建筑修复的混凝土 - Google Patents
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Abstract
本发明给出了一种用于古建筑修复的混凝土，包括以下材料：水泥、石子、砂、水、矿粉、粉煤灰、硅灰、偏高岭土、硫酸钠、聚羒酸减水剂、混凝土膨胀剂、格雷斯纤维、碳纤维、糯米灰浆、泵送剂、环氧树脂和固化剂，及按一定的质量比例混合，混凝土成型后，其凝结时间短，凝结后的强度高、抗渗等级高、坍落度特性好和易性和可塑性效果好，同时可以防止超长混凝土结构中混凝土容易开裂的问题，满足古建筑修复中对混凝土韧性、防渗性能的要求，并利用了工业废渣等材料，是一种绿色环保的混凝土。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土，特别涉及一种用于古建筑修复的混凝土。
背景技术
混凝土是指由胶结料、颗粒状集料以及必需加入的化学外加剂和矿物掺合料组分合理组成的混合料，或经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料。混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。
在我国古代的土木工程中，我国古建筑糯米灰浆是我国古代应用最广泛的建筑粘接材料，糯米灰浆具有度大韧性好防渗性优越等良好力学性能，随着时间的推移和环境对古建筑的腐蚀，越来越多的古建筑需要修复，但是普通混凝土不能用在对古建筑的修复领域，容易混凝土表面无水泥砂浆出现蜂窝缺陷问题，产生裂缝，对古建筑造成二次伤害，也不利于古建筑的美观；如果直接用糯米灰浆修复古建筑会出现生成的建筑抗压强度不够、抗干缩性能差、凝结时间长的特点，使用传统糯米灰浆的凝结时间为5天，凝结后30天的强度为19.3～24.2MPa、抗渗等级为S6左右。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种抗压强度高、凝结时间短、抗干缩性能好的一种用于古建筑修复的混凝土。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于古建筑修复的混凝土，其每立方米中各材料用量的质量百分比例如下：
水泥：13%～15%、
粒径为5～25mm的石子：29%～31%、
砂：25%～26%、
水：7%～9%、
矿粉：2.5%～2.8%、
粉煤灰：2.1%～2.7%、
硅灰：0.5%～1%、
偏高岭土：0.5%～1%、
硫酸钠：0.2～0.3%、
聚羒酸减水剂：0.1%～0.2%、
混凝土膨胀剂：1.8%～2.1%、
格雷斯纤维：0.05%～0.06%、
碳纤维：1.1%～1.2%、
糯米灰浆：9%～11%、
泵送剂：0.35%～0.54%、
环氧树脂和固化剂：1.9%～2.1%；
所述的糯米灰浆包括有3%～4%的糯米粉末、11%～13%的水、18%～21%的氢氧化钙和64%～66碳酸钙混合而成；
所述的固化剂包括二甲苯、二丁酯和乙二胺。
采用这样的比例后，石子的粒径小可以避免伤害古建筑的原本风貌，而且结合时会与水泥等材料结合更紧密，硅灰的颗粒可以填充在水泥颗粒粒子治安，发挥填充效应，硅灰和偏高岭土的高活性也可以弥补粉煤灰及矿粉等矿物外加剂水化反应慢的缺陷；通过参加硫酸钠能激发粉煤灰和矿粉的水化活性，加快水化反应，可以避免使混凝土中出现升温裂缝；参入聚羒酸减水剂，可以减少水泥添加物的吸附水量，降低需水量；环氧树脂和固化剂可以在混凝土中生成环氧树脂固化物，环氧树脂固化物和每一个的石子或者矿粉之间形成结合的相互关联的单元组合，使得混凝土成型后延展性更好。
糯米浆对碳酸钙方解石结晶体的大小和形貌有明显的调控作用，糯米粉末在一定的范围内，糯米浆浓度越大，生成的方解石结晶度越低，颗粒越小，结构也越致密同时，糯米淀粉能够很好地枯结碳酸钙纳米颗粒并填充其微孔隙。糯米灰浆掺入上述混凝土中使其具有韧性好、防渗性优越等良好力学性能的优点。受糯米浆包裹而反应不全的石灰又抑制了细菌的滋生，使糯米成分长期不腐。
混凝土膨胀剂可以抵消混凝土硬化过程中形成的收缩量，减少干缩裂缝，提高混凝土的抗裂和抗渗性能，泵送剂能对混凝土起润滑作用，使可泵性好，混凝土中的水泥、环氧树脂和糯米灰浆可以很好吸附在格雷斯纤维上，格雷斯纤维可以增加混凝土的韧性。
按上述比例配比的混凝土成型后，其凝结时间短，凝结后的强度高、抗渗等级高、坍落度特性好和易性和可塑性效果好，同时可以防止超长混凝土结构中混凝土容易开裂的问题，满足古建筑修复中对混凝土韧性、防渗性能的要求，并利用了工业废渣等材料，是一种绿色环保的混凝土。
为了更好的理解本发明的技术内容，以下将一种用于古建筑修复的混凝土简称为本混凝土。
本混凝土的糯米灰浆中粒径为1～3μm的碳酸钙粉末占碳酸钙总质量的50%，粒径为100～300μm的碳酸钙颗粒占碳酸钙总质量的50%；采用这样的比例使得糯米灰浆固化后在混凝土中结合更紧密，而且增加其耐水性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例阐述本发明的具体内容，但本发明的内容并不局限于以下实施例。
实施例一
配制糯米灰浆包括有9kg的糯米粉末（约占糯米灰浆总质量的3%）、40kg的水（约占糯米灰浆总质量的13%）、54kg的氢氧化钙（约占糯米灰浆总质量的18%）、100kg的粒径为1～3μm的碳酸钙粉末（约占糯米灰浆总质量的33%）、100kg的粒径为100～300μm碳酸钙粉末（约占糯米灰浆总质量的33%），搅拌均匀备用。
配制环氧树脂和固化剂包括有52kg的环氧树脂、5.2cc的二甲苯、2.5cc的二丁酯和4.5cc的乙二胺。
本混凝土，其每立方米中各材料用量的质量百分比例如下：
水泥为413.1kg(约占总质量的15%)，
粒径为5～25mm的石子为789.6kg(约占总质量的29%)，
砂为688.5kg(约占总质量的25%)，
水为247.8kg(约占总质量的9%)，
矿粉为68.9kg(约占总质量的2.5%)，
粉煤灰为57.8kg(约占总质量的2.1%)，
硅灰为13.8kg(约占总质量的0.5%)，
偏高岭土为13.8kg(约占总质量的0.5%)，
硫酸钠为5.5kg(约占总质量的0.2%)，
聚羒酸减水剂为2.7kg(约占总质量的0.1%)，
UEA混凝土膨胀剂为49.6kg(约占总质量的1.8%)，
格雷斯纤维为1.38kg(约占总质量的0.05%)，
碳纤维为27.5kg(约占总质量的1%)，
糯米灰浆为303.0kg(约占总质量的11%)，
SP403泵送剂为9.6kg(约占总质量的0.35%)，
环氧树脂和固化剂为52.3kg(约占总质量的1.9%)，
按上述比例配比的混凝土，浇筑成长、宽、高均为150mm的3个正方体混凝土样品，分别为A、B、C试样，凝结时间为2天，成型后30天做压力测试，受力面积为22500mm2，A试样的抗压强度为46.7MPa，B试样的抗压强度为46.2MPa，C试样的抗压强度为47.3MPa，平均抗压强度为46.7MPa。
实施例二
配制糯米灰浆包括有9.6kg的糯米粉末（约占糯米灰浆总质量的3.5%）、33kg的水（约占糯米灰浆总质量的12%）、53.7kg的氢氧化钙（约占糯米灰浆总质量的19.5%）、89.5kg的粒径为1～3μm的碳酸钙粉末（约占糯米灰浆总质量的32.5%）、89.5kg的粒径为100～300μm碳酸钙粉末（约占糯米灰浆总质量的32.5%），搅拌均匀备用。
配制环氧树脂和固化剂包括有55kg的环氧树脂、5.5cc的二甲苯、2.6cc的二丁酯和4.6cc的乙二胺。
本混凝土，其每立方米中各材料用量的质量百分比例如下：
水泥为385.6kg(约占总质量的14%)，
粒径为5～25mm的石子为826.2kg(约占总质量的30%)，
砂为702.3kg(约占总质量的25.5%)，
水为220.3kg(约占总质量的8%)，
矿粉为71.6kg(约占总质量的2.6%)，
粉煤灰为63.3kg(约占总质量的2.3%)，
硅灰为22kg(约占总质量的0.8%)，
偏高岭土为22kg(约占总质量的0.8%)，
硫酸钠为6.9kg(约占总质量的0.25%)，
聚羒酸减水剂为4.1kg(约占总质量的0.15%)，
UEA混凝土膨胀剂为55.1kg(约占总质量的2%)，
格雷斯纤维为1.38kg(约占总质量的0.05%)，
碳纤维为30.3kg(约占总质量的1.1%)，
糯米灰浆为275.4kg(约占总质量的10%)，
SP403泵送剂为12.4kg(约占总质量的0.45%)，
环氧树脂和固化剂为55.1kg(约占总质量的2%)，
按上述比例配比的混凝土，浇筑成长、宽、高均为150mm的3个正方体混凝土样品，分别为D、E、F试样，凝结时间为2天，成型后30天做压力测试，受力面积为22500mm2，D试样的抗压强度为45.9MPa，E试样的抗压强度为46.2MPa，F试样的抗压强度为44.5MPa，平均抗压强度为45.5MPa。
实施例三
配制糯米灰浆包括有9.9kg的糯米粉末（约占糯米灰浆总质量的4%）、27.3kg的水（约占糯米灰浆总质量的11%）、52.1kg的氢氧化钙（约占糯米灰浆总质量的21%）、79.3kg的粒径为1～3μm的碳酸钙粉末（约占糯米灰浆总质量的32%）、79.3kg的粒径为100～300μm碳酸钙粉末（约占糯米灰浆总质量的32%），搅拌均匀备用。
配制环氧树脂和固化剂包括有57.8kg的环氧树脂、5.7cc的二甲苯、2.89cc的二丁酯和5.2cc的乙二胺。
本混凝土，其每立方米中各材料用量的质量百分比例如下：
水泥为358kg(约占总质量的13%)，
粒径为5～25mm的石子为853.8kg(约占总质量的31%)，
砂为716kg(约占总质量的26%)，
水为192.8kg(约占总质量的7%)，
矿粉为77kg(约占总质量的2.8%)，
粉煤灰为74kg(约占总质量的2.7%)，
硅灰为27.5kg(约占总质量的1%)，
偏高岭土为27.5kg(约占总质量的1%)，
硫酸钠为8.3kg(约占总质量的0.3%)，
聚羒酸减水剂为5.5kg(约占总质量的0.2%)，
UEA混凝土膨胀剂为57.8kg(约占总质量的2.1%)，
格雷斯纤维为1.6kg(约占总质量的0.06%)，
碳纤维为33kg(约占总质量的1.2%)，
糯米灰浆为247.9kg(约占总质量的9%)，
SP403泵送剂为14.9g(约占总质量的0.54)，
环氧树脂和固化剂为57.8kg(约占总质量的2.1%)，
按上述比例配比的混凝土，浇筑成长、宽、高均为150mm的3个正方体混凝土样品，分别为H、I、J试样，凝结时间为2天，成型后30天做压力测试，受力面积为22500mm2，H试样的抗压强度为44.7MPa，I试样的抗压强度为44.1MPa，J试样的抗压强度为43.5MPa，平均抗压强度为44.1MPa。
而且它们抗渗等级为S8～S10左右、坍落度为13～15cm混凝土的和易性和可塑性效果好，同时可以防止超长混凝土结构中混凝土容易开裂的问题，满足古建筑修复中对混凝土韧性、防渗性能的要求，并利用了工业废渣等材料，是一种绿色环保的混凝土。
上述用到的材料都为市场上的市售产品。
Claims (3)
1.一种用于古建筑修复的混凝土，其每立方米中各材料用量的质量百分比例如下：
水泥：13%～15%、
石子：29%～31%、
砂：25%～26%、
水：7%～9%、
矿粉：2.5%～2.8%、
粉煤灰：2.1%～2.7%、
硅灰：0.5%～1%、
偏高岭土：0.5%～1%、
硫酸钠：0.2～0.3%、
聚羒酸减水剂：0.1%～0.2%、
混凝土膨胀剂：1.8%～2.1%、
格雷斯纤维：0.05%～0.06%、
碳纤维：1.1%～1.2%、
糯米灰浆：9%～11%、
泵送剂：0.35%～0.54%、
环氧树脂和固化剂：1.9%～2.1%；
所述的糯米灰浆包括有3%～4%的糯米粉末、11%～13%的水、18%～21%的氢氧化钙和64%～66碳酸钙混合而成；
所述的固化剂包括二甲苯、二丁酯和乙二胺。
2.根据权利要求1中所述的一种用于古建筑修复的混凝土，其特征在于：所述的石子粒径为5～25mm。
3.根据权利要求1中所述的一种用于古建筑修复的混凝土，其特征在于：所述的糯米灰浆中粒径为1～3μm的碳酸钙粉末占碳酸钙总质量的50%，粒径为100～300μm的碳酸钙颗粒占碳酸钙总质量的50%。
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