CN106673533B - 一种混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土及其制备方法，其中，一种混凝土包括如下重量份数的组分：水泥88‑115份；河砂35‑50份；碎石28‑45份；水39‑49份；木质素25‑35份；草木灰17‑30份；硅粉15‑22份；硅烷偶联剂2.5‑5份；粘合剂8‑13份；煤灰22‑31份；沸石粉18‑29份；石灰石17‑24份；粘合剂包括环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青中的至少两种。本发明具有较好的抗拉强度、低脆性、抵抗形变能力的优点。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，更具体地说，它涉及一种混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土是由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料。胶凝材料通常为水泥，骨料为砂、石，再与水按一定比例配合，经搅拌获得。作为一种非常重要的建筑材料，它被广泛应用于土木工程。
然而，现有技术的混凝土中的水泥浆与骨料之间形成的连接效果不佳，易导致混凝土的抗拉强度较低、脆性较大、韧性较差、抵抗形变能力较差等缺点制约了其发展与应用。因此，一种具有较好的抗拉强度、脆性过大且具有较好的抵抗形变能力的混凝土具有较好的商业价值。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种混凝土，其解决了混凝土中的水泥浆与骨料之间形成的连接效果不佳，导致其抗拉强度较低、脆性较大、抵抗形变能力较差的问题，混凝土具有较好的抗拉强度、低脆性、抵抗形变能力的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种混凝土，包括如下重量份数的组分：
水泥 88-115份；
河砂 35-50份；
碎石 28-45份；
水 39-49份；
木质素 25-35份；
草木灰 17-30份；
硅粉 15-22份；
硅烷偶联剂 2.5-5份；
粘合剂 8-13份；
粉煤灰 22-31份；
沸石粉 18-29份；
石灰石 17-24份；
所述粘合剂包括环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青中的至少两种。
采用上述技术方案，河砂、碎石作为骨料，粉煤灰、沸石粉、石灰石作为填料，相互配合，有助于降低混合体系中各组分之间的间隙。硅粉具有较好分散效果，并且在混合过程中，有助于其他组分之间相互流动，并可提高本申请中混凝土的耐久性。经研究(机械强度试验)发现，草木灰、硅粉、硅烷偶联剂相互配合，可提高本申请中混凝土的拉伸强度和耐磨性能，降低混凝土的损耗。
粘合剂中的环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青均可达到降低整个体系中孔隙的效果，减少形成的本申请中的混凝土出现麻面或蜂窝状结构的现象。木质素是良好的减水剂，可改善整个体系的流动性和抗渗透性，缩短混凝土凝结时间，并增加混凝土的强度和密实程度。经研究(机械强度试验)发现，木质素、粘合剂、草木灰、硅粉、硅烷偶联剂相互配合，可提高本申请中混凝土的抗拉强度，并且改善脆性过高和抵抗形变能力差的现象，从而提高混凝土的综合性能。
进一步优选为：包括如下重量份数的组分：
水泥 95-115份；
河砂 38-50份；
碎石 35-45份；
水 45-49份；
木质素 25-31份；
草木灰 17-26份；
硅粉 18-22份；
硅烷偶联剂 3.5-5份；
粘合剂 11-13份；
粉煤灰 22-29份；
沸石粉 18-25份；
石灰石 17-20份；
所述粘合剂包括环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青中的至少两种。
采用上述技术方案，经研究(机械强度试验)发现，在该比例范围内的各组分可使形成的混凝土具有更好的抗拉强度和抵抗形变能力，以及更低的脆性，使其可防御地震的能力。
进一步优选为：包括如下重量份数的组分：
水泥 95-115份；
河砂 38-50份；
碎石 35-45份；
水 45-49份；
木质素 25-31份；
草木灰 17-26份；
硅粉 18-22份；
硅烷偶联剂 3.5-5份；
粘合剂 11-13份；
粉煤灰 22-29份；
沸石粉 18-25份；
石灰石 17-20份；
所述粘合剂选取重量份数比为1.5-1.8∶1.8-2.2∶1的环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青。
采用上述技术方案，经研究(机械强度试验)发现，在该重量份数比的环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青共同作用下，增大了粘合剂的粘接能力，可更大程度上增加粘合剂对木质素、草木灰、硅粉、硅烷偶联剂之间的相互配合作用，提高混凝土中各组分之间的连接紧密性，提高本申请中混凝土的抗拉强度，提高抵抗形变能力和韧性，降低脆性，并且减少渗水现象的出现。
进一步优选为：所述硅烷偶联剂包括异丁基三乙氧基硅烷、环氧基硅烷、丁二烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
采用上述技术方案，经研究(机械强度试验)发现，丁基三乙氧基硅烷可渗透到混凝土内部并与水分形成反应，并且在浇筑后可迅速形成疏水层，从而使混凝土达到防渗水的效果，当钢筋与混凝土同时使用时，还可保护钢筋并降低其因渗水而造成的结构腐蚀、疏松、剥落等现象，从而提高混凝土的使用寿命。环氧基硅烷可增加混凝土中各组分之间，以及混凝土与钢筋之间的粘接效果，并且还可加速混凝土的凝结。丁二烯基三乙氧基硅烷可增加金属与混凝土之间的连接效果，并且提高耐水性和耐久性。
进一步优选为：还包括重量份数为5-9份硅胶。
采用上述技术方案，硅胶具有较好的吸附性能，且热稳定性好、化学性质稳定，用在混凝土中，不仅可以提高其与水、石灰石等填料之间的粘接强度，还可调节粘合剂之间的粘接强度，使其可与其他组分发生粘接，但不易造成由于粘合剂过多而降低混凝土机械强度的现象。
进一步优选为：所述碎石的尺寸为20-25mm，所述河砂、石灰石的细度模数为1.8-2.2。
采用上述技术方案，在上述尺寸范围的碎石以及上述细度模数范围内的河砂、石灰石，不仅可提高混凝土整体的机械强度，并且降低脆性，还可达到快速分散均匀的效果。
进一步优选为：所述沸石粉、硅粉的粒径为120-200目。
采用上述技术方案，该尺寸范围内的沸石粉、硅粉作为填料，具有更大的比表面积，可增加与其他组分之间的接触，还可达到更好的混合以及更好的填充组分间间隙的效果。
进一步优选为：所述粉煤灰选用一级粉煤灰。
采用上述技术方案，有助于改善本申请中的混凝土在搅拌过程中的流动性、粘聚性、保水性，减少浇筑后的混凝土开裂或者由于温度过低而形成裂缝的可能。
本发明的目的二在于提供一种混凝土的制备方法。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种混凝土的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将相应重量份数的水泥、河砂、碎石、石灰石混合均匀，得到第一混合物；
步骤二，将相应重量份数的木质素、草木灰、硅粉、硅烷偶联剂、粘合剂、硅胶、18-30份水混合均匀，得到第二混合物；
步骤三，将步骤二中获得的第二混合物加入至步骤一中获得的第一混合物中，混合均匀，获得第三混合物；
步骤四，将步骤三中获得的第三混合物中加入相应重量份数的粉煤灰、沸石粉，再加入剩余重量份数的水，充分混合，成型，养护，制得。
采用上述技术方案，将木质素、草木灰、硅粉、硅烷偶联剂、粘合剂、硅胶跟水混合，不仅较易使这几种组分可相互之间作用，并且还可提高混合均匀的效率。当将混合后的第二混合物以边搅拌边加入的方式置入油水泥、河砂等形成的第一混合物中，有助于降低第三混合物达到充分混合所需的时间。在混凝土中各组分的混合过程中，现有技术通常需要45-60s左右的时间进行，而本申请中步骤一至步骤四中混合的时间相加小于40s，节约了混合的时间，并且使得整体的均匀性更高。
进一步优选为：所述步骤四中养护的条件为：在35-38℃的烘箱内固化3-4天，取出后在温度为(23±2)℃且湿度为85-95％的环境中置放18-22h。
采用上述技术方案，经研究(机械强度试验)发现，有助于提高本申请中混凝土中的水平平衡效果，减少出现渗水、麻面等现象，同时还可提高其机械强度。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、草木灰、硅粉、硅烷偶联剂相互配合，可提高本申请中混凝土的拉伸强度和耐磨性能，降低混凝土的损耗；
2、木质素、粘合剂、草木灰、硅粉、硅烷偶联剂相互配合，可提高本申请中混凝土的抗拉强度，并且改善脆性过高和抵抗形变能力差的现象，从而提高混凝土的综合性能。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种混凝土，组分及其相应重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
步骤一，将水泥、尺寸为20-25mm的碎石、细度模数为1.8-2.2的河砂和石灰石混合均匀，得到第一混合物；
步骤二，将木质素、草木灰、硅烷偶联剂、粘合剂、粒径为120-200目的硅粉、18-30份水混合均匀，得到第二混合物，其中，硅烷偶联剂包括异丁基三乙氧基硅烷、环氧基硅烷、丁二烯基三乙氧基硅烷，而粘合剂包括重量份数比为1.5∶1.8∶1的环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青；
步骤三，将步骤二中获得的第二混合物加入至步骤一中获得的第一混合物中，混合均匀，获得第三混合物；
步骤四，将步骤三中获得的第三混合物中加入相应重量份数的一级粉煤灰、粒径为120-200目的沸石粉，再加入剩余重量份数的水，充分混合，成型，在35-38℃的烘箱内固化3-4天，取出后在温度为(23±2)℃且湿度为85-95％的环境中置放18-22h进行养护，制得。
实施例2-3：一种混凝土，与实施例1的区别在于，组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1 实施例1-3中组分及其相应的重量份数
实施例4：一种混凝土，与实施例1的区别在于，硅烷偶联剂全部为异丁基三乙氧基硅烷。
实施例5：一种混凝土，与实施例1的区别在于，硅烷偶联剂全部为环氧基硅烷。
实施例6：一种混凝土，与实施例1的区别在于，硅烷偶联剂全部为丁二烯基三乙氧基硅烷。
实施例7：一种混凝土，与实施例1的区别在于，硅烷偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷和环氧基硅烷的混合物。
实施例8：一种混凝土，与实施例1的区别在于，硅烷偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷和丁二烯基三乙氧基硅烷的混合物。
实施例9：一种混凝土，与实施例1的区别在于，硅烷偶联剂为环氧基硅烷和丁二烯基三乙氧基硅烷的混合物。
实施例10：一种混凝土，与实施例1的区别在于，粘合剂为环氧树脂和不饱和聚酯树脂的混合物。
实施例11：一种混凝土，与实施例1的区别在于，粘合剂为环氧树脂和SBS改性沥青的混合物。
实施例12：一种混凝土，与实施例1的区别在于，粘合剂为不饱和聚酯树脂和SBS改性沥青的混合物。
实施例13：一种混凝土，与实施例1的区别在于，环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青的重量份数比为1.8∶2.2∶1。
实施例14：一种混凝土，与实施例1的区别在于，环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青的重量份数比为1.6∶2∶1。
实施例15：一种混凝土，与实施例1的区别在于，组分中还包括9份硅胶。
实施例16：一种混凝土，与实施例1的区别在于，组分中还包括5份硅胶。
实施例17：一种混凝土，与实施例1的区别在于，组分中还包括7份硅胶。
对比例1-4：一种混凝土，与实施例1的区别在于，组分及其相应的重量份数如表2所示。
表2 对比例1-4中的组分及其相应的重量份数
对比例5-10：一种混凝土，与实施例1的区别在于，组分及其相应的重量份数如表3所示。
表3 对比例5-10中的组分及其相应的重量份数
对比例11：一种混凝土，与实施例1的区别在于，碎石的尺寸为35-40mm。
对比例12：一种混凝土，与实施例1的区别在于，碎石的尺寸为12-15mm。
对比例13：一种混凝土，与实施例1的区别在于，河砂、石灰石的细度模数为2.5-3.0。
对比例14：一种混凝土，与实施例1的区别在于，沸石粉、硅粉的粒径为250-300目。
对比例15：一种混凝土，与实施例1的区别在于，粉煤灰选用二级粉煤灰。
对比例16：一种混凝土，与实施例1的区别在于，养护过程直接在自然环境下(25±2)℃的进行，养护5天。
机械强度试验
试验样品：选取实施例1-17作为试验样品1-17，选取对比例1-16作为对照样品1-16。
试验方法：选取试验样品1-17、对照样品1-16各100块，根据相应的样品分成33组，编号1-33。分别对不同组的样品在(25±2)℃的环境下进行抗压强度、抗折强度、弯拉强度检测，记录数据并进行平均处理。
表4 第1-33组样品的抗压强度、抗折强度、弯拉强度
试验结果：第1-33组样品的抗压强度、抗折强度、弯拉强度如表4所示。
由表4可知，试验样品1-17的抗压强度、抗折强度、弯拉强度分别优于对照样品1-16的抗压强度、抗折强度、弯拉强度，说明试验样品1-17具有更好的机械强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
水泥88-115份；
河砂35-50份；
碎石28-45份；
水39-49份；
木质素25-35份；
草木灰17-30份；
硅粉15-22份；
硅烷偶联剂2.5-5份；
粘合剂8-13份；
粉煤灰22-31份；
沸石粉18-29份；
石灰石17-24份；
所述粘合剂包括环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青中的至少两种。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
水泥95-115份；
河砂38-50份；
碎石35-45份；
水45-49份；
木质素25-31份；
草木灰17-26份；
硅粉18-22份；
硅烷偶联剂3.5-5份；
粘合剂11-13份；
粉煤灰22-29份；
沸石粉18-25份；
石灰石17-20份；
所述粘合剂包括环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青中的至少两种。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
水泥95-115份；
河砂38-50份；
碎石35-45份；
水45-49份；
木质素25-31份；
草木灰17-26份；
硅粉18-22份；
硅烷偶联剂3.5-5份；
粘合剂11-13份；
粉煤灰22-29份；
沸石粉18-25份；
石灰石17-20份；
所述粘合剂选取重量份数比为1.5-1.8:1.8-2.2:1的环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青。
4.根据权利要求3所述的一种混凝土，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括异丁基三乙氧基硅烷、环氧基硅烷、丁二烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种混凝土，其特征在于，还包括重量份数为5-9份硅胶。
6.根据权利要求1所述的一种混凝土，其特征在于，所述碎石的尺寸为20-25mm，所述河砂、石灰石的细度模数为1.8-2.2。
7.根据权利要求6所述的一种混凝土，其特征在于，所述沸石粉、硅粉的粒径为120-200目。
8.根据权利要求7所述的一种混凝土，其特征在于，所述粉煤灰选用一级粉煤灰。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将相应重量份数的水泥、河砂、碎石、石灰石混合均匀，得到第一混合物；
步骤二，将相应重量份数的木质素、草木灰、硅粉、硅烷偶联剂、粘合剂、硅胶、18-30份水混合均匀，得到第二混合物；
步骤三，将步骤二中获得的第二混合物加入至步骤一中获得的第一混合物中，混合均匀，获得第三混合物；
步骤四，将步骤三中获得的第三混合物中加入相应重量份数的粉煤灰、沸石粉，再加入剩余重量份数的水，充分混合，成型，养护，制得。
10.根据权利要求9所述的一种混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤四中养护的条件为：在35-38℃的烘箱内固化3-4天，取出后在温度为（23±2）℃且湿度为85-95%的环境中置放18-22h。
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