CN106747013A - 不发火混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种不发火混凝土，包括由以下重量份数表示的组分：水泥200‑500份；掺和料50‑80份；不发火细骨料650‑850份；不发火粗骨料1100‑1300份；导电粉7‑15份；复合外加剂8‑12份；水165‑175份。在混凝土中加入不发火粗骨料、不发火细骨料以及导电粉，提高不发火性能。

Description

不发火混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑领域中具有防火防爆性能的混凝土，更具体的说，它涉及一种不发火混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土作为常用的建筑材料，由凝胶材料、骨料、外加剂、掺和料和水按照一定比例配制，均匀搅拌之后养护硬化形成。随科技不断进步，在建筑行业的易燃易爆工程中，需要对地面或者顶部进行防火防爆的特殊处理。普通水泥在遭遇撞击或者摩擦时可能产生火花，因此，在这些特殊领域需要不发火混凝土。
常用的不发火混凝土如申请公布号为CN104211345A的专利所示，该专利公开了一种利用普通砂配制的不发火混凝土，由凝胶材料水泥、普通砂、不发火粗骨料、水和外加剂按照一定的比例搅拌配制而成。该专利仅使用不发火粗骨料，不发火粗骨料使用粒径在10-20mm的白云石或者粒径为10-20mm的石灰石。该材料粒径较大，与其他材料难以混匀，容易发生离析，继而影响不发火混凝土的不发火性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不发火混凝土及其制备方法，在混凝土中加入不发火粗骨料、不发火细骨料以及导电粉，提高不发火性能。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种不发火混凝土，包括由以下重量份数表示的组分：
采用以上技术方案，水泥、掺和料、复合外加剂和水是混凝土的常用组分，水泥加水形成浆体容易在空气中硬化，并且能够把砂、石等材料黏结在一起。掺和料用于调节混凝土的强度，复合外加剂用于改善混凝土的流变性能。本发明中不发火粗骨料作为支撑骨架，在不发火粗骨料之间填充不发火细骨料，在该配比范围内，不发火粗骨料和不发火细骨料混合更加均匀。不发火粗骨料和不发火细骨料配合能够承受冲击不发生火花，导电粉作为导电添加剂与其他物料均匀混合，不发火粗骨料和不发火细骨料在水泥、掺和料、复合外加剂和水的交联作用下凝胶，形成均匀分散的浆料，避免物料离析。导电粉在浆料中均匀分散，形成大的导电网络，利于电荷快速传递。混凝土遇到强烈撞击时，导电粉很快导走不利电荷，避免电荷集中产生电火花。
进一步地，所述水泥为42.5级普通水泥。
不发火混凝土经常用于防火防爆工程，使用强度等级较高的水泥，加水搅拌在空气中硬化之后的抗压强度较高。
优选地，所述不发火细骨料为细度模数为2.3-3.0的石灰石质或白云石质机制砂。
优选地，所述不发火粗骨料为粒径为5-25mm连续级配的石灰石质或白云石质机制石子。
使用粒径在0.35-0.5mm的石灰石质或白云石质机制砂作为不发火细骨料，粒径为5-25mm连续级配的石灰石质或白云石质机制石子作为不发火粗骨料。不发火粗骨料作为在混凝土中支撑载重，起到骨架作用，可以传递应力。同时，不发火粗骨料也可以抑制收缩，防止开裂。不发火细骨料填充到不发火粗骨料中，使混凝土更加密实。
进一步地，所述导电粉为石墨粉。
优选地，石墨粉的目数为32目-150目。
使用石墨粉作为导电粉，石墨本身为片状结构，不发火细骨料和不发火粗骨料为球状结构。不发火粗骨料搭接构成支撑骨架，在不发火粗骨料之间填充不发火细骨料，片状的石墨搭接在球状的不发火细骨料之间，构成连接不发火细骨料的导电网络，在不发火混凝土中形成大的导电网络，起到很好的导电效果。选择石墨粉的目数为32目-150目，在该范围内的石墨粉其粒径大小在0.1mm-0.5mm之间，该粒径大小的石墨可以与粒径为0.35-0.5mm的不发火细骨料很好的适配，形成稳定的导电网络结构。
优选地，所述掺和料为粉煤灰。
在混凝土中加入粉煤灰，减慢水化反应的速度，增加混凝土的密实程度减少收缩，提高混凝土的抗渗抗裂性能。
优选地，所述外加剂包括保坍剂和聚羧酸类减水剂。
保坍剂可以保持混凝土坍落度不快速损失，延缓水泥水化凝结。聚羧酸类减水剂配合保坍剂，混凝土具有高坍落度保持性能。
优选地，一种不发火混凝土，包括由以下重量份数表示的组分：
采用以上技术方案，由以上配比构筑的不发火混凝土，具有很好的抗压强度，并且在不发火性能检测中无任何瞬间火花，该配合作为不发火混凝土的优选。
进一步地，上述不发火混凝土的制备方法如下：
步骤1：对不发火粗骨料和不发火细骨料进行不发火性能检验，并且使用除铁器除去铁质碎屑；
步骤2：将水泥、掺和料、不发火细骨料、不发火粗骨料和导电粉导入各自原材料仓进行预均化；
步骤3：按照重量比例连续配料，搅拌过程中加入水和外加剂形成混合料；
步骤4：配好的混合料在强制搅拌机内高速搅拌1-2分钟，得到湿料。
首先，预先对不发火粗骨料和不发火细骨料进行不发火性能检验，并且使用除铁器除去铁质碎屑。水泥、掺和料、不发火细骨料、不发火粗骨料和导电粉中的每一种原材料均预先搅拌均匀。之后按照重量比例配料，在搅拌过程中分多次加入水和外加剂，使各物料混合均匀，配合形成混合料。再经过强制搅拌机高速搅拌1-2分钟，得到湿料，投入使用。
综上所述，本发明具有以下有益效果：水泥、掺和料、复合外加剂和水混合形成浆体能够把砂、石等材料黏结在一起，使用该配比混料均匀。
不发火粗骨料和不发火细骨料均为球状，不发火粗骨料作为支撑骨架，不发火细骨料填充在不发火粗骨料的间隙中。片层状的石墨搭接在不发火细骨料之间形成大的导电网络，利于电荷快速传递，避免电荷集中产生火花。
不发火混凝土的制备方法操作简单，物料混合均匀，使用方便。
具体实施方式
本发明实施例中涉及的所有物质均为市售。
实施例中涉及的具体原材料如表1所示。
表1各原材料的规格以及生产厂家
实施例一：
以下结合具体制备方法对不发火混凝土进行描述。
1、对石灰石质或者白云石质机制砂，以及石灰石质或白云石质机制石子进行发火性能检验，检验合格之后经除铁器除去铁质碎屑。
2、将水泥、粉煤灰、石灰石质机制砂/白云石质机制砂、石灰石质机制石子/白云石质机制石子和120目石墨粉各个组分导入各自原料仓分别进行预均化。
3、按照300kg水泥、60kg粉煤灰、710kg石灰石质机制砂/白云石质机制砂、1160kg石灰石质机制石子/白云石质机制石子和9kg120目石墨粉的重量比例连续配料。
4、在步骤3搅拌过程中逐渐加入2kg保坍剂、6kg聚羧酸类减水剂和170kg水混合形成混合料。
5、步骤4得到的混合料在强制搅拌机内高速搅拌1-2分钟，得到湿料。
本发明中石灰石质机制砂和白云石质机制砂的功能相同，使用任何一种均可以满足本发明的要求。石灰石质机制石子和白云石质机制石子的功能也相同，使用任何一种均可以满足本发明的要求。
不发火混凝土性能测试按照《建筑地面工程施工质量验收规范》GB50209-2010的要求进行不发火试验及其在施工使用后，不发火混凝土的各项性能指标测试结果如下。
使用以上配比和工艺得到的不发火混凝土的出机坍落度为160mm，2小时坍落度保留值为150mm。3天抗压强度为18.6MPa，7天抗压强度为24.3MPa，28天抗压强度为32.2MPa。原料混合均匀，不发生离析。
制作成的混凝土试块在不发火性能检测中无任何瞬间火花，不发火性能检测合格。
实施例：
以下各实施例中的工艺流程与实施例一中的相似，区别仅在于组分的配比以及工艺参数。实施例一和以下各实施例中各组分的质量配比如表2所示。
表2实施例一至实施例八中各组分的质量
实施例一至实施例八的不发火混凝土的各项性能指标测试结果如表3所示。
表3实施例一至实施例八制得的不发火混凝土的各项性能比较
综合以上测试结果，由实施例一的配比制得的不发火混凝土经过3天、7天和28天之后的抗压强度均比较高。并且依据该配比制得的混凝土块在遇到金属或者石块等坚硬物的摩擦或者撞击等，不会发生火花，达到防火防爆的性能指标。因此，实施例一为优选方案，实施例一中的不发火混凝土包括下述以重量份数表示的组分：水泥300份、粉煤灰60份、石灰石质机制砂/白云石质机制砂710份、石灰石质机制石子/白云石质机制石子1160份、120目石墨粉9份、保坍剂2份、聚羧酸类减水剂6份和水170份。目数为32目、48目、120目和150目的石墨粉均可以满足不发火混凝土的导电要求。
对比例：
各对比例中的质量配比如表4所示。
表4对比例一至对比例六中各组分的质量
对比例一至对比例六的不发火混凝土的各项性能指标测试结果如表5所示。
表5对比例一至对比例六制得的不发火混凝土的各项性能比较
与实施例一相比，对比例一未添加石墨粉，对比例二未添加保坍剂，对比例三未添加聚羧酸类减水剂，对比例四未添加石墨粉和保坍剂，对比例五未添加石墨粉，并且石灰石质机制砂/白云石质机制砂和石灰石质机制石子/白云石质机制石子的添加量均较小，对比例六中石灰石质机制砂/白云石质机制砂、石灰石质机制石子/白云石质机制石子和石墨粉的添加量均比较小。
经过测试结果比较，未添加石墨粉时，不发火混凝土的不发火性能不合格。保坍剂或者聚羧酸类减水剂的添加量比较小时，不发火混凝土的抗压强度较差。对比例五和对比例六相比，虽然对比例六中石灰石质机制砂/白云石质机制砂和石灰石质机制石子/白云石质机制石子的添加量比较小，但是其添加了石墨粉作为导电剂，石墨粉与石灰石质机制砂/白云石质机制砂、石灰石质机制石子/白云石质机制石子结合，在不发火混凝土中构成较大的导电网络，避免电荷集中，该配比组成的不发火混凝土虽然抗压强度较差，但是其构筑的混凝土块遇到撞击时不会发火。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种不发火混凝土，其特征在于：包括由以下重量份数表示的组分：
2.根据权利要求1所述的不发火混凝土，其特征在于：所述水泥为42.5级普通水泥。
3.根据权利要求1所述的不发火混凝土，其特征在于：所述不发火细骨料为细度模数为2.3-3.0的石灰石质或白云石质机制砂。
4.根据权利要求1所述的不发火混凝土，其特征在于：所述不发火粗骨料为粒径为5-25mm连续级配的石灰石质或白云石质机制石子。
5.根据权利要求1所述的不发火混凝土，其特征在于：所述导电粉为石墨粉。
6.根据权利要求5所述的不发火混凝土，其特征在于：石墨粉的目数为32目-150目。
7.根据权利要求1所述的不发火混凝土，其特征在于：所述掺和料为粉煤灰。
8.根据权利要求1所述的不发火混凝土，其特征在于：所述外加剂包括保坍剂和聚羧酸类减水剂。
9.根据权利要求1所述的不发火混凝土，其特征在于：包括由以下重量份数表示的组分：
10.一种制备如权利要求1-9任一项所述的不发火混凝土的制备方法，其特征在于：
步骤1：对不发火粗骨料和不发火细骨料进行不发火性能检验，并且使用除铁器除去铁质碎屑；
步骤2：将水泥、掺和料、不发火细骨料、不发火粗骨料和导电粉导入各自原材料仓进行预均化；
步骤3：按照重量比例连续配料，搅拌过程中加入水和外加剂形成混合料；
步骤4：配好的混合料在强制搅拌机内高速搅拌1-2分钟，得到湿料。
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