CN106830802B - 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103‑133份;河砂20‑36份;碎石21‑31份;水45‑60份;纤维混合物12‑23份;木质素21‑33份;粘合剂20‑36份;混凝土膨胀剂12‑18份;填料35‑51份;纤维混合物包括玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维中的两种或多种;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;填料包括硅粉、石英砂、石灰石;混凝土膨胀剂包括SY‑T复合纤维抗裂剂、SY‑K膨胀纤维抗裂防水剂、CAL纤维复合型四元膨胀剂中的至少两种。本发明具有较好的抗寒性、稳定性和耐久性,且不易出现裂缝的优点。
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。
现有技术在东北冬季极寒的环境中,易导致混凝土出现严重收缩而造成裂缝现象,导致稳定性和耐久性均较差。因此,一种具有较好的抗寒性、稳定性和耐久性,以及不易出现裂缝的混凝土具有一定的商业价值。
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,其解决了混凝土难以在极寒的环境中保持较好的稳定性和耐久性,易造成裂缝的问题,具有较好的抗寒性、稳定性和耐久性,且不易出现裂缝的优点。
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103-133份;
河砂20-36份;
碎石21-31份;
水45-60份;
纤维混合物12-23份;
木质素21-33份;
粘合剂20-36份;
混凝土膨胀剂12-18份;
填料35-51份;
所述纤维混合物包括玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维中的两种或多种;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;所述填料包括硅粉、石英砂、石灰石;所述混凝土膨胀剂包括SY-T复合纤维抗裂剂、SY-K膨胀纤维抗裂防水剂、CAL纤维复合型四元膨胀剂中的至少两种。
采用上述技术方案,河砂、碎石作为骨料,与硅粉、石英砂、石灰石相互配合,可提高混合时的流动性,并有助于降低混合体系中各组分之间的间隙。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,还可减小组分之间的间隙,有助于增加混凝土的强度和密实程度。且木质素还可与纤维素混合物配合作用,从而增加其对本申请中的混凝土的机械强度。经研究(抗寒性能、稳定性能、耐久性能测试)发现,纤维混合物、木质素、粘合剂、混凝土膨胀剂相互作用,有助于提高混凝土的抗寒性能、稳定性能以及耐久性能,使其在寒冷的环境中仍能保持良好的机械性能,且不易出现裂缝。
进一步优选为:包括如下重量份数的组分:
水泥119-133份;
河砂20-30份;
碎石25-31份;
水45-53份;
纤维混合物15-23份;
木质素21-28份;
粘合剂25-36份;
混凝土膨胀剂15-18份;
填料35-43份;
所述纤维混合物包括玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维中的两种或多种;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;所述填料包括硅粉、石英砂、石灰石;所述混凝土膨胀剂包括SY-T复合纤维抗裂剂、SY-K膨胀纤维抗裂防水剂、CAL纤维复合型四元膨胀剂中的至少两种。
采用上述技术方案,经研究(抗寒性能、稳定性能、耐久性能测试)发现,在该比例范围内的各组分可使形成的混凝土具有较好的抗寒性能、稳定性能和耐久性能。
进一步优选为:包括如下重量份数的组分:
水泥119-133份;
河砂20-30份;
碎石25-31份;
水45-53份;
纤维混合物15-23份;
木质素21-28份;
粘合剂25-36份;
混凝土膨胀剂15-18份;
填料35-43份;
所述纤维混合物包括重量份数比为2.5-3∶1.5-2∶1的玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维;
所述粘合剂包括重量份数比为5-6∶1.5-3∶1的环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青;
所述填料包括重量份数比为2-3∶3-3.5∶1的硅粉、石英砂、石灰石;
所述混凝土膨胀剂包括重量份数比为1.21-1.52∶1∶1.55-1.7的SY-T复合纤维抗裂剂、SY-K膨胀纤维抗裂防水剂、CAL纤维复合型四元膨胀剂。
采用上述技术方案,经研究(抗寒性能、稳定性能、耐久性能测试)发现,该比例范围内的纤维混合物、木质素、粘合剂、混凝土膨胀剂使混凝土具有更好的抗寒、稳定和耐久性能,且不易出现裂缝。
进一步优选为:还包括重量份数为2.5-5份的硅烷偶联剂,所述硅烷偶联剂包括重量份数比为1∶1∶1.5-1.85的异丁基三乙氧基硅烷、环氧基硅烷、丁二烯基三乙氧基硅烷。
采用上述技术方案,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。三者结合,可显著增加混凝土的耐久性和稳定性。
进一步优选为:所述碎石的尺寸为20-25mm,所述河砂的细度模数为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:所述填料的粒径为200-250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:所述纤维混合物的长径比为25-60。
采用上述技术方案,增加纤维混合物与其他各组分之间的接触面积,减少混合体系中的间隙,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:
S1,将相应重量份数的水泥、河砂、碎石混合均匀,获得第一混合物;
S2,将相应重量份数的纤维混合物、木质素、填料充分混合,形成第二混合物,与S1中获得的第一混合物混合均匀,形成第三混合物;
S3,将相应重量份数的粘合剂、混凝土膨胀剂加入到水中,充分混合后,边搅拌边加入至第三混合物中,充分混合,成型,养护,制得。
采用上述技术方案,在未加水的条件下,先将纤维混合物、木质素、填料混合均匀,提高混合效率并节约耗能。将粘合剂、混凝土膨胀剂加入到水中并形成充分混合,边搅拌边加入至第三混合物中,节约混合的时间,现有技术通常需要45-60s左右的时间进行,而本申请中S1至S3中混合的时间相加小于38s,并且使得整体的均匀性更高。
进一步优选为:所述S3中养护的条件为:在28-35℃的烘箱内固化5-6天,取出后在温度为18-20℃且湿度为88-100%的环境中置放24-28h。
采用上述技术方案,经研究(抗寒性能、稳定性能、耐久性能测试)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,且不易出现裂缝。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
1、纤维混合物、木质素、粘合剂、混凝土膨胀剂相互作用,有助于提高混凝土的抗寒性能、稳定性能以及耐久性能,使其在寒冷的环境中仍能保持良好的机械性能,且不易破损或出现裂缝;
2、在28-35℃的烘箱内固化5-6天,取出后在温度为18-20℃且湿度为88-100%的环境中置放24-28h,有助于提高混凝土的抗寒性能,且在寒冷环境中不易破损或出现裂缝。
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: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:
S1,将水泥、细度模数为1.8-2.2的河砂、尺寸为20-25mm的碎石混合均匀,获得第一混合物;
S2,将由重量份数比为2.5∶1.5∶1的玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维组成的纤维混合物,与木质素跟由重量份数比为2-3∶3-3.5∶1的硅粉、石英砂、石灰石组成的填料进行充分混合,形成第二混合物,与S1中获得的第一混合物混合均匀,形成第三混合物,其中,纤维混合物的长径比为25-60,填料的粒径为200-250目;S3,将由重量份数比为6∶2.5∶1的环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青组成的粘合剂,以及由重量份数比为1.52∶1∶1.65的SY-T复合纤维抗裂剂、SY-K膨胀纤维抗裂防水剂、CAL纤维复合型四元膨胀剂组成的混凝土膨胀剂,加入到水中,充分混合后,边搅拌边加入至第三混合物中,充分混合,成型,在28-35℃的烘箱内固化5-6天,取出后在温度为18-20℃且湿度为88-100%的环境中置放24-28h进行养护,制得。
实施例2-3: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:混凝土,与实施例1的区别在于,纤维混合物为玻璃纤维和聚丙烯纤维的混合物。
实施例5:混凝土,与实施例1的区别在于,纤维混合物为玻聚丙烯纤维和钢纤维的混合物。
实施例6:混凝土,与实施例1的区别在于,纤维混合物为玻璃纤维和钢纤维的混合物。
实施例7:混凝土,与实施例1的区别在于,纤维混合物中的玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维重量份数比为3∶2∶1。
实施例8:混凝土,与实施例1的区别在于,纤维混合物中的玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维重量份数比为2.8∶1.7∶1。
实施例9:混凝土,与实施例1的区别在于,粘合剂为环氧树脂、不饱和聚酯树脂的混合物。
实施例10:混凝土,与实施例1的区别在于,粘合剂为环氧树脂、SBS改性沥青的混合物。
实施例11:混凝土,与实施例1的区别在于,粘合剂为不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青的混合物。
实施例12:混凝土,与实施例1的区别在于,粘合剂中环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青的重量份数比为5∶1.5∶1。
实施例13:混凝土,与实施例1的区别在于,粘合剂中环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青的重量份数比为5.3∶3∶1。
实施例14:混凝土,与实施例1的区别在于,混凝土膨胀剂为SY-T复合纤维抗裂剂、SY-K膨胀纤维抗裂防水剂。
实施例15:混凝土,与实施例1的区别在于,混凝土膨胀剂为SY-T复合纤维抗裂剂、CAL纤维复合型四元膨胀剂。
实施例16:混凝土,与实施例1的区别在于,混凝土膨胀剂为SY-K膨胀纤维抗裂防水剂、CAL纤维复合型四元膨胀剂。
实施例17:混凝土,与实施例1的区别在于,混凝土膨胀剂中SY-T复合纤维抗裂剂、SY-K膨胀纤维抗裂防水剂、CAL纤维复合型四元膨胀剂的重量份数比为1.21∶1∶1.7。
实施例18:混凝土,与实施例1的区别在于,混凝土膨胀剂中SY-T复合纤维抗裂剂、SY-K膨胀纤维抗裂防水剂、CAL纤维复合型四元膨胀剂的重量份数比为1.39∶1∶1.55。
实施例19:混凝土,与实施例1的区别在于,组分中还包括重量份数为2.5-5份的硅烷偶联剂,且硅烷偶联剂包括重量份数比为1∶1∶1.85的异丁基三乙氧基硅烷、环氧基硅烷、丁二烯基三乙氧基硅烷。
实施例20:混凝土,与实施例1的区别在于,组分中还包括重量份数为2.5-5份的硅烷偶联剂,且硅烷偶联剂包括重量份数比为1∶1∶1.5的异丁基三乙氧基硅烷、环氧基硅烷、丁二烯基三乙氧基硅烷。
实施例21:混凝土,与实施例1的区别在于,组分中还包括重量份数为2.5-5份的硅烷偶联剂,且硅烷偶联剂包括重量份数比为1∶1∶1.71的异丁基三乙氧基硅烷、环氧基硅烷、丁二烯基三乙氧基硅烷。
对比例1-5: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1-5中的组分及其相应的重量份数
对比例6:混凝土,与实施例1的区别在于,纤维混合物中,只有玻璃纤维。
对比例7:混凝土,与实施例1的区别在于,纤维混合物中,只有聚丙烯纤维。
对比例8:混凝土,与实施例1的区别在于,纤维混合物中,只有钢纤维。
对比例9:混凝土,与实施例1的区别在于,纤维混合物中,玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维的重量份数比为1∶1∶1。
对比例10:混凝土,与实施例1的区别在于,纤维混合物中,玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维的重量份数比为5∶3∶1。
对比例11:混凝土,与实施例1的区别在于,粘合剂为环氧树脂。
对比例12:混凝土,与实施例1的区别在于,粘合剂为不饱和聚酯树脂。
对比例13:混凝土,与实施例1的区别在于,粘合剂为SBS改性沥青。
对比例14:混凝土,与实施例1的区别在于,粘合剂中,环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青的重量份数比为3∶0.5∶1。
对比例15:混凝土,与实施例1的区别在于,粘合剂中,环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青的重量份数比为7∶6∶1。
对比例16:混凝土,与实施例1的区别在于,混凝土膨胀剂为SY-T复合纤维抗裂剂。
对比例17:混凝土,与实施例1的区别在于,混凝土膨胀剂为SY-K膨胀纤维抗裂防水剂。
对比例18:混凝土,与实施例1的区别在于,混凝土膨胀剂为CAL纤维复合型四元膨胀剂。
对比例19:混凝土,与实施例1的区别在于,混凝土膨胀剂中,SY-T复合纤维抗裂剂、SY-K膨胀纤维抗裂防水剂、CAL纤维复合型四元膨胀剂的重量份数比为1∶1∶1.1。
对比例20:混凝土,与实施例1的区别在于,混凝土膨胀剂中,SY-T复合纤维抗裂剂、SY-K膨胀纤维抗裂防水剂、CAL纤维复合型四元膨胀剂的重量份数比为2∶1∶2。
对比例21:一种混凝土,与实施例1的区别在于,碎石的尺寸为30-35mm。
对比例22:一种混凝土,与实施例1的区别在于,碎石的尺寸为10-13mm。
对比例23:一种混凝土,与实施例1的区别在于,河砂的细度模数为2.5-3.0。
对比例24:一种混凝土,与实施例1的区别在于,填料的粒径为280-300目。
对比例25:一种混凝土,与实施例1的区别在于,纤维混合物的长径比为12-20。
对比例26:一种混凝土,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7天。
抗寒性能、稳定性能、耐久性能测试
试验样品:选取实施例1-21作为试验样品1-21,选取对比例1-26作为对照样品1-26。
试验方法:选取试验样品1-21、对照样品1-26各100块,根据相应的样品分成47组,编号1-47。将各组样品分别平铺在-45℃的冷库中,放置3个月,后观察各组外观并记录是否开裂、是否破碎,取出后恢复至(25±2)℃,分别进行抗压强度、弯拉强度的检测,记录平均值。
试验结果:试验样品1-21的观、抗压强度、弯拉强度如表3所示;对照样品1-26的观、抗压强度、弯拉强度如表4所示。由表3和表4可知,在-40℃的环境中置放3个月后,试验样品1-21依然保持完整的外观以及优良的机械强度,而对照样品1-26的整体性较差,且相应的机械强度降低严重。
表3试验样品1-21的外观、抗压强度、弯拉强度
表4对照样品1-26的外观、抗压强度、弯拉强度
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 (7)
1.一种混凝土,其特征在于,包括如下重量份数的组分:
水泥103-133份;
河砂20-36份;
碎石21-31份;
水45-60份;
纤维混合物12-23份;
木质素21-33份;
粘合剂20-36份;
混凝土膨胀剂12-18份;
填料35-51份;
所述纤维混合物包括玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维中的两种或多种;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;所述填料包括硅粉、石英砂、石灰石;所述混凝土膨胀剂包括SY-T复合纤维抗裂剂、SY-K膨胀纤维抗裂防水剂、CAL纤维复合型四元膨胀剂中的至少两种。
2.根据权利要求1所述的混凝土,其特征在于,包括如下重量份数的组分:
水泥119-133份;
河砂20-30份;
碎石25-31份;
水45-53份;
纤维混合物15-23份;
木质素21-28份;
粘合剂25-36份;
混凝土膨胀剂15-18份;
填料35-43份;
所述纤维混合物包括玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维中的两种或多种;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;所述填料包括硅粉、石英砂、石灰石;所述混凝土膨胀剂包括SY-T复合纤维抗裂剂、SY-K膨胀纤维抗裂防水剂、CAL纤维复合型四元膨胀剂中的至少两种。
3.根据权利要求1所述的混凝土,其特征在于,包括如下重量份数的组分:
水泥119-133份;
河砂20-30份;
碎石25-31份;
水45-53份;
纤维混合物15-23份;
木质素21-28份;
粘合剂25-36份;
混凝土膨胀剂15-18份;
填料35-43份;
所述纤维混合物包括重量份数比为2.5-3:1.5-2:1的玻璃纤维、聚丙烯纤维、钢纤维;
所述粘合剂包括重量份数比为5-6:1.5-3:1的环氧树脂、不饱和聚酯树脂、SBS改性沥青;
所述填料包括重量份数比为2-3:3-3.5:1的硅粉、石英砂、石灰石;
所述混凝土膨胀剂包括重量份数比为1.21-1.52:1:1.55-1.7的SY-T复合纤维抗裂剂、SY-K膨胀纤维抗裂防水剂、CAL纤维复合型四元膨胀剂。
4.根据权利要求1所述的混凝土,其特征在于,还包括重量份数为2.5-5份的硅烷偶联剂,所述硅烷偶联剂包括重量份数比为1:1:1.5-1.85的异丁基三乙氧基硅烷、环氧基硅烷、丁二烯基三乙氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的混凝土,其特征在于,所述碎石的尺寸为20-25mm,所述河砂的细度模数为1.8-2.2。
6.根据权利要求1所述的混凝土,其特征在于,所述填料的粒径为200-250目。
7.根据权利要求1所述的混凝土,其特征在于,所述纤维混合物的长径比为25-60。
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