CN107235681B - 自保温墙体陶粒混凝土及其制备方法 - Google Patents

自保温墙体陶粒混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自保温墙体陶粒混凝土,包括如下重量份数的组分:陶粒300‑750份,水泥250‑500份,粉煤灰50‑200份,砂400‑800份,水120‑150份,聚羧酸减水剂1‑3份,纤维1‑3份;所述陶粒用预处理浆进行处理,所述预处理浆质量配比为水泥:粉煤灰:水=(4~7):4:(3~6);本发明还公开了上述自保温墙体陶粒混凝土的制备方法,主要包括对陶粒的预处理,将预处理后的陶粒、砂、纤维混合干搅,后加入剩余的水泥、水、粉煤灰、聚羧酸减水剂混合搅拌;本发明通过对陶粒进行预处理,降低陶粒的吸水率以改善混凝土和易性,此外提高陶粒的强度进而提高陶粒混凝土强度,也扩大了陶粒的可选范围,能够选择容重小、保温性能佳的陶粒。

Description

自保温墙体陶粒混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种混凝土,尤其是涉及一种自保温墙体的陶粒混凝土,同时涉及其制备方法。
背景技术
绿色节能是目前建筑行业发展的方向,轻骨料混凝土不仅能减轻结构自重,同时能提高保温隔热性能,被广泛应用于建筑节能领域。建筑外墙作为建筑与外界传热的重要媒介,直接决定了建筑整体的保温隔热性能。目前外墙通常采用内保温,外保温,夹芯保温等方式来达到整体保温效果,这样不仅工艺复杂繁琐,而且会出现保温材料与墙体寿命不一致,不同材料的粘接性问题;另一种发展趋势是开发墙体自保温材料,通过在混凝土中添加陶粒来制成自保温墙体材料,但是这种自保温墙体材料往往存在强度不足的缺陷,因此如何增强自保温墙体材料的强度是目前研究的热点,例如中国专利CN103641415A公开了一种高强、抗裂陶粒混凝土,其组成为组分A84-89份、组分B10-15份、组分C0.8-1.2份,所述的组分A由19-20份水泥、6-8份水、28-30份砂和25-35份石子组成,所述的组分B为陶粒,其中组分A和组分B组成混凝土,混凝土中石子被陶粒以40-60%体积取代;组分C为纤维,该专利技术通过选择高强度陶粒(其筒压强度大于6MPa,根据《轻集料及其试验方法第1部分(GBT17431.1-2010)》的规定可知轻集料容重600级的强度4MPa以上的陶粒为高强陶粒)来使自保温墙体材料获得保温效果好、抗压强度好的技术效果;中国专利CN 104016641A公开了一种轻质高强可泵性的LC35混凝土,其单方用量配比(kg/m3)如下:水泥280-330,粉煤灰90-110,矿渣微粉70-90,细度模数为2.3-2.5的天然中砂650-700,陶粒330-370,外加剂5.28-6.24,拌合水170-175;其中陶粒的筒压强度要求大于6.5MPa,同样是选择高强度陶粒来使墙体材料达到保温和承重效果都符合要求的目的。上述自保温墙体材料在原料来源选择上局限性大,而且原料成本比较高,同时由于选择了强度较高的陶粒,其自身容重增加,保温性能会相应降低。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种材料可选性大且具有良好的保温和自承重效果的墙体材料。
本发明的技术方案是提供一种自保温墙体陶粒混凝土,包括如下重量份数的组分:陶粒300-750份,水泥250-500份,粉煤灰50-200份,砂400-800份,水120-150份,聚羧酸减水剂1-3份,纤维1-3份;所述陶粒用预处理浆进行处理,所述预处理浆质量配比为水泥:粉煤灰:水=(4~7):4:(3~6)。
所述陶粒为粒径5-25mm连续级配的淤泥陶粒,该粒径范围连续级配能够使陶粒混凝土的工作性更好,同时利用淤泥作为陶粒原料来源符合绿色环保要求。
所述陶粒筒压强度大于3.5MPa,容重550-800kg/m3
所述陶粒与预处理浆质量比为(1~6):1,预处理浆对陶粒的包裹效果好,有助于提升陶粒的强度。
所述陶粒与预处理浆质量比为(3~6):1,利用较少的预处理浆即可完成对陶粒的包裹处理。
所述纤维为聚丙烯纤维,长度6-12mm,直径30-40μm,纤维长度适宜能够有效包裹混凝土中的其他成分且不影响混凝土的工作性。
所述砂的细度模数为2.3-3.0。
本发明还提供上述自保温墙体陶粒混凝土的制备方法,包括如下步骤:
S1.按照配比称取上述各组分;
S2.配制预处理浆,并用预处理浆对陶粒进行预处理;
S3.将预处理后的陶粒、砂、纤维混合干搅,时间为15-20s;
S4.加入剩余的水泥、粉煤灰、水和聚羧酸减水剂搅拌60-90s。(实施例中步骤相应修改)
所述步骤S2中的预处理包括如下步骤:
S2.1预处理浆各组分按照配比混合后,搅拌40-60s;
S2.2投入陶粒,搅拌20~40s;
S2.3将陶粒取出,室温条件下。
所述步骤S2.3中养护时间为6~9天,养护后预处理浆包裹并渗入陶粒中,能够有效提高陶粒的强度,并且不影响其保温性能。
本发明的优点和有益效果:通过对陶粒进行预处理一方面提高陶粒的强度,进而提高陶粒混凝土强度,也扩大了陶粒的可选范围,能够选择容重小、保温性能佳的陶粒,另一方面预处理浆能在陶粒表面形成一层包裹层,封闭陶粒表面的孔洞降低陶粒的吸水率,提高陶粒混凝土拌制时的和易性,减少陶粒上浮现象;此外由于可选择的陶粒容重大大降低,因此混凝土中可以适当增加陶粒的体积掺量从而提高陶粒混凝土的保温隔热性能;而加入的纤维不仅能提高混凝土的强度,同时在制备过程能够起到立体网络的作用稳定其他组分特别能够防止陶粒漂浮造成混凝土性能不均一。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明提供一种自保温墙体陶粒混凝土,包括如下重量份数的组分:粒径5-25mm连续级配的淤泥陶粒550份,P·O 42.5普通水泥340份,粉煤灰120份,细度模数为2.3-3.0的砂680份,水132份,聚羧酸减水剂3份,长度6-12mm、直径30-40μm的聚丙烯纤维2份;其中陶粒的筒压强度为3.5MPa、容重550kg/m3、吸水率为9%,聚丙烯纤维密度0.9-0.93kg/m3、断裂强度400MPa、断裂伸长率27.6%、弹性模量4660MPa,聚羧酸减水剂减水率为16%-19%、固含量14%-15%;陶粒用92份预处理浆进行处理,所述预处理浆由P·O 42.5普通水泥36.8份、粉煤灰24.5份、水30.7份组成。
本发明还提供上述自保温墙体陶粒混凝土的制备方法,包括如下步骤:
称取上述各组分,首先对陶粒进行预处理,将预处理浆用的水泥、粉煤灰、水按照配比混合,加入搅拌机中搅拌45s后加入陶粒,继续搅拌30s,后将均匀裹浆的陶粒取出,室温下养护7d,经预处理后,陶粒吸水率降至6%,筒压强度提高至4MPa,有效改善陶粒的工作性和自身强度;再将预处理后的陶粒与砂、纤维混合投入搅拌机中干搅15s后,加入剩余的水泥、粉煤灰、水和聚羧酸减水剂搅拌80s。
实施例2
本发明提供一种自保温墙体陶粒混凝土,包括如下重量份数的组分:粒径5-25mm连续级配的淤泥陶粒500份,P·O 42.5普通水泥340份,粉煤灰140份,细度模数为2.3-3.0的砂700份,水136份,聚羧酸减水剂3份,长度6-12mm、直径30-40μm的聚丙烯纤维2份;其中陶粒的筒压强度为4.5MPa、容重600kg/m3、吸水率为9%,聚丙烯纤维密度0.9-0.93kg/m3、断裂强度400MPa、断裂伸长率27.6%、弹性模量4660MPa,聚羧酸减水剂减水率为16%-19%、固含量14%-15%;陶粒用167份预处理浆进行处理,所述预处理浆由P·O 42.5普通水泥68.8份、粉煤灰39.3份、水58.9份组成。
本发明还提供上述自保温墙体陶粒混凝土的制备方法,包括如下步骤:
称取上述各组分,首先对陶粒进行预处理,将预处理浆用的水泥、粉煤灰、水按照配比混合,加入搅拌机中搅拌50s后加入陶粒,继续搅拌20s,后将均匀裹浆的陶粒取出,室温下养护6d,经预处理后,陶粒吸水率降至6%,筒压强度提高至5MPa,有效改善陶粒的工作性和自身强度;再将预处理后的陶粒与砂、纤维混合投入搅拌机中干搅20s后,加入剩余的水泥、粉煤灰、水和聚羧酸减水剂搅拌60s。
实施例3
本发明提供一种自保温墙体陶粒混凝土,包括如下重量份数的组分:粒径5-25mm连续级配的淤泥陶粒470份,P·O 42.5普通水泥360份,粉煤灰150份,细度模数为2.3-3.0的砂730份,水145份,聚羧酸减水剂3份,长度6-12mm、直径30-40μm的聚丙烯纤维3份;其中陶粒的筒压强度为3.5MPa、容重560kg/m3、吸水率为9%,聚丙烯纤维密度0.9-0.93kg/m3、断裂强度400MPa、断裂伸长率27.6%、弹性模量4660MPa,聚羧酸减水剂减水率为16%-19%、固含量14%-15%;陶粒用235份预处理浆进行处理,所述预处理浆由P·O 42.5普通水泥84份、粉煤灰67份、水84份组成。
本发明还提供上述自保温墙体陶粒混凝土的制备方法,包括如下步骤:
称取上述各组分,首先对陶粒进行预处理,将预处理浆用的水泥、粉煤灰、水按照配比混合,加入搅拌机中搅拌40s后加入陶粒,继续搅拌35s,后将均匀裹浆的陶粒取出,室温下养护8d,经预处理后,陶粒吸水率降至6%,筒压强度提高至4MPa,有效改善陶粒的工作性和自身强度;再将预处理后的陶粒与砂、纤维混合投入搅拌机中干搅18s后,加入剩余的水泥、粉煤灰、水和聚羧酸减水剂搅拌90s。
实施例4
本发明提供一种自保温墙体陶粒混凝土,包括如下重量份数的组分:粒径5-25mm连续级配的淤泥陶粒500份,P·O 42.5普通水泥340份,粉煤灰130份,细度模数为2.3-3.0的砂700份,水150份,聚羧酸减水剂2份,长度6-12mm、直径30-40μm的聚丙烯纤维2份;其中陶粒的筒压强度为3.5MPa、容重560kg/m3、吸水率为9%,聚丙烯纤维密度0.9-0.93kg/m3、断裂强度400MPa、断裂伸长率27.6%、弹性模量4660MPa,聚羧酸减水剂减水率为16%-19%、固含量14%-15%;陶粒用125份预处理浆进行处理,所述预处理浆由P·O 42.5普通水泥50份、粉煤灰33.3份、水41.7份组成。
本发明还提供上述自保温墙体陶粒混凝土的制备方法,包括如下步骤:
称取上述各组分,首先对陶粒进行预处理,将预处理浆用的水泥、粉煤灰、水按照配比混合,加入搅拌机中搅拌60s后加入陶粒,继续搅拌30s,后将均匀裹浆的陶粒取出,室温下养护9d,经预处理后,陶粒吸水率降至6%,筒压强度提高至4MPa,有效改善陶粒的工作性和自身强度;再将预处理后的陶粒与砂、纤维混合投入搅拌机中干搅20s后,加入剩余的水泥、粉煤灰、水和聚羧酸减水剂搅拌70s。
实施例5
本发明提供一种自保温墙体陶粒混凝土,包括如下重量份数的组分:粒径5-25mm连续级配的淤泥陶粒500份,P·O 42.5普通水泥400份,粉煤灰60份,细度模数为2.3-3.0的砂700份,水136份,聚羧酸减水剂3份,长度6-12mm、直径30-40μm的聚丙烯纤维2份;其中陶粒的筒压强度为3.5MPa、容重550kg/m3、吸水率为9%,聚丙烯纤维密度0.9-0.93kg/m3、断裂强度400MPa、断裂伸长率27.6%、弹性模量4660MPa,聚羧酸减水剂减水率为16%-19%、固含量14%-15%;陶粒用500份预处理浆进行处理,所述预处理浆由P·O 42.5普通水泥153.8份、粉煤灰153.8份、水192.4份组成。
本发明还提供上述自保温墙体陶粒混凝土的制备方法,包括如下步骤:
称取上述各组分,首先对陶粒进行预处理,将预处理浆用的水泥、粉煤灰、水按照配比混合,加入搅拌机中搅拌60s后加入陶粒,继续搅拌40s,后将均匀裹浆的陶粒取出,室温下养护7d,经预处理后,陶粒吸水率降至6%,筒压强度提高至4MPa,有效改善陶粒的工作性和自身强度;再将预处理后的陶粒与砂、纤维混合投入搅拌机中干搅15s后,加入剩余的水泥、粉煤灰、水和聚羧酸减水剂搅拌65s。
根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)、《轻骨料混凝土技术规程》(JGJ 51-2002)对本发明自保温墙体陶粒混凝土产品的抗压强度、干密度、导热系数进行检测,其中抗压强度采用100×100×100mm的混凝土试件按照标准方法进行测定,干密度采用100×100×100mm的混凝土试件按照标准方法进行测定,导热系数采用300×300×30mm的混凝土试件按照标准方法进行测定,结果如表1所示:
表1
Figure BDA0001321295340000051
从表1可以看出,本发明的自保温墙体陶粒混凝土产品抗压强度较大,能够保持在LC30以上,根据《轻骨料混凝土技术规程》(JGJ 51-2002)的规定LC15以上的轻骨料混凝土即可用于承重构件或者构筑物,而其导热系数较小,说明保温性能良好,因此本发明自保温墙体陶粒混凝土产品既能够满足建筑承重结构材料的要求,同时也能满足保温要求。
本发明实施例涉及到的材料、试剂和实验设备,如无特别说明,均为符合建筑材料领域的市售产品。
以上所述,仅为本发明的优选实施例,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的核心技术的前提下,还可以做出改进和润饰,这些改进和润饰也应属于本发明的专利保护范围。与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变,都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.一种自保温墙体陶粒混凝土,包括如下重量份数的组分:陶粒300-750份,水泥250-500份,粉煤灰50-200份,砂400-800份,水120-150份,聚羧酸减水剂1-3份,纤维1-3份;所述陶粒用预处理浆进行处理,所述预处理浆组分质量配比为水泥:粉煤灰:水=(4~7):4:(3~6);所述陶粒为粒径5-25mm连续级配的淤泥陶粒,所述陶粒筒压强度大于3.5MPa,容重550-800kg/m3
2.根据权利要求1所述的自保温墙体陶粒混凝土,其特征在于,所述陶粒与所述预处理浆质量比为(1~6):1。
3.根据权利要求1所述的自保温墙体陶粒混凝土,其特征在于,所述陶粒与所述预处理浆质量比为(3~6):1。
4.根据权利要求1所述的自保温墙体陶粒混凝土,其特征在于,所述纤维为聚丙烯纤维,长度6-12mm,直径30-40μm。
5.根据权利要求1所述的自保温墙体陶粒混凝土,其特征在于,所述砂的细度模数为2.3-3.0。
6.权利要求1所述的自保温墙体陶粒混凝土的制备方法,包括如下步骤:
S1.按照上述配比称取各组分;
S2.配制预处理浆,并对陶粒进行预处理;
S3.将预处理后的陶粒、砂、纤维混合干搅,时间为15-20s;
S4.加入剩余的水泥、粉煤灰、水和聚羧酸减水剂搅拌60-90s。
7.根据权利要求6所述的自保温墙体陶粒混凝土的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中的预处理包括如下步骤:
S2.1预处理浆各组分按照配比混合后,搅拌40-60s;
S2.2投入陶粒,搅拌20-40s;
S2.3将陶粒取出,室温条件下养护。
8.根据权利要求7所述的自保温墙体陶粒混凝土的制备方法,其特征在于,所述步骤S2.3中养护时间为6~9天。
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