CN107337396A - 一种高强度抗裂混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种高强度抗裂混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度抗裂混凝土及其制备方法，所述的高强度抗裂混凝土包括水泥、砂子、石子、水、外加剂、混凝土膨胀剂和粉煤灰；其中，各原料配比如下：石子为900‑1050kg/m3，水泥为250‑350kg/m3，砂子为630‑700kg/m3、水为150‑180kg/m3、外加剂为10‑16kg/m3，混凝土膨胀剂为8‑15kg/m3，粉煤灰为60‑80kg/m3。按配方投料搅拌从而制备成不同种类的混凝土。本发明通过添加混凝土膨胀剂及粉煤灰，从而增强了混凝土的抗压强度及内部粘接强度，降低其开裂几率，进而提高其承载能力，延长使用寿命。

Description

一种高强度抗裂混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土及其制备方法，具体为一种抗压强度高、不易开裂的 混凝土及其制备方法。
背景技术
现有技术中混凝土的制备只是通过将水泥、砂子、石子、水和减水剂混 合制备而成，这样的混凝土的优点是抗压强度高、取材容易、易成型、价格 低廉、可与钢材结合制成各种承重构件，但是其致命弱点为抗压强度低、易 开裂，从而降低混凝土结构的承载能力，缩短使用寿命，成为各种灾难事故 的隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供混凝土及其制备方法，以解决上述背景技术中提 出的抗压强度低、易开裂的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高强度抗裂混凝土，所述的高强度抗裂混凝土包括水泥、砂子、石 子、水、外加剂、混凝土膨胀剂和粉煤灰；
其中，各原料配比如下：石子为900-1050kg/m3，水泥为250-350kg/m3， 砂子为630-700kg/m3、水为150-180kg/m3、外加剂为10-16kg/m3，混凝土膨 胀剂为8-15kg/m3，粉煤灰为60-80kg/m3；
所述外加剂由以下重量份的原料组成：聚羧酸系减水剂50-65份、碳化 硅2-8份、空心玻璃微珠2-5份、二氧化硅包覆二氧化钛8-15份和明胶粉1-5 份；
所述混凝土膨胀剂由以下重量份的原料组成：硅铝酸钙16-24份、硫铝 酸钙22-35份、硫酸铁5-9份、固硫废渣15-22份、赤泥8-15份、改性氧化 钙8-15份、氧化镁4-6份、丙烯酸乳液5-9份及高岭土10-15份。
优选的，所述石子的粒径为5-31.5mm，所述砂的粒径为0.16-5mm。
优选的，所述石子的含泥量为≤5％，所述砂子的含泥量为≤3％。
优选的，各原料配比如下：石子为980-1020kg/m3，水泥为250-280kg/m 3，砂子为630-660kg/m3、水为165-175kg/m3、外加剂为10-16kg/m3，混凝 土膨胀剂为8-15kg/m3，粉煤灰为60-80kg/m3。
优选的，各原料配比如下：石子为1000kg/m3，水泥为265kg/m3，砂子 为650kg/m3、水为174kg/m3、外加剂为10.21kg/m3，混凝土膨胀剂为 12.56kg/m3，粉煤灰为74.30kg/m3。
优选的，其组分中的粉煤灰在使用前经过以下处理：
(1)先将粉煤灰混合物输入已经运转的搅拌机中搅拌，再将稀硫酸缓慢 加入粉煤灰混合物中进行酸化处理；
(2)将酸化处理后的粉煤灰输送到回转式烘干炉内焙烧，焙烧时间为 1.5～2小时，焙烧温度控制在300～400℃，焙烧后的粉煤灰含水量≤2％；
(3)焙烧后的粉煤灰将沉积物磨成细粉，然后过滤、干燥，得到处理好 的粉煤灰。
优选的，所述粉煤灰的粒径≤0.05mm。
优选的，所述的改性氧化钙是按照以下步骤进行处理：
(1)先将氧化钙分散于乙醇中，浸泡20-30min后置于在水浴中，并加 热到90-100℃；
(2)依次加入硬脂酸和聚乙烯醇搅拌均匀，然后冷却到30-40℃后加入 甲基纤维素继续搅拌均匀；
(2)加入氧化镁，并置于频率为20-30KHz超声机上超声20-30min后， 浓缩、烘干，即可得到改性氧化钙。
上述混凝土的制备方法为：
在20-30℃下，将石子，水泥，砂子及水加入到搅拌机内搅拌拌和，再 将外加剂、混凝土膨胀剂及粉煤灰依次加入到搅拌机内，搅拌10-20min即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过添加混凝土膨胀剂，掺入 加在混凝土中，在混凝土凝结硬化时，发生膨胀并堵塞毛细孔裂缝，改善混 凝土内部结构，起到补偿收缩和张拉钢筋产生预应力以及充分填充水泥间隙 的作用，能够增强混凝土的抗压强度及抗裂强度；通过改性氧化钙，使氧化 钙表面形成复合膜，有效地控制了水化速度，减缓了混凝土膨胀剂的膨胀速 度，使大部分膨胀发生在混凝土产生强度之后的塑性阶段，提高膨胀作用；； 而添加粉煤灰，能够增强了混凝土的抗压强度及内部粘接强度，进一步降低 其开裂几率，进而提高其承载能力，延长使用寿命，并且在将粉煤灰进行酸 化处理后能够进一步提高制成的混凝土的性能。
综上所述，本发明通过添加混凝土膨胀剂及粉煤灰，从而增强了混凝土 的抗压强度及内部粘接强度，降低其开裂几率，进而提高其承载能力，延长 使用寿命。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行进一步的说明，应该明白的是，下述 说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。如无特别说明，下述组 分均为重量份。
下述实施例中，所用砂子为赣江江砂，其性能如下：
下述实施例中，所用减水剂为宿松尚鼎销售的SD-A型聚羧酸系减水剂， 性能如下：
总碱量(％) 固含量(％) 掺加量(％) 减水量(％)
2 40 3 22
下述实施例中，所用石子的性能如下：
下述实施例中，所用水泥为中联PO42.5级水泥，其性能如下：
下述实施例中，所用粉煤灰的性能如下：
需水量比(％) 烧失量(％) 含水量(％) SO3(％)
100 4.6 0.5 2.2
实施例1
20-30℃下，将石子950kg/m3、水泥250kg/m3、砂子650kg/m3、水 155kg/m3、外加剂10-16kg/m3、混凝土膨胀剂10kg/m3和粉煤灰75kg/m3混合 并搅拌10-20min，制成混凝土制品A1，其中，所述石子的含泥量为≤5％，所 述砂子的含泥量为≤3％，所述外加剂由以下重量份的原料组成：聚羧酸系减 水剂50-65份、碳化硅2-8份、空心玻璃微珠2-5份、二氧化硅包覆二氧化 钛8-15份和明胶粉1-5份；所述混凝土膨胀剂由以下重量份的原料组成：硅 铝酸钙16-24份、硫铝酸钙22-35份、硫酸铁5-9份、固硫废渣15-22份、 赤泥8-15份、改性氧化钙8-15份、氧化镁4-6份、丙烯酸乳液5-9份及高 岭土10-15份。然后分别经过3天、10天和30天对A1进行抗压强度检测和 劈裂强度检测，检测结果见表1。
实施例2
20-30℃下，将石子1030kg/m3、水泥350kg/m3、砂子680kg/m3、水185kg/m 3、外加剂10-16kgkg/m3、混凝土膨胀剂14kg/m3和粉煤灰65kg/m3混合并搅 拌10-20min，制成混凝土制品A2，其中，所述石子的含泥量为≤5％，所述砂 子的含泥量为≤3％，所述外加剂由以下重量份的原料组成：聚羧酸系减水剂 50-65份、碳化硅2-8份、空心玻璃微珠2-5份、二氧化硅包覆二氧化钛8-15 份、明胶粉1-5份；所述混凝土膨胀剂由以下重量份的原料组成：硅铝酸钙 16-24份、硫铝酸钙22-35份、硫酸铁5-9份、固硫废渣15-22份、赤泥8-15 份、改性氧化钙8-15份、氧化镁4-6份、丙烯酸乳液5-9份及高岭土10-15 份。然后分别经过3天、10天和30天对A2进行抗压强度检测和劈裂强度检 测，检测结果见表1。
实施例3
20-30℃下，将石子为1000kg/m3，水泥为265kg/m3，砂子为650kg/m3、 水为174kg/m3、外加剂为10.21kg/m3，混凝土膨胀剂为12.56kg/m3，粉煤灰 为74.30kg/m3混合并搅拌10-20min，制成混凝土制品A3，其中，所述石子的 含泥量为≤5％，所述砂子的含泥量为≤3％，所述外加剂由以下重量份的原料 组成：聚羧酸系减水剂50-65份、碳化硅2-8份、空心玻璃微珠2-5份、二 氧化硅包覆二氧化钛8-15份、明胶粉1-5份；所述混凝土膨胀剂由以下重量 份的原料组成：硅铝酸钙16-24份、硫铝酸钙22-35份、硫酸铁5-9份、固 硫废渣15-22份、赤泥8-15份、改性氧化钙8-15份、氧化镁4-6份、丙烯 酸乳液5-9份及高岭土10-15份。然后分别经过3天、10天和30天对A3进 行抗压强度检测和劈裂强度检测，检测结果见表1。
实施例4
按照实施例3方法进行，所不同的是对其加入的粉煤灰进行预处理，制 成混凝土制品A4，然后分别经过3天、10天和30天对A4进行抗压强度检测 和劈裂强度检测，检测结果见表1。
粉煤灰的处理方法如下：
(1)先将粉煤灰混合物输入已经运转的搅拌机中搅拌，再将稀硫酸缓慢 加入粉煤灰混合物中进行酸化处理；
(2)将酸化处理后的粉煤灰输送到回转式烘干炉内焙烧，焙烧时间为 1.5～2小时，焙烧温度控制在300～400℃，焙烧后的粉煤灰含水量≤2％；
(3)焙烧后的粉煤灰将沉积物磨成细粉，然后过滤、干燥，得到处理好 的粉煤灰。
对粉煤灰进行酸化处理，使其具有较好的可塑性、粘结性和抗压强度。
对比例1
按照实施例1的方法进行，所不同的是混凝土膨胀剂为0kg，制得混凝土 制品B1，然后分别经过3天、10天和30天对B1进行抗压强度检测和劈裂强 度检测，检测结果见表1。
对比例2
按照实施例1的方法进行，所不同的是粉煤灰为0kg，制得混凝土制品 B2，然后分别经过3天、10天和30天对B2进行抗压强度检测和劈裂强度检 测，检测结果见表1。
表1
通过表1可知，通过添加混凝土膨胀剂，掺入加在混凝土中，在混凝土 凝结硬化时，发生膨胀并堵塞毛细孔裂缝，改善混凝土内部结构，起到补偿 收缩和张拉钢筋产生预应力以及充分填充水泥间隙的作用，能够增强混凝土 的抗压强度及抗裂强度；通过改性氧化钙，使氧化钙表面形成复合膜，有效 地控制了水化速度，减缓了混凝土膨胀剂的膨胀速度，使大部分膨胀发生在 混凝土产生强度之后的塑性阶段，提高膨胀作用；而添加粉煤灰，能够增强 了混凝土的抗压强度及内部粘接强度，进一步降低其开裂几率，进而提高其 承载能力，延长使用寿命，并且在将粉煤灰进行酸化处理后能够进一步提高 制成的混凝土的性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实 现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且 是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨 在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实 施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起 见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也 可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种高强度抗裂混凝土，其特征在于，所述的高强度抗裂混凝土包括水泥、砂子、石子、水、外加剂、混凝土膨胀剂和粉煤灰；
其中，各原料配比如下：石子为900-1050kg/m3，水泥为250-350kg/m3，砂子为630-700kg/m3、水为150-180kg/m3、外加剂为10-16kg/m3，混凝土膨胀剂为8-15kg/m3，粉煤灰为60-80kg/m3；
所述外加剂由以下重量份的原料组成：聚羧酸系减水剂50-65份、碳化硅2-8份、空心玻璃微珠2-5份、二氧化硅包覆二氧化钛8-15份和明胶粉1-5份；
所述混凝土膨胀剂由以下重量份的原料组成：硅铝酸钙16-24份、硫铝酸钙22-35份、硫酸铁5-9份、固硫废渣15-22份、赤泥8-15份、改性氧化钙8-15份、氧化镁4-6份、丙烯酸乳液5-9份及高岭土10-15份。
2.根据权利要求1所述的高强度抗裂混凝土，其特征在于，所述石子的粒径为5-31.5mm，所述砂的粒径为0.16-5mm。
3.根据权利要求1所述的高强度抗裂混凝土，其特征在于，所述石子的含泥量为≤5％，所述砂子的含泥量为≤3％。
4.根据权利要求1所述的高强度抗裂混凝土，其特征在于，各原料配比如下：石子为980-1020kg/m3，水泥为250-280kg/m3，砂子为630-660kg/m3、水为165-175kg/m3、外加剂为10-16kg/m3，混凝土膨胀剂为8-15kg/m3，粉煤灰为60-80kg/m3。
5.根据权利要求1所述的高强度抗裂混凝土，其特征在于，各原料配比如下：石子为1000kg/m3，水泥为265kg/m3，砂子为650kg/m3、水为174kg/m 3、外加剂为10.21kg/m3，混凝土膨胀剂为12.56kg/m3，粉煤灰为74.30kg/m 3。
6.根据权利要求1所述的高强度抗裂混凝土，其特征在于，其组分中的粉煤灰在使用前经过以下处理：
(1)先将粉煤灰混合物输入已经运转的搅拌机中搅拌，再将稀硫酸缓慢加入粉煤灰混合物中进行酸化处理；
(2)将酸化处理后的粉煤灰输送到回转式烘干炉内焙烧，焙烧时间为1.5～2小时，焙烧温度控制在300～400℃，焙烧后的粉煤灰含水量≤2％；
(3)焙烧后的粉煤灰将沉积物磨成细粉，然后过滤、干燥，得到处理好的粉煤灰。
7.根据权利要求1所述的高强度抗裂混凝土，其特征在于，所述粉煤灰的粒径≤0.05mm。
8.根据权利要求1所述的高强度抗裂混凝土，其特征在于，所述的改性氧化钙是按照以下步骤进行处理：
(1)先将氧化钙分散于乙醇中，浸泡20-30min后置于在水浴中，并加热到90-100℃；
(2)依次加入硬脂酸和聚乙烯醇搅拌均匀，然后冷却到30-40℃后加入甲基纤维素继续搅拌均匀；
(2)加入氧化镁，并置于频率为20-30KHz超声机上超声20-30min后，浓缩、烘干，即可得到改性氧化钙。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的高强度抗裂混凝土的制备方法，其特征在于，在20-30℃下，将石子，水泥，砂子及水加入到搅拌机内搅拌拌和，再将外加剂、混凝土膨胀剂及粉煤灰依次加入到搅拌机内，搅拌10-20min。
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