CN107473649A - 一种混凝土、其配方及制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土、其配方及制备工艺，涉及混凝土技术领域。按重量份数计，该混凝土配方包括：30‑60份变质大理岩粉末、20‑50份水泥、15‑35份砂、2‑10份水、5‑20份中空玻璃微珠和3‑15份聚丙烯纤维。充分利用变质大理岩的废角料，很大程度上降低了基料的成本。在基料中加入了中空玻璃微珠和聚丙烯纤维，通过二者的配合能够增强混凝土的保温隔音效果。本发明还提供了一种混凝土的制备工艺，其先通过在较高温度下将中空玻璃微珠和聚丙烯纤维混合，再与其他组分混合得到混合均匀的多功能混凝土，制备过程简便易行适于工业化应用。本发明还提供了一种混凝土，由上述制备工艺制备而得，具有很好的抗压强度和保温隔声性能。

Description

一种混凝土、其配方及制备工艺
技术领域
本发明涉及一种混凝土技术领域，且特别涉及一种混凝土、其配方及制备工艺。
背景技术
混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料，颗粒状集料(也称为骨料)，水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。
但是，现有的混凝土存在着机械强度不能满足工艺要求或制造成本相对较高等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混凝土配方，其通过原料的合理配比，显著提升混凝土的抗压强度。
本发明的另一目的在于提供一种混凝土的制备工艺，工艺简便易行适于工业化应用。
本发明的第三目的在于提供一种混凝土，其具有很好的抗压强度和保温隔声性能。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出了一种混凝土配方，按重量份数计，混凝土配方包括：30-60份变质大理岩粉末、20-50份水泥、15-35份砂、2-10份水、5-20份中空玻璃微珠和3-15份聚丙烯纤维。
本发明还提出了一种混凝土的制备工艺，包括以下步骤：
将5-20份中空玻璃微珠和3-15份聚丙烯纤维在50-70℃的温度条件下混合得到第一混合粉体；
将30-60份变质大理岩粉末、20-50份水泥、15-35份砂、2-10份水和第一混合粉体混合。
本发明还提出了一种混凝土，应用上述混凝土的制备工艺制备而得。
本发明实施例提供一种混凝土配方的有益效果是：其采用变质大理岩粉末、水泥和砂为主料，特别是充分利用变质大理岩的废角料，很大程度上降低了基料的成本。在基料中加入了中空玻璃微珠和聚丙烯纤维，通过二者的配合能够增强混凝土的保温隔音效果。本发明还提供了一种混凝土的制备工艺，其先通过在较高温度下将中空玻璃微珠和聚丙烯纤维混合，再与其他组分混合得到混合均匀的多功能混凝土，制备过程简便易行适于工业化应用。本发明还提供了一种混凝土，由上述制备工艺制备而得，具有很好的抗压强度和保温隔声性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的一种混凝土、其配方及制备工艺进行具体说明。
本发明实施例提供的一种混凝土配方，按重量份数计，混凝土配方包括：30-60份变质大理岩粉末、20-50份水泥、15-35份砂、2-10份水、5-20份中空玻璃微珠和3-15份聚丙烯纤维。
优选地，混凝土配方包括40-50份变质大理岩粉末、30-45份水泥、20-30份砂、4-8份水、8-15份中空玻璃微珠和5-12份聚丙烯纤维。更优选地，混凝土配方包括43-48份变质大理岩粉末、34-42份水泥、23-27份砂、5-8份水、9-15份中空玻璃微珠和10-12份聚丙烯纤维。
需要说明的是，混凝土配方中的各个原料采用上述比例能够保证制备而得的混凝土具有很好地抗压性能和保温隔音性能，各组分起到很好地协同增效作用，尤其是中空玻璃微珠和聚丙烯纤维的协同增效作用对于提升混凝土的保温隔音效果具有重要作用。聚丙烯纤维和中空玻璃微珠混合使得聚丙烯纤维包覆在中空玻璃微珠的表面，增大其分子间作用力，有效缩小中空玻璃微珠分子间距，从而增强其保温隔音效果。变质大理岩粉末、水泥和砂作为主要原料，保证了混凝土的抗压强度和力学性能。若各原料使用的比例超过或低于本发明实施例中记载的比例，则可能导致制备得到的混凝土的抗压强度不能满足要求，或导致混凝土的保温隔音效果不够理想。
大理岩是一种变质岩，由碳酸盐岩经区域变质作用或接触变质作用形成，主要由方解石和白云石组成，此外含有硅灰石、滑石、透闪石、透辉石、斜长石、石英、方镁石等，通常白色和灰色大理岩居多。本发明的基料采用当地产量较多的变质大理岩可以有效降低工艺成本。
中空玻璃微珠是一种中空的圆球粉末状性能优异的超轻质无机非金属新材料，其真密度在0.20-0.60/cm，粒径在2-125微米之间。具有重量轻、体积大，导热系数低，抗压强度高、吸油率低、分散性和流动性好、化学稳定性高等特点。在本发明实施例中，中空玻璃微珠主要起到增强混凝土的隔音和保温效果的作用，其中空的圆球结构能够起到真空隔离的效果，显著降低传音和传热效果，增强混凝土隔音和隔热的性能。
聚丙烯纤维是以聚丙烯为原材料，通过特殊工艺制造而成的。聚丙烯纤维具有质轻、高强度、高弹性、耐磨耐腐蚀的作用，更为重要的是其本身具有不错的保暖性能和绝缘性。在发明实施例中，聚丙烯纤维首先起到一定的保温效果，更为重要的是，聚丙烯纤维和中空玻璃微珠在较高温度下混合后，聚丙烯纤维粘附在中空玻璃微珠表面，增强了中空玻璃微珠分子间作用力，使得最终形成的混凝土中中空玻璃微珠的排布更加密集，显著增强了混凝土的隔音效果。
进一步地，混凝土配方还包括2-20份减水剂，优选地，混凝土配方还包括5-15份减水剂。混凝土配方中加入一定比例的减水剂可以显著增强混凝土中各组分的分散作用，减少单位物料的用水量，改善混凝土拌料的流动性。
进一步地，混凝土配方还包括3-10份耐水调和粉。具体地，耐水调和粉包括耐水胶粉和聚氨酯，且耐水胶粉和聚氨酯的质量比为3-5:1。耐水调和粉为自制调和助剂，用于增强混凝土的防水性能，发明人发现在此比例范围内配合变质大理岩粉末等其他组分得到的混凝土的防水性能十分优异。
进一步地，混凝土配方还包括1-8份增强纤维。具体地，增强纤维选自玻璃纤维、碳纤维和麻纤维中的一种或多种。其通过与基体材料通过缠绕、模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。能够显著增强材料的比强度和比模量，同时提升材料的抗腐蚀性和耐久性能。
进一步地，混凝土配方还包括3-9份分散剂，分散剂可以为聚乙二醇或聚乙烯蜡，能够保障最后制备的界面层的平整性和均匀度。
本发明实施例还提供了一种混凝土的制备工艺，包括以下步骤：
S1、将5-20份中空玻璃微珠和3-15份聚丙烯纤维在50-70℃的温度条件下混合得到第一混合粉体。
先将中空玻璃微珠和聚丙烯纤维组成的功能性材料在较高温度下进行混合，可以使聚丙烯纤维包覆在中空玻璃微珠的表面，增大其分子间作用力，有效缩小中空玻璃微珠分子间距，从而增强其保温隔音效果。混合过程需要控制在一定范围内，温度过低不利于保证混合的均匀度，温度过高则容易导致原料间发生副反应而影响保温隔音的效果。
S2、将30-60份变质大理岩粉末、20-50份水泥、15-35份砂、2-10份水和第一混合粉体混合。
具体地，混合过程可以采用一般的搅拌器械，增大其混合的均匀度。
本发明实施例还提供了一种混凝土，其应用上述混凝土的制备工艺制备而得，具有很好的抗压强度和保温隔声性能。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种混凝土的制备工艺，其包括以下步骤：
将5份中空玻璃微珠和3份聚丙烯纤维在50℃的温度条件下混合得到第一混合粉体；将30份变质大理岩粉末、20份水泥、15份砂、2份水和第一混合粉体混合。
本实施例提供一种混凝土，其由上述混凝土的制备工艺制备而得。
实施例2
本实施例提供一种混凝土的制备工艺，其包括以下步骤：
将20份中空玻璃微珠和15份聚丙烯纤维在70℃的温度条件下混合得到第一混合粉体；将60份变质大理岩粉末、50份水泥、35份砂、10份水、2份木质素磺酸盐(减水剂)、3份耐水调和粉和第一混合粉体混合。其中，耐水调和粉包括2.25份耐水胶粉和0.75聚氨酯。
本实施例提供一种混凝土，其由上述混凝土的制备工艺制备而得。
实施例3
本实施例提供一种混凝土的制备工艺，其包括以下步骤：
将8份中空玻璃微珠和5份聚丙烯纤维在60℃的温度条件下混合得到第一混合粉体；将40份变质大理岩粉末、30份水泥、20份砂、4份水、20份木质素磺酸盐(减水剂)、10份耐水调和粉、1份玻璃纤维、3份聚乙二醇和第一混合粉体混合。其中，耐水调和粉包括8.33份耐水胶粉和1.67聚氨酯。
本实施例提供一种混凝土，其由上述混凝土的制备工艺制备而得。
实施例4
本实施例提供一种混凝土的制备工艺，其包括以下步骤：
将15份中空玻璃微珠和12份聚丙烯纤维在60℃的温度条件下混合得到第一混合粉体；将50份变质大理岩粉末、45份水泥、30份砂、8份水、5份木质素磺酸盐(减水剂)、10份耐水调和粉、8份碳纤维、9份聚乙二醇和第一混合粉体混合。其中，耐水调和粉包括8.33份耐水胶粉和1.67聚氨酯。
本实施例提供一种混凝土，其由上述混凝土的制备工艺制备而得。
实施例5
本实施例提供一种混凝土的制备工艺，其包括以下步骤：
将9份中空玻璃微珠和10份聚丙烯纤维在60℃的温度条件下混合得到第一混合粉体；将43份变质大理岩粉末、34份水泥、23份砂、5份水、15份木质素磺酸盐(减水剂)、10份耐水调和粉、6份麻纤维、9份聚乙二醇和第一混合粉体混合。其中，耐水调和粉包括8.33份耐水胶粉和1.67聚氨酯。
本实施例提供一种混凝土，其由上述混凝土的制备工艺制备而得。
实施例6
本实施例提供一种混凝土的制备工艺，其包括以下步骤：
将15份中空玻璃微珠和12份聚丙烯纤维在60℃的温度条件下混合得到第一混合粉体；将48份变质大理岩粉末、42份水泥、27份砂、8份水、10份木质素磺酸盐(减水剂)、10份耐水调和粉、6份麻纤维、9份聚乙二醇和第一混合粉体混合。其中，耐水调和粉包括8.33份耐水胶粉和1.67聚氨酯。
本实施例提供一种混凝土，其由上述混凝土的制备工艺制备而得。
对比例1
市购混凝土。
对比例2
本对比例提供一种混凝土的制备工艺，其包括以下步骤：
将30份变质大理岩粉末、20份水泥、15份砂和2份水混合。
本对比例还提供一种混凝土，其由上述混凝土的制备工艺制备而得。
试验例1
测定实施例1-6和对比例1中的混凝土的抗压强度，测试方法见GBJ50164-92，测试结果见表1。
表1抗压强度测试结果
试样 抗压强度(MPa)
对比例1 23
实施例1 29
实施例2 28
实施例3 30
实施例4 28
实施例5 27
实施例6 27
由表1可知，本发明中制备混凝土相比于对比例具有更好的抗压强度，混凝土作为基础设施的重要组成部分，能够显著提升基础设施的抗震能力。
试验例2
测定实施例1-6和对比例中的混凝土的隔温性能，测试结果见表2。测试方法：采用相同的施工方法将实施例1-6及对比例1-2中制备的混凝土在墙面上完成施工，晾晒2个月后进行测试；分别于夏日一天中3个时间段测定墙面的外墙温度和室外温度，测试过程中室内空调开放，控制室内温度稳定于73华氏度。
表2混凝土的隔热保温性能测试结果
由表2可知，实施例1-6中的外墙温度在三个时间段基本都高于对比例中的外墙温度，由于本发明中提供的混凝土的配方和制备方法得到的混凝土的保温隔热性能优异，因此在室内外之间热量的交换较少，外墙温度随着日照时间的增加持续升温。可见，本发明中提供的混凝土的保温性能优良。
试验例3
测定实施例1-6、对比例1和对比例2中的混凝土的隔音性能，结果见表3。测试方法：将混凝土施工后形成墙面，采用双声学分析测试实施例1-6和对比例中形成的混凝土墙面对频率为100-2500Hz的声波的吸声效果，具体地，通过两个传声器对声波在材料表面的反射与透射声压进行测试，利用传递函数法对材料的声学参数进行计算，得到吸声比率。
表3隔声性能测试结果
由表3可知，本发明中实施例中制备的混凝土的隔声性能明显优于市购混凝土，对比例2中制备的混凝土和对比例1中的混凝土测试结果大致相同，可见本发明中加入的中空玻璃微珠和聚丙烯纤维对于提升混凝土的隔声效果起到重要作用。
综上，本发明提供的一种混凝土配方，其采用变质大理岩粉末、水泥和砂为主料，特别是充分利用变质大理岩的废角料，很大程度上降低了基料的成本。在基料中加入了中空玻璃微珠和聚丙烯纤维，通过二者的配合能够增强混凝土的保温隔音效果。
本发明提供的一种混凝土的制备工艺，其先通过在较高温度下将中空玻璃微珠和聚丙烯纤维混合，再与其他组分混合得到混合均匀的多功能混凝土，制备过程简便易行适于工业化应用。本发明提供的一种混凝土，由上述制备工艺制备而得，具有很好的抗压强度和保温隔声性能。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种混凝土配方，其特征在于，按重量份数计，所述混凝土配方包括：30-60份变质大理岩粉末、20-50份水泥、15-35份砂、2-10份水、5-20份中空玻璃微珠和3-15份聚丙烯纤维。
2.根据权利要求1所述的混凝土配方，其特征在于，所述混凝土配方包括40-50份变质大理岩粉末、30-45份水泥、20-30份砂、4-8份水、8-15份中空玻璃微珠和5-12份聚丙烯纤维；
优选地，所述混凝土配方包括43-48份变质大理岩粉末、34-42份水泥、23-27份砂、5-8份水、9-15份中空玻璃微珠和10-12份聚丙烯纤维。
3.根据权利要求1所述的混凝土配方，其特征在于，所述混凝土配方还包括2-20份减水剂，优选地，所述混凝土配方还包括5-15份减水剂。
4.根据权利要求1所述的混凝土配方，其特征在于，所述混凝土配方还包括3-10份耐水调和粉。
5.根据权利要求4所述的混凝土配方，其特征在于，所述耐水调和粉包括耐水胶粉和聚氨酯，且所述耐水胶粉和所述聚氨酯的质量比为3-5:1。
6.根据权利要求1所述的混凝土配方，其特征在于，所述混凝土配方还包括1-8份增强纤维。
7.根据权利要求6所述的混凝土配方，其特征在于，所述增强纤维选自玻璃纤维、碳纤维和麻纤维中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的混凝土配方，其特征在于，所述混凝土配方还包括3-9份分散剂。
9.一种混凝土的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
将5-20份中空玻璃微珠和3-15份聚丙烯纤维在50-70℃的温度条件下混合得到第一混合粉体；
将30-60份变质大理岩粉末、20-50份水泥、15-35份砂、2-10份水和所述第一混合粉体混合。
10.一种混凝土，其特征在于，应用权利要求9中所述的混凝土的制备工艺制备而得。
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