CN107602019A - 超轻质混凝土及预制免拆除模板的建筑构件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超轻质混凝土，包括按重量计的下列组份：水泥35～50份；水17.55～25份；减缩剂0.64～1份；减水剂0.5～1份；聚羧酸高效减水剂0.5～1份；硅灰4～8份；漂珠24.3～50份；粉煤灰15～30份；石灰岩粉0.75～1份；游离状态氧化钙0.3～0.9份；聚丙烯纤维或钢纤维或其组合0.46～2.5份。本发明是一种自重轻、导热系数低、强度高、防止有害物质渗透、防止高温破裂的超轻质混凝土，此外本发明还公开了一种预制免拆除模板的建筑构件及其形成方法。

Description

超轻质混凝土及预制免拆除模板的建筑构件

技术领域

本发明涉及超轻质混凝土工程技术领域，尤其涉及一种自重轻、导热系数低、 强度高、防止有害物质渗透、防止高温破裂的超轻质混凝土及超轻质混凝土的预制 免拆除建筑模板构件。

背景技术

型钢混凝土广泛应用于现代建筑行业，型钢混凝土具有高强、高延性等优点， 目前型钢混凝土的施工需要支模，通常用木模作为支模，养护完成后需要拆模，施 工效率不高，施工环境不整洁，资源浪费严重，而且常规木模的密封性较差，平整 度不佳。对于使用超高强混凝土材料的型钢混凝土在火灾下存在高温爆裂的风险。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种自重轻、导热系数低、强度高、防止有害物质渗 透、防止高温破裂的超轻质混凝土。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：提供一种超轻质混凝土，包括 按重量计的下列组份：

水泥35～50份；

水17.55～25份；

减缩剂0.64～1份；

减水剂0.5～1份；

聚羧酸高效减水剂0.5～1份；

硅灰4～8份；

漂珠24.3～50份；

粉煤灰15～30份；

石灰岩粉0.75～1份；

游离状态氧化钙0.3～0.9份；

聚丙烯纤维或钢纤维或其组合0.46～2.5份。

所述水泥为52.5普通硅酸盐水泥。

所述漂珠粒径为10～300微米，等静压强度为15MPa，真密度为870kg/m3。

所述硅灰比表面积大于18000m²。

所述粉煤灰为一级粉煤灰。

所述聚丙烯纤维为单丝直径30～40um,长度12mm，抗拉强度633MPa,弹模 3.5GPa。

所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，减水率大于30％。

本发明的第二个目的是提供一种预制免拆除模板的建筑构件，为了实现该目的，本发明提供的技术方案是：包括：超轻质混凝土模板构件及高强混凝土构件，所述 超轻质混凝土模板构件通过超轻质混凝土预先浇筑形成，且所述超轻质混凝土模板 构件内部形成用于浇筑所述高强混凝土构件的模腔，所述高强混凝土构件成型于所 述模腔内部。

所述高强混凝土构件内部设有钢结构，所述钢结构包括：型钢、钢筋及箍筋， 所述型钢呈纵向设置且位于所述高强混凝土构件中央处，所述钢筋呈纵向设置且均 匀地布设于所述型钢的周围，所述箍筋箍紧所述钢筋。

所述模腔内壁还设有凿毛结构层，所述超轻质混凝土模板构件通过所述凿毛结构层与所述高强混凝土进行结合。

本发明的第三个目的是提供一种预制免拆除模板的建筑构件的形成方法，为了实现该目的，本发明提供的技术方案是：提供一种建筑构件形成方法，包括如下步 骤：

超轻质混凝土模板构件形成步骤：将超轻质混凝土经适当工序进行拌合，通过 机器自动入料、振捣压实形成超轻质混凝土模板构件，所述超轻质混凝土模板构件 内部形成用于浇筑高强混凝土构件的模腔；

高强混凝土构件形成步骤：于模腔内部浇筑高强混凝土物料，以形成高强混凝 土构件；

养护成型步骤：经天然或者蒸汽养护成型。

在超轻质混凝土模板构件形成步骤之前，还包括提供用于浇筑超轻质混凝土模板构件的模板的步骤。

在超轻质混凝土模板构件形成步骤之后，高强混凝土构件形成步骤之前，还包 括凿毛处理步骤：在所述模腔内壁进行凿毛处理形成凿毛结构，让所述超轻质混凝 土模板构件通过所述凿毛结构层与所述高强混凝土构件进行结合。

在凿毛处理步骤之后，高强混凝土构件形成步骤之前，还包括钢结构放置步骤：在所述模腔内部放置型钢、钢筋和箍筋，所述型钢呈纵向设置且位于所述高强混凝 土构件中央处，所述钢筋呈纵向设置且均匀地布设于所述型钢的周围，所述箍筋箍 紧所述钢筋。

与现有技术相比，由于在本发明超轻质混凝土及预制免拆除模板的建筑构件中，首先，本发明成型后防水致密性好，填充的水泥基纤维混凝土孔隙率小，强度高， 可作为结构受力构件，耐久性好。整体构件自重轻，制作工艺简便，降低施工支模 拆模费用，可以在工厂预制提高建筑生产率。其次，本发明继承了传统型钢混凝土 结构构件的优点，合理利用了超轻质混凝土、型钢、高强混凝土三种材料的性能， 有利于超轻质高强水泥基纤维混凝土的推广使用。第三，本发明具有较好的耐火性 能，导热系数小，有效延迟钢筋和型钢升温，节省了防火材料费用。第四，本发明 中超轻质混凝土和高强混凝土之间的咬合作用相当强，通过经过自动凿毛技术得以 保证。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发 明的实施例。

附图说明

图1a为本发明超轻质混凝土的一个样品经过高温处理后的开裂情况。

图1b为本发明超轻质混凝土的另一个样品经过高温处理后的开裂情况。

图2a为本发明预制免拆除模板的建筑构件的第一个实施例的示意图。

图2b为本发明预制免拆除模板的建筑构件的第二个实施例的示意图。

图2c为本发明预制免拆除模板的建筑构件的第三个实施例的示意图。

图2d为本发明预制免拆除模板的建筑构件的第四个实施例的示意图。

图2e为本发明超轻质混凝土的预制免拆除模板的建筑构件的第五个实施例的示意图。

图3为超轻质混凝土吸水率测试情况示图。

图4为超轻质混凝土颗粒级配情况视图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

一个实施例中：

本发明提供一种超轻质混凝土，包括按重量计的下列组份：

水泥35～50份；

水17.55～25份；

减缩剂0.64～1份；

减水剂0.5～1份；

聚羧酸高效减水剂0.5～1份；

硅灰4～8份；

漂珠24.3～50份；

粉煤灰15～30份；

石灰岩粉0.75～1份；

游离状态氧化钙0.3～0.9份；

聚丙烯纤维或钢纤维或其组合0.46～2.5份。

在上述实施例中，硅灰能够有效地增强漂珠与水泥浆体结合面的密实度和强度，因此能够更好地让飘珠和水泥浆进行结合。

上述实施例中，石灰岩粉，能够有效地增加石灰岩粉能够为了有效地密实水泥 浆体与提高混凝土强度，减少收缩。

上述实施例中，能够有效地密实水泥浆体与提高混凝土强度。

下面通过表格1～3和图1a、1b，通过超轻质混凝土六个实施例来举例说明本发 明超轻质混凝土，它们的基本抗压力学性能表现、弯曲强度性能表现及开裂情况表 现，表格1给出了本发明超轻质混凝土的六个实施例各组分的的重量详细数据，而 表格2则给出了如表格1中的六个实施例的超轻质混凝土在高温下的基本抗压力学 性能，详细情况可参考表格1和2提供的数据，需要说明的图1a显示的样品即是表 格1和表格2中显示的实施例1的样品，图1b显示的样品即是表格1和表格2中的 实施例4的样品：

表格1超轻质混凝土各组份的重量配合：

表格2超轻质混凝土高温下基本力学性能

表格3实施例4的超轻质混凝土高温下弯曲强度性能

需要说明的是，本发明在测试过程中，所遵循的测试标准分别是：

抗压强度测试标准：ASTM C39/C39M；

弹性模量测试标准：ASTM C469/C469M；

弯曲强度和峰值应变测试标准：ASTM D790.(2010)；

导热系数测试标准：ASTM C518～10。

在实施例1中，样品在30℃、200℃、400℃、600℃、900℃摄氏度连续4 小时高温处理后超轻质混凝土高温开裂情况如图1a所示的情况；在实施例4中，在 30℃、200℃、400℃、600℃、900℃摄氏度连续4小时高温处理后超轻质混凝 土高温开裂情况如图1b所示，从图1a和图1b显示的情况来看，除了如图1a所示， 实施例1在900℃连续4小时高温处理出现极其轻微的表面开裂的情况之外，其余 实施例在高温处理下没有出现表面开裂的情况，表现非常优秀。需要说明的是，图 1a和图1b均是取自各自样品的局部放大视图，另外，除了图1a和图1b对应的实施 例1和4之外，其他的实施例均没有给出图示，其原因在于，其他实施例即实施例2、 3、5、6的样品在30℃、200℃、400℃、600℃、900℃摄氏度连续4小时高温 处理后，均没有出现如图1a所示的在900℃摄氏度连续4小时高温处理后，轻微开 裂的情况，其大致情况和图1b所示，故并没有示出这几个实施例的样品在连续高温 处理下，开裂情况视图。

需要说明的是，漂珠是形成本发明超轻质混凝土相当重要的成份，表格1中给 出的六个实施例中，实施例1给出了漂珠按重量计的24.3份，实施例4给出的漂珠 50份，而其他四个实施例给出的漂珠的重量是30份。

本发明超轻质混凝土在吸水率的测试方面，也具有非常优秀的表现，图3给出 了实施例1的吸水率测试情况示图，图4给出了超轻质混凝土颗粒级配情况示图。

需要说明的是，图3中，传统混凝土、传统轻骨料混凝土、本发明实施例1和 实施例2的超轻质混凝土吸水率测试，参照的标准是：ASTM C 1585。图4则对比 了粉煤灰、水泥及漂珠的筛分通过量，对比可见，传统混凝土和传统轻骨料混凝土 的吸水率随着浸泡时间呈上升趋势，远远大于本发明实施例1和2的超轻质混凝土 吸水率；本发明超轻质混凝土由于剔除了粗骨料，配合比根据颗粒最紧密堆积理论 进行设计，尤其是使用了合理量的粉煤灰，使得自身结构致密且孔洞少，其吸水率远 低于传统混凝土或传统轻骨料混凝土的吸水率，而且随着浸泡时间趋于平稳、不再 上升的趋势。而本发明的其他实施例的表现和实施例1和2的表现是相当接近的， 可以参照实施例1和实施例2的吸水率情况，为了简便并没有在图3显示出本发明 的其他实施例的吸水率的情况。

本发明超轻质混凝土具有极高的抗压强度高，例如从表格2中可以看出实施例4中，200℃时抗压强度可达60MPA，而表格2中还可以看出，本发明超轻质混凝土 的干密度测试表现也非常优秀，最大的干密度出现在实施例4，实施例4的干密度是 1315kg/m³，即使最大的密度是1315kg/m³，该实施例的超轻质混凝土密度仍然比现 有技术公开的密度数据具有明显的优势，从表格3可以看出，本发明超轻质混凝土 的吸水渗透性小，故耐久性高，此外制备工艺简单，无需特殊养护，强度、密度稳 定，浇筑成型质量易控制。与现有的超轻质混凝土相比，例如CN 1096501A，抗压 强度在25～30MPa，与CN 1096501A相比，本发明的抗压强度超过60MPA，可作 为结构承载用途；又例如，CN 101041578A，干密度610kg/m3，抗压强度0.8MPa， 仅作为外壳而不能受力，而且其并没有公布耐高温、吸水率方面的性能表现。而本 发明超轻质混凝土制作的预制免拆除模板的建筑构件不单可以起到模板作用，还由于其具有非常高的抗压强度，还能和高强混凝土一起作为受力支撑建筑构件，综上， 本发明超轻质混凝土在干密度、抗压强度及吸水率方面都具有非常优秀的表现，各 项的测试数据性能俱佳，是现有技术所不能达到的。

一个实施例中：

所述水泥为52.5普通硅酸盐水泥。

一个实施例中：

所述漂珠粒径为10～300微米，等静压强度为15MPa，真密度为870kg/m3，堆 积密度450kg/m3，漂浮率95％，PH值7～8，高温成型，主要成分二氧化硅和三氧 化二铝，化学稳定性高。

一个实施例中：

所述硅灰表面积大于18000m²，二氧化硅含量超过85％，含水率小于3.0％，烧 失量小于6％。

一个实施例中：

所述粉煤灰为一级粉煤灰，细度不大于12.0％、需水量比不大于95％、烧失量不大于5.0％，密度2.23g/cc。

一个实施例中：

所述聚丙烯纤维为单丝直径30～40um,长度12mm，抗拉强度633MPa,弹模 3.5GPa。

一个实施例中：

所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，减水率大于30％。

一个实施例中：

如图2a所示，提供一种预制免拆除模板的建筑构件，包括：超轻质混凝土模板 构件1及高强混凝土构件3，所述超轻质混凝土模板构件1通过超轻质混凝土预先浇 筑形成，且所述超轻质混凝土模板构件1内部形成用于浇筑所述高强混凝土构件3 的模腔，所述高强混凝土构件3成型于所述模腔内部。在本实施例中，所述超轻质 混凝土模板构件1外部为矩形，所述模腔的形状同样为矩形模腔，所述高强混凝土 构件3浇筑于该矩形模腔内。

如图2a所示的实施例中，所述高强混凝土构件内部设有钢结构，所述钢结构包括：型钢4、钢筋5及箍筋6，所述型钢4的截面呈“工”字形呈纵向设置且位于所 述高强混凝土构件中央处，所述钢筋5呈纵向设置且均匀地布设于所述型钢4的周 围，所述箍筋6箍紧所述钢筋。

如图2a所示的实施例中，所述模腔内壁还设有凿毛结构层，所述超轻质混凝土 模板构件1通过所述凿毛结构层与所述高强混凝土构件进行结合。从图2a所示，所 述凿毛结构是波浪形，且其表面是粗糙的，能够与所述高强混凝土构件3很好地结 合，由于在本发明中，所述超轻质混凝土模板构件1不会被拆去，而与所述高强混 凝土构件3是一起服役的，为了使得所述超轻质混凝土模板构件1与所述高强混凝 土构件3很好地结合，可以将所述凿毛结构层做的非常粗糙，此外，还可以在所述 模腔内壁设置凿毛结构层的同时，均匀地在所述模腔内壁布设为了更好地与所述高 强混凝土构件3结合的凸起，所述凸起可以是混凝土结构凸起，也可以是钢结构的 凸起，更具体地，所述钢结构的凸起可以是一节钢筋，如此能够有效地提高所述超 轻质混凝土模板构件1与所述高强混凝土构件3结合的牢固程度。

需要说明的是，超轻质混凝土模板构件1结构可以是圆形，矩形，正方形，多 边形或者它们中的组合。超轻质混凝土模板构件可以是等截面和变截面。

一个实施例中：

超轻质混凝土模板构件1是通过工厂预制的，由许多子构件装配而成，每两个 子构件通过相互咬合的结构进行拼接，并在接缝处涂刷水泥浆，防止所述高强混凝 土构件3在浇筑时，所述高强混凝土构件3的物料漏出来的现象。

图2b～2e为本发明超轻质混凝土制成的结构构件的不同实施例的示意图。

如图2b所示，所述超轻质混凝土模板构件1的外部形状为矩形而其模腔的形状 为圆形，是故所述高强混凝土构件3的形状随模腔的形状同样为圆形。

如图2c所示，所述超轻质混凝土模板构件1的外部形状和其模腔的形状均为圆形，所述高强混凝土构件3的形状随模腔的形状亦为圆形。

如图2d所示，所述超轻质混凝土模板构件1的外部形状和其模腔的形状均六边形，所述高强混凝土构件3的形状随模腔的形状亦为六边形。

如图2e所示的实施例中，本实施例提供的是超轻质混凝土制成的U型梁建筑构件，所述超轻质缓凝土模板构件1是一个U型模板构件，其上端向下凹陷形成一U 型模腔，所述高强混凝土构件3是浇筑在该U型模腔内。

本发明的第三个目的是提供一种预制免拆除模板的建筑构件的形成方法，为了实现该目的，本发明提供的技术方案是：提供一种预制免拆除模板的建筑构件的形 成方法，包括如下步骤：

超轻质混凝土模板构件形成步骤：将超轻质混凝土经适当工序进行拌合，通过 机器自动入料、压实形成超轻质混凝土模板构件，所述超轻质混凝土模板构件内部 形成用于浇筑高强混凝土构件的模腔；

高强混凝土构件形成步骤：于模腔内部浇筑高强混凝土物料，以形成高强混凝 土构件；

养护成型步骤：经天然或者蒸汽养护成型。

在超轻质混凝土构件形成步骤之前，还包括提供用于浇筑超轻质混凝土模板构件的模板的步骤，并按照实施例用漂珠、硅灰、粉煤灰、水泥和水经过拌合形成用 于浇筑超轻质混凝土模板构件的物料。

在超轻质混凝土模板构件形成步骤之后，高强混凝土形成步骤之前，还包括凿 毛处理步骤：在所述模腔内壁进行凿毛处理形成凿毛结构，让所述超轻质混凝土模 板构件通过所述凿毛结构层与所述高强混凝土构件进行结合。

在凿毛处理步骤之后，高强混凝土构件形成步骤之前，还包括钢结构放置步骤：在所述模腔内部放置型钢、钢筋和箍筋，所述型钢呈纵向设置且位于所述高强混凝 土构件中央处，所述钢筋呈纵向设置且均匀地布设于所述型钢的周围，所述箍筋箍 紧所述钢筋。

布置钢筋和箍筋时，无需设置混凝土保护层厚度，超轻质混凝土外腔即可作为 保护层厚度。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (15)

1.一种超轻质混凝土，其特征在于，包括按重量计的下列组份：

水泥35～50份；

水17.55～25份；

减缩剂0.64～1份；

减水剂0.5～1份；

聚羧酸高效减水剂0.5～1份；

硅灰4～8份；

漂珠24.3～50份；

粉煤灰15～30份；

石灰岩粉0.75～1份；

游离状态氧化钙0.3～0.9份；

聚丙烯纤维或钢纤维或其组合0.46～2.5份。

2.如权利要求1～4任一项所述的超轻质混凝土，其特征在于，所述水泥为52.5普通硅酸盐水泥。

3.如权利要求5所述的超轻质混凝土，其特征在于，所述漂珠粒径为10～300微米，等静压强度为15MPa，真密度为870kg/m3。

4.如权利要求6所述的超轻质混凝土，其特征在于，所述硅灰比表面积大于18000m²。

5.如权利要求7所述的超轻质混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为一级粉煤灰。

6.如权利要求8所述的超轻质混凝土，其特征在于，所述聚丙烯纤维为单丝直径30～40um,长度12mm，抗拉强度633MPa,弹模3.5GPa。

7.如权利要求9所述的超轻质混凝土，其特征在于，所述减水剂为高效聚羧酸减水剂，减水率大于30％。

8.一种利用如权利要求1～4或6～10任一项所述的超轻质混凝土的预制免拆除模板的建筑构件，其特征在于，包括：超轻质混凝土模板构件及高强混凝土构件，所述超轻质混凝土模板构件通过超轻质混凝土预先浇筑形成，且所述超轻质混凝土模板构件内部形成用于浇筑所述高强混凝土构件的模腔，所述高强混凝土构件成型于所述模腔内部。

9.如权利要求8所述的预制免拆除模板的建筑构件，其特征在于，所述高强混凝土构件内部设有钢结构，所述钢结构包括：型钢、钢筋及箍筋，所述型钢呈纵向设置且位于所述高强混凝土构件中央处，所述钢筋呈纵向设置且均匀地布设于所述型钢的周围，所述箍筋箍紧所述钢筋。

10.如权利要求8所述的预制免拆除模板的建筑构件，其特征在于，所述模腔内壁还设有凿毛结构层，所述超轻质混凝土模板构件通过所述凿毛结构层与所述高强混凝土进行结合。

11.如权利要求10所述的预制免拆除模板的建筑构件，其特征在于，所述凿毛结构层上设置凸起或凹陷，用于增加所述超轻质混凝土构件与所述高强混凝土构件的结合面积。

12.一种如权利要求11所述的预制免拆除模板的建筑构件的形成方法，其特征在于，包括如下步骤：

超轻质混凝土模板构件形成步骤：将超轻质混凝土经适当工序进行拌合，通过机器自动入料、振捣压实形成超轻质混凝土模板构件，所述超轻质混凝土模板构件内部形成用于浇筑高强混凝土构件的模腔；

高强混凝土构件形成步骤：于模腔内部浇筑高强混凝土物料，以形成高强混凝土构件；

养护成型步骤：经天然或者蒸汽养护成型。

13.如权利要求12所述的预制免拆除模板的建筑构件的形成方法，其特征在于，在超轻质混凝土模板构件形成步骤之前，还包括提供用于浇筑超轻质混凝土模板构件的模板的步骤。

14.如权利要求12所述的预制免拆除模板的建筑构件的形成方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在超轻质混凝土模板构件形成步骤之后，高强混凝土构件形成步骤之前，还包括凿毛处理步骤：在所述模腔内壁进行凿毛处理形成凿毛结构，让所述超轻质混凝土模板构件通过所述凿毛结构层与所述高强混凝土构件进行结合。

15.如权利要求14所述的预制免拆除模板的建筑构件的形成方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在凿毛处理步骤之后，高强混凝土构件形成步骤之前，还包括钢结构放置步骤：在所述模腔内部放置型钢、钢筋和箍筋，所述型钢呈纵向设置且位于所述高强混凝土构件中央处，所述钢筋呈纵向设置且均匀地布设于所述型钢的周围，所述箍筋箍紧所述钢筋。