CN108168971A - 一种掺加橡胶集料的泡沫混凝土制备及测试方法 - Google Patents

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陈龙龙
段福强
邵建文
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    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
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Abstract

本发明公开了一种掺加橡胶集料的泡沫混凝土制备及测试方法，包括以下步骤：根据泡沫混凝土将要应用的环境确定泡沫混凝土的干密度、强度和导热系数；确定泡沫混凝土的水灰比和配合比；水灰比为0.45～0.60；将水泥、橡胶集料和水混合搅拌均匀得到掺加橡胶集料的水泥；将水与发泡剂混合，倒入发泡机中产生泡沫；将泡沫与掺加橡胶集料的水泥混合并浆搅拌均匀；将搅拌均匀的浆料浇注至约束收缩装置中；标准条件下养护1d后拆模，并在温度20±2℃，相对湿度60±5％条件下养护；测定其开裂时间及28d龄期裂缝宽度。通过本发明方法得到的混凝土可以减小泡沫混凝土的收缩率30％以上，效果明显，有助于其在实际工程中的推广应用。

Description

一种掺加橡胶集料的泡沫混凝土制备及测试方法
技术领域
本发明属于建筑材料、土木工程技术领域，具体涉及一种掺加橡胶集料的泡沫混凝土制备及测试方法。
背景技术
混凝土属气液固三相材料,其胶凝材料以水泥为主。水泥水化过程形成大量毛细孔，在未饱和空气中水分散失导致材料收缩。与普通混凝土相比，泡沫混凝土具有骨料少、气孔率高等特点，内部结构差异致使泡沫混凝土收缩率远超普通混凝土。在实际应用中，因泡沫混凝土的收缩而导致的开裂、空鼓等病害而严重制约泡沫混凝土的应用。
目前，国内外对泡沫混凝土收缩性能的研究主要集中在泡沫体积、原材料组成、含水状态、骨料等方面。其中，针对骨料方面的研究，主要是将聚丙烯纤维、膨胀珍珠岩、陶粒、聚苯颗粒等掺加到泡沫混凝土中，以减小其收缩率，但效果并不理想。在实际工程应用方面，仍有其局限性。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种掺加橡胶集料的泡沫混凝土制备及测试方法，主要用于减小泡沫混凝土收缩率，改善泡沫混凝土的抗开裂性能，减少裂缝产生，降低裂缝宽度。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种掺加橡胶集料的泡沫混凝土制备及测试方法，包括以下步骤：
(1)根据泡沫混凝土将要应用的环境确定泡沫混凝土的干密度、强度和导热系数；
(2)确定泡沫混凝土的水灰比和配合比；水灰比为0.45～0.60。
(4)将水泥、橡胶集料和水混合搅拌均匀得到掺加橡胶集料的水泥；
(5)将水与发泡剂混合，倒入发泡机中产生泡沫；
(6)将泡沫与掺加橡胶集料的水泥混合并浆搅拌均匀；
(7)将搅拌均匀的浆料浇注至约束收缩装置中；
(8)标准条件下养护1d后拆模，并在温度20±2℃，相对湿度60±5％条件下养护；
(9)测定其开裂时间及28d龄期裂缝宽度。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
通过本发明方法可解决泡沫混凝土的收缩率大的问题，有效减小泡沫混凝土裂缝宽度。通过相关测试经本发明方法得到的混凝土可以减小泡沫混凝土的收缩率30％以上，效果明显，有助于其在实际工程中的推广应用。
附图说明
图1是本发明中用于测试的约束收缩装置的结构示意图。
附图标记：1-钢外边框，2-钢内环，3-钢底板，4-底座
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述，本发明保护一种掺加橡胶集料的泡沫混凝土制备及测试方法，具体如下：
(1)选择掺加橡胶集料的泡沫混凝土的干密度、强度、导热系数、工作性能等作为泡沫混凝土的设计参数。
(2)依据《泡沫混凝土应用技术规程》(JGJ/T 341-2014)及《中华人民共和国建筑工业行业标准》(JG/T 266-2011)确定泡沫混凝土的水灰比。水灰比一般选择0.45～0.60之间较为适宜。
(3)根据选定的设计干密度、水灰比等参数，确定泡沫混凝土的配合比，涉及的相关算式如下：
①单位体积泡沫混凝土中水泥用量MC(kg)
②单位体积混凝土中水的总质量MTW(kg)
MTW＝MC·ω/c
③单位体积混凝土所需气体的体积Va(m3)
Va＝1-kl-MC/(ρc×1000)-MTW/1000
④单位体积混凝土所需的泡沫质量Mf(kg)
Mf＝Va/(1-Df/1000)
⑤单位体积混凝土所需加入水的质量MW(kg)
MW＝MTW-Mf
⑥单位体积混凝土所需发泡剂质量MP(kg)
以上各式中：
ρd：设计干密度(kg/m3)；ρR：橡胶集料的表观密度(kg/m3)；kR:单位体积混凝土中橡胶集料所占的体积百分比，即橡胶掺量(％)；kh：水化系数。水泥水化后的质量应为水泥质量乘以水花系数，其所占体积不变，普通硅酸盐水泥取1.2；ρc：胶凝材料的绝对表观密度；ρf：泡沫密度(kg/m3)；β：发泡剂稀释倍数。
(4)浆料制备：①将水泥、橡胶集料和水混合搅拌均匀得到掺加橡胶集料的水泥。②将水与发泡剂混合，倒入发泡机中产生泡沫。③将泡沫与掺加橡胶集料的水泥混合并浆搅拌均匀。④将搅拌均匀的浆料浇注到外方内圆偏心约束收缩装置中。
(5)标准条件下养护1d后拆模，并在温度20±2℃，相对湿度60±5％条件下养护。
(6)测定其开裂时间及28d龄期裂缝宽度。
为能进一步说明本发明的内容、特点，提供以下实施例：
对比相同体积掺量的橡胶集料和膨胀珍珠岩的泡沫混凝土在外方内圆约束收缩装置中的收缩试验，测定其开裂时间及裂缝宽度。
两种泡沫混凝土A(掺加8％的橡胶集料)和B(掺加8％的膨胀珍珠岩)的配合比如表1所示。所用水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥；橡胶集料表观密度1050kg/m3，粒径大小为10目；膨胀珍珠岩，表观密度400kg/m3；发泡剂稀释比例1：60，水为自来水。
表1泡沫混凝土配合比(kg/m3)
编号 水 水泥 掺料 发泡剂
A 298.3 596.7 84 0.54
B 320 640 32 0.52
(1)采用图1-1和1-2中所示的约束收缩装置模具，每组制作3个试件；本实施例中约束收缩装置模具由钢外边框1、钢内环2、钢底板3和底座4组成。
(2)按照表1所示的配合比浇筑试件，将浇筑完成的试件置于自然条件下养护1d后拆模。
(3)在约束收缩装置的圆环内侧粘贴应变片，并将应变片与应变采集系统连接，每15min采集一次应变数据。
(4)将试件放入恒温养护室内，控制温度20±2℃，相对湿度60±5％。
(5)记录应变发生突变的时刻即为试件的开裂时刻。从拆模后计算，各试件开裂用时如表2所示。
表2试件开裂时间(h)
(6)试件养护28d后，测量各试件的裂缝宽度ω，结果如表3所示。
表3试件裂缝宽度(mm)
对比表2和表3的试验结果，A组泡沫混凝土的开裂时间较B组开裂时间久；A组泡沫混凝土的裂缝宽度较B组裂缝宽度小。
结果表明：掺加橡胶集料的泡沫混凝土的抗开裂性能优于掺加等体积膨胀珍珠岩的泡沫混凝土。掺加橡胶集料的泡沫混凝土具有低收缩率、及较好的抗裂性能，能够有效解决公知技术中泡沫混凝土收缩率大、易开裂等问题。
本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种掺加橡胶集料的泡沫混凝土制备及测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据泡沫混凝土将要应用的环境确定泡沫混凝土的干密度、强度和导热系数；
(2)确定泡沫混凝土的水灰比和配合比；
(4)将水泥、橡胶集料和水混合搅拌均匀得到掺加橡胶集料的水泥；
(5)将水与发泡剂混合，倒入发泡机中产生泡沫；
(6)将泡沫与掺加橡胶集料的水泥混合并浆搅拌均匀；
(7)将搅拌均匀的浆料浇注至约束收缩装置中；
(8)标准条件下养护1d后拆模，并在温度20±2℃，相对湿度60±5％条件下养护；
(9)测定其开裂时间及28d龄期裂缝宽度。
2.根据权利要求1所述一种掺加橡胶集料的泡沫混凝土制备及测试方法，其特征在于，步骤(2)中所述水灰比为0.45～0.60。
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