CN108191325A - 一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土，包括轻集料、凝胶材料、增塑剂、减水剂、掺合料和水，原材料按照重量配比如下：(1)轻集料：粉煤灰陶粒35％～40％，浮石陶砂30％～35％；(2)凝胶材料：水泥12％～16％；(3)增塑剂：聚合物1％～5％；(4)减水剂：木质素磺酸盐和/或萘磺酸盐甲醛聚合物0％～5％；(5)掺合料：超细沸石粉1％～5％；(6)水：5％～7％。制备得到的混凝土具有轻质量、高强性、高韧性、高抗裂性和高耐久性等特点，是一种用途广泛的环保型建筑材料。

Description

一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土

技术领域

本发明涉及环保型建筑材料领域，具体涉及一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土。

背景技术

由于混凝土具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单等特点，使其成为当代建筑领域最为重要的材料之一，因而混凝土的使其用量越来越大。此外，混凝土的高强性、高韧性、高抗裂性、高耐久性和轻质量，是未来土木建筑领域对混凝土材料性能要求的发展趋势。目前土木工程上应用的普通混凝土是一种准脆性材料，掺入合适纤维等聚合物虽然在一定程度上改善了其抗拉、抗弯强度和断裂性能，但是混凝土中聚合物面临长期抗老化性能不良的问题。而普通混凝土的单位体积质量大、笨重等问题，对于其使用在诸多方面受到限制，增加了人力、物力的损耗。

随着工业的发展，大量煤炭随之被燃烧掉，粉煤灰作为一种固体废弃物，随着煤炭燃烧产生的烟道气排放而进入大气。粉煤灰中包含大量的二氧化硅和三氧化二铝等有用资源，若不对其进行收集和妥善处理，将会造成资源浪费与环境污染。因此粉煤灰的综合利用，变废为宝，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，是缓解我国环境污染压力、资源缺乏的重要手段。粉煤灰的微观形态为空心球结构，这赋予了粉煤灰质量轻、密度低等物理特性，本发明充分利用粉煤灰的物理化学性质，制备了一种具有轻质量、高强性、高韧性、高抗裂性、高耐久性的混凝土。

中国专利公开号CN 103951459 A，提供一种利用粉煤灰陶粒为轻骨料制备发泡水泥的方法：该具体过程为步骤，将梭甲基纤维素钠加入水中溶解，得到梭甲基纤维素钠水溶液步骤，向上述溶液中加入聚乙烯醇溶液，搅拌均匀，然后，在搅拌的同时，依次加入粉煤灰陶粒和混合料，搅拌均匀，最后，向已混合均匀的料浆中加入双氧水，快速搅拌，入模，硬化成型，终凝，脱模，在室内保湿喷水或覆盖薄膜养护至试验龄期，即得粉煤灰陶粒发泡水泥。本发明通过添加梭甲基纤维素钠盐改善了骨料与水泥浆之间的薄弱区，提高了豁结强度，使发泡水泥的力学性能和耐久性显著提高，解决了陶粒上浮的问题。该发明使用梭甲基纤维素钠盐作为其中的一种主要原料，导致这种水泥应用在建筑上后透气性差，使整个水泥涂层干燥速度缓慢，耽误施工进度。

中国专利公开号CN1491917A涉及一种高强轻集料混凝土的制备方法，其特征是：由如下步骤实现：1).轻集料的预处理：a).预处理水泥浆体的准备，预处理水泥浆体由水泥、超细掺合料、水溶性聚丙烯酸乳液、减水剂FDN、水组成；b).把轻集料放入上述预处理水泥浆体中搅拌1～3min后取出，在相对湿度90±5％，温度20±3℃条件下养护1～3天，待用；2).轻集料混凝土的制备：高强轻集料混凝土，由预处理后的轻集料、水泥、细集料、硅灰、减水剂FDN、水组成；按比例搅拌均匀制成浆体，即得产品。它能够有效提高轻集料颗粒强度、降低吸水率，显著增加轻集料混凝土强度和改善轻集料混凝土泵送施工性能。该方法制备时间长、工艺复杂，所用到的超细掺合料要经过反复球磨，制备成本高、能耗高，不利于工业化大规模生产。

中国专利公开号CN102795878A涉及一种轻质绝热发泡水泥及其制备方法，主要以水泥、粉煤灰、生石灰粉、发泡剂、空心玻璃微珠及氯化铁按照一定比例混合制得浆料，入模具静置发泡，自然养护成型。该制备工艺简单，易于操作。制品的抗压强度较高，导热系数较低，但是粉煤灰的利用率相对较低，不能得到粉煤灰废弃物的充分利用。

为了克服上述缺陷，本发明提出一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土，解决上述实际应用中的难题。该材料以粉煤灰为主要原料，其制备工艺简单、能耗低，制得混凝土具有轻质量、高强性、高韧性、高抗裂性和高耐久性等特点，是一种在未来有广阔应用前景的环保型建筑材料。

发明内容

本发明的目的是制备一种质量轻、工艺简单、能耗低，具有轻质量、高强性、高韧性、高抗裂性和高耐久性等特点的粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土，实现大规模的粉煤灰陶粒的资源化利用。

为了实现本发明的目的，采用的技术方案为：

一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土，原材料包括轻集料、凝胶材料、

增塑剂、减水剂、掺合料和水，所述原材料按照重量配比如下：

(1)轻集料：粉煤灰陶粒35％～40％，浮石陶沙30％～35％；

(2)凝胶材料：水泥12％～16％；

(3)增塑剂：聚合物1％～5％；

(4)减水剂：木质素磺酸盐和/或萘磺酸盐甲醛聚合物0％～5％；

(5)掺合料：超细沸石粉5％；

(6)水质：5％～7％；

进一步，所述的轻集料中粉煤灰陶粒中二氧化硅的质量分数不低于20％，浮石陶沙中二氧化硅的含量不低于50％；

进一步，所述的轻集料中粉煤灰陶粒与浮石陶沙的粒度为50目～500目；

进一步，增塑剂聚合物为环氧树脂或不饱和聚酯；

进一步，增塑剂聚合物的分子量不低于600000，为水溶性聚合物；

进一步，掺合料超细沸石的粒度不大于200目；

本发明一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土的制备过程如下：

首先，将质量百分比为35％～40％的粉煤灰陶粒与质量百分比为12％～16％水泥混合均匀，粉碎至50目以下，得到初级混凝土粉料；

然后，将初级粉料加入到搅拌机中，按照质量配比，加入掺合料，质量百分数占1％～5％，进行搅拌；

其次，将水、减水剂、聚合物按照质量配比配置成水溶液，加入到搅拌机中继续搅拌；

最后，得到的混合材料经过养护得到粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土。

与现有技术相比较本发明的有益效果在于，本发明以固体废弃物粉煤灰加工而成的粉煤灰陶粒为主要原料，将固体废弃物实现资源化利用，减少硅酸盐水泥的消耗。将大宗固体废弃物粉煤灰进行综合利用，变废为宝、变害为利，缓解了我国环境污染压力。充分利用粉煤灰的物理化学性质，制备得到的混凝土具有轻质量、高强性、高韧性、高抗裂性和高耐久性等特点，是一种用途广泛的环保型建筑材料。

具体实施方式

实施例一

一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土，按照原材料重量配比：

(1)轻集料：粉煤灰陶粒质量百分数为39％，浮石陶沙的质量百分数为35％，其中粉煤灰陶粒与浮石陶沙的粒度为100目，粉煤灰陶粒中二氧化硅的质量分数为25.3％，浮石陶沙中二氧化硅的含量为55.2％；

(2)凝胶材料：水泥质量百分数为12％；

(3)增塑剂：聚合物为水溶性的聚环氧乙烷，质量百分数为4％，分子量为1000000；

(4)减水剂：为萘磺酸盐，质量分数为1％；

(5)掺合料：为超细沸石粉的质量百分数为5％；

(6)水质量百分数为7％；

一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土的制备过程如下：

首先，将粉煤灰陶粒质量百分数为40％，浮石陶沙的质量百分数为30％的轻集料与质量百分比为12％的水泥混合均匀，粉碎至100目，得到初级混凝土粉料；

然后，将初级粉料加入到搅拌机中，按照质量配比，加入掺合料超细沸石粉，超细沸石粉的质量百分数为1％，搅拌30min；

其次，将水7％、木质素磺酸盐1％、聚环氧乙烷4％按照质量配比配置成水溶液，加入到搅拌机中继续搅拌30min；

最后，得到的混合材料经过常温25±5℃养护24h，得到粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土。

实施例二

一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土，按照原材料重量配比：

(1)轻集料：粉煤灰陶粒质量百分数为35％，浮石陶沙的质量百分数为35％，其中粉煤灰陶粒与浮石陶沙的粒度为150目，粉煤灰陶粒中二氧化硅的质量分数为40％，浮石陶沙中二氧化硅的含量为73.2％；

(2)凝胶材料：水泥质量百分数为12％；

(3)增塑剂：聚合物为水溶性的聚环氧乙烷，质量百分数为4％，分子量1000000；

(4)减水剂：为萘磺酸盐，质量分数为2％；

(5)掺合料：为超细沸石粉的质量百分数为5％；

(6)水质量百分数为7％；

一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土的制备过程如下：

首先，将粉煤灰陶粒质量百分数为35％，浮石陶沙的质量百分数为35％的轻集料与质量百分比为12％的水泥混合均匀，粉碎至100目，得到初级混凝土粉料；

然后，将初级粉料加入到搅拌机中，按照质量配比，加入掺合料超细沸石粉，超细沸石粉的质量百分数为5％，搅拌10min；

其次，将水7％、木质素磺酸盐2％、聚环氧乙烷4％按照质量配比配置成水溶液，加入到搅拌机中继续搅拌40min；

最后，得到的混合材料经过常温25±5℃养护36h，得到粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土。

实施例三

一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土，按照原材料重量配比：

(1)轻集料：粉煤灰陶粒质量百分数为35％，浮石陶沙的质量百分数为30％，其中粉煤灰陶粒与浮石陶沙的粒度为150目，粉煤灰陶粒中二氧化硅的质量分数为33.5％，浮石陶沙中二氧化硅的含量为60.2％；

(2)凝胶材料：水泥质量百分数为12％；

(3)增塑剂：聚合物为水溶性的聚环氧乙烷，质量百分数为5％，分子量1000000；

(4)减水剂：为萘磺酸盐，质量分数为5％；

(5)掺合料：为超细沸石粉的质量百分数为5％；

(6)水质量百分数为7％；

一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土的制备过程如下：

首先，将粉煤灰陶粒质量百分数为35％，浮石陶沙的质量百分数为30％的轻集料与质量百分比为12％的水泥混合均匀，粉碎至100目，得到初级混凝土粉料；

然后，将初级粉料加入到搅拌机中，按照质量配比，加入掺合料超细沸石粉，超细沸石粉的质量百分数为1％，搅拌50min；

其次，将水7％、木质素磺酸盐1％、聚环氧乙烷4％按照质量配比配置成水溶液，加入到搅拌机中继续搅拌20min；

最后，得到的混合材料经过常温25±5℃养护24h，得到粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土。

实施例四

一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土，按照原材料重量配比：

(1)轻集料：粉煤灰陶粒质量百分数为35％，浮石陶沙的质量百分数为30％，其中粉煤灰陶粒与浮石陶沙的粒度为150目，粉煤灰陶粒中二氧化硅的质量分数为40.2％，浮石陶沙中二氧化硅的含量为71.2％；

(2)凝胶材料：水泥质量百分数为16％；

(3)增塑剂：聚合物为水溶性的聚环氧乙烷，质量百分数为5％，分子量1000000；

(4)减水剂：为萘磺酸盐，质量分数为1％；

(5)掺合料：为超细沸石粉的质量百分数为5％；

(6)水质量百分数为7％；

一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土的制备过程如下：

首先，将粉煤灰陶粒质量百分数为35％，浮石陶沙的质量百分数为34％的轻集料与质量百分比为12％的水泥混合均匀，粉碎至100目，得到初级混凝土粉料；

然后，将初级粉料加入到搅拌机中，按照质量配比，加入掺合料超细沸石粉，超细沸石粉的质量百分数为5％，搅拌30min；

其次，将水7％、木质素磺酸盐1％、聚环氧乙烷4％按照质量配比配置成水溶液，加入到搅拌机中继续搅拌30min；

最后，得到的混合材料经过常温25±5℃养护36h，得到粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土，其特征在于：原材料包括轻集料、凝胶材料、增塑剂、减水剂、掺合料和水，所述原材料按照重量配比如下：

(1)轻集料：粉煤灰陶粒35％～40％，浮石陶沙30％～35％；

(2)凝胶材料：水泥12％～16％；

(3)增塑剂：聚合物1％～5％；

(4)减水剂：木质素磺酸盐和/或萘磺酸盐甲醛聚合物0％～5％；

(5)掺合料：超细沸石粉的含量为1％～5％；

(6)水含量为5％～7％。

2.根据权利要求1所述的一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土，其特征在于：所述粉煤灰陶粒中二氧化硅的质量分数不低于20％，浮石陶沙中二氧化硅的含量不低于50％。

3.根据权利要1所述的一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土，其特征在于：轻集料中粉煤灰陶粒与浮石陶沙的粒度为50目～500目。

4.根据权利要求1所述的一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土，其特征在于：增塑剂聚合物为环氧树脂或不饱和聚酯。

5.根据权利要求1所述的一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土，其特征在于：增塑剂聚合物的分子量不低于600000，为水溶性聚合物。

6.根据权利要求1所述的一种粉煤灰陶粒基轻集料聚合物混凝土，其特征在于：掺合料超细沸石粉的粒度不大于200目。