CN108484026A - 轻质混凝土浆液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了轻质混凝土浆液及其制备方法。该轻质混凝土浆液由重量份数为300‑470份的水泥、30‑150份的粉煤灰、210‑320份的水、0.3‑1份的防水剂、1.2‑3份的纤维和0.2‑0.5份的发泡剂构成。该轻质混凝土浆液的制备方法包括以下步骤：1)按照权利要求1所述的重量份数称取所述水、纤维、防水剂、水泥、粉煤灰和发泡剂，首先将所述纤维和防水剂加入所述水中并搅拌均匀，然后加入所述水泥和粉煤灰并搅拌均匀，制备得到料浆；3)采用发泡设备将所述发泡剂制备成泡沫；4)将所述泡沫加入所述料浆内，搅拌均匀即得所述轻质混凝土浆液；将该轻质混凝土浆液浇筑和养护硬化后即得轻质混凝土。由该轻质混凝土浆液浇筑得到的轻质混凝土的抗压强度高，寿命长。

Description

轻质混凝土浆液及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，具体而言，涉及轻质混凝土浆液及其制备方法。

背景技术

我国于2000年前后引入现浇轻质混凝土技术，依托大规模工程建设对其制备、工装、工艺、重量检查与验收等专项技术作了进一步研发和提升，形成了较成熟的成套技术。但常规轻质混凝土具有收缩大，水化热高等问题，硬化后的轻质混凝土表面容易开裂，导致吸收大量外来水分，影响轻质混凝土的力学性能和耐久性。因此，迫切需要一种高性能现浇轻质混凝土浆液配方及制备方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供轻质混凝土浆液及其制备方法，以解决现有技术中轻质混凝土浆液存在的性能差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种轻质混凝土浆液。该轻质混凝土浆液由重量份数为300-470份的水泥、30-150份的粉煤灰、210-320份的水、0.3-1份的防水剂、1.2-3份的纤维和0.2-0.5份的发泡剂构成。

通过大量室内试验发现现浇轻质混凝土中采用现有类型的减水剂时会造成轻质混凝土浆液出现不稳定现象，更容易出现离析、塌模等现象，这是由于轻质混凝土浆液浇筑完成后，浆液在泡沫渗流、液膜破裂和气体扩散三种机理的作用下，水分向浇筑层下部聚集，当采用减水剂时，减水剂会造成下部泡沫的粘滞力减小，出现泡沫向上移动现象，造成不稳定现象。对于预制件类型的轻质混凝土配方，常常施加速凝剂保证浇筑稳定，缩短养护时间，加速模具使用周期，但对于现场浇筑类型的轻质混凝土，由于浇筑场地和搅拌区距离长，水源不稳定等原因，现浇轻质混凝土初凝的时间一般保证至少30分钟以上，因此不宜添加速凝剂。本发明通过对水、纤维、防水剂、水泥、粉煤灰和发泡剂的使用量的优化，避免使用速凝剂和减水剂等添加剂，获得了一种高性能现浇轻质混凝土浆液配方，所得轻质混凝土浆液收缩小，水化热低，由该轻质混凝土浆液浇筑硬化后所得的轻质混凝土表面不易开裂，具有优异的力学性能和耐久性。通过施加防水剂和纤维，可降低其渗透性和吸附水性能，提高其耐久性和增加其使用范围(临近水工程、冻土区等)；通过掺加粉煤灰，部分解决常规轻质混凝土收缩大，水化热高等问题。

进一步地，所述水泥为抗压强度≥42.5MPa的硅酸盐水泥。对于轻质混凝土材料，其主要优势特点为轻质高强，水泥抗压强度≥42.5MPa可保证水泥内胶凝物质含量，可保证轻质高强的特点。

进一步地，所述粉煤灰为一级粉煤灰，所述粉煤灰的重量≤所述水泥重量的50％。因为粉煤灰材料为具有火山灰质活性的材料，在足够含量的水泥轻质混凝土材料中才能激发其活性，因此当粉煤灰的重量≤水泥重量的50％时，可保证轻质混凝土材料硬化后抗压强度。

进一步地，所述纤维的长度为2-10mm，所述纤维的重量为所述水泥和粉煤灰总重量的0.4-0.6％。纤维在轻质混凝土内部形成三维错向支撑网，通过减少材料硬化初期的干缩裂缝和纤维在单体之间的吸附力(纤维在单体之间形成一种桥梁结构)，增加泡沫轻质混凝土的抗压抗压强度。当纤维长度低于上述数值范围时，在相同掺量、相同密度的情况时，不能良好的形成三维支撑网，导致泡沫轻质混凝土的抗压强度差。当纤维长度高于上述数值范围时，纤维在泡沫轻质混凝土浆液中会出现弯曲现象，造成浪费，且不易搅拌均匀。当所述纤维的重量低于上述数值范围时，纤维不能充分发挥其作用，抗压强度增加比例低。当所述纤维的重量高于上述数值范围时，纤维在轻质混凝土浆液分散效果不理想，密实度下降，导致抗压泡沫轻质混凝土的抗压强度低。

进一步地，所述纤维的长度为6mm；所述纤维为聚丙烯纤维。当所述纤维的长度为6mm时，所得泡沫轻质混凝土的抗压强度最好。聚丙烯纤维作为一种低弹模、高延性纤维，具有耐酸碱、韧性和阻裂性良好、价格低廉等优点，备受国内外专家的关注。通过在水泥材料中掺加适量的聚丙烯纤维，在保证经济的前提下，可提高水泥基体的抗拉抗压强度，阻止基体中原有微裂缝的扩展，延缓新裂缝的产生，提高基体的变形性能从而改善基体的韧性与抗冲击性等。因此，当所述纤维为聚丙烯纤维时，具有经济、环保、耐久等优点。

进一步地，所述发泡剂为复合发泡剂；所述发泡剂的稀释倍数为50-70倍。理想的稀释倍数，可最大限度的提高发泡剂的有效泡沫量，降低发泡剂使用量，降低成本。其中有效泡沫量为在轻质混凝土中存留下来的泡沫数目。当所述发泡剂的稀释倍数高于上述数值范围时，泡沫产生的数量多且易出现大粒径泡沫，但造成泡沫壁韧性低，在泡沫与水泥浆体拌合时容易出现破裂现象；当所述发泡剂的稀释倍数低于上述数值范围时，泡沫重量较高，不但会造成发泡剂浪费，增加成本，且研究结果表明，当轻质混凝土内发泡剂稀释倍数较低时，发泡剂会影响其内部水泥颗粒的水化，延缓抗压强度上升。所述复合型发泡剂指由多种发泡成分组成的发泡剂，其中发泡成分占总重量的80-90％，外加剂占总重量的10-20％，其中外加剂需具有发泡、稳泡、促凝或缓凝、减水、减缩和防裂等功能。

进一步地，所述防水剂为硬脂酸钙。当所述防水剂为硬脂酸钙时，防水剂与泡沫的相容性较好。

进一步地，该轻质混凝土浆液由重量份数为300份的水泥、150份的粉煤灰、320份的水、0.5份的防水剂、2份的纤维和0.3份的发泡剂构成。此时，所得泡沫轻质混凝土的性能最好。

进一步地，所述轻质混凝土浆液的高度为50-80cm。当浇筑高度较低时，会延长施工工期，同时会影响轻质混凝土结构的整体性。当浇筑高度较高时，会造成不稳定现象的产生，造成较大的沉降，甚至出现塌模现象。为确保轻质混凝土的浇筑质量，优选使同一浇筑层上部和下部密度差和抗压强度差不超过10％，那么轻质混凝土浇筑过程需分层浇筑完成，其分层浇筑厚度，应结合构件的断面尺寸，保证轻质混凝土浇筑质量确定，且上层轻质混凝土应在下层轻质混凝土初凝之后、终凝之前浇筑完成，当在终凝之后进行浇筑时，需对下层轻质混凝土层进行刮毛，保证结构的整体性。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，还提供了一种轻质混凝土浆液的制备方法。该轻质混凝土浆液的制备方法包括以下步骤：

1)按照权利要求1所述的重量份数称取所述水、纤维、防水剂、水泥、粉煤灰和发泡剂，首先将所述纤维和防水剂加入所述水中并搅拌均匀，然后加入所述水泥和粉煤灰并搅拌均匀，制备得到料浆；

2)采用发泡设备将所述发泡剂制备成泡沫；

3)将所述泡沫加入所述料浆内，搅拌均匀即得所述轻质混凝土浆液；将该轻质混凝土浆液浇筑和养护硬化后即得轻质混凝土。

本发明的轻质混凝土浆液的制备方法首先进行纤维与水的均匀混合，保证纤维进行前掺，不仅可保证纤维分散均匀，同时可缩短搅拌时间，所得轻质混凝土中纤维与水泥水化产物之间的粘结抗压强度最高。

可见，本发明的轻质混凝土浆液通过对水、纤维、防水剂、水泥、粉煤灰和发泡剂的使用量的优化，避免使用速凝剂和减水剂等添加剂，获得了一种高性能现浇轻质混凝土浆液配方，所得轻质混凝土浆液收缩小，水化热低，由该轻质混凝土浆液浇筑硬化后所得的轻质混凝土表面不易开裂，具有优异的力学性能和耐久性。本发明的轻质混凝土浆液的制备方法首先进行纤维与水的均匀混合，以保证纤维进行前掺，从而保证纤维能够充分提高轻质混凝土的抗压强度。

下面通过具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在对本发明进行说明前，需要特别指出的是：

本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本发明的轻质混凝土浆液由重量份数为300-470份的水泥、30-150份的粉煤灰、210-320份的水、0.3-1份的防水剂、1.2-3份的纤维和0.2-0.5份的发泡剂构成。

所述水泥为抗压强度≥42.5MPa的硅酸盐水泥。

所述粉煤灰为一级粉煤灰，所述粉煤灰的重量≤所述水泥重量的50％。

所述纤维的长度为2-10mm，所述纤维的重量为所述水泥和粉煤灰总重量的0.4-0.6％。

所述发泡剂为复合发泡剂；所述发泡剂的稀释倍数为50-70倍。

所述防水剂为硬脂酸钙。

所述轻质混凝土浆液的浇筑高度为50-80cm。

以下通过具体的实施例来说明本发明的有益效果。

实施例1-12的轻质混凝土浆液的配方以及对应的轻质混凝土性能见表1，其中，浇筑高度均为65cm；所述粉煤灰为一级粉煤灰且重量≤所述水泥重量的50％；所述水泥为抗压强度为45MPa的硅酸盐水泥；所述纤维为聚丙烯纤维，其长度为6mm，其使用份数为2份；所述发泡剂为KH复合发泡剂，其使用份数为0.3份，稀释倍数为60倍；所述防水剂的使用份数为0.5份；所述纤维浓度为所述纤维的重量占所述水泥和粉煤灰总重量的百分比；水泥、粉煤灰和水的单位为重量份数；湿密度的单位为kg/m³；抗压强度的单位为MPa，抗压强度的测试如下：将轻质混凝土制成规定大小和形状的试件，把试件在水中养护28天时所具有的抗压抗压强度的最低值。

表1为实施例1-12的轻质混凝土浆液的配方以及对应的轻质混凝土性能。

从表1可以看出，实施例1-10的轻质混凝土均具有良好的性能。实施例11的纤维浓度较低，即纤维的使用量较少，因此其抗压强度明显低于实施例1-10的轻质混凝土的抗压强度。实施例12的纤维浓度较高，即纤维的使用量过多，导致浪费，因此其抗压强度与实施例5的轻质混凝土的抗压强度相当。

表2为实施例13-16的纤维长度以及对应的轻质混凝土的抗压强度。实施例13-16的轻质混凝土浆液的配方与实施例1的轻质混凝土浆液的配方相同，区别在于纤维的长度不同。其中，纤维的长度的单位为mm。

表2为实施例13-16的纤维长度以及对应的轻质混凝土的抗压强度。

实施例编号	纤维长度	轻质混凝土的抗压强度
			实施例13	1	2.98
实施例14	2	4.26
			实施例15	10	4.20
实施例16	12	2.95

结合实施例1、实施例13-16可知，只有当纤维长度为2-10mm时，所得轻质混凝土均具有较好的抗压强度，其中，当纤维长度为6mm时，所得轻质混凝土的抗压强度最高。实施例13的纤维长度过短，导致其轻质混凝土的抗压强度明显低于实施例1、实施例14和实施例15的轻质混凝土的抗压强度。实施例16的纤维长度过长，导致其轻质混凝土的抗压强度明显低于实施例1、实施例14和实施例15的轻质混凝土的抗压强度。

表2为实施例17-20的泡沫稀释倍数以及对应的轻质混凝土的抗压强度。实施例17-20的轻质混凝土浆液的配方与实施例1的轻质混凝土浆液的配方相同，区别在于纤维的长度不同。其中，纤维的长度的单位为mm。

表2为实施例17-20的泡沫稀释倍数以及对应的轻质混凝土的抗压强度。

实施例编号	稀释倍数	轻质混凝土的抗压强度
			实施例17	40	3.54
实施例18	50	4.62
			实施例19	70	4.65
实施例20	80	3.51

结合实施例1、实施例17-20可知，只有当稀释倍数为50-70时，所得轻质混凝土均具有较好的抗压强度，其中，当稀释倍数为60倍时，所得轻质混凝土的抗压强度最高。实施例17的稀释倍数过小，导致其轻质混凝土的抗压强度明显低于实施例1、实施例18和实施例19的轻质混凝土的抗压强度。实施例20的稀释倍数过高，导致其轻质混凝土的抗压强度明显低于实施例1、实施例18和实施例19的轻质混凝土的抗压强度。

上述实施例1-20的轻质混凝土浆液的制备方法包括以下步骤：

1)按照表格称取所述水、纤维、防水剂、水泥、粉煤灰和发泡剂，首先将所述纤维和防水剂加入所述水中并搅拌均匀，然后加入所述水泥和粉煤灰并搅拌均匀，制备得到料浆；

2)采用发泡设备将所述发泡剂制备泡沫；

3)将所述泡沫加入所述料浆内，搅拌均匀即得所述轻质混凝土浆液；将该轻质混凝土浆液浇筑和养护硬化后即得轻质混凝土。

实施例21的轻质混凝土浆液的配方与实施例1的轻质混凝土浆液的配方相同，区别在于制备方法不同。实施例21的制备方法如下：

1)按照表格称取所述水、纤维、防水剂、水泥、粉煤灰和发泡剂并直接搅拌均匀，制备得到料浆；

2)采用发泡设备将所述发泡剂制备泡沫；

3)将所述泡沫加入所述料浆内，搅拌均匀即得所述轻质混凝土浆液；将该轻质混凝土浆液浇筑和养护硬化后即得轻质混凝土。

经验证，实施例21的轻质混凝土的抗压强度为2.3。由于未使纤维前掺，因此实施例21的轻质混凝土的抗压强度明显低于实施例1的轻质混凝土的抗压强度。

以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.轻质混凝土浆液，其特征在于：该轻质混凝土浆液由重量份数为300-470份的水泥、30-150份的粉煤灰、210-320份的水、0.3-1份的防水剂、1.2-3份的纤维和0.2-0.5份的发泡剂构成。

2.如权利要求1所述的轻质混凝土浆液，其特征在于：所述水泥为抗压强度≥42.5MPa的硅酸盐水泥。

3.如权利要求1所述的轻质混凝土浆液，其特征在于：所述粉煤灰为一级粉煤灰，所述粉煤灰的重量≤所述水泥重量的50％。

4.如权利要求1所述的轻质混凝土浆液，其特征在于：所述纤维的长度为2-10mm，所述纤维的重量为所述水泥和粉煤灰总重量的0.4-0.6％。

5.如权利要求4所述的轻质混凝土浆液，其特征在于：所述纤维的长度为6mm；所述纤维为聚丙烯纤维。

6.如权利要求1所述的轻质混凝土浆液，其特征在于：所述发泡剂为复合发泡剂；所述发泡剂的稀释倍数为50-70倍。

7.如权利要求1所述的轻质混凝土浆液，其特征在于：所述防水剂为硬脂酸钙。

8.如权利要求1所述的轻质混凝土浆液，其特征在于：该轻质混凝土浆液由重量份数为300份的水泥、150份的粉煤灰、320份的水、0.5份的防水剂、2份的纤维和0.3份的发泡剂构成。

9.如权利要求1所述的轻质混凝土浆液，其特征在于：所述轻质混凝土浆液的浇筑高度为50-80cm。

10.轻质混凝土浆液的制备方法，包括以下步骤：

1)按照权利要求1所述的重量份数称取所述水、纤维、防水剂、水泥、粉煤灰和发泡剂，首先将所述纤维和防水剂加入所述水中并搅拌均匀，然后加入所述水泥和粉煤灰并搅拌均匀，制备得到料浆；

2)采用发泡设备将所述发泡剂制备成泡沫；

3)将所述泡沫加入所述料浆内，搅拌均匀即得所述轻质混凝土浆液；将该轻质混凝土浆液浇筑和养护硬化后即得轻质混凝土。