CN108503287A - 一种高韧性防裂混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种高韧性防裂混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高韧性防裂混凝土及其制备方法，涉及混凝土领域，包括以下重量份计的原料：水泥15‑25份、粉煤灰8‑15份、高岭土5‑10份、壳聚糖4‑8份、聚丙烯纤维12‑18份、碳化钛3‑6份、砂砾5‑10份、废弃建筑垃圾60‑80、贝壳粒15‑30份、椰壳6‑12份、肉桂酸甲酯1.2‑2.5份、缓凝剂1.4‑2.6份和增韧剂3‑7份；本发明混凝土通过原料复配发挥协同作用，具有良好的致密性和较好的韧性，提高了材料的阻裂作用，且强度较高，可有效避免发生开裂和断裂；制备方法简单，应用范围较广。

Description

一种高韧性防裂混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土领域，具体涉及一种高韧性防裂混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土是现代建筑工程中使用最广泛、应用量最大的人工材料，它具有许多优点，如耐久性好、承载力强、原材料来源丰富等等，可以配制成不同强度、不同性能、不同形状的建筑构件。但混凝土由于骨料之间的缝隙，同时存在易收缩，出现裂缝的缺点，影响混凝土的外观品质和使用耐久性。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高韧性防裂混凝土及其制备方法，本发明混凝土通过原料复配发挥协同作用，具有良好的致密性和较好的韧性，提高了材料的阻裂作用，且强度较高，可有效避免发生开裂和断裂；制备方法简单，应用范围较广。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种高韧性防裂混凝土，包括以下重量份计的原料：
水泥15-25份、粉煤灰8-15份、高岭土5-10份、壳聚糖4-8份、聚丙烯纤维12-18份、碳化钛3-6份、砂砾5-10份、废弃建筑垃圾60-80、贝壳粒15-30份、椰壳6-12份、肉桂酸甲酯1.2-2.5份、缓凝剂1.4-2.6份和增韧剂3-7份；
所述增韧剂为环氧树脂和邻苯二甲酸二丁酯按照质量比8-15:1混合组成。
优选地，包括以下重量份计的原料：
水泥18-22份、粉煤灰10-13份、高岭土6-9份、壳聚糖5-7份、聚丙烯纤维14-16份、碳化钛4-5份、砂砾6-9份、废弃建筑垃圾65-75、贝壳粒20-25份、椰壳8-10份、肉桂酸甲酯1.6-2.1份、缓凝剂1.8-2.2份和增韧剂4-6份；
所述增韧剂为环氧树脂和邻苯二甲酸二丁酯按照质量比10-14:1混合组成。
优选地，包括以下重量份计的原料：
水泥20份、粉煤灰12份、高岭土7份、壳聚糖6份、聚丙烯纤维15份、碳化钛4.5份、砂砾8份、废弃建筑垃圾70、贝壳粒22份、椰壳9份、肉桂酸甲酯1.8份、缓凝剂2.1份和增韧剂5份；
所述增韧剂为环氧树脂和邻苯二甲酸二丁酯按照质量比12:1混合组成。
优选地，所述缓凝剂为糖钙、葡萄糖酸盐和木质磺酸盐中的一种或几种结合。
本发明中还公开了一种上述高韧性防裂混凝土的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将废弃建筑垃圾置于研磨机中破碎成微小颗粒，送入煅烧炉中在400-500摄氏度下，焙烧3-5小时，备用；
(2)将椰壳置于粉碎机中粉碎至颗粒粒径至100-200目，放入水中浸泡，加椰壳重量8％的过氧化氢，搅拌混合均匀，浸泡5-10小时，过滤得椰壳粉和椰壳液，备用；
(3)将水泥、粉煤灰、高岭土、壳聚糖、聚丙烯纤维、碳化钛、砂砾、贝壳粒、步骤(1)处理后的废弃建筑垃圾和步骤(2)制得的椰壳粉投入高速搅拌机中，以500-1000转/分钟的速度搅拌混合10-15分钟，得混合物料；
(4)将肉桂酸甲酯、缓凝剂和增韧剂和适当重量的椰壳液搅拌混合均匀后，升温至50-60摄氏度，高速搅拌10-15分钟，冷却至室温后，缓慢加入步骤(3)制得的混合物料中，以800-1500转/分速度搅拌18-25分钟；
(5)将步骤(4)制得的产品进行现场浇注，浇注后静置5-10小时后，脱模，养护5-8天，即得所述高韧性防裂混凝土。
优选地，所述步骤(1)中废弃建筑垃圾置于研磨机中破碎成颗粒粒径至10-15毫米。
优选地，所述步骤(2)中水的用量为椰壳重量的3-5倍。
优选地，所述步骤(4)中适当重量的椰壳液重量占椰壳液总重量的60-70％。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明混凝土通过原料复配发挥协同作用，具有良好的致密性和较好的韧性，提高了材料的阻裂作用，且强度较高，可有效避免发生开裂和断裂；制备方法简单，应用范围较广。
(2)本发明中添加有增韧剂，增韧剂为环氧树脂和邻苯二甲酸二丁酯按照一定比例混合组成，环氧树脂填充到材料结构中的孔隙中，增强材料的致密性，提高材料的稳定性、抗裂性和耐久性。同时邻苯二甲酸二丁酯可以辅助增强环氧树脂的增韧作用，使作用效果达到最佳。
(3)本发明原料中添加有椰壳，椰壳资源丰富，价格方便，取材方便，致密坚硬，比强度高，含有丰富的植物纤维，粉碎后加入材料中，可以填充到骨料缝隙中，增强材料的致密性，降低材料的收缩性，提高材料的柔韧性和抗裂性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种高韧性防裂混凝土，包括以下重量份计的原料：
水泥15份、粉煤灰8份、高岭土5份、壳聚糖4份、聚丙烯纤维12份、碳化钛3份、砂砾5份、废弃建筑垃圾60、贝壳粒15份、椰壳6份、肉桂酸甲酯1.2份、缓凝剂1.4份和增韧剂3份；
增韧剂为环氧树脂和邻苯二甲酸二丁酯按照质量比8:1混合组成。
缓凝剂为糖钙。
本实施例中还公开了一种上述高韧性防裂混凝土的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将废弃建筑垃圾置于研磨机中破碎成微小颗粒，送入煅烧炉中在400摄氏度下，焙烧3小时，备用；
(2)将椰壳置于粉碎机中粉碎至颗粒粒径至100目，放入水中浸泡，加椰壳重量8％的过氧化氢，搅拌混合均匀，浸泡5小时，过滤得椰壳粉和椰壳液，备用；
(3)将水泥、粉煤灰、高岭土、壳聚糖、聚丙烯纤维、碳化钛、砂砾、贝壳粒、步骤(1)处理后的废弃建筑垃圾和步骤(2)制得的椰壳粉投入高速搅拌机中，以500转/分钟的速度搅拌混合10分钟，得混合物料；
(4)将肉桂酸甲酯、缓凝剂和增韧剂和适当重量的椰壳液搅拌混合均匀后，升温至50摄氏度，高速搅拌10分钟，冷却至室温后，缓慢加入步骤(3)制得的混合物料中，以800转/分速度搅拌18-25分钟；
(5)将步骤(4)制得的产品进行现场浇注，浇注后静置5小时后，脱模，养护5天，即得所述高韧性防裂混凝土。
步骤(1)中废弃建筑垃圾置于研磨机中破碎成颗粒粒径至10毫米。
步骤(2)中水的用量为椰壳重量的3倍。
步骤(4)中适当重量的椰壳液重量占椰壳液总重量的60％。
实施例2
一种高韧性防裂混凝土，包括以下重量份计的原料：
水泥25份、粉煤灰15份、高岭土10份、壳聚糖8份、聚丙烯纤维18份、碳化钛6份、砂砾10份、废弃建筑垃圾80、贝壳粒30份、椰壳12份、肉桂酸甲酯2.5份、缓凝剂2.6份和增韧剂7份；
增韧剂为环氧树脂和邻苯二甲酸二丁酯按照质量比15:1混合组成。
缓凝剂为葡萄糖酸钠。
本实施例中还公开了一种上述高韧性防裂混凝土的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将废弃建筑垃圾置于研磨机中破碎成微小颗粒，送入煅烧炉中在500摄氏度下，焙烧5小时，备用；
(2)将椰壳置于粉碎机中粉碎至颗粒粒径至200目，放入水中浸泡，加椰壳重量8％的过氧化氢，搅拌混合均匀，浸泡10小时，过滤得椰壳粉和椰壳液，备用；
(3)将水泥、粉煤灰、高岭土、壳聚糖、聚丙烯纤维、碳化钛、砂砾、贝壳粒、步骤(1)处理后的废弃建筑垃圾和步骤(2)制得的椰壳粉投入高速搅拌机中，以1000转/分钟的速度搅拌混合15分钟，得混合物料；
(4)将肉桂酸甲酯、缓凝剂和增韧剂和适当重量的椰壳液搅拌混合均匀后，升温至60摄氏度，高速搅拌15分钟，冷却至室温后，缓慢加入步骤(3)制得的混合物料中，以1500转/分速度搅拌25分钟；
(5)将步骤(4)制得的产品进行现场浇注，浇注后静置10小时后，脱模，养护8天，即得所述高韧性防裂混凝土。
步骤(1)中废弃建筑垃圾置于研磨机中破碎成颗粒粒径至15毫米。
步骤(2)中水的用量为椰壳重量的5倍。
步骤(4)中适当重量的椰壳液重量占椰壳液总重量的70％。
实施例3
一种高韧性防裂混凝土，包括以下重量份计的原料：
水泥18份、粉煤灰10份、高岭土6份、壳聚糖5份、聚丙烯纤维14份、碳化钛4份、砂砾6份、废弃建筑垃圾65、贝壳粒20份、椰壳8份、肉桂酸甲酯1.6份、缓凝剂1.8份和增韧剂4份；
增韧剂为环氧树脂和邻苯二甲酸二丁酯按照质量比13:1混合组成。
缓凝剂为木质磺酸钠。
本实施例中还公开了一种上述高韧性防裂混凝土的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将废弃建筑垃圾置于研磨机中破碎成微小颗粒，送入煅烧炉中在450摄氏度下，焙烧3.5小时，备用；
(2)将椰壳置于粉碎机中粉碎至颗粒粒径至160目，放入水中浸泡，加椰壳重量8％的过氧化氢，搅拌混合均匀，浸泡7小时，过滤得椰壳粉和椰壳液，备用；
(3)将水泥、粉煤灰、高岭土、壳聚糖、聚丙烯纤维、碳化钛、砂砾、贝壳粒、步骤(1)处理后的废弃建筑垃圾和步骤(2)制得的椰壳粉投入高速搅拌机中，以800转/分钟的速度搅拌混合12分钟，得混合物料；
(4)将肉桂酸甲酯、缓凝剂和增韧剂和适当重量的椰壳液搅拌混合均匀后，升温至55摄氏度，高速搅拌13分钟，冷却至室温后，缓慢加入步骤(3)制得的混合物料中，以1000转/分速度搅拌22分钟；
(5)将步骤(4)制得的产品进行现场浇注，浇注后静置8小时后，脱模，养护7天，即得所述高韧性防裂混凝土。
步骤(1)中废弃建筑垃圾置于研磨机中破碎成颗粒粒径至12毫米。
步骤(2)中水的用量为椰壳重量的4倍。
步骤(4)中适当重量的椰壳液重量占椰壳液总重量的65％。
实施例4
一种高韧性防裂混凝土，包括以下重量份计的原料：
水泥22份、粉煤灰13份、高岭土9份、壳聚糖7份、聚丙烯纤维16份、碳化钛5份、砂砾9份、废弃建筑垃圾75、贝壳粒25份、椰壳10份、肉桂酸甲酯2.1份、缓凝剂2.2份和增韧剂6份；
增韧剂为环氧树脂和邻苯二甲酸二丁酯按照质量比11:1混合组成。
缓凝剂为木质磺酸钙。
本实施例中还公开了一种上述高韧性防裂混凝土的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将废弃建筑垃圾置于研磨机中破碎成微小颗粒，送入煅烧炉中在480摄氏度下，焙烧4.5小时，备用；
(2)将椰壳置于粉碎机中粉碎至颗粒粒径至120目，放入水中浸泡，加椰壳重量8％的过氧化氢，搅拌混合均匀，浸泡7小时，过滤得椰壳粉和椰壳液，备用；
(3)将水泥、粉煤灰、高岭土、壳聚糖、聚丙烯纤维、碳化钛、砂砾、贝壳粒、步骤(1)处理后的废弃建筑垃圾和步骤(2)制得的椰壳粉投入高速搅拌机中，以900转/分钟的速度搅拌混合14分钟，得混合物料；
(4)将肉桂酸甲酯、缓凝剂和增韧剂和适当重量的椰壳液搅拌混合均匀后，升温至58摄氏度，高速搅拌14分钟，冷却至室温后，缓慢加入步骤(3)制得的混合物料中，以900转/分速度搅拌25分钟；
(5)将步骤(4)制得的产品进行现场浇注，浇注后静置9小时后，脱模，养护6天，即得所述高韧性防裂混凝土。
步骤(1)中废弃建筑垃圾置于研磨机中破碎成颗粒粒径至14毫米。
优选地，所述步骤(2)中水的用量为椰壳重量的4.5倍。
优选地，所述步骤(4)中适当重量的椰壳液重量占椰壳液总重量的68％。
实施例5
一种高韧性防裂混凝土，包括以下重量份计的原料：
水泥20份、粉煤灰12份、高岭土7份、壳聚糖6份、聚丙烯纤维15份、碳化钛4.5份、砂砾8份、废弃建筑垃圾70、贝壳粒22份、椰壳9份、肉桂酸甲酯1.8份、缓凝剂2.1份和增韧剂5份；
所述增韧剂为环氧树脂和邻苯二甲酸二丁酯按照质量比12:1混合组成。
缓凝剂为糖钙。
本实施例中还公开了一种上述高韧性防裂混凝土的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将废弃建筑垃圾置于研磨机中破碎成微小颗粒，送入煅烧炉中在480摄氏度下，焙烧4小时，备用；
(2)将椰壳置于粉碎机中粉碎至颗粒粒径至180目，放入水中浸泡，加椰壳重量8％的过氧化氢，搅拌混合均匀，浸泡8小时，过滤得椰壳粉和椰壳液，备用；
(3)将水泥、粉煤灰、高岭土、壳聚糖、聚丙烯纤维、碳化钛、砂砾、贝壳粒、步骤(1)处理后的废弃建筑垃圾和步骤(2)制得的椰壳粉投入高速搅拌机中，以850转/分钟的速度搅拌混合13分钟，得混合物料；
(4)将肉桂酸甲酯、缓凝剂和增韧剂和适当重量的椰壳液搅拌混合均匀后，升温至52摄氏度，高速搅拌15分钟，冷却至室温后，缓慢加入步骤(3)制得的混合物料中，以1350转/分速度搅拌21分钟；
(5)将步骤(4)制得的产品进行现场浇注，浇注后静置9小时后，脱模，养护7天，即得所述高韧性防裂混凝土。
步骤(1)中废弃建筑垃圾置于研磨机中破碎成颗粒粒径至13毫米。
步骤(2)中水的用量为椰壳重量的4.5倍。
步骤(4)中适当重量的椰壳液重量占椰壳液总重量的67％。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高韧性防裂混凝土，其特征在于，包括以下重量份计的原料：
水泥15-25份、粉煤灰8-15份、高岭土5-10份、壳聚糖4-8份、聚丙烯纤维12-18份、碳化钛3-6份、砂砾5-10份、废弃建筑垃圾60-80、贝壳粒15-30份、椰壳6-12份、肉桂酸甲酯1.2-2.5份、缓凝剂1.4-2.6份和增韧剂3-7份；
所述增韧剂为环氧树脂和邻苯二甲酸二丁酯按照质量比8-15:1混合组成。
2.根据权利要求1所述的高韧性防裂混凝土，其特征在于，包括以下重量份计的原料：
水泥18-22份、粉煤灰10-13份、高岭土6-9份、壳聚糖5-7份、聚丙烯纤维14-16份、碳化钛4-5份、砂砾6-9份、废弃建筑垃圾65-75、贝壳粒20-25份、椰壳8-10份、肉桂酸甲酯1.6-2.1份、缓凝剂1.8-2.2份和增韧剂4-6份；
所述增韧剂为环氧树脂和邻苯二甲酸二丁酯按照质量比10-14:1混合组成。
3.根据权利要求1所述的高韧性防裂混凝土，其特征在于，包括以下重量份计的原料：
水泥20份、粉煤灰12份、高岭土7份、壳聚糖6份、聚丙烯纤维15份、碳化钛4.5份、砂砾8份、废弃建筑垃圾70、贝壳粒22份、椰壳9份、肉桂酸甲酯1.8份、缓凝剂2.1份和增韧剂5份；
所述增韧剂为环氧树脂和邻苯二甲酸二丁酯按照质量比12:1混合组成。
4.根据权利要求1所述的高韧性防裂混凝土，其特征在于，所述缓凝剂为糖钙、葡萄糖酸盐和木质磺酸盐中的一种或几种结合。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的高韧性防裂混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将废弃建筑垃圾置于研磨机中破碎成微小颗粒，送入煅烧炉中在400-500摄氏度下，焙烧3-5小时，备用；
(2)将椰壳置于粉碎机中粉碎至颗粒粒径至100-200目，放入水中浸泡，加椰壳重量8％的过氧化氢，搅拌混合均匀，浸泡5-10小时，过滤得椰壳粉和椰壳液，备用；
(3)将水泥、粉煤灰、高岭土、壳聚糖、聚丙烯纤维、碳化钛、砂砾、贝壳粒、步骤(1)处理后的废弃建筑垃圾和步骤(2)制得的椰壳粉投入高速搅拌机中，以500-1000转/分钟的速度搅拌混合10-15分钟，得混合物料；
(4)将肉桂酸甲酯、缓凝剂和增韧剂和适当重量的椰壳液搅拌混合均匀后，升温至50-60摄氏度，高速搅拌10-15分钟，冷却至室温后，缓慢加入步骤(3)制得的混合物料中，以800-1500转/分速度搅拌18-25分钟；
(5)将步骤(4)制得的产品进行现场浇注，浇注后静置5-10小时后，脱模，养护5-8天，即得所述高韧性防裂混凝土。
6.根据权利要求5所述的高韧性防裂混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中废弃建筑垃圾置于研磨机中破碎成颗粒粒径至10-15毫米。
7.根据权利要求5所述的高韧性防裂混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中水的用量为椰壳重量的3-5倍。
8.根据权利要求7所述的高韧性防裂混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中适当重量的椰壳液重量占椰壳液总重量的60-70％。
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