CN108689658B - 一种泵送轻集料混凝土的配方及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于混凝土技术领域，提出了一种泵送轻集料混凝土的配方及其制备方法，一种泵送轻集料混凝土的配方，其特征在于，由以下重量份的组分组成：水泥170～190份，粉煤灰70～90份，矿粉70～90份，中砂820～840份，羧酸型减水剂7～8份，浮石400～500份，有机增效剂5～7份，补强剂7～9份，缓凝剂2～4份，聚合物乳液10～20份，水150～160份，解决了现有轻集料混凝土与浆体的粘结性较差，其和易性无法满足泵送要求的技术问题。

Description

一种泵送轻集料混凝土的配方及其制备方法

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，涉及一种泵送轻集料混凝土的配方及其制备方法。

背景技术

轻集料混凝土是指用轻粗骨料、轻细骨料(或普通砂)、水泥胶凝材料和水配制而成的混凝土，其堆积密度不大于1900kg/m3的轻质混凝土。轻集料混凝土按轻集料的种类分为：天然轻集料混凝土、人造轻集料混凝土和工业废料轻集料混凝土，按细集料种类分为：全轻混凝土和砂轻混凝土。轻骨料混凝土与普通混凝土不同之处，在于骨料中存在着大量空隙，也正是如此，才赋予其许多优越的性能。轻骨料混凝土具有轻质、高强、保温和耐火等性能特点，并且变形性能良好，由于弹性模量较低，在一般情况下，其收缩和徐变也较大，但是使用粉煤灰陶粒生产轻集料混凝土时，必须提前将粉煤灰陶粒用水浸泡，这对轻集料的生产过程造成了很大困难，并且其与浆体的粘结性较差，造成陶粒上浮，其和易性无法满足泵送要求。

发明内容

本发明提出了一种泵送轻集料混凝土的配方及其制备方法，解决了上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种泵送轻集料混凝土的配方，其特征在于，由以下重量份的组分组成：

水泥170～190份，粉煤灰70～90份，矿粉70～90份，中砂820～840份，羧酸型减水剂7～8份，浮石400～500份，有机增效剂5～7份，补强剂7～9份，缓凝剂2～4份，聚合物乳液10～20份，水150～160份。

进一步，所述浮石的含水率为0.9％，孔隙率为33％。

进一步，所述有机增效剂由以下重量份的组分组成：

硅烷偶联剂8份，环氧树脂粉末40份，聚醚型有机硅10份，分散剂5，二甘醇二缩水甘油醚6份，聚丙烯酰胺13份，三乙醇胺6份，木质素磺酸钠12份。

进一步，所述缓凝剂由以下重量份的组分组成：

2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷20份，葡萄糖酸钠15份，磷酸盐20份，木质纤维素25份，4-羟基苯磺酸锌5份，聚琥珀酰亚胺5份，醋酸10份。

进一步，所述补强剂由以下重量份的组分组成：

炭黑50份，硼泥渣35份，玻璃纤维15份。

进一步，所述聚合物乳液由以下重量份的组分组成：

有机硅乳液35份，阳离子氯丁胶乳13份，乙烯-聚醋酸乙烯共聚乳液22份，丁苯橡胶胶乳15份，氯乙烯-偏氯化烯共聚乳液15份。

进一步，矿粉和粉煤灰的粒径均为400目～300目。

进一步，所述分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基糖苷，二者的重量比为8:2。

一种泵送轻集料混凝土的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照权利要求1所述的配方称取各个组分备用；

S2、将粉煤灰和矿粉加入至水泥中，边搅拌边依次加入有机增效剂和聚合物乳液，搅拌2min后加入中砂和浮石，继续搅拌1min后依次加入羧酸型减水剂、缓凝剂、聚合物乳液以及水。

与现有技术相比，本发明工作原理和有益效果为：

选用浮石替代粉煤灰陶粒作为粗骨料，配合其他组分以及生产工艺生产，生产出来的混凝土拌合物与浆料粘结性能优异，混凝土的和易性大大提高，满足泵送现场施工的要求，并且同样的水泥量的条件下强度较优异，变相节省了水泥的用量

附图说明

图1为本发明中实施例八制备混凝土状态

图2为本发明中对比例一制备混凝土状态

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：由以下重量份的组分组成：水泥170份，粉煤灰70份，矿粉70份，中砂820份，羧酸型减水剂7份，浮石400份，有机增效剂5份，补强剂7份，缓凝剂2份，聚合物乳液10份，水150份，制备方法按照行业通用的混合方法。

实施例二：由以下重量份的组分组成：水泥180份，粉煤灰80份，矿粉80份，中砂830份，羧酸型减水剂7.5份，浮石450份，有机增效剂6份，补强剂8份，缓凝剂3份，聚合物乳液15份，水155份，矿粉、煤矿粉的粒径均为400目～300目之间，制备方法按照行业通用的混合方法。

实施例三：由以下重量份的组分组成：水泥190份，粉煤灰90份，矿粉90份，中砂840份，羧酸型减水剂8份，浮石500份，有机增效剂7份，补强剂9份，缓凝剂4份，聚合物乳液20份，水160份，制备方法按照行业通用的混合方法。

实施例四：由以下重量份的组分组成：水泥180份，粉煤灰80份，矿粉80份，中砂830份，羧酸型减水剂7.5份，浮石450份，有机增效剂6份，补强剂8份，缓凝剂3份，聚合物乳液15份，水155份，矿粉、煤矿粉的粒径均为400目～300目之间。

其中所述有机增效剂由以下重量份的组分组成：硅烷偶联剂8份，环氧树脂粉末40份，聚醚型有机硅10份，分散剂5，二甘醇二缩水甘油醚6份，聚丙烯酰胺13份，三乙醇胺6份，木质素磺酸钠12份。

所述补强剂由以下重量份的组分组成：炭黑50份，硼泥渣35份，玻璃纤维15份。

实施例五：由以下重量份的组分组成：水泥180份，粉煤灰80份，矿粉80份，中砂830份，羧酸型减水剂7.5份，浮石450份，有机增效剂6份，补强剂8份，缓凝剂3份，聚合物乳液15份，水155份，矿粉、煤矿粉的粒径均为400目～300目之间，

其中所述缓凝剂由以下重量份的组分组成：2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷20份，葡萄糖酸钠15份，磷酸盐20份，木质纤维素25份，4-羟基苯磺酸锌5份，聚琥珀酰亚胺5份，醋酸10份。

所述聚合物乳液由以下重量份的组分组成：

有机硅乳液35份，阳离子氯丁胶乳13份，乙烯-聚醋酸乙烯共聚乳液22份，丁苯橡胶胶乳15份，氯乙烯-偏氯化烯共聚乳液15份。

实施例六：由以下重量份的组分组成：水泥325份，矿粉55份，煤矿粉100份，砂820份，碎石690份，软石220，硅粉60份，聚丙烯纤维25份，有机增效剂10份，补强剂58份，缓凝剂6份，聚合物乳液22份，流平剂4份，水305份，矿粉、煤矿粉以及硅粉的粒径均为400目～300目之间，碎石为5～10mm连续级配碎石。

其中所述有机增效剂由以下重量份的组分组成：硅烷偶联剂8份，环氧树脂粉末40份，聚醚型有机硅10份，分散剂5，二甘醇二缩水甘油醚6份，聚丙烯酰胺13份，三乙醇胺6份，木质素磺酸钠12份。

所述补强剂由以下重量份的组分组成：炭黑50份，硼泥渣35份，玻璃纤维15份

所述缓凝剂由以下重量份的组分组成：2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷20份，葡萄糖酸钠15份，磷酸盐20份，木质纤维素25份，4-羟基苯磺酸锌5份，聚琥珀酰亚胺5份，醋酸10份。

所述聚合物乳液由以下重量份的组分组成：有机硅乳液35份，阳离子氯丁胶乳13份，乙烯-聚醋酸乙烯共聚乳液22份，丁苯橡胶胶乳15份，氯乙烯-偏氯化烯共聚乳液15份。

实施例七：配方同实施例六，制备方法包括以下步骤：

S1、按照权利要求1所述的配方称取各个组分备用；

S2、将粉煤灰和矿粉加入至水泥中，边搅拌边依次加入有机增效剂和聚合物乳液，搅拌2min后加入中砂和浮石，继续搅拌1min后依次加入羧酸型减水剂、缓凝剂、聚合物乳液以及水。

实施例八：聚合物乳液中的有机硅乳液制备方法为：将50份有机硅原液加入至搅拌装置，再加入4份HLB值为10的聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂，搅拌1min后，加入30份水，充分搅拌10min后，加入0.4份醋酸，搅拌1min后逐渐升温至50℃，再加入15份水，搅拌20min后，降至室温，加入0.6份醋酸，搅拌1min，得到有机硅乳液，用制备的有机硅乳液与其他原料复配得到聚合物乳液，其他配方和制备方法同实施例七。

对比例一：

实施例中所用原料的性能如下所示：将实施例八中的浮石用粉煤灰陶粒替换，其他配方和制备方法相同，观察制备混凝土的拌合物状态。

本发明中所选用的水泥为硅酸盐水泥，其强度指标如表1所示：

表1：水泥强度

粉煤灰具有润滑作用，可以改变预拌混凝土的流变性质，提高混凝土的和易性。粉煤灰细度为7.6％，需水量比为92％，烧失量为3.8％。

采用的矿粉比表面积为423，密度为2.91，流动度比为101％，7d活性指数为76％，28d活性指数为102％。

采用的中砂细度模数2.3，含泥量0.8％，泥块含量0.1％，轻集料混凝土的浆体要保证足够多，因此需选用较细的中砂，同时为了减小中砂含泥量对坍落度损失的影响，因此需要尽量使用泥含量低的中砂。

浮石的是由无数个大小不同的孔隙组合而成的多孔状岩石，而每个孔与孔之间是不相通的，其化学成分大体上是SiO2占65％—75％，AL2O3占9％—12％，CaO,MgO,Fe2O3之和为30％左右。物理指标见表2。

表2：浮石物理指标

性能指标	单位	检测结果	性能指标	单位	检测结果
						容重	Kg/m3	700	吸水率	％	14.6
含水率	％	0.9	抗压强度	Mpa	4.26
						抗剪切强度	Mpa	1.9	抗拉强度	Mpa	0.62
筒压强度	Kg/m3	4.7	松散系数		01:1.3
						孔隙率	％	33	空隙率	％	57
堆积密度	Kg/m3	710	导热系数	[wcmk]	0.08507

观察实施例八和对比例一混凝土拌合物的状态，试验结果如图1～2所示。

由试验结果可以看出粉煤灰陶粒与浆体的粘结性较差，造成陶粒上浮，其和易性无法满足泵送要求，而浮石的加入，提高了浮石颗粒与砂浆的粘结性，并不需要有提前浸泡的过程，也很好的改善了混凝土的和易性，使轻集料混凝土的泵送变得简便。

实施例一～实施例八制备的混凝土和易性、强度、塌落度的测试结果如下所示：

表1各个实施例和易性测试结果

由表1可以看出，各个实施例的和易性均优于对比例一的和易性，并且相比较而言实施例八、实施例七和实施例五的和易性最好，因为实施例一、实施例二、实施例三以及实施例四中的缓凝剂和聚合物乳液都是常见和目前通用的配方，而实施例七、实施例六和实施例五中的缓凝剂和聚合物乳液的配方为本发明特制的组分和配比复配而成，对混凝土的和易性起到了很好的增强效果，使得浮石与浆体有良好的粘结性的同时，有保持整体混凝土的和易性较好，更能满足泵送的需求。

表2各个实施例混凝土强度测试结果

编号	抗压强度/Mpa
		实施例一	15.2
实施例二	16.5
		实施例三	16.2
实施例四	16.9
		实施例五	18.5
实施例六	19
		实施例七	22.2
实施例八	22
		对比例一	12.7

由表2可以看出，各个实施例的强度稍优于对比例一混凝土的强度，说明浮石作为粗骨料的加入并且配合其他组分和工艺的使用有意料不到的效果，比粉煤灰陶粒相比不仅泵送性能好，而且强度性能也更优异，并且相比较而言实施例八、实施例七、实施例六和实施例五的强度最好，说明实施例八、实施例七、实施例六和实施例五中的特殊的补强剂和有机增效剂的加入对混凝土的强度起到了增强作用，并且有机增效剂、缓凝剂、补强剂和聚合物乳液四者之间能够起到协同作用，复配使用大于各自分开使用的效果。

表3各个实施例混凝土塌落度测试结果

按照普通混凝土的生产工艺对实施例混凝土进行搅拌生产，混凝土出机时和易性良好，实施例八坍落度达到240mm，各个实施例中的浮石在生产前没有浸泡，故浮石内部的孔洞会随着混凝土在罐车中的不断搅拌而逐渐被砂浆填满，故轻集料混凝土的坍落度损失会稍大，使泵送时由于泵压的积压，部分水和砂浆会被积压到浮石的孔洞中，造成轻集料混凝土的泵损在50mm左右，而使用轻集料混凝土的部位一般为屋面后地面，对混凝土出泵后的坍落度要求较小，故使用浮石作为粗骨料生产的轻集料混凝土能够满足泵送要求。

综上所述，选用浮石替代粉煤灰陶粒作为粗骨料，配合其他组分以及生产工艺生产，生产出来的混凝土拌合物与浆料粘结性能优异，混凝土的和易性大大提高，满足泵送现场施工的要求，并且同样的水泥量的条件下强度较优异，变相节省了水泥的用量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (5)

1.一种泵送轻集料混凝土的配方，其特征在于，由以下重量份的组分组成：

水泥170~190份，粉煤灰70~90份，矿粉70~90份，中砂820~840份，羧酸型减水剂7~8份，浮石400~500份，有机增效剂5~7份，补强剂7~9份，缓凝剂2~4份，聚合物乳液10~20份，水150~160份，

所述有机增效剂由以下重量份的组分组成：

硅烷偶联剂8份，环氧树脂粉末40份，聚醚型有机硅10份，分散剂5，二甘醇二缩水甘油醚6份，聚丙烯酰胺13份，三乙醇胺6份，木质素磺酸钠12份，

所述缓凝剂由以下重量份的组分组成：

2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷20份，葡萄糖酸钠15份，磷酸盐20份，木质纤维素25份，4-羟基苯磺酸锌5份，聚琥珀酰亚胺5份，醋酸10份，

所述聚合物乳液由以下重量份的组分组成：

有机硅乳液35份，阳离子氯丁胶乳13份，乙烯-聚醋酸乙烯共聚乳液22份，丁苯橡胶胶乳15份，氯乙烯-偏氯化烯共聚乳液15份。

2.根据权利要求1所述的一种泵送轻集料混凝土的配方，其特征在于，所述浮石的含水率为0.9%，孔隙率为33%。

3.根据权利要求1所述的一种泵送轻集料混凝土的配方，其特征在于，所述补强剂由以下重量份的组分组成：

炭黑50份，硼泥渣35份，玻璃纤维15份。

4.根据权利要求1所述的一种泵送轻集料混凝土的配方，其特征在于，矿粉和粉煤灰的粒径均为400目~300目。

5.根据权利要求3所述的一种泵送轻集料混凝土的配方，其特征在于，所述分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基糖苷，二者的重量比为8:2。

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