CN108751851A - 一种玻璃细骨料透光混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料领域，具体提供一种玻璃细骨料透光混凝土及其制备方法，该透光混凝土由以下原料混合均匀后浇筑在布满塑料光纤的模具中制备得到：水：125～135份、水泥：245～270份、粉煤灰：100～120份、硅灰：30～35份、玻璃细骨料：550～600份、减水剂：4～5份、增稠剂：0.15～0.20份、消泡剂：1.5～2.0份、抗裂纤维：0.8～1.1份，以重量份数计。本发明利用废弃玻璃做细骨料完全替代透光混凝土中天然砂/机制砂，在满足透光混凝土性能要求的同时，为废弃玻璃的资源化利用以及节约天然砂石资源提供了一条新途径。

Description

一种玻璃细骨料透光混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体公开一种含有玻璃细骨料的透光混凝土及其制备方法。
背景技术
透光混凝土作为一种新型装饰混凝土，打破了传统混凝土给人沉闷、笨重、庞大、单调的感觉，赋予混凝土轻质、活泼、灵活多变、美观等特性。目前，透光混凝土已经在公共建筑、室内装饰、雕塑、工艺品等领域得到了应用，并取得了良好的效果。
透光混凝土目前制备技术中，一般使用人工砂/天然砂作为细骨料，这对天然砂石资源构成了一种新消耗，尤其是在砂石资源十分紧缺的今天，是一个值得关注的问题。若能利用一种废弃材料替代人工砂/天然砂制备出符合性能要求的透光混凝土，不仅能解决上述砂石资源消耗问题，而且可以资源化利用废弃材料。
据统计，我国废弃玻璃的回收利用率不足30％，与许多先进国家差距很大。众多学者研究了废弃玻璃在混凝土工业中的应用技术，认为废弃玻璃在传统混凝土中的应用是其大规模资源化的可能途径之一，可以作为骨料或粉体的方式被消纳，但以下问题限制了该应用的落地：例如，掺玻璃骨料混凝土存在潜在的碱-骨料反应、掺玻璃粉的混凝土力学稳定性不易控制等。但是透光混凝土不同于传统混凝土，通常不用作承重结构载体，因此对于上述碱-骨料反应、力学稳定性等并不十分敏感，是废弃玻璃能够真正实现资源化应用落地的潜在途径之一。
发明内容
为了克服透光混凝土目前制备技术中的天然砂石资源消耗问题以及废弃玻璃资源化再利用问题，本发明提供了一种玻璃细骨料透光混凝土及其制备方法，利用废弃玻璃取代人工砂/天然砂作细骨料制备透光混凝土。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种玻璃细骨料透光混凝土，该透光混凝土由以下原料混合均匀后浇筑在布满塑料光纤的模具中制备得到：水：125～135份、水泥：245～270份、粉煤灰：100～120份、硅灰：30～35份、玻璃细骨料：550～600份、减水剂：4～5份、增稠剂：0.15～0.20份、消泡剂：1.5～2.0份、抗裂纤维：0.8～1.1份，以重量份数计。
作为优选：该透光混凝土由以下原料混合均匀后浇筑在布满塑料光纤的模具中制备得到：水：132份、水泥：260份、粉煤灰：100份、硅灰：30份、玻璃细骨料：600份、减水剂：5份、增稠剂：0.15份、消泡剂：1.5份、抗裂纤维：1份，以重量份数计。
作为优选：所述的水泥选自PO42.5R水泥；所述的粉煤灰为二级粉煤灰；所述的硅灰为黑硅灰，选择黑硅灰是基于透光混凝土颜色考虑；所述的减水剂选自聚羧酸减水剂；所述的增稠剂选自纤维素醚；所述的消泡剂选自聚醚改性硅消泡剂；所述的抗裂纤维选自聚丙烯抗裂纤维。
其中，玻璃细骨料的制备方法包括：1)破碎：先将玻璃简单人工破碎后，再采用球磨机破碎，机械破碎时间0～5min；2)筛分：破碎后取用粒径在4.75mm以下全部颗粒。
一种玻璃细骨料透光混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)光纤布置与模具制备：利用微机程序操作钻孔机，在橡胶底板上钻孔，使橡胶底板上形成由无数小孔构成的设定图案，然后将圆形截面塑料光纤插满塑料底板上的小孔，而后在布满光纤的塑料底板四周支模，完成透光混凝土模具制备；
(2)按重量份计称取混凝土原材料：水：125～135份、水泥：245～270份、粉煤灰：100～120份、硅灰：30～35份、玻璃细骨料：550～600份、减水剂：4～5份、增稠剂：0.15～0.20份、消泡剂：1.5～2.0份、抗裂纤维：0.8～1.1份，将上述原材料混合搅拌，搅拌均匀后，倒入步骤(1)布满光纤的模具中，经振捣、收面、养护、抛光、打磨、表面处理、拆模，最终得到透光混凝土。
其中，步骤(1)光纤间距为6.5～14.5mm，光纤直径为2.5～3.0mm；
拆模前的养护方式采用覆膜、浇水养护，表面处理是指采用混凝土表面保护剂对透光混凝土表面进行处理。
拆模后的混凝土可采用完全浸水养护。
本发明的有益效果是：
本发明制备的透光混凝土分为水泥混凝土部分和塑料光纤部分，其中水泥混凝土部分由以下原材料制备得到，水：125～135份、水泥：245～270份、粉煤灰：100～120份、硅灰：30～35份、玻璃细骨料：550～600份、减水剂：4～5份、增稠剂：0.15～0.20份、消泡剂：1.5～2.0份、抗裂纤维：0.8～1.1份。本发明采用了较高份数的粉煤灰，可有效调节低水灰比透光混凝土的水化热，减小透光混凝土内部温升引起的开裂风险；同时利用废弃玻璃替代人工砂/天然砂制备透光混凝土，减少了透光混凝土目前制备技术中对自然砂石资源的消耗，同时有助于提升透光混凝土表面抛光打磨后的面层光泽度，为解决透光混凝土目前制备技术中的天然砂石资源消耗问题以及废弃玻璃资源化再利用问题提供一条新途径。
具体实施方式：
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定于本发明。
实施例1：
一种玻璃细骨料透光混凝土的制备方法，包括下列步骤：
(1)光纤布置与模具制备：利用微机程序操作钻孔机，在橡胶底板上钻孔，使橡胶底板上形成由无数小孔构成的设定图案，然后将特定直径大小和长度的圆形截面塑料光纤插满塑料底板上的小孔，而后木工在布满光纤的塑料底板四周支模，完成透光混凝土模具制备；
(2)玻璃细骨料制备：(每次)称量5Kg废玻璃，经人工简单破碎后，倒入SM-500水泥试验球磨机中，粉磨2min后倒出，筛分，留取4.75mm筛筛下部分；
(3)按重量份计称取原材料：水：135份、PO42.5R水泥：250份、粉煤灰(二级)：120份、黑硅灰：30份、玻璃细骨料：600份、聚羧酸减水剂(粉剂)：5份、纤维素醚(50000粘度)：0.15份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)：2份、聚丙烯抗裂纤维：1份；
(4)将上述原材料混合搅拌均匀，搅拌结束后，倒入布满光纤的模具中，经振捣、收面、养护、抛光、打磨、表面处理、拆模，最终得到透光混凝土。
实施例2：
一种玻璃细骨料透光混凝土的制备方法，包括下列步骤：
(1)光纤布置与模具制备：利用微机程序操作钻孔机，在橡胶底板上钻孔，使橡胶底板上形成由无数小孔构成的设定图案，然后将特定直径大小和长度的圆形截面塑料光纤插满塑料底板上的小孔，而后木工在布满光纤的塑料底板四周支模，完成透光混凝土模具制备；
(2)玻璃细骨料制备：(每次)称量5Kg废玻璃，经人工简单破碎后，倒入SM-500水泥试验球磨机中，粉磨3min后倒出，筛分，留取4.75mm筛筛下部分；
(3)按重量份计称取原材料：水：135份、PO42.5R水泥：250份、粉煤灰(二级)：120份、黑硅灰：30份、平板玻璃细骨料：600份、聚羧酸减水剂(粉剂)：5份、纤维素醚(5万粘度)：0.15份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)：2份、聚丙烯抗裂纤维：1份；
(4)将上述原材料混合搅拌均匀，搅拌结束后，倒入布满光纤的模具中，经振捣、收面、养护、抛光、打磨、表面处理、拆模，最终得到透光混凝土。
实施例3：
一种玻璃细骨料透光混凝土的制备方法，包括下列步骤：
(1)光纤布置与模具制备：利用微机程序操作钻孔机，在橡胶底板上钻孔，橡胶底板上形成由无数小孔构成的设定图案，然后将特定直径大小和长度的圆形截面塑料光纤插满塑料底板上的小孔，而后木工在布满光纤的塑料底板四周支模，完成透光混凝土模具制备；
(2)玻璃细骨料制备：(每次)称量5Kg废玻璃，经人工简单破碎后，倒入SM-500水泥试验球磨机中，粉磨5min后倒出，筛分，留取4.75mm筛筛下部分；
(3)按重量份计称取原材料：水：135份、PO42.5R水泥：250份、粉煤灰(二级)：120份、黑硅灰：30份、平板玻璃细骨料：600份、聚羧酸减水剂(粉剂)：5份、纤维素醚(5万粘度)：0.15份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)：2份、聚丙烯抗裂纤维：1份；
(4)将上述原材料混合搅拌均匀，搅拌结束后，倒入布满光纤的模具中，经振捣、收面、养护、抛光、打磨、表面处理、拆模，最终得到透光混凝土。
实施例4：
一种玻璃细骨料透光混凝土的制备方法，包括下列步骤：
(1)光纤布置与模具制备：利用微机程序操作钻孔机，在橡胶底板上钻孔，使橡胶底板上形成由无数小孔构成的设定图案，然后将特定直径大小和长度的圆形截面塑料光纤插满塑料底板上的小孔，而后木工在布满光纤的塑料底板四周支模，完成透光混凝土模具制备；
(2)玻璃细骨料制备：(每次)称量5Kg废玻璃，经人工简单破碎后，倒入SM-500水泥试验球磨机中，粉磨3min后倒出，筛分，留取4.75mm筛筛下部分；
(3)按重量份计称取原材料：水：135份、PO42.5R水泥：270份、粉煤灰(二级)：100份、黑硅灰：30份、平板玻璃细骨料：600份、聚羧酸减水剂(粉剂)：5份、纤维素醚(5万粘度)：0.15份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)：2份、聚丙烯抗裂纤维：1份；
(4)将上述原材料混合搅拌均匀，搅拌结束后，倒入布满光纤的模具中，经振捣、收面、养护、抛光、打磨、表面处理、拆模，最终得到透光混凝土。
实施例5：
一种玻璃细骨料透光混凝土的制备方法，包括下列步骤：
(1)光纤布置与模具制备：利用微机程序操作钻孔机，在橡胶底板上钻孔，橡胶底板上形成由无数小孔构成的设定图案，然后将特定直径大小和长度的圆形截面塑料光纤插满塑料底板上的小孔，而后木工在布满光纤的塑料底板四周支模，完成透光混凝土模具制备；
(2)玻璃细骨料制备：(每次)称量5Kg废玻璃，经人工简单破碎后，倒入SM-500水泥试验球磨机中，粉磨3min后倒出，筛分，留取4.75mm筛筛下部分；
(3)按重量份计称取原材料：水：135份、PO42.5R水泥：250份、粉煤灰(二级)：120份、黑硅灰：30份、平板玻璃细骨料：550份、聚羧酸减水剂(粉剂)：5份、纤维素醚(5万粘度)：0.15份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)：2份、聚丙烯抗裂纤维：1份；
(4)将上述原材料混合搅拌均匀，搅拌结束后，倒入布满光纤的模具中，经振捣、收面、养护、抛光、打磨、表面处理、拆模，最终得到透光混凝土。
将实施例1～5制备的玻璃细骨料透光混凝土，与利用常规砂石骨料制备的透光混凝土进行透光性能的比较，性能测试方法相同，两种透光混凝土所用光纤材料、光纤切割方式以及光纤布置等完全一致，采用光功率计测量透光率，得到如下结果：
表1：实施例1～5与利用常规砂石骨料制备的透光混凝土的透光性能的比较
将实施例1～5制备的玻璃细骨料透光混凝土，与利用常规砂石骨料制备的透光混凝土进行力学性能的比较，其中砂石骨料透光混凝土按照：水135份、PO42.5R水泥250份、粉煤灰(二级)120份、黑硅灰30份、机制砂600份、聚羧酸减水剂(粉剂)5份、纤维素醚(5万粘度)0.15份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)2份、聚丙烯抗裂纤维1份进行配制；结果如下：
从上述透光率和抗压强度的数据对比可知，利用废弃玻璃替代天然砂石作细骨料制备透光混凝土，并不影响透光混凝土的透光性能，同时该条件下获得的透光混凝土同样具备不错的力学性能。

Claims (10)

1.一种玻璃细骨料透光混凝土，其特征在于：该透光混凝土由以下原料混合均匀后浇筑在布满塑料光纤的模具中制备得到：水125～135份、水泥245～270份、粉煤灰100～120份、硅灰30～35份、玻璃细骨料550～600份、减水剂4～5份、增稠剂0.15～0.20份、消泡剂1.5～2.0份、抗裂纤维0.8～1.1份，以重量份数计。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃细骨料透光混凝土，其特征在于：该透光混凝土由以下原料混合均匀后浇筑在布满塑料光纤的模具中制备得到：水：132份、水泥：260份、粉煤灰：100份、硅灰：30份、玻璃细骨料：600份、减水剂：5份、增稠剂：0.15份、消泡剂：1.5份、抗裂纤维：1份，以重量份数计。
3.根据权利要求1或2所述的一种玻璃细骨料透光混凝土，其特征在于：所述的水泥选自PO42.5R水泥。
4.根据权利要求1或2所述的一种玻璃细骨料透光混凝土，其特征在于：所述的减水剂选自聚羧酸减水剂。
5.根据权利要求1或2所述的一种玻璃细骨料透光混凝土，其特征在于：所述的增稠剂选自纤维素醚。
6.根据权利要求1或2所述的一种玻璃细骨料透光混凝土，其特征在于：所述的消泡剂选自聚醚改性硅消泡剂。
7.根据权利要求1或2所述的一种玻璃细骨料透光混凝土，其特征在于：所述的抗裂纤维选自聚丙烯抗裂纤维。
8.根据权利要求1或2所述的一种玻璃细骨料透光混凝土，其特征在于：玻璃细骨料的制备方法包括：1)破碎：先将玻璃简单人工破碎后，再采用球磨机破碎，机械破碎时间0～5min；2)筛分：破碎后取用粒径在4.75mm以下全部颗粒。
9.如权利要求1所述的一种玻璃细骨料透光混凝土制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)光纤布置与模具制备：利用微机程序操作钻孔机，在橡胶底板上钻孔，使橡胶底板上形成由无数小孔构成的设定图案，然后将圆形截面塑料光纤插满塑料底板上的小孔，而后在布满光纤的塑料底板四周支模，完成透光混凝土模具制备；
(2)按重量份计称取混凝土原材料：水：125～135份、水泥：245～270份、粉煤灰：100～120份、硅灰：30～35份、玻璃细骨料：550～600份、减水剂：4～5份、增稠剂：0.15～0.20份、消泡剂：1.5～2.0份、抗裂纤维：0.8～1.1份，将上述原材料混合搅拌，搅拌均匀后，倒入步骤(1)布满光纤的模具中，经振捣、收面、养护、抛光、打磨、表面处理、拆模，最终得到透光混凝土。
10.根据权利要9所述的一种玻璃细骨料透光混凝土的制备方法，其特征在于：步骤(1)光纤间距为6.5～14.5mm，光纤直径为2.5～3.0mm。
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