CN108751866A - 一种铜渣细骨料透光混凝土及其制备方法 - Google Patents

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    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Abstract

本发明属于建筑材料领域，具体提供一种铜渣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：120～130份、水泥：240～260份、粉煤灰：100～120份、硅灰：35～45份、铜渣细骨料：720‑790份、减水剂：4～5份、增稠剂：0.08～0.15份、消泡剂：1.5～2.0份、抗裂纤维：0.8～1.5份，以重量份数计。将上述原材料混合搅拌均匀后，浇筑在布满塑料光纤的模具中，一定时间后拆模即可制得铜渣细骨料透光混凝土。本发明利用废弃铜渣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，为节约天然砂石资源与废弃铜渣的资源化利用提供了一条新途径。

Description

一种铜渣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，具体公开一种铜渣细骨料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，一般使用机制砂/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。若能利用一种固体工业废弃物替代机制砂/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固体工业废弃物。铜渣是炼铜工业的主要废弃物，其主要化学成分为TFe、FeO、SiO2、Al2O3、MgO、CaO，其主要矿物组成为铁橄榄石、硅酸钙、氧化锌、氧化铅、磁铁矿，是一种黑色、致密、坚硬、耐磨的冶金渣，具有与机制砂/天然砂相似的颗粒形态，其大量排放容易对环境产生不利影响。
因此，本发明提出制备一种铜渣细骨料透光混凝土，利用处理后的铜渣替代机制砂/天然砂作细骨料制备透光混凝土，有利于解决传统透光混凝土对天然砂石资源消耗的问题，同时为铜渣的资源化利用提供一条新途径。
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铜渣资源化再利用问题，本发明提供了一种铜渣细骨料透光混凝土及其制备方法，利用铜渣取代天然砂/机制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：
一种铜渣细骨料透光混凝土，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：120～130份、水泥：240～260份、粉煤灰：100～120份、硅灰：35～45份、铜渣细骨料：720-790份、减水剂：4～5份、增稠剂：0.08～0.15份、消泡剂：1.5～2.0份、抗裂纤维：0.8～1.5份，以重量份数计。
作为优选：一种铜渣细骨料透光混凝土，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：120-125份、水泥：245-255份、粉煤灰：110-120份、硅灰：40-45份、铜渣细骨料：730-750份、减水剂：4.5-5份、增稠剂：0.1-0.12份、消泡剂：1.5-1.8份、抗裂纤维：1-1.2份，以重量份数计。
作为优选：所述的水泥为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(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。
所述的铜渣细骨料为经过处理的水淬铜渣；水淬铜渣是熔融态炼铜炉渣在炉后水淬池中料化而成的玻璃质材料。
其中，铜渣细骨料的制备方法包括：1)碾碎：采用球磨机对水淬铜渣进行碾碎，球磨机运行时间0～5min；2)筛分：破碎后取用粒径范围4.75mm以下全部颗粒。
一种铜渣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：120～130份、水泥：240～260份、粉煤灰：100～120份、硅灰：35～45份、铜渣细骨料：720-790份、减水剂：4～5份、增稠剂：0.08～0.15份、消泡剂：1.5～2.0份、抗裂纤维：0.8～1.5份，将上述原材料混合搅拌，搅拌结束后，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、再养护，最终得到透光混凝土。
其中，光纤间距为6.5-14.5mm，光纤直径为2.5-3.0mm；
步骤(1)中使用微机程序操作钻孔机，在橡胶底板上钻孔。
拆模前的养护方式采用覆膜、浇水养护，拆模后的养护方式采用完全浸水养护；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，表面保护剂选用的是氟碳型混凝土表面保护剂。
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：120～130份、水泥：240～260份、粉煤灰：100～120份、硅灰：35～45份、铜渣细骨料：720-790份、减水剂：4～5份、增稠剂：0.08～0.15份、消泡剂：1.5～2.0份、抗裂纤维：0.8～1.5份。本发明采用了较高份数的粉煤灰和硅灰，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，同时可增强混凝土抗铜渣细骨料沉降的能力。本发明利用废弃铜渣替代机制砂/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的抗压抗折强度、面层光泽度、耐磨性能、表面硬度等，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铜渣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：
一种铜渣细骨料透光混凝土，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份、水泥：250份、粉煤灰：120份、硅灰：45份、铜渣细骨料：750份、聚羧酸减水剂(粉剂)：4.5份、纤维素醚(5万粘度)：0.1份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)：1.8份、聚丙烯抗裂纤维：1份，以重量份数计。
一种铜渣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)铜渣细骨料制备：(每次)称量5Kg原始状态的水淬铜渣，倒入SM-500水泥试验球磨机中，磨机运行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：125份、水泥：250份、粉煤灰：120份、硅灰：45份、铜渣细骨料：750份、聚羧酸减水剂(粉剂)：4.5份、纤维素醚(5万粘度)：0.1份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)：1.8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、再养护，最终得到透光混凝土。
实施例2：
一种铜渣细骨料透光混凝土，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份、水泥：250份、粉煤灰：120份、硅灰：45份、铜渣细骨料：750份、聚羧酸减水剂(粉剂)：4.5份、纤维素醚(5万粘度)：0.1份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)：1.8份、聚丙烯抗裂纤维：1份，以重量份数计。
一种铜渣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)铜渣细骨料制备：(每次)称量5Kg原始状态的水淬铜渣，倒入SM-500水泥试验球磨机中，磨机运行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：125份、水泥：250份、粉煤灰：120份、硅灰：45份、铜渣细骨料：750份、聚羧酸减水剂(粉剂)：4.5份、纤维素醚(5万粘度)：0.1份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)：1.8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、再养护，最终得到透光混凝土。
实施例3：
一种铜渣细骨料透光混凝土，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：120份、水泥：250份、粉煤灰：110份、硅灰：40份、铜渣细骨料：750份、聚羧酸减水剂(粉剂)：4.5份、纤维素醚(5万粘度)：0.1份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)：1.8份、聚丙烯抗裂纤维：1份，以重量份数计。
一种铜渣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)铜渣细骨料制备：(每次)称量5Kg原始状态的水淬铜渣，倒入SM-500水泥试验球磨机中，磨机运行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：120份、水泥：250份、粉煤灰：110份、硅灰：40份、铜渣细骨料：750份、聚羧酸减水剂(粉剂)：4.5份、纤维素醚(5万粘度)：0.1份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)：1.8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、再养护，最终得到透光混凝土。
实施例4：
一种铜渣细骨料透光混凝土，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份、水泥：250份、粉煤灰：120份、硅灰：45份、铜渣细骨料：730份、聚羧酸减水剂(粉剂)：4.5份、纤维素醚(5万粘度)：0.1份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)：1.8份、聚丙烯抗裂纤维：1份，以重量份数计。
一种铜渣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)铜渣细骨料制备：(每次)称量5Kg原始状态的水淬铜渣，倒入SM-500水泥试验球磨机中，磨机运行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：125份、水泥：250份、粉煤灰：120份、硅灰：45份、铜渣细骨料：730份、聚羧酸减水剂(粉剂)：4.5份、纤维素醚(5万粘度)：0.1份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)：1.8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、再养护，最终得到透光混凝土。
实施例5：
一种铜渣细骨料透光混凝土，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份、水泥：250份、粉煤灰：120份、硅灰：45份、铜渣细骨料：750份、聚羧酸减水剂(粉剂)：5份、纤维素醚(5万粘度)：0.1份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)：1.8份、聚丙烯抗裂纤维：1份，以重量份数计。
一种铜渣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)铜渣细骨料制备：(每次)称量5Kg原始状态的水淬铜渣，倒入SM-500水泥试验球磨机中，磨机运行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：125份、水泥：250份、粉煤灰：120份、硅灰：45份、铜渣细骨料：750份、聚羧酸减水剂(粉剂)：5份、纤维素醚(5万粘度)：0.1份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)：1.8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、表面保护、拆模、再养护，最终得到透光混凝土。
将实施例1～5制备的铜渣细骨料透光混凝土，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：
将实施例1～5制备的铜渣细骨料透光混凝土，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45份、机制砂560份、聚羧酸减水剂(粉剂)5份、纤维素醚(5万粘度)0.1份、聚醚改性硅消泡剂(粉剂)1.8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，利用铜渣替代天然/机制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率，同时有利于提供透光混凝土的抗压强度。

Claims (10)

1.一种铜渣细骨料透光混凝土，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：120～130份、水泥：240～260份、粉煤灰：100～120份、硅灰：35～45份、铜渣细骨料：720-790份、减水剂：4～5份、增稠剂：0.08～0.15份、消泡剂：1.5～2.0份、抗裂纤维：0.8～1.5份，以重量份数计。
2.根据权利要求1所述的一种铜渣细骨料透光混凝土，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：120-125份、水泥：245-255份、粉煤灰：110-120份、硅灰：40-45份、铜渣细骨料：730-750份、减水剂：4.5-5份、增稠剂：0.1-0.12份、消泡剂：1.5-1.8份、抗裂纤维：1-1.2份，以重量份数计。
3.根据权利要求1或2所述的一种铜渣细骨料透光混凝土，其特征在于：所述的水泥为PO42.5R水泥。
4.根据权利要求1或2所述的一种铜渣细骨料透光混凝土，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所述的一种铜渣细骨料透光混凝土，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所述的一种铜渣细骨料透光混凝土，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所述的一种铜渣细骨料透光混凝土，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所述的一种铜渣细骨料透光混凝土，其特征在于：所述的铜渣细骨料的制备方法包括：1)碾碎：采用球磨机对水淬铜渣进行碾碎，球磨机运行时间0～5min；2)筛分：破碎后取用粒径范围4.75mm以下全部颗粒。
9.根据权利要求1或2所述的一种铜渣细骨料透光混凝土的制备方法，其特征在于：一种铜渣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：120～130份、水泥：240～260份、粉煤灰：100～120份、硅灰：35～45份、铜渣细骨料：720-790份、减水剂：4～5份、增稠剂：0.08～0.15份、消泡剂：1.5～2.0份、抗裂纤维：0.8～1.5份，将上述原材料混合搅拌，搅拌结束后，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、再养护，最终得到透光混凝土。
10.根据权利要求9所述的一种铜渣细骨料透光混凝土的制备方法，其特征在于：光纤间距为6.5-14.5mm，光纤直径为2.5-3.0mm。
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