CN109250984A - 一种基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法，通过采用添加有硫化剂、发泡剂、橡胶粉、微波吸收剂及珍珠岩或蛭石的自碎型混凝土浇筑临时支护结构，在拆除或破坏临时结构时，向浇筑区域内施加微波场，通过各组份间的相互配合，可实现混凝土内部的温度的迅速升高，发泡剂在高温下进行发泡、放气，粗、细骨料在高温下体积发生膨胀，进而使得混凝土快速开裂，自行破碎。由于混凝土发生碎裂后强度大幅度降低，使得采用此种混凝土浇筑的临时支护结构，便于拆除，节约时间，减小施工难度。

Description

一种基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法
技术领域
本发明属于建筑施工用混凝土技术领域，具体涉及一种基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法。
背景技术
随着我国城市迅速发展，城市地上空间愈发紧张。高层、超高层建筑大量涌现，相应多层地下室、地下隧道、商业街等配套建筑的建立，使得深基坑工程日益增多。建筑周边环境的复杂使得以钢筋混凝土为主要形式的内支撑成为深基坑支护的主要临时支护结构之一，其具有刚度大、变形小等优点，能有力地控制挡土结构的变形，大大提高了深基坑的稳定性。但作为临时支撑结构，如何在后续的施工过程中使其易于拆除，是一个亟待解决的难题。目前，对于钢筋混凝土内支撑的拆除方法主要有人工破除、机械破除、爆破拆除及绳锯切割法四种。人工破除法施工效率低，其余三种方法，在拆除过程中均将形成较大震动、噪音和粉尘，对周围环境以及居民的正常生活带来较大干扰。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法，使得采用此种混凝土浇筑的结构，便于拆除，节约时间，减小施工难度。
本发明提供一种基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法，包括如下步骤：
步骤1：按如下组分配比称重：硫化剂200-250份、硅酸盐水泥100-150份、细集料120-170份、粗集料300-350份、橡胶粉30-45份、发泡剂5-10份、石蜡10-20份、微波吸收剂35-50份、矿物填料10-30份、补强剂2-20份、填充剂2-20份、改性流动剂3-6份、分散剂1-5份、助发泡剂1-5份；
步骤2：将硅酸盐水泥、细集料、粗集料、橡胶粉、微波吸收剂搅拌均匀，加热至100～120℃，得到预热的骨料混合物，备用；
步骤3：将硫化剂加热到135～146℃，保温30min以确保硫化剂完全熔融；
步骤4：将步骤2中制成的预热的骨料混合物与步骤3中制成的熔融状态的硫化剂混合在一起，同时加入其余各组分，放入加热搅拌机内充分搅拌，搅拌时温度保持在135～146℃，最终得到基于微波激发的发泡自碎型混凝土；
步骤5：将步骤4中制成的发泡自碎型混凝土混合料浇筑在预先搭设好的模板支撑指定区域内，浇筑过程连续、不中断；
步骤6：浇筑后，用振动棒充分振捣；
步骤7：向混凝土构件中插入多个微波消融针，使针头、针杆杆身均埋入混凝土中，但针杆末端裸露于混凝土构件外，并采用粘贴防水胶布的方式对其进行封闭保护；
步骤8：在浇筑的工程表面覆盖薄膜或撒上覆膜养护剂，进行养护；
步骤9：待养护达到设计强度后，即可拆模，完成混凝土构件的制作；
步骤10：当需要将构件拆除或破坏时，在采用所述的发泡自碎型混凝土浇筑的构件内，分别将预先埋入的微波消融针末端通过电缆与微波消融仪相连接，启动微波消融仪，微波消融针将释放高频电磁波，穿过混凝土，微波吸收剂在微波场的作用下，混凝土的温度迅速升高，当温度升高到190℃以上时，发泡剂发泡、放气，粗集料和细集料在高温下体积发生膨胀，使混凝土开裂，自行破碎，完成使用。
在本发明的基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法中，所述粗集料为未经高温焙烧的直径为10mm-40mm的珍珠岩颗粒或蛭石颗粒。
在本发明的基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法中，所述细集料为未经高温焙烧的直径为0.1mm-5mm的珍珠岩砂或蛭石砂。
在本发明的基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法中，所述微波吸收剂为羟基铁粉、纳米氧化铁、碳纳米管纤维、纳米碳化硅纤维中的一种。
在本发明的基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法中，所述矿物填料为粉煤灰或硅微粉。
在本发明的基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法中，所述硫化剂为硫磺。
在本发明的基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法中，所述发泡剂为OBSH，助发泡剂为硬脂酸、明矾中的一种或多种。
在本发明的基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法中，所述改性流动剂为乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，填充剂为石墨，补强剂为炭黑，分散剂为甲基戊醇。
在本发明的基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法中，所述的橡胶粉为废旧橡胶轮胎粉末。
在本发明的基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法中，混合拌料后实测密度为1900-2800kg/m3。
本发明采用添加有硫化剂、发泡剂、橡胶粉、微波吸收剂、珍珠岩或蛭石作为成分的发泡自碎型混凝土浇筑临时支护结构，在拆除或破坏临时结构时，可利用浇筑构件内预埋入的微波消融针通过电缆与微波消融仪连接，并释放高频电磁波，微波吸收剂吸收微波，将微波能转化为热能。硫化剂不仅能促使混凝土构件内部温度在短时间内迅速升高，并且，硫化剂随着温度达到熔点后，可在较长时间保持液态，为发泡剂进行发泡、放气以及粗、细集料的充分反应提供时间。当混凝土内部温度升高到一定温度时，珍珠岩或蛭石的体积可迅速膨胀6-20倍，混凝土构件在较短时间内发生胀裂及破碎，进而使得构件便于拆除，节约时间，减小施工难度，适于推广。
具体实施方式
本发明的一种基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法，包括如下步骤：
步骤1：按如下组分配比称重：硫化剂200-250份、硅酸盐水泥100-150份、细集料120-170份、粗集料300-350份、橡胶粉30-45份、发泡剂5-10份、石蜡10-20份、微波吸收剂35-50份、矿物填料10-30份、补强剂2-20份、填充剂2-20份、改性流动剂3-6份、分散剂1-5份、助发泡剂1-5份；
步骤2：将硅酸盐水泥、细集料、粗集料、橡胶粉、微波吸收剂搅拌均匀，加热至100～120℃，得到预热的骨料混合物，备用；
步骤3：将硫化剂加热到135～146℃，保温30min以确保硫化剂完全熔融；
步骤4：将步骤2中制成的预热的骨料混合物与步骤3中制成的熔融状态的硫化剂混合在一起，同时加入其余各组分，放入加热搅拌机内充分搅拌，搅拌时温度保持在135～146℃，最终得到基于微波激发的发泡自碎型混凝土；
步骤5：将步骤4中制成的发泡自碎型混凝土混合料浇筑在预先搭设好的模板支撑指定区域内，浇筑过程连续、不中断；
步骤6：浇筑后，用振动棒充分振捣；
步骤7：向混凝土构件中插入多个微波消融针，使针头、针杆杆身均埋入混凝土中，但针杆末端裸露于混凝土构件外，并采用粘贴防水胶布的方式对其进行封闭保护；
步骤8：在浇筑的工程表面覆盖薄膜或撒上覆膜养护剂，进行养护；
步骤9：待养护达到设计强度后，即可拆模，完成混凝土构件的制作；
步骤10：当需要将构件拆除或破坏时，在采用所述的发泡自碎型混凝土浇筑的构件内，分别将预先埋入的微波消融针末端通过电缆与微波消融仪相连接，启动微波消融仪，微波消融针将释放高频电磁波，穿过混凝土，微波吸收剂在微波场的作用下，混凝土的温度迅速升高，当温度升高到190℃以上时，发泡剂发泡、放气，粗集料和细集料在高温下体积发生膨胀，使混凝土开裂，自行破碎，完成使用。
具体实施时，所述粗集料为未经高温焙烧的直径为10mm-40mm的珍珠岩颗粒或蛭石颗粒。所述细集料为未经高温焙烧的直径为0.1mm-5mm的珍珠岩砂或蛭石砂。所述微波吸收剂为羟基铁粉、纳米氧化铁、碳纳米管纤维、纳米碳化硅纤维中的一种。所述矿物填料为粉煤灰或硅微粉。所述硫化剂为硫磺、发泡剂为OBSH；所述改性流动剂为乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、填充剂为石墨、补强剂为炭黑，分散剂为甲基戊醇，助发泡剂硬脂酸、明矾中的一种或多种。所述组份混合拌料后实测密度为1900-2800kg/m3。
下面结合实施例对本发明做进一步的解释说明。具体实施时，步骤1中可按照表1中的组分配比进行称重：
表1：
实施例1中，粗集料为未经高温焙烧的直径为10mm-40mm的珍珠岩颗粒，细集料为未经高温焙烧的直径为0.1mm-5mm的珍珠岩砂。微波吸收剂为碳纳米管纤维，矿物填料为粉煤灰，硫化剂为硫磺，所述发泡剂为OBSH，改性流动剂为乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、填充剂为石墨、补强剂为炭黑，分散剂为甲基戊醇，助发泡剂为硬脂酸，橡胶粉为废弃的橡胶轮胎粉末。所述组份混合拌料后实测密度为1900kg/m3。
实施例2中，粗集料为未经高温焙烧的直径为10mm-40mm的珍珠岩颗粒，细集料为未经高温焙烧的直径为0.1mm-5mm的珍珠岩砂。微波吸收剂为碳纳米管纤维，硫化剂为硫磺，发泡剂为OBSH，改性流动剂为乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，填充剂为石墨，补强剂为炭黑，分散剂为甲基戊醇，助发泡剂为硬脂酸，橡胶粉为废弃的橡胶轮胎粉末。所述组份混合拌料后实测密度为1980kg/m3。
实施例3中，粗集料为未经高温焙烧的直径为10mm-40mm的珍珠岩颗粒，细集料为未经高温焙烧的直径为0.1mm-5mm的珍珠岩砂。微波吸收剂为纳米碳化硅纤维，矿物填料为粉煤灰，硫化剂为硫磺，发泡剂为OBSH，改性流动剂为乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，填充剂为石墨，补强剂为炭黑，分散剂为甲基戊醇，助发泡剂为硬脂酸，橡胶粉为废弃的橡胶轮胎粉末。所述组份混合拌料后实测密度为2180kg/m3。
实施例4中，粗集料为未经高温焙烧的直径为10mm-40mm的珍珠岩颗粒，细集料为未经高温焙烧的直径为0.1mm-5mm的珍珠岩砂。微波吸收剂为纳米氧化铁，矿物填料为硅微粉，硫化剂为硫磺，发泡剂为OBSH，改性流动剂为乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，填充剂为石墨，补强剂为炭黑，分散剂为甲基戊醇，助发泡剂为硬脂酸，橡胶粉为废弃的橡胶轮胎粉末。所述组份混合拌料后实测密度为2430kg/m3。
实施例5中，粗集料为未经高温焙烧的直径为10mm-40mm的蛭石颗粒，细集料为未经高温焙烧的直径为0.1mm-5mm的蛭石砂。微波吸收剂为纳米氧化铁，矿物填料为粉煤灰，硫化剂为硫磺，发泡剂为OBSH，改性流动剂为乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，填充剂为石墨，补强剂为炭黑，分散剂为甲基戊醇，助发泡剂为明矾，橡胶粉为废弃的橡胶轮胎粉末。所述组份混合拌料后实测密度为2600kg/m3。
实施例6中，粗集料为未经高温焙烧的直径为10mm-40mm的蛭石颗粒，细集料为未经高温焙烧的直径为0.1mm-5mm的蛭石砂。微波吸收剂为羟基铁粉，矿物填料为硅微粉，硫化剂为硫磺，发泡剂为OBSH，改性流动剂为乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，填充剂为石墨，补强剂为炭黑，分散剂为甲基戊醇，助发泡剂为明矾，橡胶粉为废弃的橡胶轮胎粉末。所述组份混合拌料后实测密度为2800kg/m3。
将上述实施例1～6中的硅酸盐水泥、细集料、粗集料、橡胶粉、微波吸收剂搅拌均匀，加热至100～120℃，得到预热的骨料混合物，备用；
将硫化剂加热到135～146℃，保温30min以确保硫化剂完全熔融；
将制成的预热的骨料混合物与制成的熔融状态的硫化剂混合在一起，并加入其余各组分，放入加热搅拌机内充分搅拌，搅拌时温度保持在135～146℃，最终得到基于微波激发的发泡自碎型混凝土。
将制成的发泡自碎型混凝土混合料浇筑在预先搭设好的模板支撑指定区域内，浇筑过程连续、不中断；浇筑后，用振动棒充分振捣；
向混凝土构件中插入多个微波消融针，使针头、针杆杆身均埋入混凝土中，但针杆末端裸露于混凝土构件外，并采用粘贴防水胶布的方式对其进行封闭保护；
在浇筑的工程表面覆盖薄膜或撒上覆膜养护剂，进行养护；
按照普通混凝土的养护方式进行养护，28天后进行性能测试，测试结果如表2所示。
抗压强度测试：制成的样品规格为Φ50×100mm的圆柱体试样。
抗折强度测试：制成的样品规格为100mm×25mm×25mm的长方体试样。
表2：
待养护达到一定强度后，即可拆模，完成混凝土构件的制作；
当需要将构件拆除或破坏时，在采用所述的发泡自碎型混凝土浇筑的构件内，分别将预先埋入的微波消融针末端通过电缆与微波消融仪相连接，启动微波消融仪，微波消融针将释放高频电磁波，并穿过混凝土，微波吸收剂在微波场的作用下，使混凝土的温度迅速升高。当温度升高到190℃以上时，发泡剂发泡、放气，粗、细骨料体积发生膨胀，进而使混凝土开裂、自行破碎，完成使用。
本发明通过采用添加有硫化剂、发泡剂、橡胶粉、微波吸收剂、珍珠岩或蛭石的发泡自碎型混凝土浇筑临时支护结构，在拆除或破坏临时结构时，向浇筑区域施加微波场，通过硫化剂、发泡剂、橡胶粉、微波吸收剂、珍珠岩或蛭石的相互配合，可实现混凝土内部的温度的迅速升高，发泡剂在高温下进行发泡、放气，粗、细骨料在高温下体积发生膨胀，进而使得混凝土开裂，自行破碎。由于混凝土发生碎裂后强度大幅度降低，使得采用此种混凝土浇筑的临时支护结构，便于拆除，节约时间，减小施工难度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，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 (10)

1.一种基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：按如下组分配比称重：硫化剂200-250份、硅酸盐水泥100-150份、细集料120-170份、粗集料300-350份、橡胶粉30-45份、发泡剂5-10份、石蜡10-20份、微波吸收剂35-50份、矿物填料10-30份、补强剂2-20份、填充剂2-20份、改性流动剂3-6份、分散剂1-5份、助发泡剂1-5份；
步骤2：将硅酸盐水泥、细集料、粗集料、橡胶粉、微波吸收剂搅拌均匀，加热至100～120℃，得到预热的骨料混合物，备用；
步骤3：将硫化剂加热到135～146℃，保温30min以确保硫化剂完全熔融；
步骤4：将步骤2中制成的预热的骨料混合物与步骤3中制成的熔融状态的硫化剂混合在一起，同时加入其余各组分，放入加热搅拌机内充分搅拌，搅拌时温度保持在135～146℃，最终得到基于微波激发的发泡自碎型混凝土混合料；
步骤5：将步骤4中制成的发泡自碎型混凝土混合料浇筑在预先搭设好的模板支撑指定区域内，浇筑过程连续、不中断；
步骤6：浇筑后，用振动棒充分振捣；
步骤7：向混凝土构件中插入多个的微波消融针，使针头、针杆杆身均埋入混凝土中，但针杆末端裸露于混凝土构件外，并采用粘贴防水胶布的方式对其进行封闭保护；
步骤8：在浇筑的工程表面覆盖薄膜或撒上覆膜养护剂，进行养护；
步骤9：待养护达到设计强度后，即可拆模，完成混凝土构件的制作；
步骤10：当需要将构件拆除或破坏时，在采用所述的发泡自碎型混凝土浇筑的构件内，分别将预先埋入的微波消融针末端通过电缆与微波消融仪相连接，启动微波消融仪，微波消融针将释放高频电磁波，穿过混凝土，微波吸收剂在微波场的作用下，混凝土的温度迅速升高，当温度升高到190℃以上时，发泡剂发泡、放气，粗集料和细集料在高温下体积发生膨胀，使混凝土开裂，自行破碎，完成使用。
2.如权利要求1所述的基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法，其特征在于，所述粗集料为未经高温焙烧的直径为10mm-40mm的珍珠岩颗粒或蛭石颗粒。
3.如权利要求1所述的基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法，其特征在于，所述细集料为未经高温焙烧的直径为0.1mm-5mm的珍珠岩砂或蛭石砂。
4.如权利要求1所述的基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法，其特征在于，所述微波吸收剂为羟基铁粉、纳米氧化铁、碳纳米管纤维、纳米碳化硅纤维中的一种。
5.如权利要求1所述的基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法，其特征在于，所述矿物填料为粉煤灰或硅微粉。
6.如权利要求1所述的基于微波激发的发泡自碎型混凝土，其特征在于，所述硫化剂为硫磺。
7.如权利要求1所述的基于微波激发的发泡自碎型混凝土，其特征在于，所述发泡剂为OBSH，助发泡剂为硬脂酸、明矾中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的基于微波激发的发泡自碎型混凝土，其特征在于，所述改性流动剂为乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，填充剂为石墨，补强剂为炭黑，分散剂为甲基戊醇。
9.如权利要求1所述的基于微波激发的发泡自碎型混凝土，其特征在于，所述的橡胶粉为废旧橡胶轮胎粉末。
10.如权利要求1所述的基于微波激发的发泡自碎型混凝土的使用方法，其特征在于，混合拌料后实测密度为1900-2800kg/m3。
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