CN109400049A - 一种防骨料上浮轻质陶粒混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防骨料上浮轻质陶粒混凝土，由粉煤灰：轻质陶粒：陶粒砂：细骨料：双氧水：羟丙基甲基纤维素：威兰胶：水和聚羧酸系外加剂按照质量比为(200~300)：(20~40)：(20~60)：(180~400)：(100~160)：(180~450)：(6~12)：(0.024~0.048)：(0.048~0.192)：(125~150)：(4~8)的比例组成。本发明制备的轻质陶粒混凝土容重可在800‑1500kg/m3区间调整，强度区间在5~30MPa，导热系数区间在0.15~0.25W/m·K；本发明采用破陶粒碎渣作为陶粒砂，解决碎渣作为废弃物的堆积存放问题，具有良好的社会和经济效益。

Description

一种防骨料上浮轻质陶粒混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于水泥混凝土制品技术领域，具体涉及一种防骨料上浮轻质陶粒混凝土及其制备方法。
背景技术
随着混凝土技术的快速发展，建筑市场对轻骨料混凝土的需求日益增多。轻骨料混凝土具有优异的减轻自重，提升建筑物高度、跨度、隔热保温、隔音和抗震等性能。但是轻骨料混凝土同时也有较多的技术性问题，限制了其在生产实际中的应用。由于轻骨料的密度比水泥砂浆的密度小得多，轻骨料混凝土中骨料上浮的现象一直是工程界的一大难题，如何采用技术手段减轻骨料上浮程度，提高轻骨料混凝土的匀质性，提高实体强度，解除工程隐患是亟待解决的问题。陶粒作为轻骨料混凝土的主要组分，对轻骨料混凝土的容重影响巨大，一般情况，如果陶粒堆积密度大于500kg/m3，使混凝土容重低于1500kg/m3以下是比较困难的，根据工程实际要求，配制1300-1500kg/m3和700-900kg/m3等不同容重要求，强度、匀质性达标的轻骨料混凝土需要更多样性的技术手段。陶粒在烧结过程中由于原矿的膨胀性能不一样，很难再控制从回转窑出来的陶粒的粒径合乎级配要求，一般陶粒厂家会进行破碎处理，破碎产生的5mm以下的陶粒碎渣不能作为粗骨料运用，通常作为废渣堆积，需要考虑有效地将这一部分废弃资源运用到混凝土中。
减轻水泥浆体与轻骨料的密度差，提高水泥浆体的粘度，从而提高混凝土的匀质性，通过引入气泡降低陶粒混凝土的容重，配制技术要求不同的容重等级轻骨料混凝土和综合利用破碎陶粒产生的废渣是配制轻质陶粒混凝土的关键。基于这一现状，本发明提出一种防骨料上浮轻质陶粒混凝土及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产成本低廉，工艺流程简单，能较理想地适应建筑高层化和保温节能需要的防骨料上浮轻质陶粒混凝土及其制备方法。
本发明提出的防骨料上浮轻质陶粒混凝土，由水泥、硅灰、粉煤灰、轻质陶粒、陶粒砂、细骨料、双氧水、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、水、威兰胶和聚羧酸减水剂组成，其中：水泥：硅灰：粉煤灰：轻质陶粒：陶粒砂：细骨料：双氧水：羟丙基甲基纤维素：威兰胶：水和聚羧酸系外加剂的质量比为(200~300)：(20~40)：(20~60)：(180~400)：(100~160)：(180~450)：(6~12)：(0.024~0.048)：(0.048~0.192)：(125~150)：(4~8)。
本发明中，所述水泥为满足GB 175-2007要求的P·O 425水泥、粉煤灰为满足GB/T1596-2005要求的Ⅱ级粉煤灰，硅灰为满足GB/T27690-2011要求的硅灰。
本发明中，细骨料主要是指满足GB/T 14684-2011的Ⅱ类河砂或机制砂。
本发明中，所述双氧水浓度为30%，工业用。
本发明中，所述轻质陶粒为碎石型页岩陶粒，回转窑1200-1350℃烧制，筒压强度为1.0-5.0MPa，吸水率10-20%。不同粒径的陶粒占比为：公称粒径5.0-10.0mm占25~35%，公称粒径10.0-20.0mm占45~55%，公称粒径20-31.5mm占15-25%。
本发明中，所述陶粒砂为破碎页岩碎渣在回转窑中烧制而成，或者是烧成的大粒径页岩陶粒破碎成不同级配陶粒时所产生的废料而得。其公称粒径为5.00mm以下。
本发明中，所述羟丙基甲基纤维素为粘度15万单位，100目通过率大于98.0%，建筑用。
本发明中，所述威兰胶为有效物质含量≥99%，是产碱杆菌Alcaligenessp的代谢多糖。
本发明中，所述聚羧酸减水剂为复合外加剂，减水率为25%-28%，含固量为14-18%，引气成分占0.2%，水泥净浆2h流动度经时为20-40mm。
本发明提出的防骨料上浮轻质陶粒混凝土的制备方法，具体步骤如下：
(１)将轻质陶粒和陶粒砂预湿至饱和面干状态；
(２)将胶凝材料水泥、硅灰和粉煤灰与细骨料预先混合30s；
(３)将威兰胶或HPMC按1：200的质量比比例溶于水中；
(４)依次将步骤(１)、步骤(２)和步骤(３)获得的原料以及双氧水、剩余的水（扣除溶解威兰胶或HPMC用水）、聚羧酸系外加剂分别投入搅拌机中，搅拌30-60s；
(５)：搅拌完成后，卸料至混凝土搅拌运输车中运输至施工现场，运输过程中，搅拌车罐子的转速应控制在1-2转/分，以防止过分搅拌。
与其他技术相比，本发明具有的优点是：
本发明开发的轻质陶粒混凝土利用威兰胶、羟丙基甲基纤维素双组分灵活调整浆体粘度，并采用双氧水对轻质陶粒混凝土进行发泡，降低浆体密度，减小浆体与骨料的密度差，并达到降低混凝土容重的目的，实现即有效降低容重同时解决轻骨料混凝土骨料上浮的通病；本发明制备的轻质陶粒混凝土容重可在800-1500kg/m3区间调整，强度区间可控制在5~30MPa，导热系数区间可控制在 0.15~0.25W/m·K；本发明采用破陶粒碎渣作为陶粒砂，解决碎渣作为废弃物的堆积存放问题，具有良好的社会和经济效益。
具体实施方式
以下结合实施实例对本发明作进一步说明，但不限定本发明。
实施例1：一种LC20，容重1300kg/m3的轻质陶粒混凝土的制备
（1）一种轻质陶粒混凝土的骨料级配质量比
5-10mm陶粒 10-20mm陶粒 20-31.5mm陶粒 河砂 陶砂
30% 50% 20% 120% 40%
其中陶粒的堆积密度为600kg/m3，1h吸水率为13%，河砂为Ⅱ类河砂，细度2.5，陶砂堆积密度为750kg/m3，细度3.8。
（2）轻质陶粒混凝土的质量比：
水泥 硅灰 粉煤灰 页岩陶粒 陶粒砂 河砂 水 威兰胶 HPMC 双氧水 减水剂
280 30 40 360 144 432 140 0.07 0.035 10 6
其中，
水泥：市售，型号为P.O 42.5水泥；
粉煤灰：市售，电厂Ⅱ级煤灰；
硅灰：市售，比表面积25000m2/kg，SiO2含量90%，28d活性指数110%。
HPMC：市售，15万单位；
双氧水：市售，工业用，浓度10%。
减水剂：市售，聚羧酸系减水剂，减水率25%，含固量14.8%，净浆初始流动度为320mm，2h经时坍损为25mm；
（3）按配比称料，按流程投料后搅拌30s。
（4）轻质陶粒混凝土运输过程中，控制搅拌车罐体的转速在1.5r/min以内。
（5）混凝土浇筑、少量振捣，混凝土绝湿养护。
（6）成功制备轻质陶粒混凝土，混凝土容重1300kg/m3，离析率为8.9%，28d强度等级达到LC25。
实施例2：一种LC10，容重800kg/m3的轻质陶粒混凝土的制备
（1）一种轻质陶粒混凝土的骨料级配质量比
5-10mm陶粒 10-20mm陶粒 20-31.5mm陶粒 河砂 陶砂
30% 40% 30% 100% 60%
其中陶粒的堆积密度为580kg/m3，1h吸水率为15%，河砂为Ⅱ类河砂，细度2.5，陶砂堆积密度为700kg/m3，细度4.2。
（2）轻质陶粒混凝土的质量比：
水泥 硅灰 粉煤灰 页岩陶粒 陶粒砂 河砂 水 HPMC 威兰胶 双氧水 减水剂
220 30 20 200 120 200 132 0.405 0.81 8 5
其中，
水泥：市售，型号为P.O 42.5水泥；
粉煤灰：市售，电厂Ⅱ级煤灰；
HPMC：市售，有效物质含量≥99%；
双氧水：市售，工业用，浓度10%。
减水剂：特制，高性能聚羧酸减水剂；
（3）按配比称料，按流程投料后搅拌20s。
（4）轻质陶粒混凝土运输过程中，控制搅拌车罐体的转速在1.5r/min以内。
（5）混凝土浇筑、少量振捣，混凝土绝湿养护。
（6）成功制备轻质陶粒混凝土，混凝土容重800kg/m3，28d强度等级达到LC7.5，导热系数为0.21W/m·K。

Claims (10)

1.防骨料上浮轻质陶粒混凝土，其特征在于：由水泥、硅灰、粉煤灰、轻质陶粒、陶粒砂、细骨料、双氧水、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、水、威兰胶和聚羧酸减水剂组成，其中：水泥：硅灰：粉煤灰：轻质陶粒：陶粒砂：细骨料：双氧水：羟丙基甲基纤维素：威兰胶：水和聚羧酸系外加剂的质量比为(200~300)：(20~40)：(20~60)：(180~400)：(100~160)：(180~450)：(6~12)：(0.024~0.048)：(0.048~0.192)：(125~150)：(4~8)。
2.根据权利要求1所述的防骨料上浮轻质陶粒混凝土，其特征在于：所述水泥为满足GB175-2007要求的P·O 425水泥、粉煤灰为满足GB/T 1596-2005要求的Ⅱ级粉煤灰，硅灰为满足GB/T27690-2011要求的硅灰。
3.根据权利要求1所述的防骨料上浮轻质陶粒混凝土，其特征在于：细骨料主要是指满足GB/T 14684-2011的Ⅱ类河砂或机制砂。
4.根据权利要求1所述的防骨料上浮轻质陶粒混凝土，其特征在于：所述双氧水浓度为30%，工业用。
5.根据权利要求1所述的防骨料上浮轻质陶粒混凝土，其特征在于：所述轻质陶粒为碎石型页岩陶粒，回转窑1200-1350℃烧制，筒压强度为1.0-5.0MPa，吸水率10-20%；不同粒径的陶粒占比为：公称粒径5.0-10.0mm占25~35%，公称粒径10.0-20.0mm占45~55%，公称粒径20-31.5mm占15-25%。
6.根据权利要求1所述的防骨料上浮轻质陶粒混凝土，其特征在于：所述陶粒砂为破碎页岩碎渣在回转窑中烧制而成，或者是烧成的大粒径页岩陶粒破碎成不同级配陶粒时所产生的废料而得，其公称粒径为5.00mm以下。
7.根据权利要求1所述的防骨料上浮轻质陶粒混凝土，其特征在于：所述羟丙基甲基纤维素为粘度15万单位，100目通过率大于98.0%，建筑用。
8.根据权利要求1所述的防骨料上浮轻质陶粒混凝土，其特征在于：所述威兰胶为有效物质含量≥99%，是产碱杆菌Alcaligenessp的代谢多糖。
9.根据权利要求1所述的防骨料上浮轻质陶粒混凝土，其特征在于：所述聚羧酸减水剂为复合外加剂，减水率为25%-28%，含固量为14-18%，引气成分占0.2%，水泥净浆2h流动度经时为20-40mm。
10.一种如权利要求1所述的防骨料上浮轻质陶粒混凝土的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)将轻质陶粒和陶粒砂预湿至饱和面干状态；
(２)将胶凝材料水泥、硅灰和粉煤灰与细骨料预先混合30s；
(３)将威兰胶或HPMC按1：200的质量比比例溶于水中；
(４)依次将步骤(1)、步骤(２)和步骤(３)获得的原料以及双氧水、剩余的水（扣除溶解威兰胶或HPMC用水）、聚羧酸系外加剂分别投入搅拌机中，搅拌30-60s；
(５)：搅拌完成后，卸料至混凝土搅拌运输车中运输至施工现场，运输过程中，搅拌车罐子的转速应控制在1-2转/分，以防止过分搅拌。
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