CN110372279B - 一种核壳结构陶粒作为混凝土粗骨料的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核壳结构陶粒作为混凝土粗骨料的施工方法，该方法利用核壳结构陶粒球型度好有利于均匀分散堆积的特点，使用核壳结构陶粒作为混凝土的粗骨料，将其预湿后均匀分散堆积在模具中，再给模具中浇筑砂浆，在浇筑过程中砂浆填满核壳结构陶粒堆积时留下的孔隙，核壳结构陶粒均匀分布在砂浆中。这种施工方法简单易操作、不会在施工过程中破坏核壳结构陶粒的结构、能够改善陶粒混凝土在浇筑过程中容易发生分层离析的状况。

Description

一种核壳结构陶粒作为混凝土粗骨料的施工方法
技术领域
本方法属于建筑施工技术领域，特别涉及一种核壳结构陶粒作为混凝土粗骨料的施工方法。
背景技术
随着我国工业转型工作的实施，我国关停和转迁企业的数量大量增长，而同时我国城市化率在不断提高，城市现有的土地资源十分紧缺，但是企业关停和搬迁后留下的工业废弃地由于土壤中重金属和有机物污染严重的原因不能直接进行再利用。CN109513724A公开了一种将污染土壤造粒成核，再在其表面包覆清洁土壤或其他矿物材料，经高温烧制成陶粒的制备方法。通过陶粒的高温烧成确保有机污染物的安全分解，借助烧成过程中的高温化学固化、陶粒外壳的物理固封和常温下胶凝材料的物理化学固结实现对重金属污染的无害化控制。
但是由于上述方法制备的核壳结构陶粒与传统粗骨料密度小、外壳强度相对较低，因此采用传统混凝土制作方法制备陶粒混凝土易出现：在搅拌过程中陶粒易上浮和破碎，导致陶粒混凝土的结构不均匀，强度较低等问题，由此限制了该壳核结构陶粒的在工业建设中的广泛应用。基于此，提供一种适用于CN109513724A所公开的由污染土壤制备的核壳结构陶粒作为混凝土粗骨料的施工方法，将由污染土壤制备的核壳结构陶粒制成的陶粒混凝土可以被广泛的应用在工业建设中，对于重金属污染土壤的迅速再利用具有重要意义。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明的一个目的是提供一种核壳结构陶粒作为混凝土粗骨料的施工方法，与目前的施工方法相比，这种方法使核壳结构陶粒在混凝土砂浆中分布的更均匀，陶粒结构不会在施工过程中被破坏，施工方法简单，可以广泛应用于核壳结构陶粒混凝土的施工。
为实现上述技术目的本发明提供，施工方法包括以下步骤：
步骤一：胶凝材料浆体制备
将胶凝材料和细骨料两种原料边搅拌边倾倒至搅拌机中，搅拌均匀，将水和聚羧酸高效减水剂的混合液缓慢的倒入上述搅拌机中，搅拌均匀，即得胶凝材料浆体；
步骤二：陶粒混凝土施工
取核壳结构陶粒放入水中预湿，得到的湿润的核壳结构陶粒，将其均匀松散的充填在模具中，再在其上浇筑步骤一制备的胶凝材料浆体，将浇筑胶凝浆体后的混凝土模具静置并养护后拆模即得核壳结构陶粒混凝土。
优选的是，步骤一中，所述搅拌机为强制式沙石搅拌机；
优选的是，步骤一中，胶凝材料和细骨料两种原料搅拌时间为30s，加入水和聚羧酸高效减水剂后继续搅拌60s；
优选的是，步骤一中，胶凝材料、水、细骨料和聚羧酸高效减水剂的质量比为1：(0.20-0.5)：(1-2)：(0.005-0.03)；
优选的是，步骤一所述的胶凝材料可以是硅酸盐水泥、磷酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、碱激发矿渣、钢渣、粉煤灰中的一种或多种；
优选的是，步骤一所述的细骨料是建筑用砂；
优选的是，步骤二中核壳结构陶粒放入20℃水中预湿1h；
施工前对核壳结构陶粒进行预湿，一方面去除陶粒表面的浮灰，增加浆体材料和陶粒的粘结强度，提高施工质量，另一方面如果陶粒过于干燥，施工过程中浆体材料中的水分就会被陶粒大量吸收，从而导致浆料流动过程中随着水分的降低分散性和流动性逐渐减慢，不利于浆料的与陶粒的充分混匀，同时也使混凝土水化不充分，强度降低，
优选的是，上述核壳结构陶粒球核部分的原料为重金属污染土壤；
优选的是，上述核壳结构陶粒球壳部分的原材料包括但不仅限于以下物质的一种或几种：粉煤灰、煤矸石粉、无污染的粘土；
优选的是，步骤二中胶凝材料浆体与核壳结构陶粒质量比为(1.5-3)∶1；
优选的是，静置养护条件为常温养护7-14天或蒸汽养护48h。
本发明至少包括以下有益效果：
目前有很多陶粒混凝土施工的新方法，比如：在陶粒混凝土制备过程中加入引气剂，增加陶粒与混凝土拌合物的摩擦力和减小陶粒混凝土的密度，能够抑制陶粒在搅拌过程中上浮的现象。但是针对密度较低的由污染土壤制备的核壳结构陶粒，现有的施工方法都存在着核壳结构陶粒在混凝土砂浆中分布不均匀、在施工过程被大量损坏和上浮的问题。因此，本发明通过首先将体积较轻的核壳结构陶粒均匀的堆积在模具中，然后将预拌好的胶凝材料浆体浇筑在充满了陶粒的模具中，本发明利用核壳结构陶粒球型度好有利于均匀分散堆积的特点，通过对胶凝材料浆体中各原料质量的限定使胶凝材料具备合适范围的粘度条件，从而可以使胶凝材料浆体得以借助重力作用沿着陶粒的空隙慢慢下流填满模具，又不会引起壳核结构陶粒上浮，聚羧酸高效减水剂的加入可进一步增加胶凝材料浆体的可流动性和分散性，促进浆体材料在壳核陶粒内部分散均匀，从而克服了传统混凝土施工工程中陶粒分布不均匀的技术问题，通过限定壳核结构陶粒和胶凝材料浆体的加入比例，使核壳结构陶粒被胶凝材料浆体均匀的包裹在其中，使二者均匀的合为一体，同时也进一步增加了混凝土材料的强度，也由此避免了核壳结构陶粒破损后，重金属内核中的重金属浸出的技术问题。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明核壳结构陶粒混凝土的施工方法流程图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
按照公开号CN109513724A的发明专利采用污染土壤制备核壳结构陶粒，并用于本发明以下实施例中；其中实施例1-12选用的胶凝材料为PC42.5水泥，细骨料为建筑用砂，聚羧酸高效减水剂为市售材料，实施例1-12中水泥、水、建筑用砂和聚羧酸高效减水剂的质量比以及浆料和壳核结构陶粒的用量比参见表1，混凝土施工过程由以下步骤组成：
步骤一：胶凝材料浆体制备
按照表1水泥、水、建筑用砂和聚羧酸高效减水剂的质量比称取原料，首先将称取的水泥和建筑用砂边搅拌边倾倒至强制式沙石搅拌机中，搅拌30s，后将水和聚羧酸高效减水剂的混合液缓慢的倒入上述强制式沙石搅拌机中，搅拌60s，即得胶凝材料浆体；
步骤二：陶粒混凝土施工
按照表1用量比例分别称取步骤一制备的胶凝材料浆体与核壳结构陶粒，将核壳结构陶粒放入20℃水中预湿1h，得湿润的核壳结构陶粒，并将湿润的核壳结构陶粒均匀松散的充填在模具中，再在其上浇筑胶凝材料浆体，将浇筑胶凝浆体后的混凝土模具常温静置并养护14天，拆模，即得核壳结构陶粒混凝土。
按照《GB/T50107-2010混凝土强度检验评定标准》方法对实施例1-12制得的混凝材料进行抗压强度检测，检测结果见表2。
表1实施例1-6原料用量及抗压检测结果
Figure DEST_PATH_IMAGE001
由表1可得，水泥：水：建筑用砂：聚羧酸高效减水剂的原料用量比同制备的混凝材料强度密切相关，当各个原料的用量过多或过低均会导致浆料粘度的变化，从而显著影响浆料在壳核陶粒中的分散均匀时间以及均匀性，水泥：水：建筑用砂：聚羧酸高效减水剂质量比为1∶0.2∶1∶0.03时所制备的混凝土表现出较强的抗压强度；而随着胶凝材料浆体用量的增加，所制得的混凝材料强度上升，当胶凝材料浆体：核壳结构陶粒质量比为3∶1时，所制备的混凝材料表现出极好的抗压强度。
实施13，同实施例10，区别在于所用的壳核结构陶粒并未进行润湿步骤，对最终制备的混凝材料进行强度检测，显示抗压强度为35MPa，由此可得在进行施工前对壳核结构陶粒进行预湿至关重要，其在很大程度上决定了混凝材料的抗压强度。
实施14，各原料用量同实施例10，区别在于采用传统的施工方法将原料同时加入并进行混匀后，常温静置养护14天，对所得的混凝材料进行抗压强度检测，结果显示混凝的抗压强度为47MPa，由此可得，本发明的施工方法显著的提高了所制备的混凝材料的抗压强度。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与附图。

Claims (3)

1.一种核壳结构陶粒作为混凝土粗骨料的施工方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤一：胶凝材料浆体制备
将胶凝材料和细骨料两种原料边搅拌边倾倒至搅拌机中，搅拌均匀，将水和聚羧酸高效减水剂的混合液缓慢的倒入上述搅拌机中，搅拌均匀，即得胶凝材料浆体；
步骤二：陶粒混凝土施工
取核壳结构陶粒放入水中预湿，得到的湿润的核壳结构陶粒，将其均匀松散的充填在模具中，再在其上浇筑步骤一制备的胶凝材料浆体，将浇筑胶凝浆体后的混凝土模具静置并养护后拆模即得核壳结构陶粒混凝土；
步骤二中核壳结构陶粒放入20℃水中预湿1h；
步骤二中所述核壳结构陶粒球核部分的原料为重金属污染土壤；
核壳结构陶粒球壳部分的原材料为以下物质中的一种或几种：粉煤灰、煤矸石粉、无污染的粘土；
步骤二中胶凝材料浆体与核壳结构陶粒质量比为(1.5-3)∶1；
胶凝材料、水、细骨料和聚羧酸高效减水剂的质量比为1：(0.20-0.5)：(1-2)：(0.005-0.03)。
2.如权利要求1所述的一种核壳结构陶粒作为混凝土粗骨料的施工方法，其特征在于，步骤一中，胶凝材料和细骨料两种原料搅拌时间为30s，加入水和聚羧酸高效减水剂后继续搅拌60s。
3.如权利要求1所述的核壳结构陶粒作为混凝土粗骨料的施工方法，其特征在于，静置养护条件为常温养护7-14天或蒸汽养护48h。
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