CN110372280A - 多孔陶粒混凝土及其制备方法和应用 - Google Patents

多孔陶粒混凝土及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多孔陶粒混凝土，由胶凝材料浆体和多孔陶粒按质量比1:0.05‑0.2构成，胶凝材料浆体是由胶凝材料、水、细骨料和聚羧酸高效减水剂混合而成。还公开了多孔陶粒混凝土的制备方法和应用，通过合理调节多孔陶粒和胶凝材料浆体的比例，将预湿处理的多孔陶粒铺满混凝土模具中，再将胶凝材料浆体浇筑到所述湿润多孔陶粒的上层后，用和模具相同材质的盖板将多孔陶粒的上层压住，再通过振动棒振动，静置、养护，得到多孔陶粒混凝土，既能防止多孔陶粒由于搅拌破坏结构，还能改善陶粒混凝土易于分层离析的状况，使制备的多孔陶粒混凝土具有表观密度低、强度高、隔热隔音好等性能，可广泛用于各种建筑工程中。

Description

多孔陶粒混凝土及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，特别涉及一种多孔陶粒混凝土及其制备方法和应用。
背景技术
随着建筑行业的迅速发展，城市化的不断推进，传统的沙石骨料资源不断被消耗。为了保护地球资源，人们越来越多的使用陶粒取代传统沙石作为混凝土骨料制备陶粒混凝土。陶粒混凝土与传统混凝土相比具有轻质、高强、保温、隔音的特点，根据这些特点，陶粒混凝土被广泛地应用在高层建筑、地铁施工、建筑外墙等不同种类的建筑中。
由于陶粒的密度小，强度相比传统沙石较低，而现有技术中传统方法制备混凝土都是直接将胶凝材料、细骨料、粗骨料、水及其他外加剂，简单的进行搅拌混合均匀后倒入模具制备而成，但是根据这种方式制备在陶粒混凝土，在搅拌施工过程中极易产生陶粒上浮和破碎的现象，导致陶粒混凝土的结构不均匀，强度较低等问题。目前有很多陶粒混凝土施工的新方法，比如：在陶粒混凝土施工过程中加入引气剂，增加陶粒与混凝土拌合物的摩擦力以及减小陶粒混凝土的密度等，这些方法能够部分改善陶粒在搅拌过程中上浮的现象。但是针对密度小，强度低的多孔陶粒，现有施工工艺仍会造成大量的破碎和密度分层等现象，影响施工质量，目前而言，尚未有合适的施工方式解决上述的问题。
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。
本发明还有一个目的是提供一种多孔陶粒混凝土，是由多孔陶粒和胶凝材料浆体按一定比例混合制备而成，能满足轻骨料混凝土技术规范要求。
本发明还有一个目的是提供一种多孔陶粒混凝土的制备方法，通过将多孔陶粒作为混凝土粗骨料铺设在施工层后，经过浇筑砂浆，盖盖板，再通过震荡使得多孔陶粒空隙间充满砂浆，既能防止多孔陶粒上浮，还能防止施工过程中多孔陶粒结构破坏，以及混凝土分层离析的状况出现。
为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种多孔陶粒混凝土，是由胶凝材料浆体和多孔陶粒按质量比1:0.05-0.2构成，其中，所述胶凝材料浆体是由胶凝材料、水、细骨料和聚羧酸高效减水剂混合而成。
优选的是，所述胶凝材料浆体是由胶凝材料、水、细骨料和聚羧酸高效减水剂按质量比1:0.2-0.4:1.3-1.7：0.005-0.01混合而成。
优选的是，所述多孔材料的粒径为5-10mm。
本发明还提供一种所述的多孔陶粒混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将多孔陶粒进行预湿处理，得到湿润多孔陶粒；
步骤2：按原料比例称取胶凝材料、水、细骨料和聚羧酸高效减水剂，将所述胶凝材料和所述细骨料边搅拌边加入搅拌机，搅拌均匀后，再将水和聚羧酸高效减水剂的混合液缓慢的倒入搅拌机中，搅拌均匀，得到胶凝材料浆体；
步骤3：按原料比例称取步骤1所得的湿润多孔陶粒以及步骤2所得的胶凝材料浆体，然后将所述湿润多孔陶粒均匀铺满混凝土模具中，将所述胶凝材料浆体浇筑到所述湿润多孔陶粒的上层后，并用和所述模具相同材质的盖板将多孔陶粒的上层压住，再通过振动棒振动，静置、养护，得到多孔陶粒混凝土。
优选的是，所述多孔陶粒放入20℃水中预湿1h，取出备用。
优选的是，所述搅拌机为强制式沙石搅拌机。
优选的是，步骤2中的搅拌速度为20-50rpm，所述胶凝材料和所述细骨料加入后搅拌时间为30s，加入所述水和聚羧酸高效减水剂混合液后搅拌时间为60s。
优选的是，步骤3中振动条件为振动频率25-50Hz、1500-3000次/min,，振动时间5-60s。
本发明还提供一种由所述的制备方法制备的多孔陶粒混凝土在建筑工程中的应用。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明所述的多孔陶粒外表坚硬，内部有许多蜂窝状微孔，微孔赋予陶粒质轻的特性，同时多孔陶粒还具有密度小、隔热、隔音性能，利用堆积密度与混凝土中其他成分的表观密度低特点，将多孔陶粒作为粗骨料与胶凝材料浆体混合，将多孔陶粒充均匀的分布于胶凝材料浆体中，得到具有表观密度极低、强度较高、保温、吸音性能良好的多孔陶粒混凝土，可广泛应用于建筑外墙面等建筑物中。
本发明公开的多孔陶粒混凝土的制备方法，先将预湿的多孔陶粒铺设在混凝土模具中，再将由胶凝材料、细骨料、水以及聚羧酸高效减水剂制成的胶凝材料浆体浇筑到多孔陶粒上层，用和模具同等材质的盖板盖到上层，然后用震动棒振动，以在振动条件下促使多孔陶粒随着振动频率上下振动，使得多孔陶粒空隙间能均匀浇筑胶凝材料浆体，并且防止现有技术中或者振动时陶粒的上浮，另外，这种制备多孔陶粒混凝土的方法，避免了现有技术中将多孔陶粒与混凝土中其他材料一同在搅拌机中搅拌，造成多孔陶粒结构的破坏，导致多孔陶粒上浮现象更严重，制备的混凝土出现密度分层、分层离析的现象，进而也会导致所制备的陶粒混凝土隔热隔音差、密度大、强度低等。本申请的制备方法简单易操作，不破坏多孔陶粒的结构并且保持其原有的良好性能，多孔陶粒作为粗骨料均匀分布到胶体材料凝胶内部形成均匀的整体，改善了陶粒混凝土容易分层离析的状况，可广泛地应用到高层建筑、地铁施工、建筑外墙等不同种类的建筑工程中。
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为本发明多孔陶粒混凝土的制备方法的流程图。
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。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
以下多孔陶粒是市面上购买的建筑上常用的多孔陶粒，一般由粉煤灰、煤矸石粉、污泥、矿渣或粘土中一种或多种为原料制备而成，密度在300-500kg/m3,优选350kg/m3。该种多孔陶粒属于超轻密度陶粒，还具有较好保温、隔音效果。
实施例1
多孔陶粒混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：选择粒径5mm的多孔陶粒并将其在20℃水中预湿处理1h，得到湿润多孔陶粒；
步骤2：胶凝材料(PC325)、水、细骨料(粗砂)和聚羧酸高效减水剂按质量比1:0.2:1.3：0.005称取，将胶凝材料和细骨料边搅拌边加入强制式砂石搅拌机，20rpm转速下搅拌30s后，再将水和聚羧酸高效减水剂的混合液缓慢的倒入搅拌机中，搅拌60s混合均匀，得到胶凝材料浆体；
步骤3：按照胶凝材料浆体和多孔陶粒质量比1:0.05，称取步骤1所得的湿润多孔陶粒以及步骤2所得的胶凝材料浆体，然后将湿润多孔陶粒均匀铺满混凝土模具，并将胶凝材料浆体浇筑到湿润多孔陶粒的上层后，盖上盖板，先静置2min，再用振动棒振动，具体在振动频率25Hz、1500次/min条件下振动5s，常温养护7天，蒸汽养护48h，得到多孔陶粒混凝土。
实施例2
多孔陶粒混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：选择粒径5mm的多孔陶粒并将其在20℃水中预湿处理1h，得到湿润多孔陶粒；
步骤2：胶凝材料(PC425)、水、细骨料(粗砂)和聚羧酸高效减水剂按质量比1:0.35:1.62：0.005称取，将胶凝材料和细骨料边搅拌边加入强制式砂石搅拌机，30rpm转速下搅拌30s后，再将水和聚羧酸高效减水剂的混合液缓慢的倒入搅拌机中，搅拌60s混合均匀，得到胶凝材料浆体；
步骤3：按照胶凝材料浆体和多孔陶粒和质量比1:0.2，称取步骤1所得的湿润多孔陶粒以及步骤2所得的胶凝材料浆体，然后将湿润多孔陶粒均匀铺满混凝土模具，并将胶凝材料浆体浇筑到湿润多孔陶粒的上层后，盖上盖板，先静置5min，再用振动棒振动，具体在振动频率35Hz、2000次/min条件下振动60s，常温养护10天，蒸汽养护48h，得到多孔陶粒混凝土。
实施例3
多孔陶粒混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：选择粒径8mm的多孔陶粒并将其在20℃水中预湿处理1h，得到湿润多孔陶粒；
步骤2：胶凝材料(PC425)、水、细骨料(粗砂)和聚羧酸高效减水剂按质量比1:0.2:1.32：0.01称取，将胶凝材料和细骨料边搅拌边加入强制式砂石搅拌机，40rpm转速下搅拌30s后，再将水和聚羧酸高效减水剂的混合液缓慢的倒入搅拌机中，搅拌60s混合均匀，得到胶凝材料浆体；
步骤3：按照胶凝材料浆体和多孔陶粒质量比1：0.15，称取步骤1所得的湿润多孔陶粒以及步骤2所得的胶凝材料浆体，然后将湿润多孔陶粒均匀铺满混凝土模具，并将胶凝材料浆体浇筑到湿润多孔陶粒的上层后，盖上盖板，先静置10min，再用振动棒振动，具体在振动频率45Hz、2500次/min条件下振动30s，常温养护12天，蒸汽养护48h，得到多孔陶粒混凝土。
实施例4
多孔陶粒混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：选择粒径10mm的多孔陶粒并将其在20℃水中预湿处理1h，得到湿润多孔陶粒；
步骤2：胶凝材料(PC425)、水、细骨料(粗砂)和聚羧酸高效减水剂按质量比1:0.4:1.7：0.01称取，将胶凝材料和细骨料边搅拌边加入强制式砂石搅拌机，50rpm转速下搅拌30s后，再将水和聚羧酸高效减水剂的混合液缓慢的倒入搅拌机中，搅拌60s混合均匀，得到胶凝材料浆体；
步骤3：按照胶凝材料浆体和多孔陶粒质量比1：0.2，称取步骤1所得的湿润多孔陶粒以及步骤2所得的胶凝材料浆体，然后将湿润多孔陶粒均匀铺满混凝土模具，并将胶凝材料浆体浇筑到湿润多孔陶粒的上层后，盖上盖板，先静置15min，再用振动棒振动，具体在振动频率50Hz、3000次/min条件下振动60s，常温养护14天，蒸汽养护48h，得到多孔陶粒混凝土。
对比例1
多孔陶粒混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按实施例2制备多孔陶粒的方法，得到多孔陶粒；
步骤2：按照实施例2中胶凝材料、水、细骨料、聚羧酸高效减水剂及多孔陶粒的比例进行称量，然后将胶凝材料、细骨料和部分水加入强制式沙石搅拌机，在30rpm转速下搅拌30s，加入粗骨料、剩余的水以及聚羧酸高效减水剂继续搅拌60s混合均匀，得到胶凝材料浆体；
步骤3：将所得胶凝材料浆体平铺满混凝土模具中，并用振动棒在振动频率35Hz、2000次/min条件下振动60s，常温养护10天，蒸汽养护48h，得到多孔陶粒混凝土。
对比例2
步骤1同实施例2的步骤1；
步骤2同实施例2的步骤2；
步骤3与实施例2的步骤3的区别在于，将胶凝材料浆体浇筑到湿润多孔陶粒的上层后，盖上盖板，常温养护10天，蒸汽养护48h(即不用振动棒振动)，得到多孔陶粒混凝土。
对比例3
步骤1同实施例2的步骤1；
步骤2同实施例2的步骤2；
步骤3与实施例2的步骤3的区别在于，将胶凝材料浆体浇筑到湿润多孔陶粒的上层后，常温养护10天，蒸汽养护48h(即不盖盖板，也不用振动棒振动)，得到多孔陶粒混凝土。
本申请对是实施例1-4以及对比例1-2制备的多孔陶粒混凝土分别按GB/T50081-2002和GB/T10294-2008测定其强度、隔热效果，结果如下表1所示：
表1不同制备方法制备的多孔陶粒混凝土的强度和隔热测试结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2 对比例3
强度(MPa) 41 45 42 38 30 33 31
隔热(W/mK) 0.25 0.35 0.28 0.26 0.17 0.20 0.18
通过表1测试结果，看出实施例2的制备方法制备的多孔陶粒混凝土的强度最佳，分析其原因有以下几点：(1)多孔陶粒本身密度比较小、质轻，直接和其他的混凝土材料搅拌，容易造成陶粒破碎，导致在施工制备混凝土时更容易上浮，多孔陶粒在浆体材料中最上层和其它层出现分离，出现中间断层没有多孔陶粒存在，造成整体强度低，同时部分破碎陶粒的存在还会影响隔热隔音效果；(2)如果将浆体直接覆在多孔陶粒的，由于喷浆时的冲击力同样造成少量的多孔陶粒上浮，而通过盖上盖板并且适当的静置后，浆体对多孔陶粒有一定束缚力但又没有固化的前提下，再用振动棒进行振动，可以使得即使有少量上浮的陶粒层，此时也会和其它的陶粒在震动下重新得到分布，使得陶粒既能均匀分布，又不会出现上层有单独一层上浮的陶粒的现象出现；(3)多孔陶粒和浆体原料的选择及其合理配比，有利于使得浆体能在多孔陶粒间隙中充分固化，而防止出现多孔陶粒尤其是上层有多孔陶粒没有和其他原料混合在一块，出现脱落的现象。另外，由于多孔陶粒隔音隔热的效果，只有按本申请设置的多孔陶粒的添加比例，才能保证既不影响整体多孔陶粒混凝土的强度，还能增加混凝土的隔音隔热效果，利于用到高层建筑、地铁施工、建筑外墙等不同种类的建筑工程中。
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 (9)

1.一种多孔陶粒混凝土，其特征在于，是由胶凝材料浆体和多孔陶粒按质量比1:0.05-0.2构成，其中，所述胶凝材料浆体是由胶凝材料、水、细骨料和聚羧酸高效减水剂混合而成。
2.如权利要求1所述的多孔陶粒混凝土，其特征在于，所述胶凝材料浆体是由胶凝材料、水、细骨料和聚羧酸高效减水剂按质量比1:0.2-0.4:1.3-1.7：0.005-0.01混合而成。
3.如权利要求1所述的多孔陶粒混凝土，其特征在于，所述多孔陶粒的粒径为5-10mm。
4.一种如权利要求1所述的多孔陶粒混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将多孔陶粒进行预湿处理，得到湿润多孔陶粒；
步骤2：按原料比例称取胶凝材料、水、细骨料和聚羧酸高效减水剂，将所述胶凝材料和所述细骨料边搅拌边加入搅拌机，搅拌均匀后，再将水和聚羧酸高效减水剂的混合液缓慢的倒入搅拌机中，搅拌均匀，得到胶凝材料浆体；
步骤3：按原料比例称取步骤1所得的湿润多孔陶粒以及步骤2所得的胶凝材料浆体，然后将所述湿润多孔陶粒均匀铺满混凝土模具中，将所述胶凝材料浆体浇筑到所述湿润多孔陶粒的上层后，并用和所述模具相同材质的盖板将多孔陶粒的上层压住，再通过振动棒振动，静置、养护，得到多孔陶粒混凝土。
5.如权利要求4所述的多孔陶粒混凝土的制备方法，其特征在于，所述多孔陶粒放入20℃水中预湿1h，取出备用。
6.如权利要求4所述的多孔陶粒混凝土的制备方法，其特征在于，所述搅拌机为强制式沙石搅拌机。
7.如权利要求4所述的多孔陶粒混凝土的制备方法，其特征在于，步骤2中的搅拌速度为20-50rpm，所述胶凝材料和所述细骨料加入后搅拌时间为30s，加入所述水和聚羧酸高效减水剂混合液后搅拌时间为60s。
8.如权利要求4所述的多孔陶粒混凝土的制备方法，其特征在于，步骤3中振动条件为振动频率25-50Hz、1500-3000次/min,，振动时间5-60s。
9.一种由权利要求1所述的多孔陶粒混凝土在建筑工程中的应用。
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