CN110510948A - 一种高性能轻骨料混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种高性能轻骨料混凝土及其制备方法 Download PDF

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朱红兵
徐文康
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Abstract

本发明涉及混凝土的技术领域，具体涉及一种高性能轻骨料混凝土及其制备方法。该高性能轻骨料混凝土，其特征在于：以每立方米轻骨料混凝土计，由如下物料组成：水泥540kg、陶粒554kg、水152kg、河砂730kg、聚丙烯纤维0.45kg、玄武岩纤维1.325kg、减水剂7.02kg。本发明的掺加聚丙烯、玄武岩混杂纤维的高性能轻骨料混凝土，具有良好的抗拉强度、抗裂性、和易性、耐久性。本发明的高性能轻骨料混凝土成品密度较小，符合轻骨料混凝土小于1950kg/m3的密度要求，经28天标准养护其抗压强度均在50MP以上，劈裂强度均在4.0MP以上，耐久性能良好。

Description

一种高性能轻骨料混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土的技术领域，具体涉及一种高性能轻骨料混凝土及其制备方法。
背景技术：
混凝土制造加工工艺简单，可满足工程各项要求，成为现代土木工程建设的重要基础材料。但是混凝土材料和构件在应用过程中呈现出抗拉强度低，易开裂，脆性大，自重大，耐久性差等缺陷，此外混凝土消耗了大量的天然骨料，对砂、石的大量开采已造成了严峻的环境问题，需要新型材料的出现来解决。
轻骨料混凝土凭借其轻质高强、隔热保温、耐火抗冻等优点被逐步推广。陶粒混凝土作为轻骨料混凝土的一种，相比于普通混凝土，具有以下优点：(1)质量轻，强度高；(2)抗震性能好；(3)耐火性好；(4)耐久性好。
工程中常采用纤维来改善混凝土的性能来解决各项工程问题。不同种类纤维可以在混凝土不同的受荷阶段和不同的结构层次上发挥增强增韧作用。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种高性能轻骨料混凝土，具有良好的抗拉强度、抗裂性、和易性、耐久性。
本发明的目的之二在于提供一种高性能轻骨料混凝土的制备方法，制备方法简便，易于生产。
本发明实现目的之一所采用的方案是：一种高性能轻骨料混凝土，以每立方米轻骨料混凝土计，由如下物料组成：水泥540kg、陶粒554kg、水152kg、河砂730kg、聚丙烯纤维0.45kg、玄武岩纤维1.325kg、减水剂7.02kg。
优选地，所述陶粒为碎石型页岩陶粒，其密度等级为900级，粒径为5～20mm，筒压强度为6.2MPa，表观密度为1505kg/m3，堆积密度为815kg/m3，2h吸水率为2.46％。
优选地，所述河砂的堆积密度为1560kg/m3，表观密度为2650kg/m3，含泥量≤2％，细度模数为2.65。
优选地，所述聚丙烯纤维为束状单丝纤维，其纤维直径为18～40um，纤维长度为18mm，抗拉强度≥400MPa，断裂延伸率为6～20％，熔点为165～170℃，燃点580℃，密度为0.92g/cm3，弹性模量≥3600MPa。
优选地，所述玄武岩纤维为束状单丝纤维，其纤维直径为16～30um，纤维长度为20mm，抗拉强度3800-4900MPa，断裂延伸率为2.5-3.5％，熔点为165～170℃，燃点580℃，密度为2.65g/cm3，弹性模量95-110MPa。
优选地，所述减水剂为HSC聚竣酸高性能减水剂，为青岛虹厦外加剂厂生产的聚竣酸高性能减水剂，其减水率为20％。
本发明实现目的之二所采用的方案是：一种所述的高性能轻骨料混凝土的制备方法，包括以下步骤：(1)将陶粒浸水、沥干后获得表面呈饱和面干状态的陶粒；
(2)向步骤(1)中获得的陶粒中按比例加入河砂并拌合均匀；
(3)向步骤(2)中获得的的物料中按比例加入聚丙烯、玄武岩混杂纤维并拌合均匀；
(4)向步骤(3)中获得的的物料中按比例加入粉煤灰、水泥并拌合均匀；
(5)按比例将减水剂与水混合均匀获得溶液，将所述溶液加入步骤(4)中获得的物料中并拌合均匀，即可获得上述高性能轻骨料。
本发明具有以下优点和有益效果：本发明提供一种掺加聚丙烯、玄武岩混杂纤维的高性能轻骨料混凝土，具有良好的抗拉强度、抗裂性、和易性、耐久性。
本发明的高性能轻骨料混凝土中选用陶粒作为混凝土骨料，陶粒的选择和使用使得天然集料的开采和使用得到降低，从而使环境得到保护，而且陶粒混凝土有效降低了结构自重，因而更加适用于高层建筑和大跨境桥梁。
本发明的高性能轻骨料混凝土采用高弹性模量的玄武岩纤维以及弹性模量较低的聚丙烯纤维混掺。玄武岩纤维的弹性模量较大，可以在基体内部形成乱向均匀分布的空间“承力骨架”，进而有效改善基体的抗拉、抗弯性能及其延性。聚丙烯纤维的成本低、轻质、耐腐性能好，能在基体硬化初期有效地抑制基体微裂缝的发展，其弹性模量相对较低，可以和玄武岩纤维形成弹性模量的优势互补。由于聚丙烯纤维比较细小，可以有效地填充在玄武岩纤维的缝隙中。
本发明的混凝土成品密度较小，符合轻骨料混凝土小于1950kg/m3的密度要求，经28天标准养护其抗压强度均在50MP以上，劈裂强度均在4.0MP以上，耐久性能良好。
本发明的高性能轻骨料混凝土的制备方法，方法简单，易于生产。
具体实施方式
为更好的理解本发明，下面的实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
一种高性能轻骨料混凝土的制备方法，包括如下步骤：
(1)将陶粒浸水2h后沥干12h，获得表面呈饱和面干状态的陶粒；
(2)向步骤(1)中获得的陶粒中按比例加入河砂并拌合均匀；
(3)向步骤(2)中获得的的物料中按比例加入聚丙烯、玄武岩混杂纤维并拌合均匀；
(4)向步骤(3)中获得的的物料中按比例加入粉煤灰、水泥并拌合均匀；
(5)按比例将减水剂与水混合均匀获得溶液，将所述溶液加入步骤(4)中获得的物料中并拌合均匀，即可获得上述高性能轻骨料。
其中，以每立方米轻骨料混凝土计，高性能轻骨料混凝土由如下物料组成：水泥540kg、陶粒554kg、水152kg、河砂730kg、聚丙烯纤维0.45kg、玄武岩纤维1.325kg、减水剂7.02kg。
所述陶粒为碎石型页岩陶粒，其密度等级为900级，粒径为5～20mm，筒压强度为6.2MPa，表观密度为1505kg/m3，堆积密度为815kg/m3，2h吸水率为2.46％。
所述河砂的堆积密度为1560kg/m3，表观密度为2650kg/m3，含泥量≤2％，细度模数为2.65。
所述聚丙烯纤维为束状单丝纤维，其纤维直径为18～40um，纤维长度为18mm，抗拉强度≥400MPa，断裂延伸率为6～20％，熔点为165～170℃，燃点580℃，密度为0.92g/cm3，弹性模量≥3600MPa。
所述玄武岩纤维为束状单丝纤维，其纤维直径为16～30um，纤维长度为20mm，抗拉强度3800-4900MPa，断裂延伸率为2.5-3.5％，熔点为165～170℃，燃点580℃，密度为2.65g/cm3，弹性模量95-110MPa。
所述减水剂为HSC聚竣酸高性能减水剂，为青岛虹厦外加剂厂生产的聚竣酸高性能减水剂，其减水率为20％。
本发明的实施例中陶粒为密度等级为级的碎石型页岩陶粒，其购自宜昌光大陶粒制品有限责任公司，其技术参数如下表所示：
本发明的实施例中河砂为普通河砂，其粗细程度为中砂，其技术参数如下表所示：
本发明的实施例中聚丙烯、玄武岩纤维长度分别为18mm、20mm，其技术参数如下表所示：
聚丙烯纤维性能参数
玄武岩纤维性能参数
本发明的实施例中采用的水泥为湖北华新水泥股份有限公司生产的华新牌P.O.42.5普通硅酸盐水泥，其技术参数如下表所示：
本发明的实施例中以每立方米轻骨料混凝土计，各物料组成如下表所示：
本发明的实施例及对比例提供的混凝土经装模、养护后性能测试如下表所示：
由上表可知，实施例2为本发明所配置的混凝土，其成品密度较小，符合轻骨料混凝土小于1950kg/m3的密度要求，且经天标准养护其抗压强度在50MPa以上，劈裂强度在4MPa以上，耐久性能良好。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高性能轻骨料混凝土，其特征在于：以每立方米轻骨料混凝土计，由如下物料组成：水泥540kg、陶粒554kg、水152kg、河砂730kg、聚丙烯纤维0.45kg、玄武岩纤维1.325kg、减水剂7.02kg。
2.根据权利要求1所述的高性能轻骨料混凝土，其特征在于：所述陶粒为碎石型页岩陶粒，其密度等级为900级，粒径为5～20mm，筒压强度为6.2MPa，表观密度为1505kg/m3，堆积密度为815kg/m3，2h吸水率为2.46％。
3.根据权利要求1所述的高性能轻骨料混凝土，其特征在于：所述河砂的堆积密度为1560kg/m3，表观密度为2650kg/m3，含泥量≤2％，细度模数为2.65。
4.根据权利要求1所述的高性能轻骨料混凝土，其特征在于：所述聚丙烯纤维为束状单丝纤维，其纤维直径为18～40um，纤维长度为18mm，抗拉强度≥400MPa，断裂延伸率为6～20％，熔点为165～170℃，燃点580℃，密度为0.92g/cm3，弹性模量≥3600MPa。
5.根据权利要求1所述的高性能轻骨料混凝土，其特征在于：所述玄武岩纤维为束状单丝纤维，其纤维直径为16～30um，纤维长度为20mm，抗拉强度3800-4900MPa，断裂延伸率为2.5-3.5％，熔点为165～170℃，燃点580℃，密度为2.65g/cm3，弹性模量95-110MPa。
6.根据权利要求1所述的高性能轻骨料混凝土，其特征在于：所述减水剂为HSC聚竣酸高性能减水剂，为青岛虹厦外加剂厂生产的聚竣酸高性能减水剂，其减水率为20％。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的高性能轻骨料混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将陶粒浸水、沥干后获得表面呈饱和面干状态的陶粒；
(2)向步骤(1)中获得的陶粒中按比例加入河砂并拌合均匀；
(3)向步骤(2)中获得的的物料中按比例加入聚丙烯、玄武岩混杂纤维并拌合均匀；
(4)向步骤(3)中获得的的物料中按比例加入粉煤灰、水泥并拌合均匀；
(5)按比例将减水剂与水混合均匀获得溶液，将所述溶液加入步骤(4)中获得的物料中并拌合均匀，即可获得上述高性能轻骨料。
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