CN110606767B - 一种轻骨料混凝土及其制备工艺 - Google Patents

一种轻骨料混凝土及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种新型轻骨料混凝土及其制备工艺，属于建筑材料技术领域，所述新型混凝土的原料组分包括：粉煤灰80‑120kg，膨胀珍球岩50‑70kg，水泥200‑300kg，轻细骨料350‑500kg，轻粗骨料150‑200kg，砂350‑450kg，水100‑150kg，减水剂4‑6kg，香草醛接枝壳聚糖8‑10kg，本发明通过在轻骨料混凝土中加入膨胀珍球岩和香草醛接枝壳聚糖，其在制备混凝土时可以有效的改善了分层离析的缺陷，并可以在保证混凝土建造强度的情况下，降低其单位体积的重量，同时其结构致密性也得到了提升，相比较传统的轻骨料混凝土，其强度更好，质量更轻，而且还具有隔热、吸音的性能。

Description

一种轻骨料混凝土及其制备工艺
技术领域
本发明公开一种轻骨料混凝土及其制备工艺，属于建筑材料技术领域。
背景技术
轻骨料混凝土是指采用轻粗骨料、轻细骨料(或普通砂)、胶凝材料和水配制而成的干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。其中，由轻细骨料作骨料配制而成的轻骨料混凝土为全轻混凝土；由普通砂或部分轻细骨料做细骨料配制而成的轻骨料混凝土为砂轻混凝土。轻骨料混凝土以其轻质、高强、保温、隔热、抗震、耐磨等功能特点，广泛应用于各类工程。近年来，随着建筑行业的不断发展，对混凝土的需求量不断增大，使得配制混凝土的天然骨料资源供不应求，同时天然材料的大量开采和使用，也造成水土流失和自然景观的恶化，严重影响社会的可持续发展，因此为了防止对自然资源的过度开发，有研究尝试将再生骨料应用于混凝土的配制。为此，《骨料种类对无砂大孔混凝土有效孔隙率及强度的影响》(李婉琳，福建建筑科技，2013，4，23-24)和《再生混凝土骨料粒径和级配对无砂大孔混凝土性能的影响》(周敏，预拌混凝土，2013，12(290)，123-128)中分别对添加有再生混凝土骨料的混凝土进行了研究。
由于现有的轻骨料混凝土用料成分及配比控制不当，在制备过程中容易出现分层离析，造成其坍落度损失快，同时使得轻骨料在压力作用下会吸收混凝土中的水分而导致堵泵等问题，严重影响了混凝土的均匀性，从而降低了混凝土的强度，并影响施工效率和进度。
发明内容
本发明的目的就是为了解决传统轻骨料混凝土在制备时容易出现分层离析，造成其坍落度损失快，同时使得轻骨料在压力作用下会吸收混凝土中的水分而导致堵泵等问题，严重影响了混凝土的均匀性，从而影响施工效率和进度的问题，而提供一种轻骨料混凝土及其制备工艺。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种轻骨料混凝土，以每立方米计算，其原料组分包括：粉煤灰80-120kg，膨胀珍球岩50-70kg，水泥200-300kg，轻细骨料350-500kg，轻粗骨料150-200kg，砂350-450kg，水100-150kg，减水剂4-6kg，香草醛接枝壳聚糖8-10kg。
通过采用上述技术方案，在混凝土成分中加入膨胀珍球岩，其在制备混凝土时可以吸水膨胀，从而减少轻骨料的用量，能在保证轻骨料混凝土建造要求的同时降低其每立方米的重量，也提高了其隔热、吸音性能，而且膨胀珍球岩具有吸水的特性，也可减少减水剂的用量，使得混凝土的制备更加绿色环保，而香草醛接枝壳聚糖的加入，其可以提升轻粗骨料、轻细骨料与其他原料之间的粘性，特别是在轻骨料包覆于膨胀珍球岩表面后，膨胀珍球岩吸水之后的重量轻于轻骨料，其在混凝土制备之后可以对轻骨料起到支撑作用，以使混凝土不会出现沉淀而导致分层离析的情况，而且原料之间的粘性增强，不仅可以有效降低其坍落速度，同时混凝土制备之后的组分致密性更好，从而提升了其整体强度，使得抗震和防开裂性能得到显著提升，适用于高层建筑的施工。
优选的，所述轻细骨料和轻粗骨料的比重为3:1，且粒径比为0.15-0.25。
通过采用上述技术方案，轻细骨料可以填充至轻粗骨料之间的间隔处，以使得轻粗骨料之间不会存在空隙，从而进一步提升混凝土的密度。
优选的，所述轻粗骨料是通过将建筑混凝土砖块垃圾升温至700-800℃进行煅烧，再研磨3-4h所得到的粒径为6-10mm的颗粒。
通过采用上述技术方案，轻粗骨料采用建筑混凝土砖块垃圾制成，其可以实现资源的重复利用，而建筑混凝土垃圾经过煅烧和研磨之后，筛选出来作为轻粗骨料的成分，其强度也有所保障。
优选的，所述膨胀珍球岩的含水量为2％-2.5％，其粒径为8-15mm。
通过采用上述技术方案，含水量为2％-2.5％的膨胀珍球岩，其具有良好的吸水性，以使得膨胀珍球岩吸水膨胀系数的增大，能够有效减轻单位体积中混凝土的重量。
优选的，所述水泥为P.O.42.5级硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。
通过采用上述技术方案，P.O.42.5级硅酸盐水泥或火山灰质硅酸水泥具有较小的泌水性，以使得混凝土不会发生渗流的现象。
优选的，所述砂的细度模数为2.5-3.5，其含泥量不大于3％。
通过采用上述技术方案，可以增加砂砾的强度，从而提升混凝体的强度等级。
一种制备轻骨料混凝土的工艺，包括以下步骤：
(1)将轻细骨料和轻粗骨料混合均匀后加入足量的水浸泡10-15h，在经2-3h滤干之后加入香草醛接枝壳聚糖，搅拌均匀后得到轻骨料混合物；
(2)将水泥、砂、粉煤灰和水混合并搅拌均匀，随后在搅拌的同时加入膨胀珍球岩和减水剂得到水泥砂浆；
(3)先取一部分水泥砂浆对卧式搅拌机进行润洗处理，再将轻骨料混合物加入到搅拌机中，随后再对轻骨料混合物搅拌的过程中加入水泥砂浆，同时将剩余部分的水以雾状的形式喷洒至表面，混合均匀后得到轻骨料混凝土。
通过采用上述技术方案，将轻细骨料和轻粗骨料进行预先浸湿处理，可以降低其后续与水泥砂浆混合时的吸水率和粉碎率，香草醛接枝壳聚糖附着于轻细骨料和轻粗骨料的表面，使得轻骨料混合物的粘性增强，提升了其表面水泥砂浆的附着能力，而香草醛接枝壳聚糖可以将憎水基团外露，使得轻骨料混合物的吸水能力降低，与膨胀珍球岩共同作用，可显著克服传统轻骨料存在上浮、漂移而造成混凝土分层离析，从而影响后续泵送的缺点，也保证了混凝土的均匀性，另外水泥砂浆与轻骨料混合物分开制备，随后将两者混合制成轻骨料混凝土，可以避免一次性将原料混合，导致膨胀珍球岩与香草醛接枝壳聚糖混合不均，而影响混凝土的制备质量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
其一，在轻骨料混凝土中加入膨胀珍球岩和香草醛接枝壳聚糖，可以在保证混凝土建造强度的情况下，降低其单位体积的重量，同时其结构致密性也得到了提升，相比较传统的轻骨料混凝土，其强度更好，质量更轻，而且还具有隔热、吸音的性能。
其二，在轻骨料混凝土的制备过程中，香草醛接枝壳聚糖附着在轻细骨料和轻粗骨料表面的，与水泥砂浆混合之后，增强其相互之间的粘性，并降低了混凝土的坍落速度，而香草醛接枝壳聚糖可以阻碍轻细骨料和轻粗骨料继续吸水，与膨胀珍球岩所提供的支撑力协同作用，以避免轻粗骨料沉淀、轻细骨料存在上浮、漂移的问题，有效克服了传统轻骨料混凝土容易出现分层离析的缺陷，也避免了泵送过程中出现堵泵情况。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种轻骨料混凝土，以每立方米计算，其原料组分包括：粉煤灰80kg，膨胀珍球岩50kg，P.O.42.5级硅酸盐水泥200kg，轻细骨料350kg，轻粗骨料150kg，砂350kg，水100kg，减水剂4kg，香草醛接枝壳聚糖8kg，其中轻细骨料和轻粗骨料的粒径比为0.15，膨胀珍球岩的含水量为2％，其粒径为8mm，砂的细度模数为2.5。
上述混凝土的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将轻细骨料和轻粗骨料混合均匀后加入足量的水浸泡10h，在经2h滤干之后加入香草醛接枝壳聚糖，搅拌均匀后得到轻骨料混合物；
(2)将水泥、砂、粉煤灰和水混合并搅拌均匀，随后在搅拌的同时加入膨胀珍球岩和减水剂得到水泥砂浆；
(3)先取一部分水泥砂浆对卧式搅拌机进行润洗处理，再将轻骨料混合物加入到搅拌机中，随后再对轻骨料混合物搅拌的过程中加入水泥砂浆，同时将剩余部分的水以雾状的形式喷洒至表面，混合均匀后得到轻骨料混凝土。
实施例2
一种轻骨料混凝土，以每立方米计算，其原料组分包括：粉煤灰80kg，膨胀珍球岩50kg，P.O.42.5级硅酸盐水泥200kg，轻细骨料450kg，轻粗骨料150kg，砂350kg，水100kg，减水剂4kg，香草醛接枝壳聚糖8kg，其中轻细骨料和轻粗骨料的粒径比为0.15，膨胀珍球岩的含水量为2.2％，其粒径为8mm，砂的细度模数为3。
上述混凝土的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将轻细骨料和轻粗骨料混合均匀后加入足量的水浸泡15h，在经3h滤干之后加入香草醛接枝壳聚糖，搅拌均匀后得到轻骨料混合物；
(2)将水泥、砂、粉煤灰和水混合并搅拌均匀，随后在搅拌的同时加入膨胀珍球岩和减水剂得到水泥砂浆；
(3)先取一部分水泥砂浆对卧式搅拌机进行润洗处理，再将轻骨料混合物加入到搅拌机中，随后再对轻骨料混合物搅拌的过程中加入水泥砂浆，同时将剩余部分的水以雾状的形式喷洒至表面，混合均匀后得到轻骨料混凝土。
实施例3
一种轻骨料混凝土，以每立方米计算，其原料组分包括：粉煤灰80kg，膨胀珍球岩50kg，P.O.42.5级硅酸盐水泥200kg，轻细骨料350kg，轻粗骨料150kg，砂350kg，水100kg，减水剂4kg，香草醛接枝壳聚糖8kg，其中轻细骨料和轻粗骨料的粒径比为0.15，膨胀珍球岩的含水量为2％，其粒径为8mm，砂的细度模数为2.5。
上述混凝土的制备工艺，包括以下步骤：
(1)轻粗骨料按照建筑混凝土砖块垃圾升温至700℃进行煅烧，再研磨3h所得到的粒径为6mm的颗粒制的，并与轻粗骨料混合均匀后加入足量的水浸泡10h，在经2h滤干之后加入香草醛接枝壳聚糖，搅拌均匀后得到轻骨料混合物；
(2)将水泥、砂、粉煤灰和水混合并搅拌均匀，随后在搅拌的同时加入膨胀珍球岩和减水剂得到水泥砂浆；
(3)先取一部分水泥砂浆对卧式搅拌机进行润洗处理，再将轻骨料混合物加入到搅拌机中，随后再对轻骨料混合物搅拌的过程中加入水泥砂浆，同时将剩余部分的水以雾状的形式喷洒至表面，混合均匀后得到轻骨料混凝土。
实施例4
一种轻骨料混凝土，以每立方米计算，其原料组分包括：粉煤灰80kg，膨胀珍球岩50kg，P.O.42.5级硅酸盐水泥200kg，轻细骨料450kg，轻粗骨料150kg，砂350kg，水100kg，减水剂4kg，香草醛接枝壳聚糖8kg，其中轻细骨料和轻粗骨料的粒径比为0.15，膨胀珍球岩的含水量为2.2％，其粒径为8mm，砂的细度模数为3。
上述混凝土的制备工艺，包括以下步骤：
(1)轻粗骨料按照建筑混凝土砖块垃圾升温至750℃进行煅烧，再研磨4h所得到的粒径为6mm的颗粒制的，并与轻粗骨料混合均匀后加入足量的水浸泡10h，在经2h滤干之后加入香草醛接枝壳聚糖，搅拌均匀后得到轻骨料混合物；
(2)将水泥、砂、粉煤灰和水混合并搅拌均匀，随后在搅拌的同时加入膨胀珍球岩和减水剂得到水泥砂浆；
(3)先取一部分水泥砂浆对卧式搅拌机进行润洗处理，再将轻骨料混合物加入到搅拌机中，随后再对轻骨料混合物搅拌的过程中加入水泥砂浆，同时将剩余部分的水以雾状的形式喷洒至表面，混合均匀后得到轻骨料混凝土。
实施例5
一种轻骨料混凝土，以每立方米计算，其原料组分包括：粉煤灰80kg，膨胀珍球岩50kg，P.O.42.5级硅酸盐水泥200kg，轻细骨料450kg，轻粗骨料150kg，砂350kg，水100kg，减水剂4kg，香草醛接枝壳聚糖8kg，PC-H211液体缓凝剂8kg，其中轻细骨料和轻粗骨料的粒径比为0.15，膨胀珍球岩的含水量为2.2％，其粒径为8mm，砂的细度模数为3。
上述混凝土的制备工艺，包括以下步骤：
(1)轻粗骨料按照建筑混凝土砖块垃圾升温至800℃进行煅烧，再研磨3h所得到的粒径为6mm的颗粒制的，并与轻粗骨料混合均匀后加入足量的水浸泡15h，在经3h滤干之后加入香草醛接枝壳聚糖，搅拌均匀后得到轻骨料混合物；
(2)将水泥、砂、粉煤灰和水混合并搅拌均匀，随后在搅拌的同时加入膨胀珍球岩和减水剂得到水泥砂浆；
(3)先取一部分水泥砂浆对卧式搅拌机进行润洗处理，再将轻骨料混合物加入到搅拌机中，随后再对轻骨料混合物搅拌的过程中加入水泥砂浆，同时将剩余部分的水以雾状的形式喷洒至表面，混合均匀后得到轻骨料混凝土。
上述实施例中轻骨料混凝土的坍落度与坍落扩展度按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T50080-2002)的方法进行计算，根据坍落度和坍落扩展度数值计算工作性参数，具体测试数据参见附表1。
坍落度/mm 坍落扩张度/mm 工作度
实施例1 275 776 0.354
实施例2 263 761 0.346
实施例3 278 778 0.357
实施例4 269 775 0.347
实施例5 272 779 0.349
附表1
上述实施例中轻骨料混凝土的抗压强度按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》用万能压力测试机测试，具体测试数据参见附表2。
Figure GDA0003513773090000081
附表2
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种轻骨料混凝土的工艺，其特征在于，轻骨料混凝土以每立方米计算，其原料组分包括：粉煤灰80-120kg，膨胀珍球岩50-70kg，水泥200-300kg，轻细骨料350-500kg，轻粗骨料150-200kg，砂350-450kg，水100-150kg，减水剂4-6kg，香草醛接枝壳聚糖8-10kg，制备工艺包括以下步骤：
(1)将轻细骨料和轻粗骨料混合均匀后加入足量的水浸泡10-15h，在经2-3h滤干之后加入香草醛接枝壳聚糖，搅拌均匀后得到轻骨料混合物；
(2)将水泥、砂、粉煤灰和水混合并搅拌均匀，随后在搅拌的同时加入膨胀珍球岩和减水剂得到水泥砂浆；
(3)先取一部分水泥砂浆对卧式搅拌机进行润洗处理，再将轻骨料混合物加入到搅拌机中，随后在对轻骨料混合物搅拌的过程中加入水泥砂浆，同时将剩余部分的水以雾状的形式喷洒至表面，混合均匀后得到轻骨料混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种轻骨料混凝土的工艺，其特征在于，所述轻细骨料和轻粗骨料的比重为3:1，且粒径比为0.15-0.25。
3.根据权利要求2所述的一种轻骨料混凝土的工艺，其特征在于，所述轻粗骨料是通过将建筑混凝土砖块垃圾升温至700-800℃进行煅烧，再研磨3-4h所得到的粒径为6-10mm的颗粒。
4.根据权利要求1所述的一种轻骨料混凝土的工艺，其特征在于，所述膨胀珍球岩的含水量为2％-2.5％，其粒径为8-15mm。
5.根据权利要求1所述的一种轻骨料混凝土的工艺，其特征在于，所述水泥为P.O.42.5级硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的一种轻骨料混凝土的工艺，其特征在于，所述砂的细度模数为2.5-3.5，其含泥量不大于3％。
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