CN111792894A - 一种轻质高强度水利工程混凝土及其制备方法 - Google Patents
一种轻质高强度水利工程混凝土及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111792894A CN111792894A CN202010679334.1A CN202010679334A CN111792894A CN 111792894 A CN111792894 A CN 111792894A CN 202010679334 A CN202010679334 A CN 202010679334A CN 111792894 A CN111792894 A CN 111792894A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydraulic engineering
- fiber
- pretreated
- concrete
- sepiolite powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000011372 high-strength concrete Substances 0.000 title claims description 6
- 238000012407 engineering method Methods 0.000 title description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 96
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 69
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 claims abstract description 58
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 58
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 claims abstract description 58
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 40
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 32
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims abstract description 16
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- VBIIFPGSPJYLRR-UHFFFAOYSA-M Stearyltrimethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C VBIIFPGSPJYLRR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 13
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 49
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 36
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 23
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 16
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 13
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 12
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 10
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 10
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 10
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 2
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical class O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 2
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- IIACRCGMVDHOTQ-UHFFFAOYSA-M sulfamate Chemical compound NS([O-])(=O)=O IIACRCGMVDHOTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920002334 Spandex Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004759 spandex Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/0048—Fibrous materials
- C04B20/0068—Composite fibres, e.g. fibres with a core and sheath of different material
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/88—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
- D01F6/94—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of other polycondensation products
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
- D02G3/04—Blended or other yarns or threads containing components made from different materials
- D02G3/045—Blended or other yarns or threads containing components made from different materials all components being made from artificial or synthetic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/2038—Resistance against physical degradation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/40—Porous or lightweight materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/20—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2101/00—Inorganic fibres
- D10B2101/02—Inorganic fibres based on oxides or oxide ceramics, e.g. silicates
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2101/00—Inorganic fibres
- D10B2101/02—Inorganic fibres based on oxides or oxide ceramics, e.g. silicates
- D10B2101/06—Glass
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2321/00—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D10B2321/02—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins
- D10B2321/022—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins polypropylene
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
- D10B2331/10—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyurethanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明公开了一种轻质高强度水利工程混凝土制备方法,包括如下步骤:制备预处理水泥基料;搅拌状态下向海泡石粉中加入水,加入十八烷基三甲基氯化铵、纳米二氧化钛,微波照射下震荡反应,离心,洗涤,干燥,调节温度,保温,粉碎得到预处理海泡石粉;将热塑性聚氨酯弹性体真空熔融,加入预处理海泡石粉混合均匀,纺丝后与高硅氧玻璃纤维混纺得到内层纤维;将内层纤维、麦饭石功能纤维混纺使麦饭石功能纤维包覆于内层纤维外侧,截断得到外层纤维;再加入水搅拌均匀,再加入预处理水泥基料搅拌均匀得到轻质高强度水利工程混凝土。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程技术领域,尤其涉及一种轻质高强度水利工程混凝土及其制备方法。
背景技术
现有技术中混凝土的制备只是通过将水泥、沙子、石子、水和减水剂混合,这样的混凝土的优点是抗压强度高、取材容易、易成型、价格低廉、可与钢材结合制成各种承重构件,但是混凝土密度高,重量大,承受重压时易产生塑性收缩和裂纹,致使混凝土的抗拉强度低、脆性大、韧性差,从而降低混凝土结构的承载能力,缩短使用寿命,成为各种灾难事故的隐患。特别是其抗冲击性能差,在冲击荷载作用下易于脆性断裂和脱落。
室内试验和工程实践证明,在混凝土中加入较低掺量水平的纤维,可减少或防止混凝土在高承载能力时引起塑性收缩和微裂纹,但掺量水平的纤维仍不能降低混凝土的重量,另外由于纤维密度较小,因此在与混凝土混合过程中,纤维容易上浮而造成在混凝土中的分散不均匀,进而影响混凝土整体性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种轻质高强度水利工程混凝土及其制备方法。
一种轻质高强度水利工程混凝土制备方法,包括如下步骤:
S1、将水泥、轻质粗骨料、细骨料、粉煤灰搅拌,接着加入减水剂、缓凝剂搅拌均匀得到预处理水泥基料;
S2、搅拌状态下向海泡石粉中加入水,加入十八烷基三甲基氯化铵、纳米二氧化钛,微波照射下震荡反应,离心,洗涤,干燥,调节温度,保温,粉碎得到预处理海泡石粉;
S3、将热塑性聚氨酯弹性体真空熔融,加入预处理海泡石粉混合均匀,纺丝后与高硅氧玻璃纤维混纺得到内层纤维;
S4、将内层纤维、麦饭石功能纤维混纺使麦饭石功能纤维包覆于内层纤维外侧,截断得到外层纤维;再加入水搅拌均匀,再加入预处理水泥基料搅拌均匀得到轻质高强度水利工程混凝土。
优选地,S1中,轻质粗骨料粒径为5-15mm;轻质粗骨料按质量百分比包括:废弃陶瓷颗粒40-60%,尾矿石5-12%,连续级配卵石20-30%,余量为建筑垃圾颗粒。
优选地,S1中,废弃陶瓷颗粒按质量百分比包括:沸石颗粒20-30%,多孔玄武岩20-30%,膨胀矿渣珠10-20%,余量为粘土陶粒。
优选地,S1中,细骨料为细度模数为2.4-2.6的人工砂。
优选地,S1中,粉煤灰为I级粉煤灰,符合《GB/T 1596-2017用于水泥和混凝土的粉煤灰》中相关要求和指标。
优选地,S1中,减水剂为木质素磺酸盐、磺化三聚氰胺甲醛树脂、芳香族氨基磺酸盐聚合物、聚羧酸减水剂中至少一种,优选为聚羧酸减水剂。
优选地,S1中,水泥、轻质粗骨料、细骨料、粉煤灰、减水剂、缓凝剂的质量比为100-140:350-460:200-400:60-100:1-4:1-3。
优选地,S2中,微波照射下震荡反应时间为1-2h,微波照射功率为300-360W,震荡速度为1000-1400r/min。
优选地,S2中,离心时间为2-4min,离心转速为6000-10000r/min,
优选地,S2中,调节温度至140-160℃,保温1-3h。
优选地,S2中,海泡石粉的粒径为5-10μm。
优选地,S2中,海泡石粉、十八烷基三甲基氯化铵、纳米二氧化钛的质量比为40-60:1-2:20-40。
优选地,S2中,预处理海泡石粉的密度为0.8-1.4g/cm3。
优选地,S3中,高硅氧玻璃纤维的拉伸强度大于等于2000Mpa,单丝直径为5-10μm。
优选地,S3中,热塑性聚氨酯弹性体比重为1.1-1.2g/cm3,拉伸强度为40-50Mpa,扯断伸长率为455-470%。
优选地,S3中,真空熔融温度为220-230℃。
优选地,S3中,热塑性聚氨酯弹性体、预处理海泡石粉、高硅氧玻璃纤维的质量比为15-25:30-50:10-20。
优选地,S3中,内层纤维的横截面为中空圆环形,中空度为32-34%,纱支为16-18tex。
优选地,S4中,内层纤维、麦饭石功能纤维、水、预处理水泥基料的质量比为20-40:5-15:150-200:600-700。
优选地,S4中,麦饭石功能纤维为聚丙烯-麦饭石功能纤维,即麦饭石经预处理后与聚丙烯混纺得到。
优选地,S4中,外层纤维的纱支为23-25tex,长度为1-3mm。
一种轻质高强度水利工程混凝土制备方法,采用上述轻质高强度水利工程混凝土制备方法制得。
本发明采用废弃陶瓷颗粒、尾矿石、连续级配卵石、建筑垃圾颗粒作为轻质粗骨料,不仅可有效降低混凝土的重量,而且可减少其塑性收缩和微裂纹,同时增强了混凝土的韧性,增强了混凝土的抗冲击能力,提高耐久性;轻质粗骨料再与细度模数为2.4-2.6的人工砂配合,在混凝土作为骨料起到骨架作用,而粉煤灰作为混凝土掺合料,加入到混凝土中可改善混凝土流动度,降低水泥水化热,提高混凝土抗渗和抗腐蚀能力和强度。
海泡石粉为纤维状的含水硅酸镁,在电子显微镜下可以看到它们是由无数细丝聚在一起排成片状,为层链状结构。海泡石所特有的结构,决定其具有很好的吸附性能、流变性能。
本发明将海泡石粉分散在水中,在十八烷基三甲基氯化铵可结合到水化后的海泡石原料上,由于十八烷基三甲基氯化铵的长碳链结构,实现海泡石粉的有机化改性,经过微波照射下震荡与高温反应,纳米二氧化钛充分填充并牢固,层链状结构内部经干燥后呈现多孔疏松结构,并分布着许多孔径大小不一的气孔,这些气孔所占的体积分数为30-40%,经过热塑性聚氨酯弹性体包覆后与高硅氧玻璃纤维混纺,纺丝后横截面为中空圆环形,可有效减轻重量并提高安全率,而麦饭石功能纤维完全包裹住内层纤维,纱支为23-25tex,在保证纤维耐磨性的基础上,而且混纺后能够增加纤维内的孔隙度,并可有效提高氨纶的耐热温度和纤维强度,力学性能好;采用所得长度为1-3mm外层纤维,其可均匀且无序的分散在预处理水泥基料中,不仅可显著降低混凝土的重量,而且可增强了混凝土各方向的强度和韧性,同时可加固整体的结构,避免混凝土在使用过程中发生折断。
与现有技术相比,本发明具有以下的特点和技术效果:
1、本发明中废弃陶瓷颗粒、尾矿石、连续级配卵石、建筑垃圾颗粒的使用量占原料总量的比例较大,大大降低了水泥的用量,降低了生产成本,提高资源利用率,而且降低所得混凝土的表观密度,使之适用于水利工程;
2、本发明中通过将预处理海泡石粉进行处理得到外层纤维,其不仅与预处理水泥基料的相容性高,不易造成由于纤维上浮导致混凝土中的分散不均匀,而且使混凝土在轻质的状态下,保持高强度,加固整体结构,进一步适用于水利工程,可为企业带来了较好的经济社会效益;
3、本发明具有制备方法简单,成本低等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
下述高硅氧玻璃纤维的拉伸强度大于等于2000Mpa,单丝直径为5-10μm;热塑性聚氨酯弹性体比重为1.1-1.2g/cm3,拉伸强度为40-50Mpa,扯断伸长率为455-470%。
实施例1
一种轻质高强度水利工程混凝土制备方法,包括如下步骤:
S1、将100kg 42.5硅酸盐水泥、460kg粒径为5-15mm的轻质粗骨料、200kg细度模数为2.4的人工砂、100kg I级粉煤灰搅拌,接着加入1kg木质素磺酸盐、3kg缓凝剂搅拌均匀得到预处理水泥基料;
轻质粗骨料按质量百分比包括:废弃陶瓷颗粒40%,尾矿石12%,连续级配卵石20%,余量为建筑垃圾颗粒;废弃陶瓷颗粒按质量百分比包括:沸石颗粒20%,多孔玄武岩30%,膨胀矿渣珠10%,余量为粘土陶粒;
S2、搅拌状态下向40kg海泡石粉中加入500kg水,加入1kg十八烷基三甲基氯化铵、40kg纳米二氧化钛,微波照射下震荡反应1h,微波照射功率为360W,震荡速度为1000r/min,离心4min,离心转速为6000r/min,洗涤,90℃干燥,调节温度至140℃,保温3h,粉碎得到密度为0.8g/cm3的预处理海泡石粉;
S3、将25kg热塑性聚氨酯弹性体真空熔融,真空熔融温度为220℃,加入50kg预处理海泡石粉混合均匀,纺丝后与10kg高硅氧玻璃纤维混纺得到内层纤维,内层纤维的横截面为中空圆环形,中空度为34%,纱支为16tex;
S4、将40kg内层纤维、5kg麦饭石功能纤维混纺使麦饭石功能纤维包覆于内层纤维外侧,截断为1-3mm的长度得到外层纤维,外层纤维的纱支为25tex;再加入150kg水搅拌均匀,再加入700kg预处理水泥基料搅拌均匀得到轻质高强度水利工程混凝土。
实施例2
一种轻质高强度水利工程混凝土制备方法,包括如下步骤:
S1、将140kg 42.5硅酸盐水泥、350kg粒径为5-15mm的轻质粗骨料、400kg细度模数为2.6的人工砂、60kg I级粉煤灰搅拌,接着加入4kg磺化三聚氰胺甲醛树脂、1kg缓凝剂搅拌均匀得到预处理水泥基料;
轻质粗骨料按质量百分比包括:废弃陶瓷颗粒60%,尾矿石5%,连续级配卵石30%,余量为建筑垃圾颗粒;废弃陶瓷颗粒按质量百分比包括:沸石颗粒30%,多孔玄武岩20%,膨胀矿渣珠20%,余量为粘土陶粒;
S2、搅拌状态下向60kg海泡石粉中加入300kg水,加入2kg十八烷基三甲基氯化铵、20kg纳米二氧化钛,微波照射下震荡反应2h,微波照射功率为300W,震荡速度为1400r/min,离心2min,离心转速为10000r/min,洗涤,80℃干燥,调节温度至160℃,保温1h,粉碎得到密度为1.4g/cm3的预处理海泡石粉;
S3、将15kg热塑性聚氨酯弹性体真空熔融,真空熔融温度为230℃,加入30kg预处理海泡石粉混合均匀,纺丝后与20kg高硅氧玻璃纤维混纺得到内层纤维,内层纤维的横截面为中空圆环形,中空度为32%,纱支为18tex;
S4、将20kg内层纤维、15kg麦饭石功能纤维混纺使麦饭石功能纤维包覆于内层纤维外侧,截断为1-3mm的长度得到外层纤维,外层纤维的纱支为23tex;再加入200kg水搅拌均匀,再加入600kg预处理水泥基料搅拌均匀得到轻质高强度水利工程混凝土。
实施例3
一种轻质高强度水利工程混凝土制备方法,包括如下步骤:
S1、将110kg 42.5硅酸盐水泥、380份粒径为5-15mm的轻质粗骨料、70kg I级粉煤灰、340kg细度模数为2.4的人工砂倒入搅拌机进行搅拌4min,加入2kg芳香族氨基磺酸盐聚合物、2.5kg缓凝剂搅拌1.5min,得到预处理水泥基料;
轻质粗骨料按质量百分比包括:废弃陶瓷颗粒45%,尾矿石10%,连续级配卵石22%,余量为建筑垃圾颗粒;废弃陶瓷颗粒按质量百分比包括:沸石颗粒28%,多孔玄武岩24%,膨胀矿渣珠18%,余量为粘土陶粒;
S2、搅拌状态下向45kg海泡石粉中加入450kg水,加入1.2kg十八烷基三甲基氯化铵、35kg纳米二氧化钛,微波照射下震荡反应1.3h,微波照射功率为340W,震荡速度为1100r/min,在转速为9000r/min条件下离心2.5min,洗涤,在温度88℃干燥,调节温度至145℃保温2.5h,粉碎,得到密度为1g/cm3的预处理海泡石粉;
S3、将22kg热塑性聚氨酯弹性体在222℃真空熔融,加入45kg预处理海泡石粉混合均匀,纺丝后与12kg高硅氧玻璃纤维混纺,混纺后得到横截面为中空圆环形的内层纤维,内层纤维的中空度为33.5%,纱支为16.5tex;
S4、将35kg内层纤维、8kg聚丙烯-麦饭石功能纤维混纺,聚丙烯-麦饭石功能纤维完全包裹内层纤维,纱支为24.5tex,截断为1-3mm的长度,得到外层纤维,再加入160kg水搅拌均匀,再加入660kg预处理水泥基料继续搅拌5min,得到轻质高强度水利工程混凝土。
实施例4
一种轻质高强度水利工程混凝土制备方法,包括如下步骤:
S1、将130kg 42.5硅酸盐水泥、420份粒径为5-15mm的轻质粗骨料、90kg I级粉煤灰、260kg细度模数为2.6的人工砂倒入搅拌机进行搅拌2min,加入3kg聚羧酸减水剂、1.5kg缓凝剂搅拌1.5min,得到预处理水泥基料;
轻质粗骨料按质量百分比包括:废弃陶瓷颗粒55%,尾矿石6%,连续级配卵石28%,余量为建筑垃圾颗粒;废弃陶瓷颗粒按质量百分比包括:沸石颗粒22%,多孔玄武岩26%,膨胀矿渣珠12%,余量为粘土陶粒;
S2、搅拌状态下向55kg海泡石粉中加入350kg水,加入1.8kg十八烷基三甲基氯化铵、25kg纳米二氧化钛,微波照射下震荡反应1.7h,微波照射功率为320W,震荡速度为1300r/min,在转速为7000r/min条件下离心3.5min,洗涤,在温度82℃干燥,调节温度至155℃保温1.5h,粉碎,得到密度为1.2g/cm3的预处理海泡石粉;
S3、将18kg热塑性聚氨酯弹性体在228℃真空熔融,加入35kg预处理海泡石粉混合均匀,纺丝后与18kg高硅氧玻璃纤维混纺,混纺后得到横截面为中空圆环形的内层纤维,内层纤维的中空度为32.5%,纱支为17.5tex;
S4、将25kg内层纤维、12kg聚丙烯-麦饭石功能纤维混纺,聚丙烯-麦饭石功能纤维完全包裹内层纤维,纱支为23.5tex,截断为1-3mm的长度,得到外层纤维,再加入180kg水搅拌均匀,再加入640kg预处理水泥基料继续搅拌10min,得到轻质高强度水利工程混凝土。
实施例5
一种轻质高强度水利工程混凝土制备方法,包括如下步骤:
S1、将120kg 42.5硅酸盐水泥、400份粒径为5-15mm的轻质粗骨料、80kg I级粉煤灰、300kg细度模数为2.5的人工砂倒入搅拌机进行搅拌3min,加入2.5kg聚羧酸减水剂、2kg缓凝剂搅拌1.5min,得到预处理水泥基料;
轻质粗骨料按质量百分比包括:废弃陶瓷颗粒50%,尾矿石8%,连续级配卵石25%,余量为建筑垃圾颗粒;废弃陶瓷颗粒按质量百分比包括:沸石颗粒25%,多孔玄武岩25%,膨胀矿渣珠15%,余量为粘土陶粒;
S2、搅拌状态下向50kg海泡石粉中加入400kg水,加入1.5kg十八烷基三甲基氯化铵、30kg纳米二氧化钛,微波照射下震荡反应1.5h,微波照射功率为330W,震荡速度为1200r/min,在转速为8000r/min条件下离心3min,洗涤,在温度85℃干燥,调节温度至150℃保温2h,粉碎,得到密度为1-1.2g/cm3的预处理海泡石粉;
S3、将20kg热塑性聚氨酯弹性体在225℃真空熔融,加入40kg预处理海泡石粉混合均匀,纺丝后与15kg高硅氧玻璃纤维混纺,混纺后得到横截面为中空圆环形的内层纤维,内层纤维的中空度为33%,纱支为17tex;
S4、将30kg内层纤维、10kg聚丙烯-麦饭石功能纤维混纺,聚丙烯-麦饭石功能纤维完全包裹内层纤维,纱支为24tex,截断为1-3mm的长度,得到外层纤维,再加入170kg水搅拌均匀,再加入650kg预处理水泥基料继续搅拌8min,得到轻质高强度水利工程混凝土。
对比例1
一种水利工程混凝土制备方法,包括如下步骤:
S1、将120kg 42.5硅酸盐水泥、400份粒径为5-15mm的轻质粗骨料、80kg I级粉煤灰、300kg细度模数为2.5的人工砂倒入搅拌机进行搅拌3min,加入2.5kg聚羧酸减水剂、2kg缓凝剂搅拌1.5min,得到预处理水泥基料;
轻质粗骨料按质量百分比包括:废弃陶瓷颗粒50%,尾矿石8%,连续级配卵石25%,余量为建筑垃圾颗粒;废弃陶瓷颗粒按质量百分比包括:沸石颗粒25%,多孔玄武岩25%,膨胀矿渣珠15%,余量为粘土陶粒;
S2、将40kg海泡石纤维加入170kg水中搅拌均匀,再加入650kg预处理水泥基料继续搅拌8min,得到水利工程混凝土。
对比例2
一种水利工程混凝土制备方法,包括如下步骤:
S1、将120kg 42.5硅酸盐水泥、400份粒径为5-15mm的轻质粗骨料、80kg I级粉煤灰、300kg细度模数为2.5的人工砂倒入搅拌机进行搅拌3min,加入2.5kg聚羧酸减水剂、2kg缓凝剂搅拌1.5min,得到预处理水泥基料;
轻质粗骨料按质量百分比包括:废弃陶瓷颗粒50%,尾矿石8%,连续级配卵石25%,余量为建筑垃圾颗粒;废弃陶瓷颗粒按质量百分比包括:沸石颗粒25%,多孔玄武岩25%,膨胀矿渣珠15%,余量为粘土陶粒;
S2、将40kg玻璃纤维加入170kg水中搅拌均匀,再加入650kg预处理水泥基料继续搅拌8min,得到水利工程混凝土。
对比例3
一种水利工程混凝土制备方法,包括如下步骤:
S1、将120kg 42.5硅酸盐水泥、400份粒径为5-15mm的轻质粗骨料、80kg I级粉煤灰、300kg细度模数为2.5的人工砂倒入搅拌机进行搅拌3min,加入2.5kg聚羧酸减水剂、2kg缓凝剂搅拌1.5min,得到预处理水泥基料;
轻质粗骨料按质量百分比包括:废弃陶瓷颗粒50%,尾矿石8%,连续级配卵石25%,余量为建筑垃圾颗粒;废弃陶瓷颗粒按质量百分比包括:沸石颗粒25%,多孔玄武岩25%,膨胀矿渣珠15%,余量为粘土陶粒;
S2、搅拌状态下向50kg海泡石粉中加入400kg水,加入1.5kg十八烷基三甲基氯化铵、30kg纳米二氧化钛,微波照射下震荡反应1.5h,微波照射功率为330W,震荡速度为1200r/min,在转速为8000r/min条件下离心3min,洗涤,在温度85℃干燥,调节温度至150℃保温2h,粉碎,得到密度为1-1.2g/cm3的预处理海泡石粉;
S3、将40kg预处理海泡石粉加入170kg水中搅拌均匀,再加入650kg预处理水泥基料继续搅拌8min,得到水利工程混凝土。
对比例4
一种水利工程混凝土制备方法,包括如下步骤:
S1、将120kg 42.5硅酸盐水泥、400份粒径为5-15mm的轻质粗骨料、80kg I级粉煤灰、300kg细度模数为2.5的人工砂倒入搅拌机进行搅拌3min,加入2.5kg聚羧酸减水剂、2kg缓凝剂搅拌1.5min,得到预处理水泥基料;
轻质粗骨料按质量百分比包括:废弃陶瓷颗粒50%,尾矿石8%,连续级配卵石25%,余量为建筑垃圾颗粒;废弃陶瓷颗粒按质量百分比包括:沸石颗粒25%,多孔玄武岩25%,膨胀矿渣珠15%,余量为粘土陶粒;
S2、搅拌状态下向50kg海泡石粉中加入400kg水,加入1.5kg十八烷基三甲基氯化铵、30kg纳米二氧化钛,调节温度至150℃保温2h,粉碎,得到密度为1-1.2g/cm3的预处理海泡石粉;
S3、将20kg热塑性聚氨酯弹性体在225℃真空熔融,加入40kg预处理海泡石粉混合均匀,纺丝后与15kg高硅氧玻璃纤维混纺,混纺后得到横截面为中空圆环形的内层纤维,内层纤维的中空度为33%,纱支为17tex;
S4、将30kg内层纤维、10kg聚丙烯-麦饭石功能纤维混纺,聚丙烯-麦饭石功能纤维完全包裹内层纤维,纱支为24tex,截断为1-3mm的长度,得到外层纤维,再加入170kg水搅拌均匀,再加入650kg预处理水泥基料继续搅拌8min,得到水利工程混凝土。
将实施例5所得轻质高强度水利工程混凝土和对比例1-4所得水利工程混凝土注入模具中,凝固后标准养护28d,在相同的条件下对其进行抗压强度、劈裂强度、抗冲击性以及抗冲击性的分布均匀度进行测试。
参照DL/T 5150-2017《水工混凝土试验规程》中的圆环法进行抗冲磨强度试验;而混凝土的力学性能测试参照《GB/T 50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准》中的规定进行;冲击性能分布均匀度测试具体如下:在待测样品上随机取30个不同位置上的点测试抗冲击性能,然后30个数据求标准差,标准差>0.5为冲击性能分布不均匀,标准差≤0.5为冲击性能分布均匀。
其结果如下:
由上表可知:海泡石粉有机改性后经过微波照射下震荡与高温反应,使纳米二氧化钛充分填充,层链状结构内部经干燥后呈现多孔疏松结构,便于与热塑性聚氨酯弹性体熔融混炼,但仅采用预处理海泡石粉加入预处理水泥基料中,仅仅起到轻质的效果,而无法增强混凝土力学性能;采用预处理海泡石粉与热塑性聚氨酯弹性体熔融混炼,再与高硅氧玻璃纤维混纺,接着采用麦饭石功能纤维完全包裹住内层纤维,在保证纤维耐磨性的基础上,增加纤维内的孔隙度,并可有效提高耐热温度和纤维强度,力学性能好,同时可均匀且无序的分散在预处理水泥基料中,不仅可显著降低混凝土的重量,而且可增强了混凝土各方向的强度和韧性,同时可加固整体的结构,避免混凝土在使用过程中发生折断。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种轻质高强度水利工程混凝土制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将水泥、轻质粗骨料、细骨料、粉煤灰搅拌,接着加入减水剂、缓凝剂搅拌均匀得到预处理水泥基料;
S2、搅拌状态下向海泡石粉中加入水,加入十八烷基三甲基氯化铵、纳米二氧化钛,微波照射下震荡反应,离心,洗涤,干燥,调节温度,保温,粉碎得到预处理海泡石粉;
S3、将热塑性聚氨酯弹性体真空熔融,加入预处理海泡石粉混合均匀,纺丝后与高硅氧玻璃纤维混纺得到内层纤维;
S4、将内层纤维、麦饭石功能纤维混纺使麦饭石功能纤维包覆于内层纤维外侧,截断得到外层纤维;再加入水搅拌均匀,再加入预处理水泥基料搅拌均匀得到轻质高强度水利工程混凝土。
2.根据权利要求1所述轻质高强度水利工程混凝土制备方法,其特征在于,S1中,轻质粗骨料粒径为5-15mm;轻质粗骨料按质量百分比包括:废弃陶瓷颗粒40-60%,尾矿石5-12%,连续级配卵石20-30%,余量为建筑垃圾颗粒。
3.根据权利要求1所述轻质高强度水利工程混凝土制备方法,其特征在于,S2中,微波照射下震荡反应时间为1-2h,微波照射功率为300-360W,震荡速度为1000-1400r/min。
4.根据权利要求1所述轻质高强度水利工程混凝土制备方法,其特征在于,S2中,调节温度至140-160℃,保温1-3h。
5.根据权利要求1所述轻质高强度水利工程混凝土制备方法,其特征在于,S2中,海泡石粉的粒径为5-10μm。
6.根据权利要求1所述轻质高强度水利工程混凝土制备方法,其特征在于,S2中,预处理海泡石粉的密度为0.8-1.4g/cm3。
7.根据权利要求1所述轻质高强度水利工程混凝土制备方法,其特征在于,S3中,热塑性聚氨酯弹性体、预处理海泡石粉、高硅氧玻璃纤维的质量比为15-25:30-50:10-20。
8.根据权利要求1所述轻质高强度水利工程混凝土制备方法,其特征在于,S3中,内层纤维的横截面为中空圆环形,中空度为32-34%,纱支为16-18tex。
9.根据权利要求1所述轻质高强度水利工程混凝土制备方法,其特征在于,S4中,内层纤维、麦饭石功能纤维、水、预处理水泥基料的质量比为20-40:5-15:150-200:600-700。
10.一种轻质高强度水利工程混凝土制备方法,其特征在于,采用权利要求1-9任一项所述轻质高强度水利工程混凝土制备方法制得。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010679334.1A CN111792894A (zh) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 一种轻质高强度水利工程混凝土及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010679334.1A CN111792894A (zh) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 一种轻质高强度水利工程混凝土及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111792894A true CN111792894A (zh) | 2020-10-20 |
Family
ID=72807061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010679334.1A Withdrawn CN111792894A (zh) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 一种轻质高强度水利工程混凝土及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111792894A (zh) |
-
2020
- 2020-07-15 CN CN202010679334.1A patent/CN111792894A/zh not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110282935B (zh) | 一种纤维增强型混凝土及其制备方法 | |
CN113321467B (zh) | 一种内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土及其制备方法 | |
CN110357539B (zh) | 一种高强耐热混凝土及其制备方法 | |
CN106242429B (zh) | 一种高韧性混杂纤维增强混凝土及其制备方法 | |
CN101050129A (zh) | 保温节能型轻质加气墙砖及其制备方法 | |
CN106830871A (zh) | Pva纤维增强的超高韧性地聚合物基复合材料及制备方法 | |
CN114180892B (zh) | 一种节能可再生混凝土及其制备方法 | |
CN115959870B (zh) | 一种抗裂低碳高性能混凝土及其制备方法 | |
CN105016670A (zh) | 一种混凝土环形电杆及其制备方法 | |
CN109095862A (zh) | 一种高强韧性混凝土 | |
CN113955996B (zh) | 一种相变抗裂混凝土及其制备方法 | |
CN115304311A (zh) | 一种超高性能混凝土及其制备方法 | |
CN114933453B (zh) | 一种抗爆炸轻质高性能混凝土及其制备方法 | |
CN111548087A (zh) | 一种抗裂混凝土 | |
CN111792894A (zh) | 一种轻质高强度水利工程混凝土及其制备方法 | |
CN114790099A (zh) | 一种干粉砂浆及其制备方法 | |
CN116751074B (zh) | 一种低收缩轻骨料ecc材料及其制备方法 | |
CN111018480A (zh) | 一种纤维增强无机复合保温板 | |
CN118026626A (zh) | 一种高强度抗裂混凝土及其制备方法 | |
CN115417637B (zh) | 用于预应力高性能管桩的混凝土、管桩及制备方法 | |
CN117342847A (zh) | 一种环保型耐水超高性能混凝土材料及其制备方法 | |
CN116444211A (zh) | 一种纤维增强混凝土及其制备方法 | |
CN115521114A (zh) | 一种c30再生混凝土及其制备方法 | |
CN115259793A (zh) | 一种预防高温爆裂的超高性能混凝土及制备方法 | |
Kroviakov et al. | Composition effect on the strength of modified expanded clay lightweight concrete |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20201020 |
|
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |