CN111875308A - 混凝土粉料、混凝土、混凝土预制件以及该混凝土预制件在建筑施工中的应用 - Google Patents

混凝土粉料、混凝土、混凝土预制件以及该混凝土预制件在建筑施工中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种混凝土粉料、混凝土、混凝土预制件以及该混凝土预制件在建筑施工中的应用，涉及建筑材料技术领域。所述混凝土粉料，按质量份数计，包括以下组分：胶凝材料40～60份、陶瓷颗粒15～20份、陶瓷粉体30～40份、减水剂0.2～0.4份和粉煤灰0～5份。上述混凝土粉料主要由特定含量的胶凝材料、陶瓷颗粒、陶瓷粉体、减水剂以及任选的粉煤灰组成，由上述原料协同复配得到的混凝土粉料及其进一步制得的混凝土和混凝土预制件具有重量轻、抗压强度高的优势，可广泛应用于建筑施工中。

Description

混凝土粉料、混凝土、混凝土预制件以及该混凝土预制件在建 筑施工中的应用
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是涉及一种混凝土粉料、混凝土、混凝土预制件以及该混凝土预制件在建筑施工中的应用。
背景技术
建筑用轻质条板目前已经广泛应用于建筑隔墙，但由于轻质条板抗压强度性能的不足。在实际的建筑施工中，特别是在制备建筑门垛、门框和门梁的过程中，往往还需要使用钢结构作为主要材料进行施工，然而钢材与其他建筑材料结合性较差，后期使用过程中很容易出现开裂等情况；同时，钢结构的门垛、门框和门梁成本造价也较高，经济性也较差。
因此，研究开发一种可用于门垛、门框和门梁施工的新型建筑预制件，进而改善现有门垛、门框和门梁的施工中钢结构材料与其他建筑材料结合性较差，经济性不强的问题，变得十分必要和迫切。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种混凝土粉料，所述混凝土粉料主要由特定含量的胶凝材料、陶瓷颗粒、陶瓷粉体、减水剂和任选的粉煤灰组成，通过上述原料协同复配，本发明由上述混凝土粉料制得的混凝土和混凝土预制件具有重量轻、抗压强度高的优势。
本发明的第二目的在于提供一种混凝土。
本发明的第三目的在于提供一种混凝土预制件。
本发明的第四目的在于提供一种上述混凝土预制件在建筑施工中的应用。
本发明提供的一种混凝土粉料，按质量份数计，所述混凝土粉料包括以下组分：胶凝材料40～60份、陶瓷颗粒15～20份、陶瓷粉体30～40份、减水剂0.2～0.4份和粉煤灰0～5份。
进一步的，按质量份数计，所述混凝土粉料包括以下组分：胶凝材料 40～50份、陶瓷颗粒15～18份、陶瓷粉体32～40份、减水剂0.2～0.4份和粉煤灰2～5份；
优选地，按质量份数计，所述混凝土粉料包括以下组分：胶凝材料40 份、陶瓷颗粒15份、陶瓷粉体39.7份、减水剂0.3份和粉煤灰5份。
进一步的，所述陶瓷颗粒主要由30％的粒径0.1～5mm的陶瓷颗粒、60％的粒径5-15mm的陶瓷颗粒，以及10％的粒径15～30mm的陶瓷颗粒组成。
进一步的，所述陶瓷粉体为平均粒径85.535μm的废陶瓷粉末。
进一步的，所述胶凝材料包括水泥，优选为425标号水泥。
本发明提供的一种混凝土，所述混凝土主要由上述混凝土粉料与水拌和制备得到。
进一步的，所述混凝土粉料与水的拌和质量比为70～85:15～30。
本发明提供的一种混凝土预制件，该混凝土预制件主要由上述混凝土经灌浆凝固后制得。
进一步的，所述混凝土预制件包括预制门垛、预制门框和预制门梁。
本发明提供的上述混凝土预制件可以广泛应用于建筑施工中。
进一步的，所述预制门垛、预制门框和预制门梁通过相适配的突出钢筋和安装凹孔装配连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的混凝土粉料，所述混凝土粉料，按质量份数计，包括以下组分：胶凝材料40～60份、陶瓷颗粒15～20份、陶瓷粉体30～40份、减水剂0.2～0.4份和粉煤灰0～5份。上述混凝土粉料主要由特定含量的胶凝材料、陶瓷颗粒、陶瓷粉体和减水剂组成，其中，陶瓷颗粒为生产轻质发泡陶瓷板产生的边角板打碎的副产物，其体积密度在360-420kg/m3,替代传统砂石(密度在2000kg/m3以上)其制备的混凝土整体体积可以减轻，密度自然降低，有效合理的利用的资源，另外发泡细粉可以替代传统细沙，粉煤灰可以优先改善混凝土和易性和流动性，使得混凝土密实度增加，有效改善产品的后期强度，因此通过上述原料协同复配，本发明由上述混凝土粉料制得的混凝土具有重量轻、抗压强度高的优势。
本发明提供的混凝土，所述混凝土主要由上述混凝土粉料与水拌和制备得到。由上述混凝土粉料的性能所决定，本发明混凝土具有重量轻、抗压强度高的优势。
本发明提供的混凝土预制件，该混凝土预制件主要由上述混凝土经灌浆凝固后制得。该混凝土预制件由于使用上述混凝土作为原料，进而减轻了预制件的重量，便于施工、吊装以及运输；同时也改善了现有钢结构预制件与板材结合性差、成本较高的问题；而且本发明混凝土预制件装配过程中可以进行调节；因此，装配性和整体交付能力更强。经检测，本申请混凝土预制件养护28D后，面密度在1.4-2.5t/m2，抗压强度15-25MPa，具有良好的性能效果。
本发明提供的上述混凝土预制件可以广泛应用于建筑施工过程中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明应用例1提供的预制门垛结构图；
图2为本发明应用例1提供的预制门梁结构图；
图3为本发明应用例2提供的预制门框柱结构图；
图4为本发明应用例2提供的预制门框梁结构图；
图5为本发明应用例2提供的预制门框柱、预制门框梁组合结构示意图。
图标：100-预制门垛突出钢筋；200-预制门梁预留孔；300-预制门框柱预留长孔；400-预制门框梁预留孔。
具体实施方式
下面将结合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。
根据本发明的一个方面，一种混凝土粉料，按质量份数计，所述混凝土粉料包括以下组分：胶凝材料40～60份、陶瓷颗粒15～20份、陶瓷粉体 30～40份、减水剂0.2～0.4份和粉煤灰0～5份。
本发明提供的混凝土粉料，所述混凝土粉料，按质量份数计，包括以下组分：胶凝材料40～60份、陶瓷颗粒15～20份、陶瓷粉体30～40份、减水剂0.2～0.4份和粉煤灰0～5份。上述混凝土粉料主要由特定含量的胶凝材料、陶瓷颗粒、陶瓷粉体和减水剂组成，其中，陶瓷颗粒为生产轻质发泡陶瓷板产生的边角板打碎的副产物，其体积密度在360-420kg/m3,替代传统砂石(密度在2000kg/m3以上)其制备的混凝土整体体积可以减轻，密度自然降低，有效合理的利用的资源，另外发泡细粉可以替代传统细沙，粉煤灰可以优先改善混凝土和易性和流动性，使得混凝土密实度增加，有效改善产品的后期强度，因此通过上述原料协同复配，本发明由上述混凝土粉料制得的混凝土具有重量轻、抗压强度高的优势。
上述胶凝材料典型但非限制性的优选实施方案为：40份、42份、45份、 48份、50份、52份、55份、58份和60份；上述陶瓷颗粒典型但非限制性的优选实施方案为：15份、16份、17份、18份、19份和20份；上述陶瓷粉体典型但非限制性的优选实施方案为：30份、32份、35份、38份和40 份；上述减水剂典型但非限制性的优选实施方案为：0.2份、0.25份、0.3 份、0.35份和0.4份；上述粉煤灰典型但非限制性的优选实施方案为：1份、 2份、3份、4份和5份。
在本发明的一种优选实施方式中，按质量份数计，所述混凝土粉料包括以下组分：胶凝材料40～50份、陶瓷颗粒15～18份、陶瓷粉体32～40份、减水剂0.2～0.4份和粉煤灰2～5份；
优选地，按质量份数计，所述混凝土粉料包括以下组分：胶凝材料40 份、陶瓷颗粒15份、陶瓷粉体39.7份、减水剂0.3份和粉煤灰5份。
本发明中，通过对各组分原料用量比例的进一步调整和优化，从而进一步优化了本发明混凝土粉料的技术效果。
在本发明的一种优选实施方式中，所述陶瓷颗粒主要由30％的粒径 0.1～5mm的陶瓷颗粒、60％的粒径5-15mm的陶瓷颗粒，以及10％的粒径 15～30mm的陶瓷颗粒组成。
作为一种优选的实施方式，上述破碎产生的颗粒粒径基本符合混凝土制备工艺，无需再进行粒径搭配即可使用。
在本发明的一种优选实施方式中，所述陶瓷粉体为平均粒径85.535μm 的废陶瓷粉末。
作为一种优选的实施方式，上述粒径的废陶瓷粉末能够很好的替代传统砂石，另外发泡陶瓷粉末细度较细，可以改善混凝土的泌水性。
在本发明的一种优选实施方式中，所述胶凝材料包括水泥，优选为425 标号水泥。
根据本发明的一个方面，一种混凝土，所述混凝土主要由上述混凝土粉料与水拌和制备得到。
本发明提供的混凝土，所述混凝土主要由上述混凝土粉料与水拌和制备得到。由上述混凝土粉料的性能所决定，本发明混凝土具有重量轻、抗压强度高的优势。
在本发明的一种优选实施方式中，所述混凝土粉料与水的拌和质量比为70～85:15～30。
本发明提供的一种混凝土预制件，该混凝土预制件主要由上述混凝土经灌浆凝固后制得。
本发明提供的混凝土预制件，该混凝土预制件主要由上述混凝土经灌浆凝固后制得。该混凝土预制件由于使用本申请的混凝土作为原料，进而减轻了预制件的重量，便于施工、吊装以及运输；同时也改善了现有钢结构预制件与板材结合性差、成本较高的问题，而且本发明混凝土预制件装配过程中可以进行调节；因此，装配性和整体交付能力更强。经检测，本申请混凝土预制件养护28D后，面密度在1.4-2.5t/m2，抗压强度15-25MPa，具有良好的性能效果。
本发明提供的上述混凝土预制件可以广泛应用于建筑施工过程中。
优选地，所述混凝土预制件的制备方法，包括以下步骤：
将上述混凝土浇注到模具中，随后放到振动机上震动120s，以最大程度的减少浆体中的空隙，制得样品；然后将样品在20℃，95％相对湿度下进行养护，24h后拆模。将脱模后的砂浆试件放入相对湿度为95％的标准养护室继续养护，养护时间为28d，得到混凝土预制件。
在本发明的一种优选实施方式中，所述混凝土预制件包括预制门垛、预制门框和预制门梁。
作为一种优选的实施方式，上述预制门垛、预制门框和预制门梁通过相适配的突出钢筋和安装凹孔装配连接。
此外，作为一种优选的实施方式，本发明上述预制门垛、预制门框和预制门梁还可以与纤维挂网和粘结剂配合装配，其中挂网的位置一般在不同材质的结合处，如砖墙或二次结构的板墙与砼柱、梁交接处，砌体表面不易直接抹灰的表面，保温层的表面等。首先将主体结构安装完成后，在交接位铺一层宽度约50mm的纤维网格布，之后在抹灰等工艺，其目的是防止不同材质之间的收缩膨胀产生的应力而产生墙体之间或结构和墙体之间发生开裂。
下面将结合实施例和对比例对本发明的技术方案进行进一步地说明。
实施例1～5
一种混凝土粉料，按质量份数计，所述混凝土粉料包括以下组分：
Figure BDA0002638058750000071
其中：
所述胶凝材料为425标号水泥；
所述陶瓷颗粒主要由30％的粒径0.1～5mm的陶瓷颗粒、60％的粒径 5-15mm的陶瓷颗粒，以及10％的粒径15～30mm的陶瓷颗粒组成。
所述陶瓷粉体为平均粒径85.535μm的废陶瓷粉末；
注：所述陶瓷粉末和陶瓷颗粒均来源于佛山金意绿能新材科技有限公司生产发泡陶瓷板产生的边角料打碎而产生的颗粒和粉末。
所述减水剂为萘磺酸盐甲醛缩合物减水剂；
所述粉煤灰的细度为45μm方孔筛筛余7.89％。
一种混凝土，所述混凝土的制备方法包括以下步骤：
将上述混凝土粉料充分混匀，随后加入水拌和，得到混凝土；所述混凝土粉料与水的拌和质量比为80：20。
实施例6
本实施例除陶瓷颗粒主要由15％的粒径0.1～5mm的陶瓷颗粒、65％的粒径5-15mm的陶瓷颗粒，以及20％的粒径15～30mm的陶瓷颗粒组成外，其余同实施例5。
实施例7
本实施例除陶瓷粉体为粒径标准筛30目筛下590μm，约60％，14目筛下含30目筛下80％，14目筛上20％外，其余同实施例5。
对比例1
一种混凝土粉料，按质量份数计，所述混凝土粉料包括以下组分：
胶凝材料20份、陶瓷颗粒20份、陶瓷粉体60份、减水剂0.2份；
上述胶凝材料、陶瓷颗粒、陶瓷粉体和减水剂的组成同实施例5。
上述混凝土的制备方法同实施例5。
对比例2
本实施例除不包含陶瓷颗粒外，其余同实施例5。
对比例3
本实施例除不包含陶瓷粉体外，其余同实施例5。
对比例4
本实施例除将陶瓷颗粒替换为河沙外，其余同实施例5。
对比例5
一种混凝土粉料，按质量份数计，所述混凝土粉料包括以下组分：
425标号水泥40份、砂石骨料20份、河沙35份、减水剂0.2份，粉煤灰5份。
上述混凝土的制备方法同实施例5。
效果例1
为表明本申请制备得到的混凝土固化后具有重量轻、抗压强度高的优势，现特将实施例1～7以及对比例1～5制备得到的混凝土进行固化检测试验，具体如下：
将实施例1～7以及对比例1～5制备得到的混凝土浇注到模具中(模具有效内腔尺寸为600×2400×150/200mm)，随后放到振动机上震动120s，以最大程度的减少浆体中的空隙，制得样品；然后将样品在20℃，95％相对湿度下进行养护，24h后拆模。将脱模后的砂浆试件放入相对湿度为95％的标准养护室继续养护，养护时间为28d，得到混凝土预制件。
随后对混凝土预制件进行面密度和抗压强度的检测，具体结果如下：
组别 密度(t/m<sup>3</sup>) 抗压强度(MPa)
实施例1 1.45 19.35
实施例2 1.43 18.23
实施例3 1.51 20.03
实施例4 1.56 21.19
实施例5 1.64 20.07
实施例6 1.28 13.21
实施例7 1.33 16.6
对比例1 2.57 23.2
对比例2 1.95 22.03
对比例3 1.15 8.35
对比例4 2.36 25.23
对比例5 2.75 28.27
通过以上实验对比分析可以得出以下结论：A、以陶瓷颗粒和粉末替代传统骨料和河沙可以制备出性能达到使用要求的混凝土制品；B、以发泡陶瓷颗粒代替砂石骨料，可以有效降低制品的密度，改善施工人员的劳动强度；C、过多的轻质发泡颗粒会导致制品中的空隙较多，产生拱桥效应，密度降低但强度会有明显下降；D、陶瓷细粉与胶凝材料需要有一个合理的搭配产品密度和强度方可达到最佳的效果，提升胶凝材料用量成本增加，增加粉末会导致强度急剧下降；另外，在实际生产过程中要注重减水剂的效果加强加水量的控制，确保混凝土的性能，防止轻质骨料上浮导致制品密度不均一，品质质量不稳定等情况的发生。
应用例1
使用本申请实施例5制备得到的混凝土，利用模具制备预制门垛和预制门梁；
所述预制门垛上预埋有预制门垛突出钢筋100，其具体结构如图1所示；
所述预制门梁上设置有与预制门垛上突出钢筋相适配的预制门梁预留孔200，其具体结构如图2所示。所述预制门垛和预制门梁通过相适配的预制门垛突出钢筋100和预制门梁预留孔200装配连接，随后与轻质条板采用挂纤维网和专用粘结剂的方式施工，形成混凝土门框建筑。
应用例2
使用本申请实施例5制备得到的混凝土，利用模具制备预制门梁框和预制门框柱；
所述预制门框柱上设置有预制门框柱预留长孔300，其结构如图3所示；
所述预制门梁框上设置有预制门框梁预留孔400，其结构如图4所示；
图5为上述预制门框柱、预制门框梁组合结构示意图，上述预制门梁框和预制门框柱通过销钉链接在一起。上述建筑，相较于现有的钢结构门框具有重量轻、抗压强度高的优势，有效缓解了现有门垛、门框和门梁的施工中钢结构材料与其他建筑材料结合性较差，经济性不强的问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种混凝土粉料，其特征在于，按质量份数计，所述混凝土粉料包括以下组分：
胶凝材料35～55份、陶瓷颗粒10～15份、陶瓷粉体25～30份、减水剂0.2～0.4份和粉煤灰0～10份。
2.根据权利要求1所述的混凝土粉料，其特征在于，按质量份数计，所述混凝土粉料包括以下组分：
胶凝材料40～50份、陶瓷颗粒15～18份、陶瓷粉体32～40份、减水剂0.2～0.4份和粉煤灰2～5份；
优选地，按质量份数计，所述混凝土粉料包括以下组分：
胶凝材料40份、陶瓷颗粒15份、陶瓷粉体40份、减水剂0.3份和粉煤灰5份。
3.根据权利要求1或2所述的混凝土粉料，其特征在于，所述陶瓷颗粒主要由30％的粒径0.1～5mm的陶瓷颗粒、60％的粒径5-15mm的陶瓷颗粒，以及10％的粒径15～30mm的陶瓷颗粒组成。
4.根据权利要求1或2所述的混凝土粉料，其特征在于，所述陶瓷粉体为平均粒径85.535μm的废陶瓷粉末。
5.根据权利要求1或2所述的混凝土粉料，其特征在于，所述胶凝材料包括水泥，优选为425标号水泥。
6.一种混凝土，其特征在于，所述混凝土主要由权利要求1～5任一项所述的混凝土粉料与水拌和制备得到。
7.根据权利要求6所述的混凝土，其特征在于，所述混凝土粉料与水的拌和质量比为70～85:15～30。
8.一种混凝土预制件，其特征在于，所述混凝土预制件主要由权利要求6或7所述的混凝土经灌浆凝固后制得。
9.根据权利要求8所述的混凝土预制件，其特征在于，所述混凝土预制件包括预制门垛、预制门框和预制门梁。
10.一种根据权利要求8或9所述的混凝土预制件在建筑施工中的应用。
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