CN111960739A - 一种保坍微膨胀混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种保坍微膨胀混凝土及其制备方法，其涉及混凝土领域，本申请混凝土原料按重量份包括以下组分：水泥300‑500份，粉煤灰35‑48份，膨胀剂40‑69份，砂500‑700份，石900‑1100份，水140‑223份，外加剂7‑18份；所述外加剂按重量份包括以下组分：减水剂10‑21份，保坍剂11‑18份，白糖7‑16份；所述保坍剂按重量份包括以下组分：葡萄糖酸钠20‑36份，硫酸锌9‑16份。本申请混凝土的制备方法为将相应组分在规定条件下混合；从而本申请可以有效降低微膨胀混凝土的坍落度损失。
Description
技术领域
本申请涉及混凝土的领域，尤其是涉及一种保坍微膨胀混凝土及其制备方法。
背景技术
微膨胀混凝土是指在普通的混凝土中添加一定的膨胀剂，使混凝土在水化期间能够依靠膨胀剂的作用而发生一定的膨胀，从而弥补了混凝土的收缩，达到防治混凝土裂缝，提高混凝土性能的目的。
现有公开号为CN107265969B的中国专利，公开了.一种微膨胀混凝土，其特征在于，以质量份数计，其原料包括以下组分：水泥265-270份，水168-173份，砂725-730份，碎石1000-1010份，矿粉75-85份，粉煤灰75-80份，聚羧酸减水剂10.00-10.50份，UEA-I型膨胀剂36-38份；其原料还包括8-9重量份的月桂醇聚醚硫酸酯钠盐和四聚乙二醇单月桂醚的混合物。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：由于混凝土中加入了膨胀剂，会造成混凝土坍落度损失的增加，不利用混凝土的使用。
发明内容
为了降低微膨胀混凝土的坍落度损失，本申请提供一种保坍微膨胀混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种保坍微膨胀混凝土，采用如下的技术方案：
一种保坍微膨胀混凝土，原料按重量份包括以下组分：水泥300-500份，粉煤灰35-48份，膨胀剂40-69份，砂500-700份，石900-1100份，水140-223份，外加剂7-18份；
所述外加剂按重量份包括以下组分：减水剂10-21份，保坍剂11-18份，白糖7-16份；
所述保坍剂按重量份包括以下组分：葡萄糖酸钠20-36份，硫酸锌9-16份。
通过采取上述技术方案，水泥、粉煤灰、砂和石，作为混凝土的基本组分，可以保证混凝土使用的基本性能；膨胀剂的加入使得水泥凝结硬化时，体积膨胀，起补偿收缩、充分填充水泥间隙的作用。
本申请中还加入了外加剂，在外加剂中，减水剂可以相对减少混凝土的水用量；同时，白糖作为缓凝剂，可以延长水泥的水化硬化时间，使混凝土能在较长时间内保持塑性，从而调节新拌混凝土的凝结时间；更重要的是，本申请还加入了规定量的葡萄糖酸钠和硫酸锌，葡萄糖酸钠和硫酸锌在规定含量的限制下，可以有效减小由于膨胀剂的加入而引起的混凝土坍落度损失加大的问题，从而本申请可以有效降低微膨胀混凝土的坍落度损失。
优选的，原料按重量份包括以下组分：水泥400-450份，粉煤灰30-40份，膨胀剂55-61份，砂600-650份，石1000-1020份，水160-180份，外加剂10-13份；
所述外加剂按重量份包括以下组分：减水剂14-18份，保坍剂14-16份，白糖9-12份；
所述保坍剂按重量份包括以下组分：葡萄糖酸钠22-25份，硫酸锌11-14份。
通过采取上述技术方案，对混凝土中的组分含量进行进一步的限定，从而使得各组分之间到达更好的配合，进一步提高混凝土的使用性能。
优选的，原料按重量份包括以下组分：水泥435份，粉煤灰37份，膨胀剂58份，砂630份，石1004份，水178份，外加剂12.72份；
所述外加剂按重量份包括以下组分：减水剂16份，保坍剂15份，白糖10份；
所述保坍剂按重量份包括以下组分：葡萄糖酸钠24份，硫酸锌13份。
通过采取上述技术方案，对混凝土中的组分含量进行进一步的确定，从而使得各组分之间到达最佳的配合，进一步提高混凝土的使用性能。
优选的，所述砂的细度模数为2.5-2.8。
通过采取上述技术方案，砂作为一种细集料，将砂加入到混凝土体系中，可以很好地提高混凝土的强度，同时对砂的细度模数进行限定，使得砂更好地混入到混凝土体系中，提高混凝土的强度的同时，可以将使得混凝土的流动性保持在合适的程度，进一步减小混凝土的坍落度损失。
优选的，所述石为粒径为5-31.5mm的连续级配的碎石，针片状含量为3.9-4.1％,压碎值为5.7-6.0％。
通过采取上述技术方案，碎石的加入可以很好地提高混凝土的强度，同时由于碎石多棱角而与水泥的粘结性好，因此也会导致混凝土拌合物流动性变差，因此本申请对石的粒径、针片状含量和压碎值进行规定，使得碎石可以提高混凝土的硬化强度的同时，减少碎石对混凝土流动性的影响，进一步降低混凝土的坍落度损失。
优选的，所述粉煤灰细度为13.5-14.0％。
通过采取上述技术方案，粉煤灰加入到混凝土体系中，节约了大量的水泥和细骨料、减少了用水量、改善了混凝土拌和物的和易性，对粉煤灰的细度进行限定，使得粉煤灰可以将会混凝土的流动性调至合适的范围，使得混凝土正常使用的同时，进一步减小混凝土的坍落度损失。
优选的，原料按重量份还包括以下组分：长链烷基硅油18-36份，聚乙烯醇缩甲乙醛5-12份，乙醇21-39份。
通过采用上述技术方案，长链烷基硅油是一种改性有机硅，具有良好的润滑和降粘的作用，可以适当提高混凝土的流动性；同时长链烷基硅油可以提高混凝土的耐盐碱性能，使得混凝土可以在沿海地区使用；同时由于膨胀剂是参与水泥的水化过程，生成的水化物体积发生膨胀，从而得以在混凝土硬化过程中，减少了混凝土的干缩；因此本申请加入了长链烷基硅油、聚乙烯醇缩甲乙醛和乙醇，聚乙烯醇缩甲乙醛可以很好地溶解在乙醇中，促使长链烷基硅油可以在膨胀剂表面形成“隔水膜”，在混凝土的拌和的过程中，减少膨胀剂对水泥水化反应的参与，从而进一步有效减小混凝土的坍落度损失；同时在混凝土的水化和硬化过程中，混凝土中的氧化钙生成氢氧化钙的过程中会放出大量的热，这些热量促使乙醇挥发，聚乙烯醇缩甲乙醛失去溶剂后，由于混凝土体系表面粗糙，因此长链烷基硅油的“隔水膜”被破坏，膨胀剂可以正常参与混凝土的水化反应，减少混凝土的干缩；并且遗留在混凝土体系中的聚乙烯醇缩甲乙醛还可以提高混凝土的韧性。
第二方面，本申请提供一种保坍微膨胀混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种保坍微膨胀混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将水泥、粉煤灰、膨胀剂、砂和石，在60转/分钟的转速下，搅拌2-3分钟，然后加入膨胀剂和外加剂继续搅拌1-2分钟，最后加入水，搅拌2-3分钟后，即可得到混凝土砂浆。
通过采取上述技术方案，将混凝土中的各个组分均匀地混合在一起，即可便捷地得到混凝土砂浆。
优选的，包括以下步骤：将水泥、粉煤灰、膨胀剂、砂和石，在60转/分钟的转速下，搅拌2-3分钟，然后加入聚乙烯醇缩甲乙醛和乙醇搅拌1-2分钟，再加入长链烷基硅油，搅拌1-2分钟后，再加入膨胀剂和外加剂继续搅拌1-2分钟，最后加入水，搅拌2-3分钟后，即可得到混凝土砂浆。
通过采取上述技术方案，预先加入聚乙烯醇缩甲乙醛和乙醇，可以为长链烷基硅油提供成膜条件，然后加入长链烷基硅油，再加入膨胀剂，最后加入水，使得长链烷基硅油可以有效“隔离”膨胀剂和水，进一步降低混凝土的坍落度损失。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请中还加入了规定量的葡萄糖酸钠和硫酸锌，葡萄糖酸钠和硫酸锌在规定含量的限制下，可以有效减小由于膨胀剂的加入而引起的混凝土坍落度损失加大的问题，从而本申请可以有效降低微膨胀混凝土的坍落度损失；
2.本申请中还加入了长链烷基硅油、聚乙烯醇缩甲乙醛和乙醇，从而在混凝土的拌和过程中，减少膨胀剂对水泥水化反应的参与，从而进一步有效减小混凝土的坍落度损失；同时在混凝土的水化和硬化过程中，混凝土中的氧化钙生成氢氧化钙的过程中会放出大量的热，这些热量促使乙醇挥发，膨胀剂可以正常参与混凝土的水化反应，减少混凝土的干缩。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例一：
一种保坍微膨胀混凝土，原料按重量份包括以下组分：水泥300份，粉煤灰35份，膨胀剂40份，砂500份，石900份，水140份，外加剂7份。
其中，外加剂按重量份包括以下组分：减水剂10份，保坍剂11份，白糖7份。
保坍剂按重量份包括以下组分：葡萄糖酸钠20份，硫酸锌9份。
砂的细度模数为2.5。
石为粒径为5mm的连续级配的碎石，针片状含量为3.9％,压碎值为6.0％。
粉煤灰细度为14.0％。
一种保坍微膨胀混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将水泥、粉煤灰、膨胀剂、砂和石，在60转/分钟的转速下，搅拌2分钟，然后加入膨胀剂和外加剂继续搅拌2分钟，最后加入水，搅拌2分钟后，即可得到混凝土砂浆。
实施例二：
一种保坍微膨胀混凝土，原料按重量份包括以下组分：水泥400份，粉煤灰30份，膨胀剂55份，砂600份，石1000份，水160份，外加剂10份。
其中，外加剂按重量份包括以下组分：减水剂14份，保坍剂14份，白糖9份。
保坍剂按重量份包括以下组分：葡萄糖酸钠22份，硫酸锌11份。
砂的细度模数为2.8。
石为粒径为12mm的连续级配的碎石，针片状含量为4.1％,压碎值为5.7％。
粉煤灰细度为13.5％。
一种保坍微膨胀混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将水泥、粉煤灰、膨胀剂、砂和石，在60转/分钟的转速下，搅拌3分钟，然后加入膨胀剂和外加剂继续搅拌2分钟，最后加入水，搅拌3分钟后，即可得到混凝土砂浆。
实施例三：
一种保坍微膨胀混凝土，原料按重量份包括以下组分：水泥435份，粉煤灰37份，膨胀剂58份，砂630份，石1004份，水178份，外加剂12.72份。
其中，外加剂按重量份包括以下组分：减水剂16份，保坍剂15份，白糖10份。
保坍剂按重量份包括以下组分：葡萄糖酸钠24份，硫酸锌13份。
砂的细度模数为2.8。
石为粒径为31.5mm的连续级配的碎石，针片状含量为4.1％,压碎值为6.0％。
粉煤灰细度为13.％。
一种保坍微膨胀混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将水泥、粉煤灰、膨胀剂、砂和石，在60转/分钟的转速下，搅拌3分钟，然后加入膨胀剂和外加剂继续搅拌2分钟，最后加入水，搅拌3分钟后，即可得到混凝土砂浆。
实施例四：
一种保坍微膨胀混凝土，原料按重量份包括以下组分：水泥450份，粉煤灰40份，膨胀剂61份，砂650份，石1020份，水180份，外加剂13份。
其中，外加剂按重量份包括以下组分：减水剂18份，保坍剂16份，白糖12份。
保坍剂按重量份包括以下组分：葡萄糖酸钠25份，硫酸锌14份。
砂的细度模数为2.6。
石为粒径为31.5mm的连续级配的碎石，针片状含量为4.0％,压碎值为5.8％。
粉煤灰细度为13.8％。
一种保坍微膨胀混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将水泥、粉煤灰、膨胀剂、砂和石，在60转/分钟的转速下，搅拌3分钟，然后加入膨胀剂和外加剂继续搅拌2分钟，最后加入水，搅拌2分钟后，即可得到混凝土砂浆。
实施例五：
一种保坍微膨胀混凝土，原料按重量份包括以下组分：水泥500份，粉煤灰48份，膨胀剂69份，砂700份，石1100份，水223份，外加剂18份。
其中，外加剂按重量份包括以下组分：减水剂21份，保坍剂18份，白糖7-16份。
保坍剂按重量份包括以下组分：葡萄糖酸钠36份，硫酸锌16份。
砂的细度模数为2.7。
石为粒径为30mm的连续级配的碎石，针片状含量为4.1％,压碎值为5.8％。
粉煤灰细度为13.6％。
一种保坍微膨胀混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将水泥、粉煤灰、膨胀剂、砂和石，在60转/分钟的转速下，搅拌3分钟，然后加入膨胀剂和外加剂继续搅拌1分钟，最后加入水，搅拌2分钟后，即可得到混凝土砂浆。
实施例六：
与实施例一相比，实施例六中的保坍微膨胀混凝土原料还包括：长链烷基硅油18份，聚乙烯醇缩甲乙醛8份，乙醇21份。
一种保坍微膨胀混凝土的制备方法，包括以下步骤：将水泥、粉煤灰、膨胀剂、砂和石，在60转/分钟的转速下，搅拌2分钟，然后加入聚乙烯醇缩甲乙醛和乙醇搅拌2分钟，再加入长链烷基硅油，搅拌2分钟后，再加入膨胀剂和外加剂继续搅拌1分钟，最后加入水，搅拌3分钟后，即可得到混凝土砂浆。
实施例七：
与实施例一相比，实施例六中的保坍微膨胀混凝土原料还包括：长链烷基硅油26份，聚乙烯醇缩甲乙醛5份，乙醇26份。
一种保坍微膨胀混凝土的制备方法，包括以下步骤：将水泥、粉煤灰、膨胀剂、砂和石，在60转/分钟的转速下，搅拌2分钟，然后加入聚乙烯醇缩甲乙醛和乙醇搅拌2分钟，再加入长链烷基硅油，搅拌2分钟后，再加入膨胀剂和外加剂继续搅拌2分钟，最后加入水，搅拌3分钟后，即可得到混凝土砂浆。
实施例八：
与实施例一相比，实施例六中的保坍微膨胀混凝土原料还包括：长链烷基硅油36份，聚乙烯醇缩甲乙醛12份，乙醇39份。
一种保坍微膨胀混凝土的制备方法，包括以下步骤：将水泥、粉煤灰、膨胀剂、砂和石，在60转/分钟的转速下，搅拌3分钟，然后加入聚乙烯醇缩甲乙醛和乙醇搅拌2分钟，再加入长链烷基硅油，搅拌2分钟后，再加入膨胀剂和外加剂继续搅拌2分钟，最后加入水，搅拌3分钟后，即可得到混凝土砂浆。
对比例一：
与实施例一相比，保坍剂中：硫酸锌含量为8。
对比例二：
与实施例一相比，保坍剂中：硫酸锌含量为7。
对比例三：
与实施例一相比，保坍剂中：硫酸锌含量为17。
对比例四：
与实施例一相比，保坍剂中：硫酸锌含量为18。
对比例五：
与实施例一相比，砂的细度模数为2.0。
对比例六：
与实施例一相比，砂的细度模数为3.2。
对比例七：
与实施例一相比，石为粒径为4mm的连续级配的碎石，针片状含量为3.7％,压碎值为5.5％。
对比例八：
与实施例一相比，石为粒径为32mm的连续级配的碎石，针片状含量为4.3％,压碎值为6.2％。
对比例九：
与实施例一相比，粉煤灰细度为13％。
对比例十：
与实施例一相比，粉煤灰细度为14.2％。
对比例十一：
与实施例六相比，不添加乙醇。
对比例十二：
与实施例六相比，将长链烷基硅油替换为等量的聚二甲基硅氧烷。
对比例十三：
与实施例六相比，将长链烷基硅油替换为等量的聚醚改性硅油。
对比例十四：
与实施例六相比，将聚乙烯醇缩甲乙醛替换为等量的丙二醇甲醚醋酸酯。
对比例十五：
与实施例六相比，将聚乙烯醇缩甲乙醛替换为等量的聚乙烯醇。
对比例十六：
与实施例六相比，将乙醇替换为等量的碳酸二甲酯。
对比例十七：
与实施例六相比，将乙醇替换为等量的乙二醇。
对比例十八：
与实施例一相比，保坍微膨胀混凝土，原料按重量份包括以下组分：水泥300份，粉煤灰35份，膨胀剂40份，砂500份，石900份，水140份，聚羧酸减水剂7份。
性能检测：
制备实施例一至实施例八以及对比例一至对比例十八的混凝土砂浆，利用GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法》检测混凝土砂浆的塌落度；并按JGJ70-90《建筑砂浆基本性能的测试方法》测定砂浆的基本性能；参照JC476-2001《混凝土膨胀剂》测试混凝土的限制膨胀率。
由实施例一至实施例五、对比例一至对比例四以及对比例十八的检测结果可知，由于本申请中加入了规定含量的葡萄糖酸钠和硫酸锌，本申请的混凝土在具有良好强度和膨胀性能的同时，有效减少了混凝土的塌落度损失。
由实施例六至实施例八以及对比例十一至对比例十七的检测结果可知，长链烷基硅油、聚乙烯醇缩甲乙醛和乙醇的加入，可以进一步有效减小混凝土的坍落度损失。
由对比例五至对比例十的检测结果可知，本申请对砂、石和粉煤灰的性能限定，可以进一步提高混凝土的性能。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种保坍微膨胀混凝土，其特征在于原料按重量份包括以下组分：水泥300-500份，粉煤灰35-48份，膨胀剂40-69份，砂500-700份，石900-1100份，水140-223份，外加剂7-18份；
所述外加剂按重量份包括以下组分：减水剂10-21份，保坍剂11-18份，白糖7-16份；
所述保坍剂按重量份包括以下组分：葡萄糖酸钠20-36份，硫酸锌9-16份。
2.根据权利要求1所述的一种保坍微膨胀混凝土，其特征在于原料按重量份包括以下组分：水泥400-450份，粉煤灰30-40份，膨胀剂55-61份，砂600-650份，石1000-1020份，水160-180份，外加剂10-13份；
所述外加剂按重量份包括以下组分：减水剂14-18份，保坍剂14-16份，白糖9-12份；
所述保坍剂按重量份包括以下组分：葡萄糖酸钠22-25份，硫酸锌11-14份。
3.根据权利要求2所述的一种保坍微膨胀混凝土，其特征在于原料按重量份包括以下组分：水泥435份，粉煤灰37份，膨胀剂58份，砂630份，石1004份，水178份，外加剂12.72份；
所述外加剂按重量份包括以下组分：减水剂16份，保坍剂15份，白糖10份；
所述保坍剂按重量份包括以下组分：葡萄糖酸钠24份，硫酸锌13份。
4.根据权利要求1所述的一种保坍微膨胀混凝土，其特征在于：所述砂的细度模数为2.5-2.8。
5.根据权利要求1所述的一种保坍微膨胀混凝土，其特征在于：所述石为粒径为5-31.5mm的连续级配的碎石，针片状含量为3.9-4.1%,压碎值为5.7-6.0%。
6.根据权利要求1所述的一种保坍微膨胀混凝土，其特征在于：所述粉煤灰细度为13.5-14.0%。
7.根据权利要求1所述的一种保坍微膨胀混凝土，其特征在于原料按重量份还包括以下组分：长链烷基硅油18-36份，聚乙烯醇缩甲乙醛5-12份，乙醇21-39份。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种保坍微膨胀混凝土的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
将水泥、粉煤灰、膨胀剂、砂和石，在60转/分钟的转速下，搅拌2-3分钟，然后加入膨胀剂和外加剂继续搅拌1-2分钟，最后加入水，搅拌2-3分钟后，即可得到混凝土砂浆。
9.根据权利要求8所述的一种保坍微膨胀混凝土的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将水泥、粉煤灰、膨胀剂、砂和石，在60转/分钟的转速下，搅拌2-3分钟，然后加入聚乙烯醇缩甲乙醛和乙醇搅拌1-2分钟，再加入长链烷基硅油，搅拌1-2分钟后，再加入膨胀剂和外加剂继续搅拌1-2分钟，最后加入水，搅拌2-3分钟后，即可得到混凝土砂浆。
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2020
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