CN112110694A - 一种混凝土制品及其制备方法 - Google Patents

一种混凝土制品及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112110694A
CN112110694A CN202010923138.4A CN202010923138A CN112110694A CN 112110694 A CN112110694 A CN 112110694A CN 202010923138 A CN202010923138 A CN 202010923138A CN 112110694 A CN112110694 A CN 112110694A
Authority
CN
China
Prior art keywords
concrete
curing
magnetic fluid
product
water
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.)
Pending
Application number
CN202010923138.4A
Other languages
English (en)
Inventor
何永佳
吕林女
邓皋
王以撒
刘志超
王发洲
胡曙光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN202010923138.4A priority Critical patent/CN112110694A/zh
Publication of CN112110694A publication Critical patent/CN112110694A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions 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
    • C04B28/04Portland cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/30Oxides other than silica
    • C04B14/308Iron oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/02Selection of the hardening environment
    • C04B40/0263Hardening promoted by a rise in temperature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00008Obtaining or using nanotechnology related materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明涉及一种混凝土制品及其制备方法。按照重量份数计算,包括以下组分:水泥300‑500份、粉煤灰50‑100份、Fe3O4磁流体10‑20份、减水剂2‑5份、水150‑180份、砂670‑740份、碎石1000‑1100份。本发明还提出了混凝土制品的制备方法,将Fe3O4磁流体掺入混凝土中,浇筑成型后采用微波加热养护得到混凝土制品。该制备方法可减少混凝土制品微结构损伤,显著提高混凝土制品的早期强度。

Description

一种混凝土制品及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土制品领域,尤其涉及一种混凝土制品及其制备方法。
背景技术
混凝土制品质量可控性较好、生产周期短,在高速铁路、城市地铁隧道、公路桥梁,以及装配式建筑中得到了广泛的应用。
混凝土制品在生产过程中通常采用蒸汽养护或蒸压养护以快速提升强度以达到提高生产效率的目的。但在蒸汽养护或蒸压养护的过程中,炽热蒸汽由制品外表向内传递热量,而混凝土导热系数低,因此制品内部形成明显的温度梯度,由此产生不可忽视的温度应力而致使制品形成微裂纹或损伤。同时,蒸汽养护还存在热传递效率低、能耗高、设备投入大、基建成本高等问题。微波养护则在一定程度上避免了蒸汽湿热养护的弊端。相比于蒸汽而言,微波可瞬时进入混凝土制品内部,与混凝土中水分子等极性分子发生作用,使其振荡摩擦而产生热量,从而使混凝土升温、促进水泥加速水化而起到养护作用。
由此可见,在微波养护时,混凝土制品内部温度较均匀,内外温度梯度较小,引起微裂缝和内部损伤的机率有所降低。混凝土的主要组分中,水泥由于含有极少量的铁氧体而仅具有微弱的电磁吸波特性,集料基本无吸波特性,因此,微波进入混凝土内部,主要与其中的自由水分相作用而使之振荡并摩擦产生热量。水分的热膨胀系数明显高于水泥和集料等其他组分,在微波作用下体积膨胀甚至快速汽化,仍会引起幼龄混凝土萌生微裂纹而产生微结构损伤、影响混凝土制品的强度。因此,需要研究开发提高制品混凝土微波养护效率、提高微波养护混凝土质量和性能的技术方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:如何提高混凝土制品微波养护效率和能量利用率、提升微波养护混凝土制品早期强度等性能、减少微裂纹形成。
为解决上述技术问题,本发明提出了一种混凝土制品及其制备方法。
本发明提出一种混凝土制品,按照重量份数计算,包括以下组分:水泥300-500份、粉煤灰50-100份、Fe3O4磁流体10-20份、减水剂2-5份、水150-180份、砂670-740份、碎石1000-1100份。
进一步地,所述Fe3O4磁流体为纳米Fe3O4磁流体;所述纳米Fe3O4磁流体中Fe3O4的平均粒径为10nm~50nm、粒径小于100nm。
进一步地,所述减水剂为聚羧酸系减水剂。
进一步地,按照重量份计,还包括硅灰0-60份。
本发明还提出一种混凝土制品的制备方法,包括以下步骤:
将Fe3O4磁流体掺入混凝土中,浇筑成型终凝1-3h后采用微波加热养护得到混凝土制品。
进一步地,所述采用微波进行养护包括:加热5s-10s停1-2min连续10~20个循环;然后加热15-20s停3-4min连续10~20个循环;再加热30-35s停10-15min连续10~20个循环。
进一步地,所述采用微波进行养护的微波功率为1kw-10kw。
进一步地,采用所述微波加热养护之后在石灰水中养护得到所述混凝土制品。
进一步地,在所述石灰水中养护之后继续在23℃-27℃、相对湿度90%-100%的条件下养护得到所述混凝土制品。
具体地,一种上述混凝土制品的制备方法,包括以下步骤:
按照各组分的配比,先将砂石、碎石、水泥、粉煤灰(硅灰)混合;之后加入Fe3O4磁流体、减水剂和水继续混合得到混凝土浆料;
将所述混凝土浆料倒入模具中成型,并在室温下养护至终凝;终凝1-3h之后采用微波加热养护得到所述混凝土制品。
本发明与现有技术对比的有益效果包括:本发明提出的混凝土制品,掺入10-20份少量的Fe3O4磁流体能够将Fe3O4均匀地分布于混凝土制品中,Fe3O4磁流体具有显著的电磁吸波特性,与混凝土中自由水分竞争吸收电磁波能量,减少单纯地依靠水吸波,水加热后体积膨胀、汽化导致的混凝土微结构受损;另外磁流体中Fe3O4颗粒的晶核效应,能够促进水泥水化而显著提升混凝土制品的早期强度,使其对养护过程中的开裂和微结构损伤具有更强的抵御能力;此外Fe3O4导热系数大大高于普通混凝土中其他组分,掺入后均匀分散在混凝土中,可减小局部高温引起的应力和开裂现象,从而可降低混凝土制品的裂纹提高混凝土制品短期养护的强度。
水吸波加热膨胀,汽化容易对幼龄混凝土的微结构产生损伤进而形成微裂缝影响混凝土的强度,本发明提出的混凝土制品的制备方法中,将Fe3O4磁流体掺入混凝土中之后,Fe3O4磁流体为流体状态,而且磁流体中的Fe3O4分散均匀,添加至混凝土中能够均匀地分散至混凝土中,终凝1-3h之后进行微波养护,在Fe3O4吸波的基础上减少单纯地依靠水吸波,减少了水分子受热汽化膨胀引起的混凝土微开裂,而且磁流体中Fe3O4颗粒的晶核效应,能够促进水泥水化而显著提升混凝土制品的早期强度,使其对养护过程中的开裂和微结构损伤具有更强的抵御能力,此外Fe3O4导热系数远高于普通混凝土中其他组分,掺入后均匀分散在混凝土中,可减小局部高温引起的应力和开裂现象,从而可降低混凝土制品的裂纹提高混凝土制品的短期养护强度,养护7天强度最高可达到85.3MPa。
具体实施方式
本具体实施方式提出一种混凝土制品,按照重量份数计算,包括以下组分:水泥300-500份、粉煤灰50-100份、硅灰0-60份、Fe3O4磁流体10-20份、聚羧酸系减水剂2-5份、水150-180份、砂670-740份、碎石1000-1100份;所述纳米Fe3O4磁流体中Fe3O4的平均粒径为10nm~50nm、粒径小于100nm。
本具体实施方式还包括一种混凝土制品的制备方法,包括以下步骤:
将Fe3O4磁流体掺入混凝土中,浇筑成型后采用微波加热养护,控制加热功率为4kw~5kw加热5s-10s停1-2min连续10~20个循环;然后加热15-20s停3-4min连续10~20个循环;再加热30-35s停10-15min连续10~20个循环得到混凝土制品;
之后在石灰水中养护6-7天得到所述混凝土制品;
最后继续在18℃-22℃、相对湿度90%-100%的条件下养护28-30天得到所述混凝土制品。
将Fe3O4磁流体掺入混凝土中的具体步骤如下:
混凝土入模成型:按照各组分的配比,先将砂石、碎石、水泥加入搅拌机干拌30-60s;再将Fe3O4磁流体、减水剂和水混合均匀后加入搅拌机中,继续搅拌150s~270s;再将混凝土浆料倒入聚醚醚酮模具浇筑成型后振捣10s~30s后表面抹光成型。
浇筑成型后采用微波加热养护的具体步骤如下:
混凝土制品的预养护:将成型的制品带模在室温下养护至终凝;
采用微波加热养护:终凝1h~3h后,将带模的混凝土制品置于微波养护窑中,在自动控制装置作用下发射微波对其进行加热养护,控制加热功率为4kw~5kw加热5s-10s停1-2min连续10~20个循环;然后加热15-20s停3-4min连续10~20个循环;再加热30-35s停10-15min连续10~20个循环得到混凝土制品;
之后在石灰水中养护6-7天得到所述混凝土制品;
最后继续在18℃-22℃、相对湿度90%-100%的条件下养护28-30天得到所述混凝土制品。
下面具体描述本发明的优选实施例阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。需要说明的是,下述实施例采用硅酸盐水泥等胶凝材料制备的强度等级C30~C80,最大厚度<40cm的各种形状的混凝土制品;制品中无增强钢筋,或者制品内部距表面小于10cm处无钢筋。
实施例1
一种混凝土制品的制备方法,包括将占胶凝材料质量3%的纳米Fe3O4磁流体掺入C30混凝土中,其各组分配比见表1所示。将搅拌好的混凝土倒入聚醚醚酮模具中振捣成型为50cm×100cm×12cm(长×宽×厚)的板状制品,预养护之后,然后置入微波养护窑中进行微波加热养护,再进行后续养护。
表1掺磁流体C30混凝土各组分配比(重量份数计)
水泥 粉煤灰 碎石 减水剂 磁流体
300 148.8 100 726.9 1090.3 2 12
注:减水剂及磁流体中所含水分未计入水的重量份数之中。
所述的纳米Fe3O4磁流体采用化学共沉淀方法制备,固含量为20%,pH值7.0,纳米Fe3O4最大饱和磁化强度40emu/g,分散的纳米Fe3O4颗粒平均粒径为50nm、粒径小于100nm。
所述的水泥为市售P.O42.5水泥。
所述的水为自来水。
所述的粉煤灰为市售II级粉煤灰。
所述的砂为市售细度模数为2.3的河砂。
所述的碎石为市售5~31.5mm连续级配碎石。
所述的减水剂为固含量18%的聚羧酸高效减水剂。
微波养护窑为现有技术中的微波养护窑,该微波养护窑为带两个1kw功率微波发射装置、自动控制装置及保温材料外层的可密闭容器。
上述混凝土制品的制备方法,具体包括以下步骤:
1)按表1所示混凝土各组分配比,将水泥、水、砂石、粉煤灰、减水剂、磁流体等按比例称量好备用;
2)混凝土的搅拌:先将称好的砂石集料、水泥、粉煤灰依次倒入搅拌机中,干拌30s;再将纳米Fe3O4磁流体和减水剂倒入水中,搅拌均匀后加入搅拌机中,继续搅拌150s得到混凝土浆料;
3)混凝土制品的成型:将拌制好的混凝土浆料倒入内部尺寸为50cm×100cm×12cm(长×宽×厚)的聚醚醚酮模具中,振捣10s后表面抹光成型;
4)混凝土制品的预养护:将成型的制品带模在室温下养护至终凝;
5)混凝土制品的微波养护:终凝3h后,将带模的混凝土制品置于微波养护窑中,在自动控制装置作用下发射微波对其进行加热养护,养护条件为:加热5s停1min连续20个循环;然后加热15s停3min连续15个循环;再加热30s停10min连续20个循环;养护时两个微波发射装置分别位于制品长度方向的两端;
6)混凝土制品的后续养护:待微波养护的混凝土制品自然冷却后,脱模,浸泡于饱和石灰水中继续养护7d,取出后在标准条件下(20℃±2℃、RH=95%±5%)养护至28d。制备得到的制品用C30-1表示。
另外,为进行对比:
按表1各组分配比成型掺磁流体的C30混凝土,原材料与C30-1相同,12h龄期前在标准条件下进行带模养护,12h龄期后脱模,浸泡于饱和石灰水中继续养护7d,取出后在标准条件下养护至28d,制备得到的制品用C30-2表示。
按表1各组分配比成型掺磁流体的C30混凝土,原材料与C30-1相同,在标准条件下带模养护4h,然后在45℃下蒸汽养护4.5h(与微波养护阶段基本等时长),脱模后浸泡于饱和石灰水中继续养护7d,取出后在标准条件下养护至28d,制备得到的制品用C30-3表示。
按表1各组分配比成型掺磁流体的C30混凝土,原材料与C30-1相同,12h龄期前在标准条件下进行带模养护,12h龄期后脱模,浸泡于饱和石灰水中继续养护7d,取出后在标准条件下养护至28d,制备得到的制品用C30-4表示。
表2未掺磁流体C30混凝土各组分配比(重量份数计)
水泥 粉煤灰 碎石 减水剂
300 158.4 100 727.9 1091.8 2
注:聚羧酸减水剂中所含水分未计入水的重量份数之中。
另外,为进行对比:
按表2各组分配比成型未掺磁流体C30混凝土,除磁流体外的原材料与C30-1相同,水灰比相同,养护步骤与C30-2相同,制备得到的制品用C30-5表示。
按表2各组分配比成型未掺磁流体C30混凝土,除磁流体外的原材料与C30-1相同,水灰比相同,养护步骤与C30-3相同,制备得到的制品用C30-6表示。
与C30-1制品的区别在于:饱和石灰水养护后,在自然条件下(温度20-30℃,相对湿度60-65%)养护28天,得到的制品用C30-7表示。
对制备的上述7种制品钻芯取样,测试12h,以及在饱和石灰水中浸泡养护7d后刚取出时,以及28d龄期的抗压强度(每个龄期取样3个,测试后取平均值),结果见表3所示。
表3C30混凝土制品抗压强度(MPa)
Figure BDA0002667410790000081
由表3结果可见:掺入纳米Fe3O4磁流体且采用微波养护可大幅提升C30混凝土制品(C30-1)的12h强度和饱和石灰水养护7d后的强度,C30-1的12h强度和饱和石灰水养护7d后的强度明显高于蒸汽和标准养护得到的混凝土制品;而且28d龄期强度与标准养护样品(C30-2)相比也略高。养护7d后即可达到29.2MPa的强度,另外未掺入纳米Fe3O4磁流体的标准养护试样C30-5在12h龄期无法脱模,测不出强度;而掺入纳米Fe3O4磁流体的标准养护试样C30-2在12h龄期可脱模,表明纳米Fe3O4磁流体对未进行微波养护的试块早期强度也有促进作用,脱模快,强度高。而且在自然条件下养护后的C30-7的强度也能达到38.8MPa,说明本发明提出的养护7d后的混凝土制品前期可投入使用,后续强度也能达到38.8MPa。
实施例2
一种混凝土制品的制备方法,将占胶凝材料质量10%纳米Fe3O4磁流体掺入C50混凝土中,其各组分配比见表4所示。将搅拌好的混凝土倒入聚醚醚酮模具中振捣成型为60cm×30cm×30cm(长×宽×高)的块状制品,预养护之后,然后置入微波养护窑中进行微波加热养护,再进行后续养护。
表4掺磁流体C50混凝土各组分配比(重量份数计)
水泥 粉煤灰 碎石 减水剂 磁流体
450 114.9 50 712.6 1069 5 50
注:减水剂及磁流体中所含水分未计入水的重量份数之中。
所述的纳米Fe3O4磁流体采用现有的化学共沉淀方法制备,固含量为18%,pH值7.5,纳米Fe3O4最大饱和磁化强度80emu/g,分散的纳米Fe3O4颗粒平均粒径为30nm、粒径小于100nm。
所述的水泥为市售P.O42.5水泥。
所述的水为自来水。
所述的粉煤灰为市售I级粉煤灰。
所述的砂为市售细度模数为2.6的河砂。
所述的碎石为市售5~20mm连续级配碎石。
所述的减水剂为固含量18%的聚羧酸高效减水剂。
微波养护窑为现有技术中的微波养护窑,该微波养护窑为带1个10kw功率微波发射装置、自动控制装置及保温材料外层的可密闭容器。
上述混凝土制品的制备方法包括如下具体步骤:
1)按表4所示混凝土各组分配比,将水泥、水、砂石、粉煤灰、减水剂、磁流体等按比例称量好备用;
2)混凝土的搅拌:先将称好的砂石集料、水泥、粉煤灰依次倒入搅拌机中,干拌30s;再将纳米Fe3O4磁流体和减水剂倒入水中,搅拌均匀后加入搅拌机中,继续搅拌180s得到混凝土浆料;
3)混凝土制品的成型:将拌制好的混凝土浆料倒入内部尺寸为60cm×30cm×30cm(长×宽×高)的聚醚醚酮模具中,振捣20s后表面抹光成型;
4)混凝土制品的预养护:将成型的制品带模在室温下养护至终凝;
5)混凝土制品的微波养护:终凝2h后,将带模的混凝土制品置于微波养护窑中,在自动控制装置作用下发射微波对其进行加热养护,养护制度为:加热5s停1min连续10个循环;然后加热15s停3min连续15个循环;再加热30s停10min连续10个循环;
6)混凝土制品的后续养护:待微波养护的混凝土制品自然冷却后,脱模,浸泡于饱和石灰水中继续养护7d,取出后在标准条件下(20℃±2℃、RH=95%±5%)养护至28d。制备得到的制品用C50-1表示。
另外,为进行对比:
按表4各组分配比成型掺磁流体的C50混凝土,原材料与C50-1相同,12h龄期前在标准条件下进行带模养护,12h龄期后脱模,浸泡于饱和石灰水中继续养护7d,取出后在标准条件下养护至28d,制备得到的制品用C50-2表示。
按表1各组分配比成型掺磁流体的C50混凝土,原材料与C50-1相同,在标准条件下带模养护4h,然后在45℃下蒸汽养护2.7h(与微波养护阶段基本等时长),脱模后浸泡于饱和石灰水中继续养护7d,取出后在标准条件下养护至28d,制备得到的制品用C50-3表示。
按表5各组分配比成型未掺磁流体C50混凝土,除磁流体外的原材料与C50-1相同,养护制度与C50-1相同,制备得到的制品用C50-4表示。
表5未掺磁流体C50混凝土各组分配比(重量份数计)
水泥 粉煤灰 碎石 减水剂
450 155.9 50 715.6 1073.5 5
注:减水剂中所含水分未计入水的重量份数之中。
另外,为进行对比:
按表5各组分配比成型未掺磁流体C50混凝土,除磁流体外的原材料与C50-1相同,水灰比相同,养护制度与C50-2相同,制备得到的制品用C50-5表示。
按表5各组分配比成型未掺磁流体C50混凝土,除磁流体外的原材料与C50-1相同,水灰比相同,养护制度与C50-3相同,制备得到的制品用C50-6表示。
与C50-1制品的区别在于:饱和石灰水养护后,在自然条件下(温度20-30℃,相对湿度60-65%)养护28天,得到的制品用C50-7表示。
对制备的上述7种制品钻芯取样,测试12h,以及在饱和石灰水中浸泡养护7d后刚取出时,以及28d龄期的抗压强度(每个龄期取样3个,测试后取平均值),结果见表6所示。
表6 C50混凝土制品抗压强度(MPa)
Figure BDA0002667410790000121
由表6结果可见:掺入纳米Fe3O4磁流体且采用微波养护可大幅提升C50混凝土制品(C50-1)的12h强度和饱和石灰水养护7d后的强度,C50-1的12h强度和饱和石灰水养护7d后的强度明显高于蒸汽和标准养护得到的混凝土制品;且28d龄期强度与标准养护样品(C50-2)相比也略高。养护7d后即可达到54.9MPa的强度,远高于其他对比混凝土制品,脱模快,强度高。而且在自然条件下养护后的C50-7的强度也能达到63.5MPa,说明本发明提出的养护7d后的混凝土制品前期可投入使用,后续强度也能达到63.5MPa。
实施例3
一种混凝土制品的制备方法,将占胶凝材料质量5%的纳米Fe3O4磁流体掺入C80混凝土中,其各组分配比见表7所示。将搅拌好的混凝土倒入聚醚醚酮模具中振捣成型为80cm×20cm×20cm(长×宽×高)的棱柱状制品,预养护之后,然后置入微波养护窑中进行微波加热养护,再进行后续养护。
表7掺磁流体C80混凝土各组分配比(重量份数计)
水泥 硅灰 粉煤灰 碎石 减水剂 磁流体
480 109 50 70 679.6 1019.4 12 30
注:减水剂及磁流体中所含水分未计入水的重量份数之中。
所述的纳米Fe3O4磁流体采用化学共沉淀方法制备,固含量为16%,pH值7.2,纳米Fe3O4最大饱和磁化强度50emu/g,分散的纳米Fe3O4颗粒平均粒径为10nm、粒径小于100nm。
所述的水泥为市售P.I52.5水泥。
所述的水为自来水。
所述的硅灰为市售硅灰。
所述的粉煤灰为市售I级粉煤灰。
所述的砂为市售细度模数为2.5的河砂。
所述的碎石为市售5~20mm连续级配碎石。
所述的减水剂为固含量18%的聚羧酸高效减水剂。
微波养护窑为现有技术中的微波养护窑,该微波养护窑为带两个2kw功率微波发射装置、自动控制装置及保温材料外层的可密闭容器。
上述混凝土制品的制备方法包括如下具体步骤:
1)按表7所示混凝土各组分配比,将水泥、水、砂石、粉煤灰、减水剂、磁流体等按比例称量好备用;
2)混凝土的搅拌:先将称好的砂石集料、水泥、粉煤灰依次倒入搅拌机中,干拌30s;再将纳米Fe3O4磁流体和减水剂倒入水中,搅拌均匀后加入搅拌机中,继续搅拌270s得到混凝土浆料;
3)混凝土制品的成型:将拌制好的混凝土浆料倒入内部尺寸为80cm×20cm×20cm(长×宽×高)的聚醚醚酮模具中,振捣30s后表面抹光成型;
4)混凝土制品的预养护:将成型的制品带模在室温下养护至终凝;
5)混凝土制品的微波养护:终凝1h后,将带模的混凝土制品置于微波养护窑中,在自动控制装置作用下发射微波对其进行加热养护,养护制度为:加热5s停1min连续10个循环;然后加热15s停3min连续20个循环;再加热30s停10min连续15个循环;养护时两个微波发射装置分别位于制品长度方向的两端;
6)混凝土制品的后续养护:待微波养护的混凝土制品自然冷却后,脱模,浸泡于饱和石灰水中继续养护7d,取出后在标准条件下(25℃±2℃、RH=95%±5%)养护至28d。制备得到的制品用C80-1表示。
另外,为进行对比:
按表7各组分配比成型掺磁流体的C80混凝土,原材料与C80-1相同,12h龄期前在标准条件下进行带模养护,12h龄期后脱模,浸泡于饱和石灰水中继续养护7d,取出后在标准条件下养护至28d,制备得到的制品用C80-2表示。
按表7各组分配比成型掺磁流体的C80混凝土,原材料与C80-1相同,在标准条件下带模养护4h,然后在45℃下蒸汽养护4h(与微波养护阶段基本等时长),脱模后浸泡于饱和石灰水中继续养护7d,取出后在标准条件下养护至28d,制备得到的制品用C80-3表示。
按表8各组分配比成型未掺磁流体C80混凝土,除磁流体外的原材料与C80-1相同,养护制度与C80-1相同,制备得到的制品用C80-4表示。
表8未掺磁流体C80混凝土各组分配比(重量份数计)
水泥 硅灰 粉煤灰 碎石 减水剂
480 134.2 50 70 681.5 1022.3 12
注:减水剂中所含水分未计入水的重量份数之中。
另外,为进行对比:
按表8各组分配比成型未掺磁流体C80混凝土,除磁流体外的原材料与C80-1相同,水灰比相同,养护制度与C80-2相同,制备得到的制品用C80-5表示。
按表8各组分配比成型未掺磁流体C80混凝土,除磁流体外的原材料与C80-1相同,水灰比相同,养护制度与C80-3相同,制备得到的制品用C80-6表示。
与C80-1制品的区别在于:饱和石灰水养护后,在自然条件下(温度20-30℃,相对湿度60-65%)养护28天,得到的制品用C80-7表示。
对制备的上述7种制品钻芯取样,测试12h,以及在饱和石灰水中浸泡养护7d后刚取出时,以及28d龄期的抗压强度(每个龄期取样3个,测试后取平均值),结果见表9所示。
表9 C80混凝土制品抗压强度(MPa)
Figure BDA0002667410790000161
由表9结果可见:掺入纳米Fe3O4磁流体且采用微波养护可大幅提升C80混凝土制品(C80-1)的12h强度和饱和石灰水养护7d后的强度,C80-1的12h强度和饱和石灰水养护7d后的强度明显高于蒸汽和标准养护得到的混凝土制品;且28d龄期强度与标准养护样品(C80-2)相比也略高。养护7d后即可达到85.3MPa的强度,远高于其他对比混凝土制品,脱模快,强度高。而且在自然条件下养护后的C80-7的强度也能达到95.8MPa,说明本发明提出的养护7d后的混凝土制品前期可投入使用,后续强度也能达到94.2MPa。
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,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混凝土制品,其特征在于,按照重量份数计算,包括以下组分:水泥300-500份、粉煤灰50-100份、Fe3O4磁流体10-20份、减水剂2-5份、水150-180份、砂670-740份、碎石1000-1100份。
2.根据权利要求1所述的混凝土制品,其特征在于,所述Fe3O4磁流体为纳米Fe3O4磁流体;所述纳米Fe3O4磁流体中Fe3O4的平均粒径为10nm~50nm、粒径小于100nm。
3.根据权利要求1所述的混凝土制品,其特征在于;所述减水剂为聚羧酸系减水剂。
4.根据权利要求1所述的混凝土制品,其特征在于;按照重量份计,还包括硅灰0-60份。
5.一种混凝土制品的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将Fe3O4磁流体掺入混凝土中,浇筑成型终凝1-3h后采用微波加热养护得到混凝土制品。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述采用微波进行养护包括:加热5s-10s停1-2min连续10~20个循环;然后加热15-20s停3-4min连续10~20个循环;再加热30-35s停10-15min连续10~20个循环。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述采用微波进行养护的微波功率为1kw-10kw。
8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,采用所述微波加热养护之后在石灰水中养护得到所述混凝土制品。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,在所述石灰水中养护之后继续在18℃-22℃、相对湿度90%-100%的条件下养护得到所述混凝土制品。
10.一种权利要求1所述的混凝土制品的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
按照各组分的配比,先将砂石、碎石、水泥混合;之后加入Fe3O4磁流体、减水剂和水继续混合得到混凝土浆料;
将所述混凝土浆料倒入模具中成型,并在室温下养护至终凝;终凝1-3h之后采用微波加热养护得到所述混凝土制品。
CN202010923138.4A 2020-09-04 2020-09-04 一种混凝土制品及其制备方法 Pending CN112110694A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010923138.4A CN112110694A (zh) 2020-09-04 2020-09-04 一种混凝土制品及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010923138.4A CN112110694A (zh) 2020-09-04 2020-09-04 一种混凝土制品及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112110694A true CN112110694A (zh) 2020-12-22

Family

ID=73801764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010923138.4A Pending CN112110694A (zh) 2020-09-04 2020-09-04 一种混凝土制品及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112110694A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113582592A (zh) * 2021-07-09 2021-11-02 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 一种掺加污泥焚烧灰无熟料免烧环保砖制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001302318A (ja) * 2000-04-14 2001-10-31 Koji Otsuka 磁性コンクリート
CN105272354A (zh) * 2015-11-16 2016-01-27 河南理工大学 一种大掺量粉煤灰混凝土的养护方法
CN106082799A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 福建江夏学院 一种具有防电磁辐射的抗裂混凝土及其制备方法
CN109231950A (zh) * 2018-09-29 2019-01-18 沈阳建筑大学 一种基于微波激发的自碎型混凝土、制备方法及其应用
CN110950680A (zh) * 2019-12-27 2020-04-03 广西科学院 一种混凝土的微波养护方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001302318A (ja) * 2000-04-14 2001-10-31 Koji Otsuka 磁性コンクリート
CN105272354A (zh) * 2015-11-16 2016-01-27 河南理工大学 一种大掺量粉煤灰混凝土的养护方法
CN106082799A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 福建江夏学院 一种具有防电磁辐射的抗裂混凝土及其制备方法
CN109231950A (zh) * 2018-09-29 2019-01-18 沈阳建筑大学 一种基于微波激发的自碎型混凝土、制备方法及其应用
CN110950680A (zh) * 2019-12-27 2020-04-03 广西科学院 一种混凝土的微波养护方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YONGJIA HE ET AL.: "Electromagnetic wave absorbing cement-based composite using Nano-Fe3O4 magnetic fluid as absorber", 《CEMENT AND CONCRETE COMPOSITES》 *
鲁彩凤: "《粉煤灰混凝土的传热传质性能》", 31 December 2016 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113582592A (zh) * 2021-07-09 2021-11-02 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 一种掺加污泥焚烧灰无熟料免烧环保砖制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111377687A (zh) 氧化石墨烯低水泥用量超高性能混凝土及其制备方法
Li et al. Effect of limestone fines content in manufactured sand on durability of low-and high-strength concretes
Peng et al. Properties and microstructure of reactive powder concrete having a high content of phosphorous slag powder and silica fume
Baoju et al. Some factors affecting early compressive strength of steam-curing concrete with ultrafine fly ash
He et al. Mechanism of nano-silica to enhance the robustness and durability of concrete in low air pressure for sustainable civil infrastructures
CN115140974B (zh) 含粗骨料的200MPa级免蒸养超高性能混凝土及其制备方法
CN109608068A (zh) 一种胶凝材料、混凝土预制件及混凝土预制件的制备方法
CN108164208A (zh) 一种纳米二氧化硅再生混凝土及其制备方法
CN108341618A (zh) 一种免蒸养活性粉末混凝土掺合料及生产方法
CN112919864A (zh) 一种再生骨料纤维增强喷射混凝土及制备方法
CN110981338A (zh) 早强型石墨烯-聚羧酸减水剂增强水泥基复合材料及其制备方法
CN111410479A (zh) 一种超高性能混凝土及其制备方法
CN114105572A (zh) 一种玄武岩纤维增强活性粉末混凝土盖板及其制备方法
Zheng et al. Study on performance improvement of ultra-high performance concrete by vibration mixing
Pan et al. Effects of isothermal microwave curing on steel fibre-reinforced reactive powder concrete: Strength, microstructure and hydration products
CN112110694A (zh) 一种混凝土制品及其制备方法
Lin et al. Effect of curing regime on the strength development and microstructure evolution of high strength concrete
Liu et al. Effects of curing systems on properties of high volume fine mineral powder RPC and appearance of hydrates
CN109384433B (zh) 低热损伤混凝土构件用胶凝材料
CN116589261A (zh) 一种利用赤泥的改性低收缩低碳胶凝材料及其制备方法
Shi et al. Effects of nanosilica on the hydration and hardening properties of blended cement-based materials under heat curing
CN112110695B (zh) 一种混凝土制品及其养护方法
CN111003988A (zh) 一种用于寒冷地区的c105免蒸压管桩及其制备方法
CN114890733A (zh) 绿色生态混凝土试件的制备方法
JP6591729B2 (ja) コンクリートの製造方法

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201222

RJ01 Rejection of invention patent application after publication