CN112209660A - 一种纤维轻集料混凝土板制备方法及其制得的混凝土板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纤维轻集料混凝土板制备方法及其制得的混凝土板,包括以下步骤:步骤一,按照质量份数,称取50~150份轻集料,并对轻集料进行预湿处理,制得预湿轻集料;步骤二,按照质量份数,将100~150份水泥、30~50份石灰石粉、0.5~3份减水剂和2~5份粘结剂置于搅拌锅中搅拌10~15min,制得混合料A;步骤三,将步骤一的预湿轻集料加入至步骤二的混合料A中搅拌3~5min,制得混合料B。无需预分散纤维,也能使纤维充分分散成单丝,减少了操作步骤,且纤维分散效果佳。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土板领域,尤其涉及一种纤维轻集料混凝土板制备方法及其制得的混凝土板。
背景技术
目前,现有建筑使用的外墙板一般有石材和混凝土板材,石材外墙板通常是将开采的天然石料进行切割和打磨加工而成,混凝土板材是使用水泥作为粘结剂将砂石粘合,并通过模具进行固化成型。而往混凝土板材添加纤维可增强混凝土板材结构强度,减少开裂发生;往混凝土板材添加轻集料则使混凝土板材密度降低,并具有隔声隔热等优异性能,因此纤维轻集料混凝土板被广泛应用于建筑物中。但是在制备过程中,需要将纤维进行预分散处理,再加入浆料中,否则纤维分散效果差而影响结构强度增强作用,因此现有制备方法工艺较为复杂,生产耗时长,而且纤维也不容易分散成单丝,纤维分散效果一般。
发明内容
本发明的目的在于提出一种纤维轻集料混凝土板制备方法及其制得的混凝土板,无需预分散纤维,也能使纤维充分分散成单丝,减少了操作步骤,且纤维分散效果佳。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种纤维轻集料混凝土板制备方法,包括以下步骤:
步骤一,按照质量份数,称取50~150份轻集料,并对轻集料进行预湿处理,制得预湿轻集料;
步骤二,按照质量份数,将100~150份水泥、30~50份石灰石粉、0.5~3份减水剂和2~5份粘结剂置于搅拌锅中搅拌10~15min,制得混合料A;
步骤三,将步骤一的预湿轻集料加入至步骤二的混合料A中搅拌3~5min,制得混合料B;
步骤四,按照质量份数,称取150~300份水;
步骤五,向混合料B加入5份水并搅拌10~20s,然后静置5~10s,随后测试混合料B的流动度:若混合料B的流动度不大于120mm则重复上述操作,直至混合料B的流动度在121mm~130mm,此时制得混合料C,并记录水的已加入份数;
步骤六,按照质量份数,将1~20份纤维加入至混合料C中,并在800~1200rpm速度下搅拌3~5min,制得混合料D;
步骤七,将剩余份数的水加入至混合料D中并搅拌5~10min,制得浆料;
步骤八,将步骤七的浆料倒入模具,然后将模具放入水泥标准养护箱中养护,制得纤维轻集料混凝土板。
所述纤维轻集料混凝土板制备方法,无需预分散纤维,也能使纤维充分分散成单丝,减少了操作步骤,且纤维分散效果佳。步骤一中,对轻集料进行预湿处理,是因为轻集料本身含有大量孔隙,吸水率大,若未经过预湿处理就直接与其他干料混合后再加水,一方面在搅拌浆料时,轻集料会大量吸水,需水量不好控制;另一方面,在板材成型后的养护阶段,由于未预湿的轻集料仍有吸水能力,会吸附其周边的水泥泥浆,泥浆嵌入轻集料的表面孔隙,板材密度上升,不利于轻质板材的低密轻质化。
然后,将水泥、石灰石粉、减水剂和粘结剂这些干料充分混合,再加入预湿轻集料混合,使除纤维以外的原料充分混合。步骤五中,每次先混合料B加入5份水并搅拌10~20s,然后静置5~10s,以获得流动度在121mm~130mm的混合料B,即混合料C。由于混合料C中粘结剂加入量较大,使得流动度在121mm~130mm的混合料C较为粘稠,往混合料C加入纤维在合适的搅拌速度下,此时混合料C在搅拌过程中还会伴随有粘附撕扯纤维的效果,剪切力和粘附力共同起作用,对纤维产生良好分散作用,将纤维分离成单丝,从而可制得纤维分散成单丝的纤维轻集料混凝土板。
步骤八具体为:将步骤七的浆料倒入模具,然后将模具放入水泥标准养护箱中养护1天,之后拆模继续养护28天,制得纤维轻集料混凝土板。
本方法需在混合料B流动度在121mm~130mm时加入纤维。举个例子,假设成型板材最终需水量为100g,若混合料B含水为30g时,混合料B状态较干,混合料B不大于120mm,加入纤维进行搅拌,混合料B对纤维没有过多的粘附撕扯作用,基本只有搅拌桨的剪切力以及干颗粒之间相互撞击在对纤维起分散作用,当混合料B含水量逐渐增多到70g时,混合料B的流动度在121mm~130mm,此时混合料B在搅拌过程中还会伴随有粘附撕扯纤维的效果,剪切力和粘附力共同起作用,对纤维产生良好分散作用。若使混合料B含水达到100g时,流动度超过130mm,由于浆料粘度下降,粘附力下降,此时加入纤维,分散效果会大大减弱。
优选地,所述步骤一的预湿处理具体为:将50~150份轻集料完全浸没于水中,静止20~40min,然后将轻集料置于筛中沥干水分至无明显水滴滴落后,取筛余料,制得预湿轻集料。
优选地,步骤六中,所述纤维为碳纤维、玻璃纤维或聚丙烯纤维。本方法对现有市售的纤维都有良好的分散作用,均可使其充分分散成单丝。
优选地,步骤一中,所述轻集料为膨胀珍珠岩、漂珠、蛭石、玻化微珠中的一种或多种。轻集料为现有的市场可购买得到的普通轻集料。
优选地,步骤二中,所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂或木质素磺酸钙减水剂,所述粘结剂为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠或羟乙基甲基纤维。减水剂和粘结剂均为现有市售材料,粘结剂可使得具备初步流动性的混合料C较为粘稠,便于纤维在剪切力和粘附力共同起作用分离成单丝。
优选地,所述步骤二的搅拌速度为600~800rpm;所述步骤三的搅拌速度为600~800rpm;所述步骤七的搅拌速度为1200~1400rpm。搅拌速度根据实际需要在上述范围内进行调整。
优选地,所述纤维轻集料混凝土板制备方法制得的纤维轻集料混凝土板,按照质量份数,原料包括50~150份轻集料、100~150份水泥、30~50份石灰石粉、0.5~3份减水剂、2~5份粘结剂、150~300份水和1~20份纤维;所述纤维轻集料混凝土板中纤维分散成单丝状。所述的纤维轻集料混凝土板制备方法制得的纤维轻集料混凝土板,纤维分散成单丝状,纤维分散效果佳,大大增强板材结构强度。
优选地,所述纤维为碳纤维、玻璃纤维或聚丙烯纤维,所述轻集料为膨胀珍珠岩、漂珠、蛭石、玻化微珠中的一种或多种。
优选地,所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂或木质素磺酸钙减水剂,所述粘结剂为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠或羟乙基甲基纤维。
所述纤维轻集料混凝土板制备方法,无需预分散纤维,也能使纤维充分分散成单丝,减少了操作步骤,且纤维分散效果佳。
附图说明
附图对本发明做进一步说明,但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明其中一个实施例的纤维轻集料混凝土板断面显微结构示意图;
图2是本发明其中一个对比例的纤维轻集料混凝土板断面显微结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1~5
实施例1~5按照质量份数,根据表1称取原料,部分原料的具体材料见表2;并按以下步骤制备纤维轻集料混凝土板,其中各步骤的搅拌速度和搅拌时间见表3。
步骤一,称取轻集料,并将轻集料完全浸没于水中,静止30min,然后将轻集料置于筛中沥干水分至无明显水滴滴落后,取筛余料,制得预湿轻集料;
步骤二,将水泥、石灰石粉、减水剂和粘结剂置于搅拌锅中搅拌,制得混合料A;
步骤三,将步骤一的预湿轻集料加入至步骤二的混合料A中搅拌,制得混合料B;
步骤四,称取水;
步骤五,向混合料B加入5份水并搅拌10~20s,然后静置5~10s,随后测试混合料B的流动度:若混合料B的流动度不大于120mm则重复上述操作,直至混合料B的流动度在121mm~130mm,此时制得混合料C,并记录水的已加入份数;
步骤六,将纤维加入至混合料C中,并搅拌,制得混合料D;
步骤七,将剩余份数的水加入至混合料D中并搅拌,制得浆料;
步骤八,将步骤七的浆料倒入模具,然后将模具放入水泥标准养护箱中养护1天,之后拆模继续养护28天,制得纤维轻集料混凝土板。
表1
表2
表3
对比例1
本对比例的原料及其质量份数和实施例1相同,并采用实施例1的步骤制备纤维轻集料混凝土板,区别在于步骤五为:向混合料B加入15份水并搅拌20s,混合料B的流动度不大于120mm,此时制得混合料C。其中,实施例1当混合料B具备初步流动性时水的已加入份数为70份。
对比例2
本对比例的原料及其质量份数和实施例1相同,并采用实施例1的步骤制备纤维轻集料混凝土板,区别在于:
步骤五,向混合料B加入200份水并搅拌均匀,混合料B的流动度超过130mm,制得混合料C;
步骤六,将纤维加入至混合料C中,并搅拌,制得浆料;
步骤七,将步骤六的浆料倒入模具,然后将模具放入水泥标准养护箱中养护1天,之后拆模继续养护28天,制得纤维轻集料混凝土板。
对比例3
本对比例的原料及其质量份数和实施例1相同,按以下步骤制备纤维轻集料混凝土板:
步骤一,称取轻集料,并将轻集料完全浸没于水中,静止30min,然后将轻集料置于筛中沥干水分至无明显水滴滴落后,取筛余料,制得预湿轻集料;
步骤二,通过现有方法对纤维进行预分散处理,制得预分散纤维;
步骤三,将将水泥、石灰石粉、减水剂和粘结剂置于搅拌锅中在600rpm速度下搅拌15min,制得混合料A;
步骤四,将步骤一的预湿轻集料加入至步骤三的混合料A中在600rpm速度下搅拌5min,制得混合料B;
步骤五,向混合料B加入200份水并搅拌在1300rpm速度下搅拌8min,制得混合料C;
步骤六,将步骤二的预分散纤维加入至混合料C中,并在1000rpm速度下搅拌4min,制得浆料;
步骤七,将步骤六的浆料倒入模具,然后将模具放入水泥标准养护箱中养护1天,之后拆模继续养护28天,制得纤维轻集料混凝土板。
对比例4
本对比例的原料及其质量份数和实施例2相同,并采用实施例2的步骤制备纤维轻集料混凝土板,区别在于:不执行步骤一,即不对轻集料进行预湿处理。
先对实施例1~5和对比例1~4制得的纤维轻集料混凝土板进行抗压强度和密度检测,然后将纤维轻集料混凝土板进行压断,观察断面,检测结果见表4。
其中,若纤维分散效果不好,则在板材断面会看到粗毛状;若纤维分散效果好,则在板材断面上均是细毛状,且细毛状的纤维分布开来,触摸上去会有均匀的毛绒感;
在电子显微镜下观察,实施例1的断面上纤维均是如图1所示的状态,对比例1至2的断面上纤维均出现如图2所示的情况;
对比例3的制备方法较为麻烦,分散效果一般,生产耗时长;
对比例4的纤维轻集料混凝土板密度要比实施例2的密度大。
例子 | 抗压强度(Mpa) | 断面 |
实施例1 | 43 | 分散效果好 |
实施例2 | 48 | 分散效果好 |
实施例3 | 45 | 分散效果好 |
实施例4 | 44 | 分散效果好 |
实施例5 | 47 | 分散效果好 |
对比例1 | 32 | 分散效果不好 |
对比例2 | 35 | 分散效果不好 |
对比例3 | 38 | 分散效果一般 |
对比例4 | 46 | 分散效果好 |
表4
由检测结果可知,本发明的纤维轻集料混凝土板制备方法,无需预分散纤维,也能使纤维充分分散成单丝,减少了操作步骤,且纤维分散效果佳。步骤一中,对轻集料进行预湿处理,是因为轻集料本身含有大量孔隙,吸水率大,若未经过预湿处理就直接与其他干料混合后再加水,一方面在搅拌浆料时,轻集料会大量吸水,需水量不好控制;另一方面,在板材成型后的养护阶段,由于未预湿的轻集料仍有吸水能力,会吸附其周边的水泥泥浆,泥浆嵌入轻集料的表面孔隙,板材密度上升,不利于轻质板材的低密轻质化。
然后,将水泥、石灰石粉、减水剂和粘结剂这些干料充分混合,再加入预湿轻集料混合,使除纤维以外的原料充分混合。步骤五中,每次先混合料B加入5份水并搅拌10~20s,然后静置5~10s,以获得流动度在121mm~130mm的混合料B,即混合料C。由于混合料C中粘结剂加入量较大,使得流动度在121mm~130mm的混合料C较为粘稠,往混合料C加入纤维在合适的搅拌速度下,此时混合料C在搅拌过程中还会伴随有粘附撕扯纤维的效果,剪切力和粘附力共同起作用,对纤维产生良好分散作用,将纤维分离成单丝,从而可制得纤维分散成单丝的纤维轻集料混凝土板。
需在混合料B流动度在121mm~130mm时加入纤维,若混合料B状态较干,加入纤维进行搅拌,混合料B对纤维没有过多的粘附撕扯作用,基本只有搅拌桨的剪切力以及干颗粒之间相互撞击在对纤维起分散作用;若将水全部加入后再放入纤维,由于浆料粘度下降,粘附力下降,此时加入纤维,分散效果会大大减弱。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种纤维轻集料混凝土板制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,按照质量份数,称取50~150份轻集料,并对轻集料进行预湿处理,制得预湿轻集料;
步骤二,按照质量份数,将100~150份水泥、30~50份石灰石粉、0.5~3份减水剂和2~5份粘结剂置于搅拌锅中搅拌10~15min,制得混合料A;
步骤三,将步骤一的预湿轻集料加入至步骤二的混合料A中搅拌3~5min,制得混合料B;
步骤四,按照质量份数,称取150~300份水;
步骤五,向混合料B加入5份水并搅拌10~20s,然后静置5~10s,随后测试混合料B的流动度:若混合料B的流动度不大于120mm则重复上述操作,直至混合料B的流动度在121mm~130mm,此时制得混合料C,并记录水的已加入份数;
步骤六,按照质量份数,将1~20份纤维加入至混合料C中,并在800~1200rpm速度下搅拌3~5min,制得混合料D;
步骤七,将剩余份数的水加入至混合料D中并搅拌5~10min,制得浆料;
步骤八,将步骤七的浆料倒入模具,然后将模具放入水泥标准养护箱中养护,制得纤维轻集料混凝土板。
2.根据权利要求1所述的纤维轻集料混凝土板制备方法,其特征在于,所述步骤一的预湿处理具体为:将50~150份轻集料完全浸没于水中,静止20~40min,然后将轻集料置于筛中沥干水分至无明显水滴滴落后,取筛余料,制得预湿轻集料。
3.根据权利要求1所述的纤维轻集料混凝土板制备方法,其特征在于:步骤六中,所述纤维为碳纤维、玻璃纤维或聚丙烯纤维。
4.根据权利要求1所述的纤维轻集料混凝土板制备方法,其特征在于:步骤一中,所述轻集料为膨胀珍珠岩、漂珠、蛭石、玻化微珠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的纤维轻集料混凝土板制备方法,其特征在于:步骤二中,所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂或木质素磺酸钙减水剂,所述粘结剂为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠或羟乙基甲基纤维。
6.根据权利要求1所述的纤维轻集料混凝土板制备方法,其特征在于:
所述步骤二的搅拌速度为600~800rpm;
所述步骤三的搅拌速度为600~800rpm;
所述步骤七的搅拌速度为1200~1400rpm。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的纤维轻集料混凝土板制备方法制得的纤维轻集料混凝土板,其特征在于:按照质量份数,原料包括50~150份轻集料、100~150份水泥、30~50份石灰石粉、0.5~3份减水剂、2~5份粘结剂、150~300份水和1~20份纤维;
所述纤维轻集料混凝土板中纤维分散成单丝状。
8.根据权利要求7所述的纤维轻集料混凝土板制备方法制得的纤维轻集料混凝土板,其特征在于:所述纤维为碳纤维、玻璃纤维或聚丙烯纤维,所述轻集料为膨胀珍珠岩、漂珠、蛭石、玻化微珠中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述的纤维轻集料混凝土板制备方法制得的纤维轻集料混凝土板,其特征在于:所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂或木质素磺酸钙减水剂,所述粘结剂为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠或羟乙基甲基纤维。
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