CN112624706B - 高强混凝土及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高强混凝土及其制备工艺，涉及建筑材料技术领域，高强混凝土包括以下重量份的原料制成：水泥280‑290，砂780‑820，石子950‑1150，粉煤灰43‑47，减水剂7.20‑7.32，水155‑165，填充物250‑300，其中填充物包括泡沫铝颗粒；制备工艺包括以下步骤：将水泥、砂子、石子、粉煤灰、填充物充分混合得到混合料；将聚羧酸减水剂加入水中并充分混合得到混合液；将混合液加入到混合料中充分混合，得到高强混凝土。该发明具有良好的隔音效果的优点。

Description

高强混凝土及其制备工艺
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种高强混凝土及其制备工艺。
背景技术
高强混凝土是抗压强度达到或超过60MPa的混凝土。高强混凝土作为一种新的建筑材料，以其抗压强度高、抗变形能力强等优点，在建筑结构以及某些特种结构中得到了广泛的应用。
相关技术见申请公开号为CN106977155A的中国发明专利申请，其公开了一种C60超高泵送混凝土，按重量份数计，其原料包括P·O42.5级水泥350～370份，S95矿粉66～74份，F(I)粉煤灰48～52份，高性能掺和料75～85份，砂725～765份，5-20mm粒径碎石930～970份，外加剂8.0～9.0份，水151～163份。该混凝土具有良好的流动性和强度要求。
针对上述相关技术，发明人认为存在以下缺陷：利用上述混凝土浇筑的建筑，隔音性能较差。
发明内容
为了改善混凝土浇筑建筑的隔音性能差的问题，本申请提供一种高强混凝土及其制备工艺。
第一方面，本申请提供的一种高强混凝土的采用如下技术方案：
一种高强混凝土，包括以下重量份的原料制成：
水泥 280-290
砂 780-820
石子 950-1150
粉煤灰 43-47
减水剂 7.20-7.32
水 155-165
填充物 250-300，
其中填充物包括泡沫铝颗粒。
优选的，高强混凝土包括以下重量份的原料：水泥285份、砂800份、石子1050份、粉煤灰45份、减水剂7.26份、水160份、填充物275份。
通过采用上述技术方案，得到的混凝土强度能够达到70MPa以上，结构强度高。泡沫铝颗粒能够吸收声音能量，提高建筑的墙体隔音性能。
优选的，所述填充物还包括包裹于泡沫铝颗粒表面的磁性橡胶层。
通过采用上述技术方案，磁性橡胶层能够进一步提升填充物的吸音性能，同时在混凝土废弃后能够通过破碎和磁选对填充物进行分离回收，提高利用率。
优选的，所述填充物中泡沫铝与磁性橡胶的重量比为1:0.18-0.22。
通过采用上述技术方案，填充物在混凝土中起到良好吸音效果的同时，强度保持性较高。
优选的，所述石子包括细石子和粗石子，细石子的粒径为5-10mm，粗石子的粒径为10-20mm，细石子与粗石子的重量比为0.33:1。
通过采用上述技术方案，细石子能够填充在粗石子之间的间隙中，使得混凝土中物料在水泥的粘合作用下更牢固。
优选的，所述填充物的制备方法包括以下步骤：
将清洗干净的铝屑与乙醇溶液混合，形成铝屑乙醇液；
将十二烷基硫酸钠和丙烯酸树脂加入到铝屑乙醇液并混合均匀形成混合液；
将混合液超声震荡后固化形成前驱体；
把前驱体在800℃-900℃烧结，然后破碎形成泡沫铝颗粒。
优选的，所述填充物的制备方法还包括以下步骤：
将破碎形成泡沫铝颗粒表面包裹一层熔融的磁性橡胶后冷却得到。
通过采用上述技术方案，泡沫铝颗粒先固定成型，然后在烧结作用下固定，填充物的制作工艺产生的污染物较小。
优选的，所述磁性橡胶层中的磁粉为铁钴粉或铁氧体磁粉。
通过采用上述技术方案，磁性橡胶具有良好的磁吸作用时生产成本较低。
第二方面，本申请提供的一种高强混凝土的制备工艺采用如下技术方案：
一种高强混凝土的制备工艺，包括以下步骤：
将水泥、砂子、石子、粉煤灰、填充物充分混合得到混合料；
将聚羧酸减水剂加入水中并充分混合得到混合液；
将混合液加入到混合料中充分混合，得到高强混凝土。
通过采用上述技术方案，能够生产出均质且吸音性能良好的混凝土。
具体实施方式
制备例
制备例1
填充物的制备步骤如下：
清洗铝屑：将10kg直径小于0.5mm的铝粉末倒入30％的乙醇中浸泡2h，然后搅拌15min后过滤，将过滤后的铝粉转移到蒸馏水中清洗30min，再次过滤后将铝粉转移到75％的乙醇中，形成铝屑乙醇液。铝屑与乙醇的重量比为1:3。
配置混合液：将十二烷基硫酸钠和丙烯酸树脂加入到铝屑乙醇液，以400r/min搅拌15min得到均匀的混合液。铝屑、十二烷基硫酸钠和丙烯酸树脂的重量比为1:0.1:0.2。
发泡固化：将混合液进行水浴恒温震荡90min形成泡沫液，水浴温度为20℃，震荡频率为10KHz，然后立即放入到-5℃固化形成前驱体，在3℃放置2h。
烧结：将固化后的前驱体在700℃烧结5h，自然冷却后得到泡沫铝。
破碎：将得到的泡沫铝破碎成粒径为10-20mm的颗粒形成泡沫铝球。
制备例2
填充物的制备步骤如下：
清洗铝屑：将10kg直径小于0.3mm的铝粉末倒入30％的乙醇中浸泡1.5h，然后搅拌10min后过滤，将过滤后的铝粉转移到蒸馏水中清洗20min，再次过滤后将铝粉转移到75％的乙醇中，形成铝屑乙醇液。铝屑与乙醇的重量比为1:2.5。
配置混合液：将十二烷基硫酸钠和丙烯酸树脂加入到铝屑乙醇液，以500r/min搅拌12min得到均匀的混合液。铝屑、十二烷基硫酸钠和丙烯酸树脂的重量比为1:0.08:0.15。
发泡固化：将混合液进行水浴恒温震荡80min形成泡沫液，水浴温度为15℃，震荡频率为12KHz，然后立即放入到-3℃固化形成前驱体，在5℃放置4h。
烧结：将固化后的前驱体在750℃烧结4h，自然冷却后得到泡沫铝。
破碎：将得到的泡沫铝破碎成粒径为10-15mm的颗粒形成泡沫铝球。
制备例3
填充物的制备步骤如下：
清洗铝屑：将10kg直径小于0.5mm的铝粉末倒入30％的乙醇中浸泡2.5h，然后搅拌20min后过滤，将过滤后的铝粉转移到蒸馏水中清洗40min，再次过滤后将铝粉转移到75％的乙醇中，形成铝屑乙醇液。铝屑与乙醇的重量比为1:3.5。
配置混合液：将十二烷基硫酸钠和丙烯酸树脂加入到铝屑乙醇液，以600r/min搅拌10min得到均匀的混合液。铝屑、十二烷基硫酸钠和丙烯酸树脂的重量比为1:0.12:0.17。
发泡固化：将混合液进行水浴恒温震荡100min形成泡沫液，水浴温度为25℃，震荡频率为15KHz，然后立即放入到0℃固化形成前驱体，在5℃放置3h。
烧结：将固化后的前驱体在800℃烧结3h，自然冷却后得到泡沫铝。
破碎：将得到的泡沫铝破碎成粒径为5-10mm的颗粒形成泡沫铝球。
制备例4
与制备例3的不同之处在于，填充物的制备步骤还包括：
裹胶：将泡沫铝球浸入到熔融的磁性橡胶中2-3S后取出空冷得到复合填充物。磁性橡胶包括磁粉和胶体，磁粉与胶体的重量比为5:1，磁粉选用铁氧体磁粉，胶体选用天然乳胶。
制备例5
与制备例4的不同之处在于，磁性橡胶的磁粉与胶体的重量比为3:1，磁粉选用铁钴粉，胶体选用顺丁橡胶。
制备例6
与制备例4的不同之处在于，磁性橡胶的磁粉与胶体的重量比为8:1，磁粉选用铁钴粉，胶体选用异戊橡胶。
制备例7
与制备例3的不同之处在于，填充物的制备步骤还包括：
裹胶：将泡沫铝球浸入到熔融的橡胶中2-3S后取出空冷得到复合填充物，橡胶为异戊橡胶。
将制备例1-6得到的填充物颗粒进行机械性能检测和磁性检测，结果如下表1：
表1各制备例中得到的填充物颗粒机械性能与磁性检测表
Figure BDA0002873007070000041
实施例1：
一种高强混凝土的制备工艺，包括以下步骤：
S1：将P.042.5水泥、砂子、石子、粉煤灰、填充物充分混合；
S2：将聚羧酸减水剂加入水中并充分混合；
S3：将步骤S2中的混合物加入到步骤S1中的混合物中充分混合，得到高强混凝土。
其中，石子包括细石子和粗石子，细石子和粗石子的重量份数比值为0.33：1，细石子的粒径为5-10mm，粗石子的粒径为10-20mm。聚羧酸减水剂为缓凝型聚羧酸系减水剂，此处选择市售的FDN减水剂，以萘系磺酸钠甲醛缩合物为主要成分，经复配而成缓凝减水剂。填充物为制备例1中的填充物。
实施例2-6，一种高强混凝土的制备工艺，与实施例1的不同之处在于各组分与重量份数不同，见表2。
表2实施例1-6中混凝土原料包括的组分及重量份数
Figure BDA0002873007070000051
实施例7
一种高强混凝土的制备工艺，与实施例2的不同之处在于，填充物为制备例4制得。填充物中磁性橡胶与泡沫铝球的重量比为0.18:1。
实施例8
一种高强混凝土的制备工艺，与实施例7的不同之处在于，填充物中磁性橡胶与泡沫铝球的重量比为0.22:1。
实施例9
一种高强混凝土的制备工艺，与实施例7的不同之处在于，填充物中磁性橡胶与泡沫铝球的重量比为0.26:1。
实施例10
一种高强混凝土的制备工艺，与实施例2的不同之处在于，填充物为制备例5制得，填充物中磁性橡胶与泡沫铝球的重量比为0.18:1。
实施例11
一种高强混凝土的制备工艺，与实施例2的不同之处在于，填充物为制备例6制得，填充物中磁性橡胶与泡沫铝球的重量比为0.18:1。。
实施例12
一种高强混凝土的制备工艺，与实施例2的不同之处在于，填充物为制备例7制得。
对比例1
一种高强混凝土的制备工艺，与实施例1的不同之处在于，不添加填充物。
对比例2
一种高强混凝土的制备工艺，与实施例1的不同之处在于，填充物为聚苯乙烯泡沫板。
对比例3
一种高强混凝土的制备工艺，与实施例1的不同之处在于，填充物为磁性橡胶颗粒。
对比例4
一种高强混凝土的制备工艺，与实施例8的不同之处在于，填充物为磁性橡胶颗粒和泡沫铝颗粒的混合物。
对比例5
一种高强混凝土的制备工艺，与实施例1的不同之处在于，填充物加入量为400份。
将实施例1-12以及对比例1-5制得的混凝土试样进行抗压强度检测、隔音性检测以及粉碎后的填充物回收率测试。
抗压强度检测根据标准GB50107-2010进行。
隔音性检测方法：将混凝土制作成壁厚为35mm的长方体空心砖，将声音检测器置于空心砖内部，声音发生器位于空心砖外部，检测并记录声音检测器接收的分贝数。
填充物回收率测试：将混凝土破碎成10-20mm的颗粒，通过磁选筛分填充物。计算每立方米混凝土磁选得到的填充物占原加入量的重量比。
混凝土检测结果见表3。
表3混凝土试样性能检测对比表
Figure BDA0002873007070000061
Figure BDA0002873007070000071
根据实施例1-6和对比例1相比可以得出，添加了泡沫铝填充物的混凝土能够基本保持原有强度的同时，隔音效果大大提升。随着填充物的添加量增多，在高声音响度下隔音效果能力逐渐增加，当隔音响度达到一定程度后隔音性基本相同。结合对比例5，当填充物的添加量超过总原料的13％时，虽然在高声音响度下仍然能对声音有降低作用，但是强度大大降低，远远无法达到要求。
根据实施例7-12和对比例1-3相比可以得出，在泡沫铝表面包覆一层磁性橡胶后的填充物，添加量相同的情况下能够进一步提高隔音效果。同时混凝土废弃后通过粉碎和磁选工艺，能够对填充物进行回收，提高利用率。随着磁性橡胶中磁粉的增加，回收率逐渐提高，最高可达到85％。虽然其他泡沫填充物也能适当起到降低噪音的效果，但是强度下降明显。
根据实施例7-12和对比例3-4可以得出，磁性橡胶颗粒单独加入到混凝土中，虽然也能起到一定的隔音作用，但在低声音响度下相比降幅有所减小，这是因为泡沫铝颗粒内有较多的空隙能够吸音。同时回收物只有磁性橡胶颗粒，导致泡沫铝颗粒无法回收，造成较大的浪费。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高强混凝土，其特征在于：包括以下重量份的原料制成：
水泥 280-290
砂 780-820
石子 950-1150
粉煤灰 43-47
减水剂 7.20-7.32
水 155-165
填充物 250-300，
其中填充物包括泡沫铝颗粒和包裹于泡沫铝颗粒表面的磁性橡胶层；所述填充物中泡沫铝与磁性橡胶的重量比为1:0.18-0.22
所述填充物的制备方法包括以下步骤：
将清洗干净的铝屑与乙醇溶液混合，形成铝屑乙醇液；
将十二烷基硫酸钠和丙烯酸树脂加入到铝屑乙醇液并混合均匀形成混合液；
将混合液超声震荡后固化形成前驱体；
把前驱体在800℃-900℃烧结，然后破碎形成泡沫铝颗粒；
将破碎形成泡沫铝颗粒表面包裹一层熔融的磁性橡胶后冷却得到。
2.根据权利要求1所述的一种高强混凝土，其特征在于：包括以下重量份的原料：水泥285份、砂800份、石子1050份、粉煤灰45份、减水剂7.26份、水160份、填充物275份。
3.根据权利要求1或2所述的一种高强混凝土，其特征在于：所述石子包括细石子和粗石子，细石子的粒径为5-10mm，粗石子的粒径为10-20mm，细石子与粗石子的重量比为0.33:1。
4.根据权利要求1所述的一种高强混凝土，其特征在于：所述磁性橡胶层中的磁粉为铁钴粉或铁氧体磁粉。
5.权利要求1-4任意一项所述的一种高强混凝土的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：将水泥、砂子、石子、粉煤灰、填充物充分混合得到混合料；
将聚羧酸减水剂加入水中并充分混合得到混合液；
将混合液加入到混合料中充分混合，得到高强混凝土。
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Address after: 402760 Shalong village, Zhengxing Town, Bishan District, Chongqing

Patentee after: Chongqing Xinke new building materials Co.,Ltd.

Address before: 402760 Shalong village, Zhengxing Town, Bishan District, Chongqing

Patentee before: Chongqing Xinke Concrete Co.,Ltd.