CN112645665B - 一种改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，包括以下步骤：将膨胀玻化微珠加入到二甲基乙酰胺溶液中，缓慢升温至50‑60℃并搅拌，保持温度搅拌10‑20分钟，之后滴加pH调节剂将pH维持在8‑9，继续搅拌5‑10min；之后捞出自然冷却干燥，向干燥后的膨胀玻化微珠中同时滴加二氧化硅溶胶和N‑甲基吗啉，二氧化硅溶胶滴加速度为5‑10ml/min，N‑甲基吗啉滴加速度为3‑5ml/min，本发明膨胀漂珠使用二氧化硅溶胶和N‑甲基吗啉可以使在膨胀过程中微珠形成的微孔或表面缺陷进行填充，在修复区域形成保护层，防止微珠中过多渗入浆料，保证其隔热保温性能。辛基三乙氧基硅烷在酸催化剂的作用下，保证处理后的膨胀漂珠在混凝土中具有更好的界面结合力，与集料填充均匀，保证混凝土各部分性能均一稳定。

Description

一种改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法
技术领域
本发明涉一种改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，属混凝土领域。
背景技术
轻骨料混凝土是一种轻质高强、保温耐火、减震抗震性和耐久性良好的混凝土，可广泛应用于各种工业与民用建筑及道路、桥梁等工程中，具有很好的技术经济效益。随着建设事业的发展，“高强、轻质”已成为混凝土的发展趋势。此外，轻骨料空隙率和吸水率比普通骨料大，吸水后影响影响水化反应速率，拌合物坍落度明显增大和易性变差，轻骨料内部吸收的水分又会释放出来，影响轻骨料混凝土的凝结和硬化后的性能。此外膨胀漂珠掺量较大，轻质混凝土内部漂珠已经占了很大部分，漂珠之间完全接触形成在混凝土收缩时漂珠受力时互相挤压，非常容易破碎，此时随着漂珠破裂也使混凝土强度降低，保温性能得不到保证。
发明内容
本发明为克服现有技术缺点，提供一种改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，对膨胀玻化微珠改性并进行抗收缩补偿优化混凝土配方保证轻骨料混凝土保温性能及强度要求。
一种改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，包括以下步骤：
(1) 将膨胀玻化微珠加入到二甲基乙酰胺溶液中，缓慢升温至50-60℃并搅拌，保持温度搅拌10-20分钟，之后滴加pH调节剂将pH维持在8-9，继续搅拌5-10min；之后捞出自然冷却干燥，向干燥后的膨胀玻化微珠中同时滴加二氧化硅溶胶和N-甲基吗啉，二氧化硅溶胶滴加速度为5-10ml/min，N-甲基吗啉滴加速度为3-5ml/min，滴加的同时对膨胀玻化微珠进行搅拌，二氧化硅溶胶与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.1-0.3:1，N-甲基吗啉与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.05-0.07:1，滴加完毕后继续搅拌并升高温度至80-90℃，保温20-30min，将保温后的膨胀玻化微珠分散在甲醇中，之后加入辛基三乙氧基硅烷和丁二酸充分混合静置10-20min，放入加热炉中120℃下固化，得到改性膨胀玻化微珠。
(2)称取硅酸盐水泥100（质量）份、粉煤灰40-50和矿渣15-20份，放入搅拌机在转速100-120r/min下混合搅拌均匀，之后加入抗收缩剂5-8份，继续搅拌，得到混合胶凝材料；所述抗收缩剂由氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠组成，所述氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠之间的质量比例为30-50:10-15:2-5，
(3)将砂300-350份、石子400-500份、改性膨胀玻化微珠100-150份和钢纤维3-5份分别加入混合胶凝材料中，保持转速为150-160r/min下搅拌2min；
(4)向步骤（3）得到的混合料中分别加入有机硅乳液5-10份，减水剂3-6份和水40-60份，搅拌5分钟，混合均匀得到改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土。
进一步优选，所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，所述膨胀玻化微珠的粒径控制在0.5mm-1mm。
进一步优选，所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，所述膨胀玻化微珠与二甲基乙酰胺溶液质量比例为1:2-5。
进一步优选，所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，所述二氧化硅溶胶滴加速度为8ml/min，所述N-甲基吗啉滴加速度为5ml/min。
进一步优选，所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，所述二氧化硅溶胶与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.3:1，N-甲基吗啉与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.07:1。
进一步优选，所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，所述辛基三乙氧基硅烷和丁二酸与保温后的膨胀玻化微珠质量比例为0.2-0.3:0.05-0.06:1。
进一步优选，所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，所述硅酸盐水泥选自选自42.5型硅酸盐水泥和52.5型硅酸盐水泥中的一种或几种。
进一步优选，所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，所述矿渣粒径约为300-500目。
进一步优选，所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，所述减水剂选自萘磺酸盐甲醛缩合物系减水剂或聚羧酸系减水剂。
进一步优选，所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土，所述氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠之间的质量比例为50: 15: 3。
一种改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土，其制造方法包括以下步骤：
(1) 将膨胀玻化微珠加入到二甲基乙酰胺溶液中，缓慢升温至50-60℃并搅拌，保持温度搅拌10-20分钟，之后滴加pH调节剂将pH维持在8-9，继续搅拌5-10min；之后捞出自然冷却干燥，向干燥后的膨胀玻化微珠中同时滴加二氧化硅溶胶和N-甲基吗啉，二氧化硅溶胶滴加速度为5-10ml/min，N-甲基吗啉滴加速度为3-5ml/min，滴加的同时对膨胀玻化微珠进行搅拌，二氧化硅溶胶与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.1-0.3:1，N-甲基吗啉与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.05-0.07:1，滴加完毕后继续搅拌并升高温度至80-90℃，保温20-30min，将保温后的膨胀玻化微珠分散在甲醇中，之后加入辛基三乙氧基硅烷和丁二酸充分混合静置10-20min，放入加热炉中120℃下固化，得到改性膨胀玻化微珠。
(2)称取硅酸盐水泥100（质量）份、粉煤灰40-50和矿渣15-20份，放入搅拌机在转速100-120r/min下混合搅拌均匀，之后加入抗收缩剂5-8份，继续搅拌，得到混合胶凝材料；所述抗收缩剂由氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠组成，所述氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠之间的质量比例为30-50:10-15:2-5，
(3)将砂300-350份、石子400-500份、改性膨胀玻化微珠100-150份和钢纤维3-5份分别加入混合胶凝材料中，保持转速为150-160r/min下搅拌2min；
(4)向步骤（3）得到的混合料中分别加入有机硅乳液5-10份，减水剂3-6份和水40-60份，搅拌5分钟，混合均匀得到改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土。
本发明膨胀漂珠使用二氧化硅溶胶和N-甲基吗啉可以使在膨胀过程中微珠形成的微孔或表面缺陷进行填充，在修复区域形成保护层，防止微珠中过多渗入浆料，保证其隔热保温性能。辛基三乙氧基硅烷在酸催化剂的作用下，保证处理后的膨胀漂珠在混凝土中具有更好的界面结合力，与集料填充均匀，保证混凝土各部分性能均一稳定。在本发明中，所述抗收缩剂可以改善胶凝材料的表面状态，降低水化产物在吸水和结晶过程中引起体积膨胀．有效填充和改善流动性能，减小混凝土内部毛细孔内溶液的表面张力，由此降低毛细管应力，减小自收缩。
具体实施方式
实施例1
一种改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土及其制造方法，包括以下步骤：
(1) 将膨胀玻化微珠加入到二甲基乙酰胺溶液中，缓慢升温至50℃并搅拌，保持温度搅拌10分钟，之后滴加pH调节剂将pH维持在8，继续搅拌5min；之后捞出自然冷却干燥，向干燥后的膨胀玻化微珠中同时滴加二氧化硅溶胶和N-甲基吗啉，二氧化硅溶胶滴加速度为6ml/min，N-甲基吗啉滴加速度为3ml/min，滴加的同时对膨胀玻化微珠进行搅拌，二氧化硅溶胶与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.1:1，N-甲基吗啉与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.07:1，滴加完毕后继续搅拌并升高温度至80℃，保温20min，将保温后的膨胀玻化微珠分散在甲醇中，之后加入辛基三乙氧基硅烷和丁二酸充分混合静置15min，放入加热炉中120℃下固化，得到改性膨胀玻化微珠。
(2)称取硅酸盐水泥100（质量）份、粉煤灰40份和矿渣20份，放入搅拌机在转速110r/min下混合搅拌均匀，之后加入抗收缩剂5份，继续搅拌，得到混合胶凝材料；所述抗收缩剂由氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠组成，所述氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠之间的质量比例为35:12:3，
(3)将砂360份、石子450份、改性膨胀玻化微珠130份和钢纤维3份分别加入混合胶凝材料中，保持转速为150r/min下搅拌2min；
(4)向步骤（3）得到的混合料中分别加入有机硅乳液6份，减水剂4份和水50份，搅拌5分钟，混合均匀得到改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土。
实施例2
一种改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土及其制造方法，包括以下步骤：
(1) 将膨胀玻化微珠加入到二甲基乙酰胺溶液中，缓慢升温至55℃并搅拌，保持温度搅拌15分钟，之后滴加pH调节剂将pH维持在9，继续搅拌10min；之后捞出自然冷却干燥，向干燥后的膨胀玻化微珠中同时滴加二氧化硅溶胶和N-甲基吗啉，二氧化硅溶胶滴加速度为9ml/min，N-甲基吗啉滴加速度为5ml/min，滴加的同时对膨胀玻化微珠进行搅拌，二氧化硅溶胶与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.3:1，N-甲基吗啉与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.07:1，滴加完毕后继续搅拌并升高温度至90℃，保温25min，将保温后的膨胀玻化微珠分散在甲醇中，之后加入辛基三乙氧基硅烷和丁二酸充分混合静置15min，放入加热炉中120℃下固化，得到改性膨胀玻化微珠。
(2)称取硅酸盐水泥100（质量）份、粉煤灰50份和矿渣20份，放入搅拌机在转速120r/min下混合搅拌均匀，之后加入抗收缩剂5份，继续搅拌，得到混合胶凝材料；所述抗收缩剂由氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠组成，所述氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠之间的质量比例为40: 15:2，
(3)将砂350份、石子500份、改性膨胀玻化微珠130份和钢纤维5份分别加入混合胶凝材料中，保持转速为160r/min下搅拌2min；
(4)向步骤（3）得到的混合料中分别加入有机硅乳液10份，减水剂3份和水55份，搅拌5分钟，混合均匀得到改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土。
实施例3
一种改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土及其制造方法，包括以下步骤：
(1) 将膨胀玻化微珠加入到二甲基乙酰胺溶液中，缓慢升温至60℃并搅拌，保持温度搅拌20分钟，之后滴加pH调节剂将pH维持在8，继续搅拌5min；之后捞出自然冷却干燥，向干燥后的膨胀玻化微珠中同时滴加二氧化硅溶胶和N-甲基吗啉，二氧化硅溶胶滴加速度为8ml/min，N-甲基吗啉滴加速度为5ml/min，滴加的同时对膨胀玻化微珠进行搅拌，二氧化硅溶胶与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.15:1，N-甲基吗啉与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.06:1，滴加完毕后继续搅拌并升高温度至90℃，保温20min，将保温后的膨胀玻化微珠分散在甲醇中，之后加入辛基三乙氧基硅烷和丁二酸充分混合静置20min，放入加热炉中120℃下固化，得到改性膨胀玻化微珠。
(2)称取硅酸盐水泥100（质量）份、粉煤灰48份和矿渣15份，放入搅拌机在转速110r/min下混合搅拌均匀，之后加入抗收缩剂7份，继续搅拌，得到混合胶凝材料；所述抗收缩剂由氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠组成，所述氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠之间的质量比例为50:15:3，
(3)将砂320份、石子440份、改性膨胀玻化微珠110份和钢纤维5份分别加入混合胶凝材料中，保持转速为160r/min下搅拌2min；
(4)向步骤（3）得到的混合料中分别加入有机硅乳液8份，减水剂6份和水55份，搅拌5分钟，混合均匀得到改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土。
实施例4
一种改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土及其制造方法，包括以下步骤：
(1) 将膨胀玻化微珠加入到二甲基乙酰胺溶液中，缓慢升温至60℃并搅拌，保持温度搅拌16分钟，之后滴加pH调节剂将pH维持在9，继续搅拌8min；之后捞出自然冷却干燥，向干燥后的膨胀玻化微珠中同时滴加二氧化硅溶胶和N-甲基吗啉，二氧化硅溶胶滴加速度为9ml/min，N-甲基吗啉滴加速度为5ml/min，滴加的同时对膨胀玻化微珠进行搅拌，二氧化硅溶胶与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.25:1，N-甲基吗啉与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.07:1，滴加完毕后继续搅拌并升高温度至85℃，保温30min，将保温后的膨胀玻化微珠分散在甲醇中，之后加入辛基三乙氧基硅烷和丁二酸充分混合静置15min，放入加热炉中120℃下固化，得到改性膨胀玻化微珠。
(2)称取硅酸盐水泥100（质量）份、粉煤灰42份和矿渣16份，放入搅拌机在转速120r/min下混合搅拌均匀，之后加入抗收缩剂8份，继续搅拌，得到混合胶凝材料；所述抗收缩剂由氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠组成，所述氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠之间的质量比例为45:12:4，
(3)将砂350份、石子500份、改性膨胀玻化微珠110份和钢纤维3份分别加入混合胶凝材料中，保持转速为160r/min下搅拌2min；
(4)向步骤（3）得到的混合料中分别加入有机硅乳液10份，减水剂6份和水55份，搅拌5分钟，混合均匀得到改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土。
实施例5
一种改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土及其制造方法，包括以下步骤：
(1) 将膨胀玻化微珠加入到二甲基乙酰胺溶液中，缓慢升温至60℃并搅拌，保持温度搅拌15分钟，之后滴加pH调节剂将pH维持在8，继续搅拌6min；之后捞出自然冷却干燥，向干燥后的膨胀玻化微珠中同时滴加二氧化硅溶胶和N-甲基吗啉，二氧化硅溶胶滴加速度为6ml/min，N-甲基吗啉滴加速度为3ml/min，滴加的同时对膨胀玻化微珠进行搅拌，二氧化硅溶胶与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.1:1，N-甲基吗啉与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.07:1，滴加完毕后继续搅拌并升高温度至85℃，保温25min，将保温后的膨胀玻化微珠分散在甲醇中，之后加入辛基三乙氧基硅烷和丁二酸充分混合静置15min，放入加热炉中120℃下固化，得到改性膨胀玻化微珠。
(2)称取硅酸盐水泥100（质量）份、粉煤灰50份和矿渣20份，放入搅拌机在转速120r/min下混合搅拌均匀，之后加入抗收缩剂5份，继续搅拌，得到混合胶凝材料；所述抗收缩剂由氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠组成，所述氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠之间的质量比例为35: 15:4，
(3)将砂350份、石子450份、改性膨胀玻化微珠150份和钢纤维5份分别加入混合胶凝材料中，保持转速为160r/min下搅拌2min；
(4)向步骤（3）得到的混合料中分别加入有机硅乳液8份，减水剂5份和水55份，搅拌5分钟，混合均匀得到改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土。
对比例1
在实施例1中不加入抗收缩剂，不对膨胀玻化微珠进行改性，直接添加到混凝土中。其他原料组分与实施例1相同。
对比例2
在实施例2中不加入抗收缩剂，不对膨胀玻化微珠进行改性，直接添加到混凝土中。其他原料组分与实施例2相同。
对比例3
在实施例3中不加入抗收缩剂，不对膨胀玻化微珠进行改性，直接添加到混凝土中。其他原料组分与实施例3相同。
实施例和对比例制造的混凝土材料进行性能测试。
测试方法为：干表观密度：使用混凝土密度测试仪进行测定；
混凝土强度检测：根据GB50107-2010，
导热系数：采用JC 275-1996测定。
自由收缩率：采用非接触式自由收缩仪测试混凝土。
测试性能结果：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
由表可知，实施例1-5所得混凝土的干表观密度小，机械强度高，传热系数低，自由收缩率小，各项性能明显优于对比例。本发明混凝土中膨胀玻化微珠具有更好的界面结合力，与集料填充均匀，保证混凝土各部分性能均一稳定所述抗收缩剂可以改善胶凝材料的表面状态，降低水化产物在吸水和结晶过程中引起体积膨胀．有效填充和改善流动性能，减小混凝土内部毛细孔内溶液的表面张力，由此降低毛细管应力，减小自收缩。
以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，包括以下步骤：
(1) 将膨胀玻化微珠加入到二甲基乙酰胺溶液中，缓慢升温至50-60℃并搅拌，保持温度搅拌10-20分钟，之后滴加pH调节剂将pH维持在8-9，继续搅拌5-10min；之后捞出自然冷却干燥，向干燥后的膨胀玻化微珠中同时滴加二氧化硅溶胶和N-甲基吗啉，二氧化硅溶胶滴加速度为5-10ml/min，N-甲基吗啉滴加速度为3-5ml/min，滴加的同时对膨胀玻化微珠进行搅拌，二氧化硅溶胶与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.1-0.3:1，N-甲基吗啉与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.05-0.07:1，滴加完毕后继续搅拌并升高温度至80-90℃，保温20-30min，将保温后的膨胀玻化微珠分散在甲醇中，之后加入辛基三乙氧基硅烷和丁二酸充分混合静置10-20min，放入加热炉中120℃下固化，得到改性膨胀玻化微珠，
(2)称取硅酸盐水泥100（质量）份、粉煤灰40-50和矿渣15-20份，放入搅拌机在转速100-120r/min下混合搅拌均匀，之后加入抗收缩剂5-8份，继续搅拌，得到混合胶凝材料；所述抗收缩剂由氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠组成，所述氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠之间的质量比例为30-50:10-15:2-5，所述膨胀玻化微珠与二甲基乙酰胺溶液质量比例为1:2-5，所述辛基三乙氧基硅烷和丁二酸与保温后的膨胀玻化微珠质量比例为0.2-0.3:0.05-0.06:1，
(3)将砂300-350份、石子400-500份、改性膨胀玻化微珠100-150份和钢纤维3-5份分别加入混合胶凝材料中，保持转速为150-160r/min下搅拌2min，
(4)向步骤（3）得到的混合料中分别加入有机硅乳液5-10份，减水剂3-6份和水40-60份，搅拌5分钟，混合均匀得到改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土。
2.根据权利要求1所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，所述膨胀玻化微珠的粒径控制在0.5mm-1mm。
3.根据权利要求1所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，所述二氧化硅溶胶滴加速度为8ml/min，所述N-甲基吗啉滴加速度为5ml/min。
4.根据权利要求1所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，所述二氧化硅溶胶与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.3:1，N-甲基吗啉与干燥后的膨胀玻化微珠质量比为0.07:1。
5.根据权利要求1所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，所述硅酸盐水泥选自选自42.5型硅酸盐水泥和52.5型硅酸盐水泥中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，所述矿渣粒径为300-500目。
7.根据权利要求1所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，所述减水剂选自萘磺酸盐甲醛缩合物系减水剂或聚羧酸系减水剂。
8.根据权利要求1所述的改性膨胀玻化微珠抗收缩补偿混凝土的制造方法，所述氧化铝、硫铝酸盐和六偏磷酸钠之间的质量比例为50: 15: 3。
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