CN112707684B - 一种以玻璃粉为原料的混凝土及其制备方法 - Google Patents
一种以玻璃粉为原料的混凝土及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112707684B CN112707684B CN202011337550.4A CN202011337550A CN112707684B CN 112707684 B CN112707684 B CN 112707684B CN 202011337550 A CN202011337550 A CN 202011337550A CN 112707684 B CN112707684 B CN 112707684B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- concrete
- glass powder
- raw material
- monomer
- reaction
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种以玻璃粉为原料的混凝土及其制备方法。所述混凝土包括水泥以及玻璃粉，还包括了引气型聚合物；所述引气型聚合物为具有超支化结构的多羟基高分子化合物。本发明提供的以玻璃粉为原料的混凝土具有以下效果：有效降低或消除玻璃粉在混凝土中带来的碱骨料反应膨胀力，降低玻璃粉应用在混凝土中带来碱‑硅反应(ASR)风险，防止混凝土因碱‑硅反应(ASR)风险而造成膨胀开裂，制得的混凝土强度高，且耐久性强。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种以玻璃粉为原料的混凝土及其制备方法。
背景技术
使用废弃玻璃粉用作混凝土辅助胶凝材料或者细骨料，具有重要的生态环境效益、经济效益和技术效益，符合我国建材的可持续发展战略要求。
玻璃是无定形的，并含有大量硅和钙，理论上具备火山灰活性，可以用作混凝土掺合料，但其应用在混凝土中也带来碱-硅反应(ASR)风险，进而使混凝土膨胀开裂，影响混凝土耐久性。因此，如何降低以玻璃粉应用在混凝土中带来碱-硅反应(ASR)风险对混凝土造成的破坏是非常有意义的。
专利申请号为CN201510430048.0，公开日为20151209的发明专利，公开了一种活性玻璃粉混合料的制备方法，该发明利用五十微米级的活性玻璃粉代替混凝土混合料中的水泥，活性玻璃粉混合料制备混凝土可按水泥0.7-0.8份，玻璃粉0.08-0.12份，砂0.8-1份，小卵石0.08-0.15份，减水剂0.01-0.04份，水0.15-0.2份获得。其中，由于玻璃中无定形二氧化硅碱活性较高，会在混凝土中发生碱-硅反应，对其结构造成破坏。但使用的是颗粒50μm以下的玻璃粉，且能均匀分布在水泥基体材料中，可发生火山灰反应，因而不会造成破坏。
专利申请号为CN201710554048.0，公开日为20171117的发明专利。公开了一种以废弃玻璃为原料的复合胶凝材料及其制备改性方法，本发明利用45微米级的废弃玻璃粉部分替代水泥，并在纳米改性技术下，通过一定的质量份配合比：10-35份废弃玻璃，65-90份水泥，30-50份水，0.5-5份纳米改性剂，制备得到复合胶凝材料。选用纳米二氧化硅作为复合胶凝材料改性剂，在于纳米二氧化硅具有比较高的反应活性，在水泥基材料掺入一定量的纳米材料可提高材料性能、促进材料的强度发展、加快复合体系的水化反应进程，纳米二氧化硅对材料凝结硬化的促进作用较大程度上缓解了掺玻璃粉体系早期性能发展不足的缺陷。但是该发明中所述废弃玻璃粉亦需磨至45微米。
专利申请号为CN201210252060.3，公开日为20121024的发明专利公开了一种超高性能水泥基材料及其制备方法，其材料组分重量比为：水泥0.6-0.9份，硅灰0.08-0.12份，玻璃粉0.1-0.3份，砂0.8-1.2份，钢纤维0.05-0.15份，减水剂0.02-0.03份，水0.14-0.18份。其中，该发明由于玻璃粉颗粒很细，并均匀地分布在超高性能水泥基材料中，玻璃粉颗粒可快发生火山灰反应，因而超高性能水泥基材料不会因碱–骨料反应而破坏。
可见，现有技术多通过减小玻璃粉颗粒或添加改性无机材料的方法降低玻璃粉应用在混凝土中带来碱-硅反应(ASR)风险，但减小玻璃粉颗粒需要较高的能耗，增加了经济成本，而且添加改性无机材料的改良效果不明显。因此，如何降低碱-硅反应(ASR)风险，仍是目前玻璃粉应用于混凝土中亟需存解决的主要问题。
发明内容
为解决上述玻璃粉应用在混凝土中带来碱-硅反应(ASR)风险对混凝土造成破坏的问题，本发明提供一种以玻璃粉为原料的混凝土，其包括水泥以及玻璃粉，还包括了引气型聚合物；
所述引气型聚合物的结构式为：
其中，其分子量为50000-100000，且n的范围为20-80，m大于0。
本发明提供的以玻璃粉为原料的混凝土，其中添加的引气型聚合物为一种超支化引气型塑化剂，所述引气型聚合物为具有超支化结构的多羟基高分子化合物，具有低表面张力，因而具有更好的起泡能力和更高的气泡液膜强度，会在混凝土中产生的细密小气泡，可以降低或消除玻璃粉在混凝土中带来的碱骨料反应膨胀力，降低玻璃粉应用在混凝土中带来碱-硅反应(ASR)风险，防止所述混凝土因碱-硅反应(ASR)风险而造成膨胀开裂，所述混凝土强度高，耐久性强。
此外，所添加的引气型聚合物兼具减水和引气性能，本发明提供的以玻璃粉为原料的混凝土中，所述引气型聚合物无需与减水剂复配使用，解决减水剂与引气剂复配不相容问题，更好的提高了所述混凝土的综合性能，特别是降低以玻璃粉为原料的混凝土中的碱-硅反应(ASR)风险，制得的混凝土强度高、耐久性强。
在上述方案的基础上，进一步地，按照重量份数比，包括了5-30份玻璃粉，15-20份水泥，40-50份石子，5-40份机制砂，5-15份水，0.02-0.15份引气型聚合物。
在上述方案的基础上，进一步地，所述引气型聚合物由单体B与丙烯酸、聚醚大单体通过自由基共聚反应制得；
所述单体B由A单体与丙三醇反应制得；所述单体A由二乙醇胺与富马酸反应制得。
其中，使用的富马酸为反式二元羧酸，相对于如马来酸酐等化合物，其酯化反应或者酰胺化反应效率更高，得到单体B的产率更高。
在上述方案的基础上，进一步地，所述二乙醇胺、富马酸与丙三醇的摩尔比为1：(1-1.5)：(0.1-0.3)。
在上述方案的基础上，进一步地，制备单体B的反应中还包括催化剂，所述催化剂为对甲苯磺酸。
在上述方案的基础上，进一步地，制备单体B的反应温度为：120-160℃。
在上述方案的基础上，进一步地，共聚反应中单体B、丙烯酸与聚醚大单体的重量比为：(1-1.5)：1：10。
在上述方案的基础上，进一步地，所述聚醚大单体的分子量为：2400-3000。
本发明还提供一种上述的以玻璃粉为原料的混凝土的制备方法，其特征在于,包括如下步骤：S100、将干燥的废弃玻璃经人工初次破碎，然后放入球磨机进行二次破碎，得到玻璃粉；S200、称取各原料，按一定重量份数比投入搅拌锅中，搅拌均匀，得到混凝土。
在上述方案的基础上，进一步地，所述废弃玻璃初次破碎至3-5mm，二次破碎至100-1000um。
本发明提供的以玻璃粉为原料的混凝土具有以下效果：有效降低或消除玻璃粉在混凝土中带来的碱骨料反应膨胀力，降低玻璃粉应用在混凝土中带来碱-硅反应(ASR)风险，防止混凝土因碱-硅反应(ASR)风险而造成膨胀开裂，制得的混凝土强度高，且耐久性强。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种以玻璃粉为原料的混凝土的制备方法，具体包括如下制备步骤：
(1)将干燥的废弃玻璃经人工初次破碎至3-5毫米，然后放入球磨机进行二次破碎，得到粒径为100-1000μm的玻璃粉。
(2)称取各原料，按照重量份数计，包括了步骤(1)制备的5-30份玻璃粉，15-20份水泥，40-50份石子，5-40份机制砂，5-15份水，0.02-0.15份引气型聚合物，投入搅拌锅中，搅拌均匀，得到混凝土。
本发明还提供如下表所示实施例：
实施例1：
(1)将干燥的废弃玻璃经人工初次破碎至3-5毫米，然后放入球磨机进行二次破碎，得到粒径为100-500μm的玻璃粉。
(2)称取各原料，包括重量份计的5份步骤(1)制备的玻璃粉，15份水泥，50份石子，25份机制砂，5份水，0.02份引气型聚合物，投入搅拌锅中，搅拌均匀，得到混凝土。
实施例2：
(1)将干燥的废弃玻璃经人工初次破碎至3-5毫米，然后放入球磨机进行二次破碎，得到粒径为500-1000μm的玻璃粉。
(2)称取各原料，包括重量份计的30份步骤(1)制备的玻璃粉，20份水泥，50份石子，5份机制砂，15份水，0.15份引气型聚合物，投入搅拌锅中，搅拌均匀，得到混凝土。
对比例1：
(1)将干燥的废弃玻璃经人工初次破碎至3-5毫米，然后放入球磨机进行二次破碎，得到粒径为100-500μm的玻璃粉。
(2)称取各原料，包括重量份计的5份步骤(1)制备的玻璃粉，15份水泥，50份石子，25份机制砂，5份水，0.02份普通聚羧酸减水剂Point-MS投入搅拌锅中，搅拌均匀，得到混凝土。
分别对实施例和对比例所制得的混凝土进行性能测试，测试结果如表1所示：
表1：测试结果
实施例1-2中的混凝土引入引气型聚合物，对比例1中未引入引气型聚合物。与对比例1相比，本发明的实施例中28d膨胀率较低，混凝土强度也较高，可见所述引气型聚合物可以降低或消除玻璃粉在混凝土中带来的碱骨料反应膨胀力，降低玻璃粉应用在混凝土中带来碱-硅反应(ASR)风险，防止所述混凝土因碱-硅反应(ASR)风险而造成膨胀开裂，所述混凝土强度高，耐久性强。
且与对比例1相比，实施例中未添加减水剂,但混凝土的分散性能与对比例相当，实施例与加入有减水剂的对比例的初始坍落度相近，说明引气型聚合物具有减水性能。可知，本发明所制得的混凝土中添加的引气型聚合物兼具减水和引气性能，制备混凝土的组分中无需添加减水剂，解决了减水剂与引气剂复配不相容的问题，且制得的混凝土的综合性能有效提高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种以玻璃粉为原料的混凝土，包括水泥以及玻璃粉，其特征在于：还包括了引气型聚合物；
所述引气型聚合物的结构式为：
其中，分子量为50000-100000，且n的范围为20-80，m大于0；
所述引气型聚合物由单体B与丙烯酸、聚醚大单体通过自由基共聚反应制得；所述单体B由A单体与丙三醇反应制得；所述单体A由二乙醇胺与富马酸反应制得；所述二乙醇胺、富马酸与丙三醇的摩尔比为1：（1-1.5）：（0.1-0.3）；
共聚反应中单体B、丙烯酸与聚醚大单体的重量比为：（1-1.5）：1：10；
制备单体B的反应中还包括催化剂，所述催化剂为对甲苯磺酸。
2.根据权利要求1所述的以玻璃粉为原料的混凝土，其特征在于：按照重量份数比，包括了5-30份玻璃粉，15-20份水泥，40-50份石子，5-40份机制砂，5-15份水，0.02-0.15份引气型聚合物。
3.根据权利要求1所述的以玻璃粉为原料的混凝土，其特征在于：制备单体B的反应温度为：120-160℃。
4.根据权利要求1所述的以玻璃粉为原料的混凝土，其特征在于：所述聚醚大单体的分子量为：2400-3000。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的以玻璃粉为原料的混凝土的制备方法，其特征在于,包括如下步骤：
S100、将干燥的废弃玻璃经人工初次破碎，然后放入球磨机进行二次破碎，得到玻璃粉；
S200、称取各原料，按一定重量份数比投入搅拌锅中，搅拌均匀，得到混凝土。
6.根据权利要求5所述的以玻璃粉为原料的混凝土的制备方法，其特征在于：所述废弃玻璃初次破碎至3-5mm，二次破碎至100-1000um。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011337550.4A CN112707684B (zh) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | 一种以玻璃粉为原料的混凝土及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011337550.4A CN112707684B (zh) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | 一种以玻璃粉为原料的混凝土及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112707684A CN112707684A (zh) | 2021-04-27 |
| CN112707684B true CN112707684B (zh) | 2022-08-26 |
Family
ID=75542405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011337550.4A Active CN112707684B (zh) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | 一种以玻璃粉为原料的混凝土及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112707684B (zh) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101647954B1 (ko) * | 2014-11-27 | 2016-08-12 | (주)스피덴트 | 치과용 글라스 아이오노머 조성물 및 이의 제조방법 |
| CN104987003A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-10-21 | 桂林理工大学 | 一种可再生掺合料制备混凝土的方法 |
| CN109206609B (zh) * | 2018-09-04 | 2020-10-30 | 济南大学 | 一种超支化型聚醚类引气剂的制备及应用 |
| CN110818366B (zh) * | 2019-12-25 | 2021-08-17 | 泸州临港思源混凝土有限公司 | 清水混凝土及其制备工艺 |
| CN111116844B (zh) * | 2020-01-18 | 2022-01-25 | 广东汇强外加剂有限公司 | 一种引气型聚羧酸减水剂及其制备方法 |
-
2020
- 2020-11-25 CN CN202011337550.4A patent/CN112707684B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112707684A (zh) | 2021-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111517718B (zh) | 一种钢纤维高强度混凝土及其制备方法 | |
| CN111995326B (zh) | 一种轻质发泡混凝土及其制备方法 | |
| CN109665763B (zh) | 一种快硬早强型复合修补砂浆 | |
| CN113773018A (zh) | 一种低收缩高抗裂超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN111019054B (zh) | 一种低引气聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN111116139B (zh) | 一种环保透水性混凝土及其制备方法 | |
| CN112551988B (zh) | 一种用于抗震工程的超高延性混凝土及其制备方法 | |
| CN113105153B (zh) | 一种含有硅基、氨基的抗泥保坍型高效减水剂的合成方法 | |
| CN112573874A (zh) | 一种高强度自密实混凝土的制备方法 | |
| CN108264620B (zh) | 一种膦酸基嵌段聚合物、其制备方法及应用 | |
| CN113444210B (zh) | 一种低敏感型减水保坍聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN112707684B (zh) | 一种以玻璃粉为原料的混凝土及其制备方法 | |
| CN110482925B (zh) | 一种高强混凝土及其制备工艺 | |
| JPH07118047A (ja) | セルフレベリング性水性組成物 | |
| CN110963766A (zh) | 一种抑制花岗片麻岩碱活性的高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN115417631A (zh) | 一种服役于高原复杂环境下的低收缩低徐变混凝土及其制备方法 | |
| EP3458495B1 (en) | Formulation for the production of acid and heat-resistant construction products | |
| CN115286327B (zh) | 一种快硬微膨胀高抗裂养护材料及其制备方法 | |
| CN111574102B (zh) | 一种复合型混凝土降黏材料及其应用 | |
| JP3135781B2 (ja) | セルフレベリング性水性組成物 | |
| CN111302696B (zh) | 一种再生骨料砂浆用调节剂及其制备方法 | |
| CN112708062A (zh) | 一种用于玻璃粉为原料混凝土的聚合物及其制备方法 | |
| CN112266433A (zh) | 一种用于聚羧酸减水剂的泥土牺牲剂及其制备方法 | |
| CN116120029B (zh) | 一种超高力学性能玄武岩纤维混凝土及其制备方法和应用 | |
| CN112708040A (zh) | 一种混凝土增强增韧外加剂及其制备方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |