CN113105193A - 一种防开裂混凝土及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种防开裂混凝土及其生产工艺。防开裂混凝土由混凝土拌和料制成，混凝土拌和料包括以下组分：硅酸盐水泥、粉煤灰、砂、碎石、纤维、水、纤维素醚、氯化钙、乙酸钙；其制备方法为：步骤1），将硅酸盐水泥、纤维素醚、氯化钙、乙酸钙、水混合均匀获得水泥浆液；步骤2），在水泥预拌料中加入粉煤灰、砂、碎石，混合均匀获得水泥预拌料；步骤3），在水泥预拌料中加入纤维，混合均匀获得水泥拌和料；步骤4），在模具中浇筑水泥拌和料，经养护制得防开裂混凝土。本申请的防开裂混凝土具有防开裂性能较好的优点；另外，本申请的制备方法具有提升混凝土防开裂性能的优点。

Description

一种防开裂混凝土及其生产工艺

技术领域

本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种防开裂混凝土及其生产工艺。

背景技术

混凝土是当代非常重要的建筑材料之一，其用途十分广泛，可用于修建房屋、桥梁、道路等大型的且需要承载较大重量的建筑结构，混凝土基于其配方的调整性能也会发生变化，因此，对混凝土配方的研究极为重要，其有助于使得混凝土能更好地应用在不同的施工场景中。

其中，道路是供车辆通行的基础设施，其承担起人流、物流的重担，尤其是在物流行业，远途虽然可通过飞机、火车等大型的高速运输工具，但从火车站、机场到达市区，仍需采用货车进行，而由于货车行进速度较慢，使得每辆货车的运输周期较长，因此，在货车物流中，每次运输的承载量成为了降低货车货运成本的关键，但是，由于混凝土防开裂的性能不足，导致道路的承载能力有限，在货车超重的情况下，混凝土路面更容易在过高载荷下开裂，因此，为了保证混凝土路面的寿命，需要对货车载重量进行限制，以确保货车对混凝土路面的载荷在安全范围内，从而导致了货车载重量无法进一步提高，制约了物流业的发展，因此，还有改善空间。

发明内容

为了进一步提高混凝土的防开裂性能从而使得混凝土路面不易开裂，本申请提供一种防开裂混凝土及其生产工艺。

第一方面，本申请提供一种防开裂混凝土，采用如下的技术方案：

一种防开裂混凝土，由混凝土拌和料制成，所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：

硅酸盐水泥250-270份；

粉煤灰80-88份；

砂750-780份；

碎石1050-1070份；

纤维0.8-1.1份；

水160-170份；

纤维素醚1-2份；

氯化钙2-3份；

乙酸钙2-3份。

优选的，所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：

硅酸盐水泥255-265份；

粉煤灰84-86份；

砂760-770份；

碎石1055-1065份；

纤维0.9-1份；

水164-166份；

纤维素醚2.2-2.4份；

氯化钙1.3-1.5份；

乙酸钙2.6-2.8份。

通过采用上述技术方案，通过在混凝土配方中加入纤维，利用纤维与水泥胶体连接，在水泥胶体固化后，水泥与纤维固定连接，当混凝土受力欲发生开裂时，通过纤维的拉结作用，限制水泥分离，从而限制了混凝土结构因产生相对位移而开裂的情况，从而一定程度上提高混凝土防开裂的性能。

同时，通过纤维素醚、氯化钙、乙酸钙同时加入混凝土配方中，较大程度上提高了混凝土防开裂的性能，对此，发明人猜测，可能是由于纤维素醚、氯化钙、乙酸钙在混凝土拌和的过程中，相互接触发生了某种性能上的变化，从而对水泥胶体产生了影响，使得水泥胶体与骨料的连接力更强，使得水泥胶体不易与骨料剥离，进而体现出混凝土防开裂性能的大幅提升。

通过混凝土防开裂性能的提升，使得混凝土用于制备道路时，混凝土路面更不易开裂，可承受更多载荷，从而可以提高货车货运时的负荷，每次运输更多货物，降低物流成本，从而有利于促进物流业的发展。

优选的，所述混凝土拌和料还包括以下质量份数的组分：

锆酸钡0.2-0.3份。

通过采用上述技术方案，通过加入锆酸钡与氯化钙配合，使得混凝土防开裂的效果更佳，对此，发明人猜测，锆酸钡的加入可能促进了氯化钙与纤维素醚、乙酸钙的相互影响作用，使得对水泥胶体的影响更为明显，使得水泥胶体与骨料更不易剥离，从而使得混凝土体现更好的防开裂的效果。

优选的，所述纤维由聚丙烯纤维、碳纤维、玻璃纤维以1：2：1的质量比例组成。

通过采用上述技术方案，通过聚丙烯纤维、碳纤维、玻璃纤维以特定比例配合，使得混凝土防开裂的效果更佳。

第二方面，本申请提供一种防开裂混凝土的生产工艺，采用如下的技术方案：

一种防开裂混凝土的生产工艺，包括以下步骤：

步骤1)，将硅酸盐水泥、纤维素醚、氯化钙、乙酸钙、水混合均匀获得水泥浆液；

步骤2)，在水泥预拌料中加入粉煤灰、砂、碎石，混合均匀获得水泥预拌料；

步骤3)，在水泥预拌料中加入纤维，混合均匀获得水泥拌和料；

步骤4)，在模具中浇筑水泥拌和料，经养护制得防开裂混凝土。

通过采用上述技术方案，通过先拌匀砂和碎石后再加入纤维，使得纤维在搅拌的过程中渗入骨料缝隙，从而使得纤维更好地在骨料附近起作用，使得防开裂的效果较好。

优选的，所述步骤1)中还加入有锆酸钡。

通过采用上述技术方案，通过在步骤1)加入锆酸钡，使得锆酸钡更好地促进纤维素醚、氯化钙、乙酸钙的相互作用，使得增强混凝土防开裂性能的效果较好。

优选的，所述步骤1)中，混合硅酸盐水泥、纤维素醚、氯化钙、乙酸钙、水时，先将水加热至80-88℃，并保温至混合均匀。

通过采用上述技术方案，通过加热至80-88℃，使得纤维素醚、氯化钙、乙酸钙更易相互作用，从而使得对水泥胶体的影响更为明显，使得抗开裂的效果更佳。

优选的，所述步骤1)，硅酸盐水泥、纤维素醚、氯化钙、乙酸钙、水在氮气保护下混合均匀。

通过采用上述技术方案，通过氮气保护，减少高温下氧气参与导致发生氧化反应的情况，保证制成的混凝土的质量。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用纤维素醚、氯化钙、乙酸钙同时加入混凝土配方中，较大程度上提高了混凝土防开裂的性能，对此，发明人猜测，可能是由于纤维素醚、氯化钙、乙酸钙在混凝土拌和的过程中，相互接触发生了某种性能上的变化，从而对水泥胶体产生了影响，使得水泥胶体与骨料的连接力更强，使得水泥胶体不易与骨料剥离，进而体现出混凝土防开裂性能的大幅提升

2、本申请中优选采用加入锆酸钡与氯化钙配合，使得混凝土防开裂的效果更佳，对此，发明人猜测，锆酸钡的加入可能促进了氯化钙与纤维素醚、乙酸钙的相互影响作用，使得对水泥胶体的影响更为明显，使得水泥胶体与骨料更不易剥离，从而使得混凝土体现更好的防开裂的效果。

3、本申请的方法，通过加热至80-88℃，使得纤维素醚、氯化钙、乙酸钙更易相互作用，从而使得对水泥胶体的影响更为明显，使得抗开裂的效果更佳。

附图说明

图1是本申请中防开裂混凝土的生产工艺的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。

以下实施例及比较例中所用各原料的来源信息详见表1。

表1

实施例1-5

一种防开裂混凝土，由混凝土拌和料浇筑而成，混凝土拌和料包括以下组分：水、硅酸盐水泥、粉煤灰、砂、碎石、纤维素醚、氯化钙、乙酸钙、纤维。

其中，纤维为聚丙烯纤维。

实施例1-5中，各组分的投入量(单位kg)详见表2。

表2

实施例1-5中，参照图1，防开裂混凝土的生产工艺包括以下步骤：

步骤1)，将硅酸盐水泥、纤维素醚、氯化钙、乙酸钙、水投入搅拌釜中，转速120r/min，常温搅拌10min，混合均匀获得水泥浆液；

步骤2)，将水泥浆液自然冷却至室温，冷却过程中持续以120r/min保持搅拌，然后在水泥浆液中加入粉煤灰、砂、碎石，转速80r/min，搅拌15min，混合均匀获得水泥预拌料；

步骤3)，在水泥预拌料中加入纤维，转速80r/min，搅拌10min，混合均匀获得水泥拌和料；

步骤4)，在模具中浇筑水泥拌和料，捣实，然后在混凝土表面覆盖海绵，朝海绵洒水，保持海绵湿润且不滴水的状态，养护3d，拆卸海绵，静置养护7d，制得防开裂混凝土。

实施例1-5中，纤维为聚丙烯纤维。

实施例6

一种防开裂混凝土，与实施例5相比，区别仅在于：

防开裂混凝土的生产工艺中，步骤1)，将硅酸盐水泥、纤维素醚、氯化钙、乙酸钙、水投入搅拌釜之后，加热水至80℃，转速120r/min，恒温80℃，搅拌10min，混合均匀获得水泥浆液。

实施例7

一种防开裂混凝土，与实施例6相比，区别仅在于：

防开裂混凝土的生产工艺中，步骤1)，加热水至88℃，恒温88℃进行搅拌。

实施例8-10

一种防开裂混凝土，与实施例5相比，区别仅在于：

混凝土拌和料还包括以下组分：锆酸钡。

实施例8-10中，各组分的投入量(单位kg)详见表3。

表3

组分(kg)	实施例8	实施例9	实施例10
				硅酸盐水泥	260	260	260
粉煤灰	85	85	85
				砂	765	765	765
碎石	1060	1060	1060
				纤维	1.95	1.95	1.95
水	165	165	165
				纤维素醚	2.3	2.3	2.3
氯化钙	1.4	1.4	1.4
				乙酸钙	2.7	2.7	2.7
锆酸钡	0.2	0.3	0.25

锆酸钡在步骤1)中与硅酸盐水泥、纤维素醚、氯化钙、乙酸钙、水一起投入搅拌釜中进行搅拌。

实施例11

一种防开裂混凝土，与实施例10相比，区别仅在于：

防开裂混凝土的生产工艺中，步骤1)，将硅酸盐水泥、纤维素醚、氯化钙、乙酸钙、锆酸钡、水投入搅拌釜之后，加热水至80℃，转速120r/min，恒温80℃，搅拌10min，混合均匀获得水泥浆液。

实施例12

一种防开裂混凝土，与实施例11相比，区别仅在于：

纤维由聚丙烯纤维、碳纤维、玻璃纤维以1：2：1的质量比例组成。

对比例1

一种防开裂混凝土，与实施例5相比，区别仅在于：

混凝土拌和料中采用砂等量替代纤维素醚。

对比例2

一种防开裂混凝土，与实施例5相比，区别仅在于：

混凝土拌和料中采用砂等量替代氯化钙。

对比例3

一种防开裂混凝土，与实施例5相比，区别仅在于：

混凝土拌和料中采用砂等量替代乙酸钙。

对比例4

一种防开裂混凝土，与实施例5相比，区别仅在于：

混凝土拌和料中采用砂等量替代纤维素醚、氯化钙、乙酸钙。

实验1

根据《普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T50081-2016》检测各实施例及比较例制备的混凝土的抗压强度以及劈裂抗拉强度。

实验1的检测数据具体详见表4。

表4

根据表4中实施例5与对比例1-4的数据对比可得，当纤维素醚、氯化钙、乙酸钙同时加入混凝土配方中时，混凝土的劈裂抗拉强度有明显提升，可能是纤维素醚、氯化钙、乙酸钙在水泥胶体中相互影响、相互配合，从而提高了水泥胶体与骨料的连接力，使得水泥不易与骨料剥离从而使得混凝土从宏观上体现出劈裂抗拉强度的提升，即使得混凝土的抗开裂性能得到较好地提升，从而使得混凝土用于制备道路时，道路更不易开裂，从而更好地满足更高负荷的货车的需求，有利于促进物流业的发展。

根据表4中实施例5与实施例6-7的数据对比可得，通过在步骤1)中将水加热至80-88℃，有效进一步提高混凝土的劈裂抗拉强度，证明升温有助于促进纤维素醚、氯化钙、乙酸钙的相互影响效果，使得对水泥胶体产生的影响更为明显，从而体现混凝土防开裂性能的进一步提升。

根据表4中实施例5与实施例8-10的数据对比可得，通过加入锆酸钡，进一步提升了混凝土的劈裂抗拉强度，证明锆酸钡的加入有助于促进纤维素醚、氯化钙、乙酸钙的相互影响效果，使得水泥胶体更不易与骨料剥离，从而体现出更强的防开裂性能，同时还一定程度上提高了混凝土的抗压强度，使得混凝土的力学性能较好。

根据表4中实施例11与实施例12的数据对比可得，当纤维由聚丙烯纤维、碳纤维、玻璃纤维以1：2：1的质量比例组成时，混凝土的防开裂性能也得到了一定的提升。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种防开裂混凝土，其特征在于：由混凝土拌和料制成，所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：

硅酸盐水泥250-270份；

粉煤灰80-88份；

砂750-780份；

碎石1050-1070份；

纤维0.8-1.1份；

水160-170份；

纤维素醚1-2份；

氯化钙2-3份；

乙酸钙2-3份。

2.根据权利要求1所述的防开裂混凝土，其特征在于：所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：

硅酸盐水泥255-265份；

粉煤灰84-86份；

砂760-770份；

碎石1055-1065份；

纤维0.9-1份；

水164-166份；

纤维素醚2.2-2.4份；

氯化钙1.3-1.5份；

乙酸钙2.6-2.8份。

3.根据权利要求1或2所述的防开裂混凝土，其特征在于：所述混凝土拌和料还包括以下质量份数的组分：

锆酸钡0.2-0.3份。

4.根据权利要求1或2所述的防开裂混凝土，其特征在于：所述纤维由聚丙烯纤维、碳纤维、玻璃纤维以1：2：1的质量比例组成。

5.根据权利要求1或2所述的防开裂混凝土的生产工艺，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤1），将硅酸盐水泥、纤维素醚、氯化钙、乙酸钙、水混合均匀获得水泥浆液；

步骤2），在水泥预拌料中加入粉煤灰、砂、碎石，混合均匀获得水泥预拌料；

步骤3），在水泥预拌料中加入纤维，混合均匀获得水泥拌和料；

步骤4），在模具中浇筑水泥拌和料，经养护制得防开裂混凝土。

6.根据权利要求5所述的防开裂混凝土的生产工艺，其特征在于：所述步骤1）中还加入有锆酸钡。

7.根据权利要求5所述的防开裂混凝土的生产工艺，其特征在于：所述步骤1）中，混合硅酸盐水泥、纤维素醚、氯化钙、乙酸钙、水时，先将水加热至80-88℃，并保温至混合均匀。

8.根据权利要求7所述的防开裂混凝土的生产工艺，其特征在于：所述步骤1），硅酸盐水泥、纤维素醚、氯化钙、乙酸钙、水在氮气保护下混合均匀。

Images