CN113321467A - 一种内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土及其制备方法,它由水泥、粉煤灰微珠、硅灰、河砂、改性陶砂、钢纤维、减水剂、消泡剂、膨胀剂和水制备而成。本发明采用粉煤灰和煤矸石制备轻质高强陶砂并对其进行表面处理,使其吸水率得到控制;其次,本发明采用最紧密湿堆积理论设计轻骨料超高性能混凝土配合比,并通过复掺改性陶砂、膨胀剂和钢纤维的方法可有效降低轻骨料超高性能混凝土的干燥收缩。用本发明提供的改性陶砂和膨胀剂制备的轻骨料超高性能混凝土不仅具有良好的工作性能、力学性能、收缩性能和耐久性能,而且生产成本较低,具有优异的经济性能和应用前景。

Description

一种内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域,具体涉及一种内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土及其制备方法。
背景技术
超高性能混凝土具有强度高、耐久性好、韧性好等特点,是20世纪最有创新性的水泥基工程材料之一,在铁路和公路正交异性板钢桥面铺装工程、预制构件、桥梁加固修补、快速修补等领域具有独特的优势,具有广阔的应用前景。
与普通混凝土不同,超高性能混凝土在设计过程中采用高胶凝材料用量、剔除粗骨料、低水胶比等手段,这往往会导致超高性能混凝土存在较大的收缩问题,并且还存在着生产成本高、自重大等问题,因此,降低超高性能混凝土的收缩和自重成为亟待研究的热点。
轻骨料超高性能混凝土是在超高性能混凝土的基础上发展出的一种自重小、收缩小的混凝土,通常以陶砂、橡胶粉、废弃玻璃作为轻骨料,通过取代河砂或石英砂制备而成,以陶砂的应用最为广泛,陶砂为多孔结构,可以储存和保持水分,当水泥浆内部湿度降低时,可充分发挥内养护作用,释放水分,使毛细孔隙保持饱和状态,减小混凝土的收缩,且不会对混凝土造成不利影响。然而,陶砂在使用过程中也存在着一些问题,陶砂的制备往往以页岩或黏土为原料,但页岩和黏土均为不可再生资源,不利于可持续发展,其次,多孔陶砂本身强度较低,陶砂内部存在有害孔隙缺陷,在混凝土中吸水率较高,且不规则的孔隙结构导致了吸水率的不稳定,导致陶砂混凝土的强度受到限制,陶砂轻质混凝土的强度大多集中在50~80MPa,需要对干陶砂进行预处理,使其在混凝土中更好的发挥作用。另一方面,陶砂密度相对固定,配制不同密度轻质混凝土时易存在与基体协调性差的问题,陶砂上浮或下沉均会影响混凝土的匀质性,从而影响混凝土结构的力学性能,因此,寻找合适的固体废弃物(污泥、粉煤灰、煤矸石等)来替代页岩和黏土制备轻质高强陶砂,从而制备出收缩变形小、自重小的超高性能混凝土成为目前亟需解决的问题。
发明内容
针对现有轻质超高性能混凝土收缩变形大的问题,本发明提供一种内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,该内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土不仅具有良好的工作性能、力学性能、抗渗及抗冻性能,而且具有自重小、保温隔热、可降噪的特点,可用作桥面铺装材料。
本发明提供的技术方案具体如下:
一种内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,各组分及其掺量包括:水泥450kg/m3~700kg/m3,粉煤灰微珠80kg/m3~150kg/m3,硅灰100kg/m3~200kg/m3,河砂500kg/m3~700kg/m3,改性陶砂250kg/m3~350kg/m3,钢纤维50kg/m3~100kg/m3,减水剂6kg/m3~10kg/m3,消泡剂0.5kg/m3~2.0kg/m3,膨胀剂50kg/m3~80kg/m3,水140kg/m3~170kg/m3;改性陶砂由吸水饱和面干的陶砂表面涂覆三乙醇胺和丙烯酸酯改性水性环氧树脂制成,陶砂的粒径为2mm~5mm。
作为上述技术方案的优选,陶砂的堆积密度为750~900kg/m3,筒压强度≥6.5MPa,破碎等级≥800级,24h吸水率为3.8%~6.0%。
作为上述技术方案的优选,陶砂为粉煤灰-煤矸石-页岩陶砂,其通过如下方法得到:将混合料在105℃±5℃的条件下干燥2min~5min,然后制成5mm~10mm的生料球;将生料球放入马弗炉中进行预热,预热温度为400℃~500℃,预热时间为10~20min,然后升温至1120℃~1150℃烧结10min~25min;破碎、筛分,即得到粉煤灰-煤矸石-页岩陶砂;其中,混合料按重量百分比包括如下组分:粉煤灰40%~50%,煤矸石10%~15%,页岩6%~10%,氢氧化钾2%~4%,水玻璃4%~8%,硼砂2%~5%,碳酸钙5%~10%,粉体聚羧酸高性能减水剂0.3%~0.6%,水12%~15%。
作为上述技术方案的优选,吸水饱和面干的陶砂表面涂覆的三乙醇胺和丙烯酸酯改性水性环氧树脂的固含量比为1:0.8~1.2。
作为上述技术方案的优选,水泥为42.5等级的普通硅酸盐水泥,烧失量≤5.0%,初凝时间≥45min,终凝时间≤600min;粉煤灰微珠比表面积≥1200m2/kg,中位径为1.8μm~2.3μm,28d活性指数≥75%,需水量比≤95%。
作为上述技术方案的优选,硅灰比表面积≥18000m2/kg,SiO2含量≥93%,28d活性指数≥90%,需水量比≤125%。
作为上述技术方案的优选,河砂由粗砂和细砂混合而成,其细度模数为2.20~2.40;其中,粗砂细度模数为2.65~2.80,细砂细度模数为1.80~1.95。
作为上述技术方案的优选,钢纤维直径为0.1~0.2mm,长度为12mm~15mm,密度为7.5g/cm3~8.0g/cm3,弹性模量≥180GPa。
作为上述技术方案的优选,减水剂为聚羧酸高性能粉状减水剂,减水率≥35%,固含量为20%~25%,含气量≤6.0%,氯离子含量≤6.0%,掺量为0.9%~1.2%;膨胀剂为硫铝酸钙-氧化钙复合膨胀剂,CaO含量≥50%,SO3含量≥15%,MgO含量≤5%,比表面积≥200kg/m3,水中的7d限制膨胀率≥0.025,掺量为3%~8%。
上述内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土的制备方法,包括如下步骤:
1)按以上配比称取各原料;
2)先将改性陶砂、水泥与20%~35%的水混合均匀,进行造壳,搅拌时间为2min~3min;
3)将河砂、粉煤灰微珠、硅灰、减水剂、消泡剂、膨胀剂及剩余的水全部倒入搅拌锅中,并同时开始搅拌,持续时间为1min~2min,再缓慢加入钢纤维,搅拌时间为2min~3min,得到拌合好的混凝土混合料;
4)将拌合好的混合料浇筑入模、振捣、养护、拆模,得到内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土。
本发明的发明原理为:
(1)硫铝酸钙-氧化钙复合膨胀剂在加入水泥基体后可通过自身水化使混凝土在硬化过程中产生体积微膨胀,同时具备硫铝酸钙类和氧化钙类膨胀剂的优点,具有限制膨胀率大、膨胀速率快、对掺合料适应性强、补偿收缩效果好等特点,可实现膨胀速率的可调控性。
(2)陶砂经预湿处理后,其内部孔隙中存在一定量的水分,在水化过程中,若陶砂中的水含量大于周围水泥浆中的水含量时,在湿度差应力作用下,预湿陶砂会发挥“微泵”效应,使内部水分向外扩散,实现“内养护”,大幅降低混凝土的干燥收缩和自收缩,同时,其内养护和膨胀剂补偿收缩的协同效应可明显降低混凝土的收缩,改善混凝土的体积稳定性。
(3)三乙醇胺可锁住陶砂表面的水分,具有良好的吸湿和黏结效应,可有效改善陶砂与水泥砂浆之间的黏结性能。其次,在胶凝材料的水化过程中,丙烯酸酯水性环氧树脂可以沉积在C-S-H凝胶、氢氧化钙以及未水化的胶凝材料颗粒表面,同时,固化剂发挥作用,形成空间网络结构,贯穿于水化产物中,并且丙烯酸酯水性环氧树脂具有表面活性,搅拌过程中可以促进大气泡的排出,提高混凝土的整体力学性能。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明采用最紧密湿堆积模型对轻骨料超高性能混凝土的配合比进行设计,在满足桥面铺装的各项性能要求的基础上,进一步调整了胶凝材料组成,降低了钢纤维掺量,可有效降低轻骨料超高性能混凝土的生产成本,具有很好的经济效益。
(2)本发明以粉煤灰、煤矸石为主要原材料制备陶砂,不仅可以用来替代不可再生的黏土资源来制备轻质高强陶砂,还可以实现粉煤灰和煤矸石等固体废弃物的综合利用,有效解决了固体废弃物造成的土地资源浪费及环境污染。
(3)本发明对陶砂先进行饱水处理、再用三乙醇胺和丙烯酸酯改性水性环氧树脂混合液进行表面处理,不仅可以保证饱水效果,而且可以进一步提高陶砂与混凝土之间的黏结性能,提高混凝土整体的力学性能。
(4)本发明通过复掺膨胀剂、改性陶砂和钢纤维的方式来实现降低轻骨料超高性能混凝土收缩性能的目的,其次,采用陶砂取代河砂可以有效降低轻骨料超高性能混凝土自重,并具有一定的降噪作用。
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,下面将结合具体实施例对本发明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的一部分实施例,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的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。
本发明提供的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,各组分及其掺量包括:水泥450kg/m3~700kg/m3,粉煤灰微珠80kg/m3~150kg/m3,硅灰100kg/m3~200kg/m3,河砂500kg/m3~700kg/m3,改性陶砂250kg/m3~350kg/m3,钢纤维50kg/m3~100kg/m3,减水剂6kg/m3~10kg/m3,消泡剂0.5kg/m3~2.0kg/m3,膨胀剂50kg/m3~80kg/m3,水140kg/m3~170kg/m3;改性陶砂由吸水饱和面干的陶砂表面涂覆三乙醇胺和丙烯酸酯改性水性环氧树脂制成,陶砂的粒径为2mm~5mm。
其中,陶砂的堆积密度为750~900kg/m3,筒压强度≥6.5MPa,破碎等级≥800级,24h吸水率为3.8%~6.0%,陶砂为粉煤灰-煤矸石-页岩陶砂。市面上一般采用页岩陶砂作为混凝土轻骨料,虽然粉煤灰的化学组成中也含有大量的SiO2、Al2O3和Fe2O3,但其塑性较差,本发明采用同样含有大量的SiO2、Al2O3和Fe2O3,但塑性较好的煤矸石与页岩与粉煤灰复合,可制备出轻质高强的多孔陶砂,以替代页岩陶砂。多孔陶砂本身强度较低,本发明先对陶砂进行饱水处理,再用三乙醇胺和丙烯酸酯改性水性环氧树脂对吸水饱和面干的陶砂进行表面处理,该方法不仅可以使陶砂充分吸水,稳定其在混凝土中的吸水率,充分发挥内养护作用,而且可以进一步提升陶砂与混凝土之间的粘结性能,在发挥内养护作用的同时,陶砂中的孔隙逐渐被水化产物填充,以提高轻骨料超高性能混凝土的整体强度。
如无特殊说明,本发明的实施例中,水泥采用洋房P·O42.5普通硅酸盐水泥;粉煤灰微珠比表面积1250m2/kg,中位径为2.1μm,需水量比92%;硅灰为艾肯硅灰,比表面积21000m2/kg,SiO2含量96%,28d活性指数120%,需水量比115%;河砂为粗细两种砂的混合砂,粗砂粒径为20目~40目、细砂粒径为40目~70目,混合砂的细度模数为2.31;陶砂为粉煤灰-煤矸石-页岩陶砂,堆积密度为830kg/m3,筒压强度7.5MPa,破碎等级为800级,粒径为2mm~5mm,24h吸水率为4.3%;钢纤维直径为0.2mm,长度为13mm,密度为7.6g/cm3;减水剂为聚羧酸高性能粉状减水剂,减水率38%;消泡剂为聚醚消泡剂,黏度为1200mPa·s,分子量为3900;膨胀剂为硫铝酸钙-氧化钙复合膨胀剂,MgO含量3.4%,比表面积230kg/m3;水为普通自来水。
以下实施例所用的陶砂为粉煤灰-煤矸石-页岩陶砂,其制备方法如下:
1)先将粉煤灰、煤矸石、页岩、氢氧化钾、水玻璃、硼砂、碳酸钙、聚羧酸减水剂按质量比例称量并混合均匀得到干混料,粉煤灰49%,煤矸石13%,页岩8%,氢氧化钾分析纯3.2%,水玻璃5%,硼砂2.4%,碳酸钙6%,粉体聚羧酸高性能减水剂0.4%;
2)将水加入干混料中搅拌均匀得到混合料,水占混合料的13wt%;
3)将混合料在105℃的条件下干燥3min,然后制成5mm~10mm的生料球;
4)将生料球放入马弗炉中进行预热,预热温度为450℃,预热时间为15min,然后升温至1135℃进行烧结,烧结时间为15min;
5)烧结结束后随炉自然冷却至室温,得到轻质高强的粉煤灰-煤矸石-页岩陶砂,最后将陶砂用破碎机进行破碎、筛分,得到粒径为2mm~5mm的粉煤灰-煤矸石-页岩陶砂。
使用前对陶砂进行如下预处理:
1)将陶砂在水中浸泡24h,使陶砂充分吸水,然后将多余水分倒掉使剩余陶砂达到吸水饱和面干状态;
2)将三乙醇胺和丙烯酸酯改性水性环氧树脂以1:1的固含量之比混合均匀,作为陶砂的表面预处理溶液;
3)将吸水饱和面干的陶砂倒入混合液中不断搅拌,至陶砂表面被混合液完全浸润,即得到改性陶砂。
实施例1~2中,确定内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土配合比的设计方法包括以下步骤:
(1)利用修正的安德森-安德烈森模型,对内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土的基准配合比进行设计,基准配合比如见表1。
表1基准配合比(kg/m3)
Figure BDA0003095631160000091
(2)采用最紧密湿堆积理论对表1的配合比进行优化,得到密堆积的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土配合比,试验方案与试验结果见表2。
表2试验方案及试验结果
Figure BDA0003095631160000092
表2结果表明,采用N3组配合比制备的轻骨料超高性能混凝土湿堆积密度最大,且强度值也最大,因此,选取N3组配合比作为内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土的配合比。
实施例1~2
本发明实施例提供的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,其制备方法包括如下步骤:
1)按表3所示配比称取各原料;
2)先将改性陶砂、水泥与25%的水混合均匀,进行造壳,搅拌时间为3min;
3)将河砂、粉煤灰微珠、硅灰、减水剂、消泡剂、膨胀剂、固化剂及剩余的水全部倒入搅拌锅中,并同时开始搅拌,持续时间为2min,再缓慢加入钢纤维,搅拌时间为3min,得到拌合好的混凝土混合料;
4)将拌合好的混凝土混合料浇筑入模、振捣、养护、拆模,得到桥面铺装用低收缩轻骨料超高性能混凝土。
实施例1~2制备的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土的性能测试结果见表4。
表3实施例1~2内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土配合比(kg/m3)
Figure BDA0003095631160000101
表4实施例1~2制备的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土性能
Figure BDA0003095631160000102
Figure BDA0003095631160000111
表4结果表明,本发明依据工程实际,采用改性陶砂制备的轻骨料超高性能混凝土既可以满足桥面铺装所需的工作性能、力学性能和收缩性能,而且具有优异的耐久性能。其次,轻骨料超高性能混凝土可根据实际施工要求调整工作性能,以满足不同坡度的要求。采用本发明的轻骨料超高性能混凝土在较低钢纤维掺量和较低总胶凝材料用量的条件下,可保证混凝土的抗压强度和抗折强度,大大节约了生产成本,具有很好的经济效益和应用前景。同时,利用改性陶砂制备内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土不仅有利于保护环境,提高固体废弃物的利用率,而且可以有效降低轻骨料超高性能混凝土的收缩和自重,具有深远的应用前景。
对比例1
本对比例提供了一种内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,其制备方法和配方与实施例1基本相同,不同的是细集料全部采用河砂,不含改性陶砂。
对比例2
本对比例提供了一种内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,其制备方法和配方与实施例1基本相同,不同的是采用石英砂替代河砂。
对比例3
本对比例提供了一种内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,其制备方法和配方与实施例1基本相同,不同的是采用改性陶粒取代改性陶砂,其中陶粒的粒径为5mm~10mm,同样进行了预湿处理。
表5对比例1~2内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土配合比(kg/m3)
Figure BDA0003095631160000121
表6对比例1~3制备的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土力学性能
Figure BDA0003095631160000122
表7对比例1~3制备的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土收缩性能和耐久性能
Figure BDA0003095631160000123
Figure BDA0003095631160000131
由表6和表7结果表明,与未掺改性陶砂的超高性能混凝土相比,改性陶砂的掺入明显降低了超高性能混凝土的容重和干燥收缩,且制备的轻骨料超高性能混凝土仍然可以保持超高的力学性能和优异的耐久性能。此外,采用改性陶粒取代改性陶砂制备的轻骨料超高性能混凝土力学性能和耐久性能均有明显降低。
对比例4
本对比例提供了一种内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,其制备方法和配方与实施例1基本相同,不同的是吸水饱和面干的陶砂未采用三乙醇胺和丙烯酸酯改性水性环氧树脂固含量之比为1:1的表面预处理溶液进行预处理。
表8对比例4制备的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土性能
Figure BDA0003095631160000132
由表8结果表明,通过对比未预处理的吸水饱和面干的陶砂和改性陶砂可以发现,改性陶砂制备的轻骨料超高性能混凝土具备更优的力学性能、耐久性能和收缩性能,未预处理的吸水饱和面干的陶砂制成的轻骨料超高性能混凝土力学性能和耐久性能均有下降。
对比例5
本对比例提供了一种内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,其制备方法和配方与实施例1基本相同,不同的是未掺钢纤维。
表9对比例5制备的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土性能
Figure BDA0003095631160000141
由表9结果表明,钢纤维的掺入明显降低了轻骨料超高性能混凝土的干燥收缩,增大了轻骨料超高性能混凝土的力学性能,尤其是抗折强度,这说明钢纤维的掺入对轻骨料超高性能混凝土的工作性能、力学性能和收缩性能有较大影响。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,其特征在于:各组分及其掺量包括:水泥450kg/m3~700kg/m3,粉煤灰微珠80kg/m3~150kg/m3,硅灰100kg/m3~200kg/m3,河砂500kg/m3~700kg/m3,改性陶砂250kg/m3~350kg/m3,钢纤维50kg/m3~100kg/m3,减水剂6kg/m3~10kg/m3,消泡剂0.5kg/m3~2.0kg/m3,膨胀剂50kg/m3~80kg/m3,水140kg/m3~170kg/m3;所述改性陶砂由吸水饱和面干的陶砂表面涂覆三乙醇胺和丙烯酸酯改性水性环氧树脂制成,陶砂的粒径为2mm~5mm。
2.根据权利要求1所述的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,其特征在于:各组分及其掺量包括:水泥650kg/m3,粉煤灰微珠110kg/m3,硅灰140kg/m3,河砂615kg/m3~620kg/m3,改性陶砂340kg/m3~350kg/m3,钢纤维75kg/m3,减水剂8kg/m3,消泡剂0.5kg/m3~1.0kg/m3,膨胀剂50kg/m3~60kg/m3,水150kg/m3~155kg/m3
3.根据权利要求1或2所述的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,其特征在于:所述陶砂的堆积密度为750~900kg/m3,筒压强度≥6.5MPa,破碎等级≥800级,粒径为2mm~5mm,24h吸水率为3.8%~6.0%。
4.根据权利要求3所述的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,其特征在于:所述陶砂为粉煤灰-煤矸石-页岩陶砂,其通过如下方法得到:将混合料在105℃±5℃的条件下干燥2min~5min,然后制成5mm~10mm的生料球;将生料球放入马弗炉中进行预热,预热温度为400℃~500℃,预热时间为10~20min,然后升温至1120℃~1150℃烧结10min~25min;破碎、筛分,即得到粉煤灰-煤矸石-页岩陶砂;所述混合料按重量百分比包括如下组分:粉煤灰40%~50%,煤矸石10%~15%,页岩6%~10%,氢氧化钾2%~4%,水玻璃4%~8%,硼砂2%~5%,碳酸钙5%~10%,粉体聚羧酸高性能减水剂0.3%~0.6%,水12%~15%。
5.根据权利要求1或2所述的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,其特征在于:吸水饱和面干的陶砂表面涂覆的三乙醇胺和丙烯酸酯改性水性环氧树脂的固含量比为1:0.8~1.2。
6.根据权利要求1或2所述的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,其特征在于:所述水泥为42.5等级的普通硅酸盐水泥,烧失量≤5.0%,初凝时间≥45min,终凝时间≤600min;所述粉煤灰微珠比表面积≥1200m2/kg,中位径为1.8μm~2.3μm,28d活性指数≥75%,需水量比≤95%。
7.根据权利要求1或2所述的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,其特征在于:所述硅灰比表面积≥18000m2/kg,SiO2含量≥93%,28d活性指数≥90%,需水量比≤125%。
8.根据权利要求1或2所述的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,其特征在于:所述河砂由粗砂和细砂混合而成,其细度模数为2.20~2.40;其中,粗砂细度模数为2.65~2.80,细砂细度模数为1.80~1.95;所述钢纤维直径为0.1~0.2mm,长度为12mm~15mm,密度为7.5g/cm3~8.0g/cm3,弹性模量≥180GPa。
9.根据权利要求1或2所述的内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土,其特征在于:所述减水剂为聚羧酸高性能粉状减水剂,减水率≥35%,固含量为20%~25%,含气量≤6.0%,氯离子含量≤6.0%,掺量为0.9%~1.2%;所述膨胀剂为硫铝酸钙-氧化钙复合膨胀剂,CaO含量≥50%,SO3含量≥15%,MgO含量≤5%,比表面积≥200kg/m3,水中的7d限制膨胀率≥0.025,掺量为3%~8%。
10.权利要求1~9任一项所述内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
1)按权利要求1的配比称取各原料;
2)先将改性陶砂、水泥与20%~35%的水混合均匀,进行造壳,搅拌时间为2min~3min;
3)将河砂、粉煤灰微珠、硅灰、减水剂、消泡剂、膨胀剂及剩余的水全部倒入搅拌锅中,并同时开始搅拌,持续时间为1min~2min,再缓慢加入钢纤维,搅拌时间为2min~3min,得到拌合好的混凝土混合料;
4)将拌合好的混凝土混合料浇筑入模、振捣、养护、拆模,得到内养护低收缩轻骨料超高性能混凝土。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113620677A (zh) * 2021-09-14 2021-11-09 保利长大工程有限公司 一种高韧性低收缩超高性能混凝土及其制备方法
CN113773018A (zh) * 2021-09-17 2021-12-10 中山市灵湾新材料科技有限公司 一种低收缩高抗裂超高性能混凝土及其制备方法
CN114044693A (zh) * 2021-12-02 2022-02-15 陕西汇丰高性能粉体材料有限公司 一种陶粒混凝土及其制备方法
CN114455907A (zh) * 2022-01-25 2022-05-10 佛山市交通科技有限公司 一种轻质低收缩超高性能混凝土及其制备方法
CN114524682A (zh) * 2022-03-02 2022-05-24 林志海 一种膨胀性能可调控的轻骨料微膨胀抗开裂混凝土
CN114702288A (zh) * 2022-04-22 2022-07-05 沈阳建筑大学 一种低收缩工程修补材料及其制备方法
CN114790101A (zh) * 2022-04-21 2022-07-26 苏州市兴邦化学建材有限公司 一种免蒸养无锈蚀轻质超高性能混凝土井盖及其制备方法
CN114933453A (zh) * 2022-06-09 2022-08-23 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院工程防护研究所 一种抗爆炸轻质高性能混凝土及其制备方法
CN116675481A (zh) * 2023-03-06 2023-09-01 江西龙正科技发展有限公司 一种超高性能混凝土uhpc薄型地铁管片制备方法及应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1847316A (zh) * 2005-04-16 2006-10-18 中国科学院合肥物质科学研究院 树脂/玻璃空心微珠复合材料及其制备方法
CN102659363A (zh) * 2012-04-28 2012-09-12 江苏名和集团有限公司 轻质高强混凝土及其配制方法
CN103121814A (zh) * 2013-02-22 2013-05-29 广西工学院 一种轻质混凝土及其制备方法及应用
CN104263347A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 中国地质大学(武汉) 一种利用粉煤灰制备的低密度覆膜陶粒支撑剂及其制备方法
CN107200530A (zh) * 2017-05-27 2017-09-26 苏州混凝土水泥制品研究院检测中心有限公司 一种相变储能陶粒的制备方法及其在纤维混凝土结构中的应用
CN108033729A (zh) * 2017-12-19 2018-05-15 诺弗斯绝热材料有限公司 一种高抗压强度的相变储能混凝土
CN112175599A (zh) * 2020-10-30 2021-01-05 东营市科诺石油技术有限责任公司 一种耐碱涂覆砂及其制备方法和应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1847316A (zh) * 2005-04-16 2006-10-18 中国科学院合肥物质科学研究院 树脂/玻璃空心微珠复合材料及其制备方法
CN102659363A (zh) * 2012-04-28 2012-09-12 江苏名和集团有限公司 轻质高强混凝土及其配制方法
CN103121814A (zh) * 2013-02-22 2013-05-29 广西工学院 一种轻质混凝土及其制备方法及应用
CN104263347A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 中国地质大学(武汉) 一种利用粉煤灰制备的低密度覆膜陶粒支撑剂及其制备方法
CN107200530A (zh) * 2017-05-27 2017-09-26 苏州混凝土水泥制品研究院检测中心有限公司 一种相变储能陶粒的制备方法及其在纤维混凝土结构中的应用
CN108033729A (zh) * 2017-12-19 2018-05-15 诺弗斯绝热材料有限公司 一种高抗压强度的相变储能混凝土
CN112175599A (zh) * 2020-10-30 2021-01-05 东营市科诺石油技术有限责任公司 一种耐碱涂覆砂及其制备方法和应用

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113620677A (zh) * 2021-09-14 2021-11-09 保利长大工程有限公司 一种高韧性低收缩超高性能混凝土及其制备方法
CN113773018A (zh) * 2021-09-17 2021-12-10 中山市灵湾新材料科技有限公司 一种低收缩高抗裂超高性能混凝土及其制备方法
CN114044693A (zh) * 2021-12-02 2022-02-15 陕西汇丰高性能粉体材料有限公司 一种陶粒混凝土及其制备方法
CN114455907A (zh) * 2022-01-25 2022-05-10 佛山市交通科技有限公司 一种轻质低收缩超高性能混凝土及其制备方法
CN114524682A (zh) * 2022-03-02 2022-05-24 林志海 一种膨胀性能可调控的轻骨料微膨胀抗开裂混凝土
CN114524682B (zh) * 2022-03-02 2023-11-03 林志海 一种膨胀性能可调控的轻骨料微膨胀抗开裂混凝土
CN114790101A (zh) * 2022-04-21 2022-07-26 苏州市兴邦化学建材有限公司 一种免蒸养无锈蚀轻质超高性能混凝土井盖及其制备方法
CN114702288A (zh) * 2022-04-22 2022-07-05 沈阳建筑大学 一种低收缩工程修补材料及其制备方法
CN114933453A (zh) * 2022-06-09 2022-08-23 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院工程防护研究所 一种抗爆炸轻质高性能混凝土及其制备方法
CN116675481A (zh) * 2023-03-06 2023-09-01 江西龙正科技发展有限公司 一种超高性能混凝土uhpc薄型地铁管片制备方法及应用

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