CN113402191A - 一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料性能的工艺方法 - Google Patents

一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料性能的工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料力学性能的工艺方法，包括考虑水胶比、掺和料掺量和裹浆后胶结时间；对同一批珊瑚骨料，测定其表观密度、吸水率和压碎指标；对同批珊瑚骨料分组并采用不同水胶比的裹浆浆体进行预裹浆，待浆体和骨料胶结7天、14天后，再次测定珊瑚骨料的表观密度、吸水率和压碎指标，并与原珊瑚骨料的相应数据进行对比，以检验预裹浆是否提高了珊瑚骨料的力学性能。本发明专利技术提供了一整套基于预裹浆法提高珊瑚骨料力学性能的工艺方法，对将珊瑚骨料作为混凝土骨料并运用于远洋岛礁钢筋混凝土工程建设具有重要意义。

Description

一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料性能的工艺方法
技术领域
本发明涉及远洋岛礁钢筋混凝土工程建设领域，具体为一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料性能的工艺方法。
背景技术
已有研究表明，当珊瑚骨料的密度与普通骨料相当时，珊瑚骨料成为混凝土中的最薄弱区，而不是传统混凝土中的骨料-基体界面过渡区域；当珊瑚骨料密度远小于普通骨料时，即使水胶比很小，其混凝土28天抗压强度仍较低。
预裹浆法可以较好地提高珊瑚骨料各方面的力学性能，其原理是通过配制适当配合比的裹浆浆体来预裹骨料，提高珊瑚骨料的表观密度，降低骨料的孔隙和骨料的吸水率和压碎指标。但珊瑚骨料微孔较多，孔隙连通、曲折，浆体不易进入骨料内部，影响了裹浆效果。因而，有必要对预裹浆法进行研究以确定浆体较优配合比；同时，考虑工程施工实际情况，需要确定较优的胶结时间。这两者均是采用预裹浆法提高珊瑚骨料性能的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料性能的工艺方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料性能的工艺方法，包括如下具体步骤：
S1：准备水泥、硅粉、珊瑚骨料、拌和水；
S2：取适量珊瑚骨料，测定其表观密度、吸水率、压碎指标；
S3：取准备裹浆的珊瑚骨料，清洗、烘干；
S4：用水泥、硅粉和水配制水胶比为0.65、0.9的裹浆浆体，其中硅粉掺量分别为水泥用量的5％、7％、9％；
S5：将S3中清洗、烘干后的珊瑚骨料加入配制好的裹浆浆体中，缓慢搅拌使裹浆均匀，在常温条件下裹浆10分钟；
S6：取出裹浆珊瑚骨料并将其分散摆在瓷盘上，在常温下放置7天、14 天；
S7：测定裹浆珊瑚骨料的表观密度、吸水率、压碎指标；
S8：将裹浆珊瑚骨料的表观密度、吸水率、压碎指标与原始珊瑚骨料的相应数据对比，分析珊瑚骨料预裹浆的效果。
优选的，步骤S1中，水泥为复合硅酸盐水泥P.C42.5；硅粉中SiO2含量大于90％；珊瑚骨料多为棒状，粒径为30mm-60mm；拌和水为淡水。
优选的，步骤S2中，先将珊瑚骨料进行清洗，去掉杂质；为使珊瑚骨料充分吸水以测其饱水状态下的质量，将其浸泡在淡水中24小时；然后，采用静水天平测量珊瑚骨料在水中的质量；取出珊瑚骨料，放置在瓷盘上，用湿润的毛巾将其表面水擦干，测量骨料的表干质量；再将珊瑚骨料放入烘箱内，在100±5℃的条件下烘10小时，取出骨料测其烘干后质量；计算珊瑚骨料的表观密度和吸水率。
优选的，步骤S2中，取同批瑚骨料装满容量为1L的金属筒，用天平称量质量后倒入石子压碎仪中，盖上压柱放入压力机进行压碎试验，在压力值达到300kN时停止加压；将石子压碎仪内的珊瑚骨料取出并倒入瓷盘，再用 2.36mm的方孔筛进行过筛，称量过筛后的珊瑚骨料质量，确定珊瑚骨料的压碎指标值。
优选的，步骤S3中，对准备裹浆的珊瑚骨料，先清洗，再烘干3小时以备用。
优选的，步骤S4中，采用复合硅酸盐水泥P.C42.5和硅粉为胶凝材料配制裹浆浆体，其中硅粉掺量分别为水泥用量的5％、7％、9％；水胶比取0.65 和0.9。
优选的，步骤S5中，胶凝材料即复合硅酸盐水泥P.C42.5和硅粉先拌和 1分钟；再加入拌和水搅拌1分钟；然后加入步骤S3中清洗、烘干后的珊瑚骨料，搅拌2分钟使浆体和珊瑚骨料接触充分，计10分钟。
优选的，步骤S6中，裹浆珊瑚骨料取出后，尽可能分散摆在瓷盘上；在常温下分别放置7天、14天。
优选的，步骤S7中，将裹浆珊瑚骨料浸泡在淡水中24小时后，按照步骤S2测定已裹浆珊瑚骨料的表观密度、吸水率、压碎指标。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明对珊瑚骨料预裹浆后，珊瑚骨料的力学性能有一定程度的提升；相对于以往通过向珊瑚骨料混凝土中加增强剂、添加纤维的方式，本发明专利操作简单、成本较低、增强珊瑚骨料的力学性能效果较好，为今后工程实际应用提供新思路；本发明专利提供了基于预裹浆法增强珊瑚骨料力学性能的工艺方法，对将珊瑚骨料作为混凝土骨料并运用于远洋岛礁钢筋混凝土工程建设具有重要意义。
附图说明
图1珊瑚骨料力学性能数据测定操作流程；
图2珊瑚骨料预裹浆流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料性能的工艺方法，包括如下具体步骤：
S1：准备预裹浆实验材料，包括水泥、硅粉、珊瑚骨料、拌和水(淡水)；
S2：取适量珊瑚骨料分组，按照图1测定各组骨料表观密度、吸水率及压碎指标，测定结果如表1和表3所示；
S3：取准备裹浆的珊瑚骨料，清洗、烘干；
S4：按照图2分别配制水胶比为0.65、0.9的裹浆浆体，其中硅粉掺量分别为水泥用量的5％、7％、9％(用硅粉替代一部分水泥)；
S5：将步骤S3中清洗、烘干后的珊瑚骨料加入配制好的裹浆浆体中，缓慢搅拌使裹浆均匀，在常温条件下裹浆10分钟；
S6：骨料预裹浆后，取出骨料并将其分散的摆在瓷盘上(尽量避免骨料颗粒胶结成块)，在常温下放置7天、14天；
S7：按照图1测定步骤S6中已胶结7天或14天的珊瑚骨料的表观密度、吸水率及压碎指标；
S8：将裹浆珊瑚骨料的表观密度、吸水率、压碎指标与原始珊瑚骨料的相应数据对比，具体结果如表1、表2和表3所示，分析珊瑚骨料预裹浆的效果。
表1水胶比为0.65的预裹浆珊瑚骨料的表观密度和吸水率
Figure RE-GDA0003221982540000041
表2水胶比为0.90的预裹浆珊瑚骨料的表观密度和吸水率
Figure RE-GDA0003221982540000042
Figure RE-GDA0003221982540000051
表3预裹浆珊瑚骨料的压碎指标
Figure RE-GDA0003221982540000052
步骤S1中，实验中所用珊瑚骨料需为同一批次，应保证水泥、硅粉处于保质期内且未受潮、无硬块。
步骤S2中，按照图1进行珊瑚骨料力学性能测定：先将珊瑚骨料进行清洗，去掉杂质；为使珊瑚骨料充分吸水以测其饱水状态下的质量，将其浸泡在淡水中24小时；然后，采用静水天平测量珊瑚骨料在水中的质量，测量时需保证网篮中的骨料全部浸没在水中，网篮不能碰触水桶壁；取出珊瑚骨料，放置在瓷盘上，用湿润的毛巾将其表面水擦干，测量骨料的表干质量；再将珊瑚骨料放入烘箱内，在100±5℃的条件下烘10小时，取出骨料测其烘干后质量；计算珊瑚骨料的表观密度和吸水率。
取同批瑚骨料装满容量为1L的金属筒，用天平称量质量后倒入石子压碎仪中，盖上压柱放入压力机进行压碎试验，在压力值达到300kN时停止加压；将石子压碎仪内的珊瑚骨料取出并倒入瓷盘，再用2.36mm的方孔筛进行过筛，称量过筛后的珊瑚骨料质量，确定珊瑚骨料的压碎指标值。
步骤S3中，准备裹浆的珊瑚骨料清洗后在100±5℃的条件下烘10小时；
步骤S4中，将复合硅酸盐水泥P.C42.5和硅粉依次加入水泥胶砂搅拌机的搅拌锅中，开动机器，在低速下拌和1分钟；停机后再加入拌和水(淡水)，随后开机匀速拌和1分钟。
步骤S5中，将清洗、烘干后的珊瑚骨料加入配制好的裹浆浆体中，低速搅拌2分钟使浆体和骨料接触充分，然后在常温条件下裹浆10分钟。
步骤S6中，使用铁丝网(网口直径小于20mm)滤出裹浆后的珊瑚骨料，然后分散地放置在规格为40mm×60mm的瓷盘上。
步骤S7中，裹浆珊瑚骨料在常温下放置7天、14天后，按照图1操作流程测定此时的表观密度、吸水率、压碎指标；测各组裹浆珊瑚骨料在水中的质量前，均将其在淡水中浸泡24小时，且水面至骨料最高点为20mm；烘干时，将各组裹浆珊瑚骨料同时放入烘箱中，在100±5℃的条件下烘10个小时，取出裹浆珊瑚骨料分别装入带有标签的塑料袋并封口(避免空气中的水分的影响)，待其冷却后取出测量此时质量。
步骤S8中，将裹浆珊瑚骨料的表观密度、吸水率、压碎指标与原始珊瑚骨料的相应数据对比，分析珊瑚骨料预裹浆的效果。
试验证明，根据本文提供的基于预裹法提高珊瑚骨料性能的工艺方法，不同水胶比(0.65或0.9)、硅粉掺量(5％、7％或9％)及胶结时间(7天或 14天)，对基于预裹浆法提高珊瑚性能的影响不同，以下情况可供参考：
(1)珊瑚骨料预裹浆后，总体上其表观密度有所提高；吸水率从15％-16％降低至10％-12％；14天压碎指标从43％-45％降低至37％-41％。因而，珊瑚骨料预裹浆提升了其力学性能；
(2)相同的水胶比(0.65或0.9)和相同硅粉掺量(5％、7％或9％)时，裹浆胶结时间14天的预裹浆珊瑚骨料性能的提高较好；
(3)相同硅粉掺量时，0.9水胶比预裹浆珊瑚骨料的表观密度提高和吸水率降低效果比0.65水胶比预裹浆珊瑚骨料显著；
(4)14天裹浆胶结时间下，当硅粉掺量(5％、7％或9％)相同时，0.9 水胶比预裹浆珊瑚骨料的压碎指标降低较0.65水胶比预裹浆珊瑚骨料的压碎指标显著。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料力学性能的工艺方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
S1：准备水泥、硅粉、珊瑚骨料、拌和水；
S2：取适量珊瑚骨料，测定其表观密度、吸水率、压碎指标；
S3：取准备裹浆的珊瑚骨料，清洗、烘干；
S4：用水泥、硅粉和水配制水胶比为0.65、0.9的裹浆浆体，其中硅粉掺量分别为水泥用量的5％、7％、9％；
S5：将S3中清洗、烘干后的珊瑚骨料加入配制好的裹浆浆体中，缓慢搅拌使裹浆均匀，在常温条件下裹浆10分钟；
S6：取出裹浆珊瑚骨料并将其分散摆在瓷盘上，在常温下放置7天、14天；
S7：测定裹浆珊瑚骨料的表观密度、吸水率、压碎指标；
S8：将裹浆珊瑚骨料的表观密度、吸水率、压碎指标与原始珊瑚骨料的相应数据对比，分析珊瑚骨料预裹浆的效果。
2.如权利要求1所述的一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料性能的工艺方法，其特征在于：步骤S1中，水泥为复合硅酸盐水泥P.C42.5；硅粉中SiO2含量大于90％；珊瑚骨料多为棒状，粒径为30mm-60mm；拌和水为淡水。
3.如权利要求1所述的一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料性能的工艺方法，其特征在于：步骤S2中，先将珊瑚骨料进行清洗，去掉杂质；为使珊瑚骨料充分吸水以测其饱水状态下的质量，将其浸泡在淡水中24小时；然后，采用静水天平测量珊瑚骨料在水中的质量；取出珊瑚骨料，放置在瓷盘上，用湿润的毛巾将其表面水擦干，测量骨料的表干质量；再将珊瑚骨料放入烘箱内，在100±5℃的条件下烘10小时，取出骨料测其烘干后质量；计算珊瑚骨料的表观密度和吸水率。
4.如权利要求3所述的一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料性能的工艺方法，其特征在于：步骤S2中，取同批瑚骨料装满容量为1L的金属筒，用天平称量质量后倒入石子压碎仪中，盖上压柱放入压力机进行压碎试验，在压力值达到300kN时停止加压；将石子压碎仪内的珊瑚骨料取出并倒入瓷盘，再用2.36mm的方孔筛进行过筛，称量过筛后的珊瑚骨料质量，确定珊瑚骨料的压碎指标值。
5.如权利要求1所述的一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料性能的工艺方法，其特征在于：所述的步骤S3中，对准备裹浆的珊瑚骨料，先清洗，再烘干3小时以备用。
6.如权利要求1所述的一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料性能的工艺方法，其特征在于：步骤S4中，采用复合硅酸盐水泥P.C42.5和硅粉为胶凝材料配制裹浆浆体，其中硅粉掺量分别为水泥用量的5％、7％、9％；水胶比取0.65和0.9。
7.如权利要求1所述的一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料性能的工艺方法，其特征在于：步骤S5中，胶凝材料即复合硅酸盐水泥P.C42.5和硅粉先拌和1分钟；再加入拌和水搅拌1分钟；然后加入步骤S3中清洗、烘干后的珊瑚骨料，搅拌2分钟使浆体和珊瑚骨料接触充分，计10分钟。
8.如权利要求1所述的一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料性能的工艺方法，其特征在于：步骤S6中，裹浆珊瑚骨料取出后，尽可能分散摆在瓷盘上；在常温下分别放置7天、14天。
9.如权利要求1所述的一种基于预裹浆法提高珊瑚骨料性能的工艺方法，其特征在于：步骤S7中，将裹浆珊瑚骨料浸泡在淡水中24小时后，按照步骤S2测定已裹浆珊瑚骨料的表观密度、吸水率、压碎指标。
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