CN113402295A - 一种掺花岗岩石粉的高强混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于混凝土技术领域，公开了一种掺花岗岩石粉的高强混凝土及其制备方法。本发明公开的混凝土按重量份计包括：300~500份水泥、100~120份花岗岩微粉、90~110份水、5~10份聚羧酸减水、30~50份锂藻土复合料、8~15份发泡母粒。制法为：将称量好的水泥、花岗岩微粉、锂藻土复合料加入到混凝土搅拌机，预搅拌，得预混料，将水与聚羧酸减水剂均匀后加入到预混料中，搅拌，静置；将搅拌好的混凝土拌合物注入模具，插捣成型，排尽气泡，刮平表面，即可。本发明能够在保证混凝土强度的同时，充分利用废弃花岗岩等资源，并具有良好的早强效果。

Description

一种掺花岗岩石粉的高强混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及掺花岗岩石粉的高强混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土是当代国内外最主要的建筑材料，我国的混凝土年产量也与日俱增，混凝土的大量生产导致水泥年需求量持续上涨，而水泥生产会排放大量的废气，造成环境污染。当下为了解决环境问题，国家政策也相应做出调整，其中限制燃煤企业排放量是主要手段，因此水泥的以及作为水泥替代品的粉煤灰的产量下滑，所以亟需一种新的矿物掺合料替代粉煤灰作为水泥替代物掺杂进混凝土中，解决混凝土原料供应不足的问题。
我国花岗岩储量丰富，分布广泛，常被加工成各种建筑装饰材料。而花岗岩在被切割、抛光的过程中产生许多废料，废弃花岗岩的堆积污染环境，同时造成花岗岩资源浪费，将花岗岩废料掺进混凝土成为了极具研究价值的课题。
然而花岗岩火山灰活性较低，掺量过高会导致混凝土抗压强度降低，许多研究表明单掺花岗岩石粉不能超过20％，此时不会对混凝土抗压强度产生较大影响。专利CN201610955373.3提出了制备一种花岗岩复合粉末混凝土，在保证混凝土强度的前提下，尽量增加花岗岩石粉等废弃资源的产量，并解决废料堆积等造成的环境污染问题，但其早强效果有待提升。
发明内容
本发明内容是提供一种掺花岗岩石粉的高强混凝土及其制备方法，在保证混凝土强度的同时，充分利用废弃花岗岩等资源，并能够具有良好的早强效果。
本发明采用了下述技术方案。
一种掺花岗岩石粉的高强混凝土，按重量份计包括：300~500份水泥、100~120份花岗岩微粉、90~110份水、5~10份聚羧酸减水剂，还包括：30~50份锂藻土复合料、8~15份发泡母粒。
进一步的，所述锂藻土复合料的制备：按质量比1：12~20取锂藻土、水于50~70℃混合均匀，加入锂藻土质量2~5倍的玻璃微粉、锂藻土质量0.1~0.3倍的十二烷基二甲基甜菜碱混合，降温至20~40℃，混合均匀，去除水分，得干燥物，取干燥物按质量比5~8：0.1~0.2加入含水矿料混合研磨，即得锂藻土复合料。
本发明采用带有负电荷的锂藻土与玻璃微粉配合，在体系中形成动态胶体结构，填充孔隙混凝土，在稳定提升整体强度的同时，含有水分提高内部的流动性；锂藻土在有水的条件下，形成啫喱状凝胶，能有效的将玻璃微粉、十二烷基二甲基甜菜碱包裹起来，提升体系内的粘聚力和内摩擦角，从而大大提高混凝土的力学性能，同时因所带负电荷和两亲性表面活性剂的加入，也可改善混凝土拌合物的流动性，提升早强效果。
进一步的，所述含水矿料为：芒硝、明矾按质量比4~8：1的组合物。本发明采用带若干个结晶水的矿物掺杂其中，不但能够提供硫酸盐加速硅酸三钙的水化，而且能够在使用过程中，随着水泥水化受热失水，便于带负电荷的锂藻土的分散，提升混凝土体系内部的流动性，加速水泥浆体结构的形成，利于早期强度的发展。
进一步的，所述玻璃微粉的比表面积为300~400m2/kg，平均粒径为25~30μm。高比表面积和低平均粒径保障了使用过程中，混凝土内部的流动性，加速水化，提高早强效果。
进一步的，所述锂藻土的平均粒径为40~60nm。
进一步的，所述发泡母粒的粒径为1~2mm，密度为1.3~1.4g/cm3。
进一步的，所述发泡母粒含有碳酸氢钠及卵磷脂，分别占所述发泡母粒的质量的20~30%和3~7%。
本发明添加的发泡母粒含有的碳酸氢钠能够本混凝土使用时，受热分解释放CO2，提高内部的水化及分散效果，含有的卵磷脂成分也能提供两亲性，随着气泡的产生作用于混凝土内部，分散效果好，稳定提供早强效果。
一种掺花岗岩石粉的高强混凝土的制备方法，该制备方法包括如下步骤。
（1）按质量份数计，300~500份水泥、100~120份花岗岩微粉、30~50份锂藻土复合料、90~110份水、8~15份发泡母粒、5~10份聚羧酸减水剂。
（2）将称量好的水泥、花岗岩微粉、锂藻土复合料加入到混凝土搅拌机，预搅拌，得预混料。
（3）将水与聚羧酸减水剂均匀后加入到预混料中，搅拌，静置；将搅拌好的混凝土拌合物注入模具，插捣成型，排尽气泡，刮平表面，即可。
本发明有益的效果是。
本发明能够在保证混凝土强度的同时，很好地利用花岗岩等资源，提升混凝土体系内部的流动性，加速水泥浆体结构的形成，利于早期强度的发展，经试验检测具有极佳的力学性能。
具体实施方式
下面将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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种掺花岗岩石粉的高强混凝土，按重量份计包括：300~500份水泥、100~120份花岗岩微粉、30~50份锂藻土复合料、90~110份水、8~15份发泡母粒、5~10份聚羧酸减水剂。
所述锂藻土复合料的制备：按质量比1：12~20取锂藻土、水于50~70℃混合均匀，加入锂藻土质量2~5倍的玻璃微粉、锂藻土质量0.1~0.3倍的十二烷基二甲基甜菜碱混合，降温至20~40℃，混合均匀，减压蒸发去除水分，得干燥物，取干燥物按质量比5~8：0.1~0.2加入含水矿料混合研磨2~3h，即得所述锂藻土复合料。
所述含水矿料为：芒硝、明矾按质量比4~8：1的组合物。
所述玻璃微粉的比表面积为300~400m2/kg，平均粒径为25~30μm。
所述发泡母粒的粒径为1~2mm，密度为1.3~1.4g/cm3。所述发泡母粒含有碳酸氢钠及卵磷脂，分别占所述发泡母粒的质量的20~30%和3~7%。
所述锂藻土的平均粒径为40~60nm。
一种掺花岗岩石粉的高强混凝土的制备方法，包括如下步骤。
（1）按质量份数计，300~500份水泥、100~120份花岗岩微粉、30~50份锂藻土复合料、90~110份水、8~15份发泡母粒、5~10份聚羧酸减水剂。
（2）将称量好的水泥、花岗岩微粉、锂藻土复合料加入到混凝土搅拌机，预搅拌5~10min，得预混料。
（3）将水与聚羧酸减水剂均匀后加入到预混料中，搅拌3~10min，静置40~60min；将搅拌好的混凝土拌合物注入模具，插捣成型，排尽气泡，刮平表面，即可。
实施例1。
一种掺花岗岩石粉的高强混凝土，按重量份计包括：300份水泥、100份花岗岩微粉、30份锂藻土复合料、90份水、8份发泡母粒、5份聚羧酸减水剂。
所述锂藻土复合料的制备：按质量比1：12取锂藻土、水于50℃混合均匀，加入锂藻土质量2~5倍的玻璃微粉、锂藻土质量0.1倍的十二烷基二甲基甜菜碱混合，降温至20℃，混合均匀，减压蒸发去除水分，得干燥物，取干燥物按质量比5：0.1加入含水矿料混合研磨2~3h，即得所述锂藻土复合料。
所述含水矿料为：芒硝、明矾按质量比4~8：1的组合物。
所述玻璃微粉的比表面积为300~400m2/kg，平均粒径为25~30μm。
所述发泡母粒的粒径为1~2mm，密度为1.3~1.4g/cm3。所述发泡母粒含有碳酸氢钠及卵磷脂，分别占所述发泡母粒的质量的20%和3%。
所述锂藻土的平均粒径为40~60nm。
一种掺花岗岩石粉的高强混凝土的制备方法，包括如下步骤。
（1）按质量份数计，300份水泥、100份花岗岩微粉、30份锂藻土复合料、90份水、8份发泡母粒、5份聚羧酸减水剂。
（2）将称量好的水泥、花岗岩微粉、锂藻土复合料加入到混凝土搅拌机，预搅拌5min，得预混料。
（3）将水与聚羧酸减水剂均匀后加入到预混料中，搅拌3min，静置40min；将搅拌好的混凝土拌合物注入模具，插捣成型，排尽气泡，刮平表面，即可。
实施例2。
一种掺花岗岩石粉的高强混凝土，按重量份计包括： 500份水泥、120份花岗岩微粉、50份锂藻土复合料、110份水、15份发泡母粒、10份聚羧酸减水剂。
所述锂藻土复合料的制备：按质量比1： 20取锂藻土、水于70℃混合均匀，加入锂藻土质量5倍的玻璃微粉、锂藻土质量0.3倍的十二烷基二甲基甜菜碱混合，降温至40℃，混合均匀，减压蒸发去除水分，得干燥物，取干燥物按质量比8：0.2加入含水矿料混合研磨3h，即得所述锂藻土复合料。
所述含水矿料为：芒硝、明矾按质量比8：1的组合物。
所述玻璃微粉的比表面积为300~400m2/kg，平均粒径为25~30μm。
所述发泡母粒的粒径为1~2mm，密度为1.3~1.4g/cm3。所述发泡母粒含有碳酸氢钠及卵磷脂，分别占所述发泡母粒的质量的30%和7%。
所述锂藻土的平均粒径为40~60nm。
一种掺花岗岩石粉的高强混凝土的制备方法，包括如下步骤。
（1）按质量份数计， 500份水泥、120份花岗岩微粉、50份锂藻土复合料、110份水、15份发泡母粒、10份聚羧酸减水剂。
（2）将称量好的水泥、花岗岩微粉、锂藻土复合料加入到混凝土搅拌机，预搅拌10min，得预混料。
（3）将水与聚羧酸减水剂均匀后加入到预混料中，搅拌10min，静置60min；将搅拌好的混凝土拌合物注入模具，插捣成型，排尽气泡，刮平表面，即可。
实施例3。
一种掺花岗岩石粉的高强混凝土，按重量份计包括：400份水泥、110份花岗岩微粉、30份锂藻土复合料、100份水、12份发泡母粒、8份聚羧酸减水剂。
所述锂藻土复合料的制备：按质量比1：16取锂藻土、水于60℃混合均匀，加入锂藻土质量3倍的玻璃微粉、锂藻土质量0.2倍的十二烷基二甲基甜菜碱混合，降温至30℃，混合均匀，减压蒸发去除水分，得干燥物，取干燥物按质量比6：0.1加入含水矿料混合研磨2h，即得所述锂藻土复合料。
所述含水矿料为：芒硝、明矾按质量比6：1的组合物。
所述玻璃微粉的比表面积为300~400m2/kg，平均粒径为25~30μm。
所述发泡母粒的粒径为1~2mm，密度为1.3~1.4g/cm3。所述发泡母粒含有碳酸氢钠及卵磷脂，分别占所述发泡母粒的质量的25%和5%。
所述锂藻土的平均粒径为40~60nm。
一种掺花岗岩石粉的高强混凝土的制备方法，包括如下步骤。
（1）按质量份数计，取400份水泥、110份花岗岩微粉、30份锂藻土复合料、100份水、12份发泡母粒、8份聚羧酸减水剂。
（2）将称量好的水泥、花岗岩微粉、锂藻土复合料加入到混凝土搅拌机，预搅拌8min，得预混料。
（3）将水与聚羧酸减水剂均匀后加入到预混料中，搅拌7min，静置50min；将搅拌好的混凝土拌合物注入模具，插捣成型，排尽气泡，刮平表面，即可。
对比例1：与实施例1的方案基本一致，唯一的不同是采用缺少发泡母粒。
对比例2：与实施例1的方案基本一致，唯一的不同是缺少锂藻土复合料。
对比例3：南京市某品牌早强混凝土（主成分：普硅水泥、三乙醇胺、三异丙醇胺、玻璃渣）。
对比例4：根据专利CN201610955373.3公开的实例6获得的混凝土。
对上述实施例1~3、对比例1~3得到的混凝土进行GB50081-2002规定的力学性能测试，试验结果如下表所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
由上表可知，本实施例1~3所得混凝土在上述三种性能测试中均优于对比例3、4，对比例1、2在缺少部分组分时都会导致不同程度的力学性能的下降。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种掺花岗岩石粉的高强混凝土，按重量份计包括：300~500份水泥、100~120份花岗岩微粉、90~110份水、5~10份聚羧酸减水剂，其特征在于，还包括：30~50份锂藻土复合料、8~15份发泡母粒。
2.根据权利要求1所述的掺花岗岩石粉的高强混凝土，其特征在于，所述锂藻土复合料的制备：按质量比1：12~20取锂藻土、水于50~70℃混合均匀，加入锂藻土质量2~5倍的玻璃微粉、锂藻土质量0.1~0.3倍的十二烷基二甲基甜菜碱混合，降温至20~40℃，混合均匀，去除水分，得干燥物，取干燥物按质量比5~8：0.1~0.2加入含水矿料混合研磨，即得锂藻土复合料。
3.根据权利要求2所述的掺花岗岩石粉的高强混凝土，其特征在于，所述含水矿料为：芒硝、明矾按质量比4~8：1的组合物。
4.根据权利要求2所述的掺花岗岩石粉的高强混凝土，其特征在于，所述玻璃微粉的比表面积为300~400m2/kg，平均粒径为25~30μm。
5.根据权利要求2所述的掺花岗岩石粉的高强混凝土，其特征在于，所述锂藻土的平均粒径为40~60nm。
6.根据权利要求1所述的掺花岗岩石粉的高强混凝土，其特征在于，所述发泡母粒的粒径为1~2mm，密度为1.3~1.4g/cm3。
7.根据权利要求1或6所述的掺花岗岩石粉的高强混凝土，其特征在于，所述发泡母粒含有碳酸氢钠及卵磷脂，分别占所述发泡母粒的质量的20~30%和3~7%。
8.一种如权利要求1~7任意一项所述的掺花岗岩石粉的高强混凝土的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量份数计，300~500份水泥、100~120份花岗岩微粉、30~50份锂藻土复合料、90~110份水、8~15份发泡母粒、5~10份聚羧酸减水剂；
（2）将称量好的水泥、花岗岩微粉、锂藻土复合料加入到混凝土搅拌机，预搅拌，得预混料；
（3）将水与聚羧酸减水剂均匀后加入到预混料中，搅拌，静置；将搅拌好的混凝土拌合物注入模具，插捣成型，排尽气泡，刮平表面，即可。
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