CN113501680B - 一种高性能清水混凝土及其预制构件的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及混凝土制备技术领域，具体公开了一种高性能清水混凝土及其预制构件的制备方法。混凝土包括以下重量份的原料制成：水130～230份；水泥300～450份；砂子650～850份；石子1000～1200份；青灰色废渣添加剂70～140份；增强剂30～45份；减水剂3～5份；其制备方法为：将上述原料进行搅拌混合，将混合后的混凝土浆料浇筑到模具中，对模具中的混凝土浆料进行振捣密实，再进行养护，得混凝土预制构件。本申请的混凝土呈青灰色，具有江南水乡的特点，美观且大方；另外，本申请的制备方法具有混凝土早期强度高、模具周转率快的优点。

Description

一种高性能清水混凝土及其预制构件的制备方法
技术领域
本申请涉及混凝土制备技术领域，更具体地说，它涉及一种高性能清水混凝土及其预制构件的制备方法。
背景技术
清水混凝土是一种体现混凝土本征颜色，体现现代装饰回归自然的要求，且由于无需进一步装饰，降低了建筑成本，越来越受到建筑市场的欢迎。但清水混凝土受原材料影响大，色泽难以达到前后一致要求，影响了清水混凝土的装饰效果。通常要求原材料一批进货，以达到混凝土色泽前后一致，但在工程实践中是很难实现的，尤其是大型工程。为此，有些工程在清水混凝土表面用颜料进行处理，以达色泽一致，但这违背了清水混凝土装饰的初衷。同时，由于目前水泥及混凝土中添加了较多的矿渣粉，所浇筑的混凝土多偏向灰白色，缺少江南水乡建筑呈现青灰色的审美特质，使得建筑物很难体现江南水乡的特点。
发明内容
为了体现江南水乡的特点，本申请提供一种高性能清水混凝土及其预制构件的制备方法。
第一方面，本申请提供一种高性能清水混凝土，采用如下的技术方案：
一种高性能清水混凝土，由包含以下重量份的原料制成：清水130～230份；水泥300～450份；砂子650～850份；石子1000～1200份；青灰色废渣添加剂70～140份；增强剂30～45份；减水剂3～5份。
通过采用上述技术方案，当向混凝土中加入青灰色废渣添加剂后，混凝土构件色泽呈青灰色，展现江南水乡的特点，美观且大方。
进一步，所述青灰色废渣添加剂选自废青砖或镍渣中的一种或两种混合物，两种混合比例任意。
进一步，所述减水剂为聚羧酸。
进一步，所述增强剂为硅灰和纳米添加剂的混合物，所述硅灰占增强剂总重量份数的97～99%。
进一步，所述纳米添加剂选自纳米二氧化硅，纳米氧化铝，纳米二氧化钛中的一种或多种。
进一步，所述纳米添加剂的粒度50～100nm，硅灰比表面积大于15m2/g，活性指数大于105%。
第二方面，本申请提供一种混凝土预制构件的制备方法，采用如下的技术方案：
一种混凝土预制构件的制备方法，包括以下步骤：
S1，预制浆料制备：按将清水130～230份、水泥300～450份、砂子650～850份、石子1000～1200份、青灰色废渣添加剂74～140份、增强剂30～45份、聚羧酸3～5进行混合，得混凝土预制浆料；
S2，浆料浇筑：将S1中的混凝土混合料倾倒入模具中，再对模具中的混凝土混合料进行振捣；
S3，构件养护：再对S2模具中的混凝土混合料进行养护，得到混凝土预制构件。
进一步，所述S3中养护为常压养护，养护温度为常温，养护时间为28d。
本发明的有益效果：
1、当向混凝土中加入青灰色废渣添加剂后，混凝土构件色泽呈青灰色，展现江南水乡的特点，美观且大方。
2、混凝土中加入砖灰和纳米二氧化硅、纳米氧化铝或纳米氧化钛一种或多种后，增强剂有效成分能迅速地与混凝土中的钙离子发生化学反应，生成凝胶物质，从而增加了结构的致密性，从而提高混凝土抗压强度，降低混凝土的吸水率，提高混凝土表观密度。
3、本申请的方法，具有混凝土早期强度高、模具周转率快的优点。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请进一步详细说明。
实施例
实施例1
为本申请公开的一种混凝土预制构件的制备步骤：
S1，青灰色废渣添加剂活化：将废青砖破碎成 3cm 以下的颗粒后再使用球磨机进行球磨（球料比为20，球磨机转速为48r/min）30min，得到比表面积为3000cm2/g 废料粉体。
S2，预制浆料制备：取清水175kg；水泥375kg；废青砖110kg；砂子758kg；石子1091kg；聚羧酸4kg；增强剂40kg，其中硅灰占增强剂总重量的98%，增强剂中硅灰占39.2kg，硅灰比表面积大于15m2/g，活性指数大于105%，纳米添加剂占0.8kg，纳米添加剂粒度为75nm，纳米添加剂为纳米二氧化硅；将上述物质置于搅拌机中，在转速35r/min，搅拌时长10min下进行搅拌，得混凝土预制浆料。
S3，浆料浇筑：将S2中的混凝土混合料倾倒入模具中，再对模具中的混凝土混合料采用平板振动器进行振捣；
S4，构件养护：再对S3模具中的混凝土混合料进行常压养护，养护温度为常温，养护时间为28d，得到混凝土预制构件。
实施例2
为本申请公开的一种混凝土预制构件的制备步骤：
S1，青灰料添加剂活化：将废青砖破碎成3cm以下的颗粒后再使用球磨机进行球磨（球料比为15，球磨机转速为38r/min）10min，得到比表面积为2700cm2/g废料粉体，得到废青砖活化粉料。
S2，预制浆料制备：取清水130kg；水泥300kg；废青砖70kg；砂子650kg；石子1000kg；聚羧酸3kg；增强剂30kg，其中硅灰占增强剂总重量的98%，增强剂中硅灰占29.4kg，硅灰比表面积大于15m2/g，活性指数大于105%，纳米添加剂占0.6kg，纳米添加剂粒度为50nm，纳米添加剂为纳米二氧化硅；将上述物质置于搅拌机中，在转速25r/min，搅拌时长7min下进行搅拌，得混凝土预制浆料。
S3，浆料浇筑：将S2中的混凝土混合料倾倒入模具中，再对模具中的混凝土混合料采用平板振动器进行振捣；
S4，构件养护：再对S3模具中的混凝土混合料进行常压养护，养护温度为常温，养护时间为28d，得到混凝土预制构件。
实施例3
为本申请公开的一种混凝土预制构件的制备步骤：
S1，青灰色废渣添加剂活化：将废青砖破碎成3cm以下的颗粒后再使用球磨机进行球磨（球料比为25，球磨机转速为58r/min）50min，得到比表面积为3200cm2/g废料粉体，得到废青砖活化粉料。
S2，预制浆料制备：取清水230kg；水泥450kg；废青砖140kg；砂子850kg；石子1200kg；聚羧酸5kg；增强剂45kg，其中硅灰占增强剂总重量的98%，硅灰比表面积大于15m2/g，活性指数大于105%，硅灰占44.1kg，纳米添加剂占0.9kg，纳米添加剂粒度为100nm，纳米添加剂为纳米二氧化硅；将上述物质置于搅拌机中，在转速45r/min，搅拌时长15min下进行搅拌，得混凝土预制浆料。
S3，浆料浇筑：将S2中的混凝土混合料倾倒入模具中，再对模具中的混凝土混合料采用平板振动器进行振捣；
S4，构件养护：再对S3模具中的混凝土混合料进行常压养护，养护温度为常温，养护时间为28d，得到混凝土预制构件。
实施例4
与实施例1不同的是，S1中青灰色废渣添加剂为镍渣。
实施例5
与实施例1不同的是，S2中纳米添加剂为纳米氧化铝。
实施例6
与实施例1不同的是，S2中纳米添加剂为纳米氧化钛。
实施例7
与实施例1不同的是，S2中纳米添加剂为纳米二氧化硅和纳米氧化钛，混合比例任意。
实施例8
与实施例1不同的是，S2中纳米添加剂为纳米二氧化硅和纳米氧化铝，混合比例任意。
实施例9
与实施例1不同的是，S2中纳米添加剂为纳米氧化钛和纳米氧化铝，混合比例任意。
实施例10
与实施例1不同的是，S2中纳米添加剂为纳米二氧化硅、纳米氧化铝以及纳米氧化钛，混合比例任意。
实施例11
与实施例1不同的是，增强剂40kg，其中硅灰占增强剂总重量的97%，硅灰占38.8kg，纳米添加剂占1.2kg。
实施例12
与实施例1不同的是，增强剂40kg，其中硅灰占增强剂总重量的99%，硅灰占39.6kg，纳米添加剂占0.4kg。
对比例
对比例1
与实施例1不同的是，S1中青灰色废渣添加剂采用磨细镍渣,不添加增强剂。
对比例2
与实施例1不同的是，S1中青灰色废渣添加剂采用青砖废渣,不添加增强剂。
性能检测试验
将实施例1～12以及对比例1～2制成 150mm×150mm×150mm 试件，按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能实验方法标准》在室温条件下测试试件抗压、吸水率以及表观密度，检测数据见表1。
表1
Figure 188671DEST_PATH_IMAGE002
结合实施例1～10和对比例1～2并结合表1可以看出，当混凝土中未添加增强剂时，混凝土抗压强度出现降低，吸水率增大；加入增强剂后，生成凝胶物质，增加了结构的致密性及骨料与胶凝材料的界面强度，从而提高混凝土抗压强度，降低混凝土的吸水率。混凝土试件色泽呈青灰色，展现江南水乡的特点，美观且大方；而只是未加入青灰色废渣添加剂时，混凝土构件呈灰白色，缺少江南水乡传统建筑的特色。
结结合实施例1、11～10并结合表1可以看出，由于硅灰和纳米添加剂比表面积大，可吸附碱离子，降低了混凝土中细孔溶液中碱离子的溶度，生成含钙量高的非膨胀性凝胶体，填充在混凝土中的孔隙中；硅灰占增强剂总重量为97～99%范围内可有效抑制碱骨料反应，减少混凝土的膨胀量。
纳米添加剂，颗粒尺度范围在50～100nm之间，比表面积可达到100～300m2/g，比硅酸盐水泥颗粒细3个数量级，在水泥水化时能形成水泥水化所需要的晶核，加速水泥水化。纳米添加剂颗粒极其细小的，可以渗透填充到硬化水泥浆体及粗集料界面中的细小孔隙，从而降低水泥浆体和界面的孔隙率，进而使硬化水泥浆体和混凝土更密实、强度更高。
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 (4)

1.一种高性能清水混凝土，由以下重量份的原料制成：清水130～230份；水泥300～450份；砂子650～850份；石子1000～1200份；青灰色废渣添加剂70～140份；增强剂30～45份；减水剂3～5份；
所述青灰色废渣添加剂选自废青砖或镍渣中的一种或两种混合物，两种混合比例任意；
所述增强剂为硅灰和纳米添加剂的混合物；
所述青灰色废渣添加剂经破碎球磨后活化，得到比表面积为2700～3200cm2/g 废料粉体；
所述减水剂为聚羧酸型减水剂；
所述硅灰占增强剂总重量份数的97～99%；
所述纳米添加剂选自纳米二氧化硅，纳米氧化铝，纳米二氧化钛中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种高性能清水混凝土，其特征在于：所述纳米添加剂的粒度50～100nm，硅灰比表面积大于15m2/g，活性指数大于105%。
3.权利要求1～2任一所述的混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，预制浆料制备：按清水130～230份、水泥300～450份、砂子650～850份、石子1000～1200份、青灰色废渣添加剂74～140份、增强剂30～45份、聚羧酸3～5进行混合，得混凝土预制浆料；
S2，浆料浇筑：将S1中的混凝土预制浆料倾倒入模具中，再对模具中的混凝土预制浆料进行振捣；
S3，构件养护：再对S2模具中的混凝土预制浆料进行养护，得到混凝土预制构件。
4.根据权利要求3所述的混凝土的制备方法，其特征在于：所述S3中养护为常压养护，养护温度为常温，养护时间为28d。
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