CN113773022A - 一种预制构件用白色清水饰面混凝土及其配制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制构件用白色清水饰面混凝土及其配制方法，每立方混凝土包括以下重量组分：水泥320～400kg，掺合料50～190kg，粗骨料820～1010kg，细骨料630～980kg，匀质性调节剂0～15kg，减水剂5～16kg，水145～170kg，钛白粉0～35kg，混凝土总容重为2320～2430kg/m³。本发明可得C35～C80等级浅白色、米白色以上高白度要求的白色清水混凝土，满足构件高早强和快速脱模要求，绿色环保，成本较低，流动性灵活可调，混凝土表面平整且细腻光滑、色泽均匀颜色基本一致、不需要二次装饰，无需改造或添加生产设备，可应用于装配式建筑或风电混凝土塔筒构件，具有实际生产可操作性和推广价值。

Description

一种预制构件用白色清水饰面混凝土及其配制方法

技术领域

本发明涉及建筑材料的技术领域，尤其是指一种预制构件用白色清水饰面混凝土及其配制方法。

背景技术

近年来，随着材料、模板、施工技术的进步，清水混凝土广泛受到建筑设计师和施工单位的青睐。清水构件是装配构件的发展方向，也是装配企业技术实力的体现，更符合装配式高端化、定制化的推广理念。白色清水混凝土是一种新颖的清水混凝土，由于材料的特殊性，既要满足结构承载力等要求，还具有严格的均匀色泽和整齐的混凝土自身质感装饰功能要求，具有很高的研究和应用价值。

白色清水混凝土多以白色硅酸盐水泥为主要胶凝材料、辅以其它白色或浅色材料进行配制，由于白色硅酸盐水泥与灰色硅酸盐水泥在原材料、生产工艺、矿物含量上的不同，其本身性能有较大差异，普遍表现在收缩、抗裂、与减水剂适应性等方面，因此在重要结构主体部位应用较少，在装配领域，也多用在非承重装饰构件中。另一方面，高白度的白色清水效果受原材料及生产工艺的影响较大，色差、表面质感等缺陷不易控制，“伪清水”效果出现较普遍，而且其原材料成本高昂，限制了其批量应用。再者，装配构件混凝土不同于传统现浇混凝土，薄壁构件偏多，墙体构件预埋偏多，其对混凝土性能的要求部分依赖设备的特性，普遍表现为高早强(12～16小时脱模15MPa以上)、高触变性、快凝结、低收缩、较高抗裂、稠而不粘等特点，如何解决这些矛盾的统一体，是白色清水混凝土在配制技术上需解决的难点。

目前国内的白色清水混凝土应用强度等级普遍在C50以下，C50以上的报道很少，且无论从材料本身还是生产工艺上，都难以达到清水混凝土一次成型、后期免修的高标准要求，大多经后期调色修复完成。要获得好的清水效果，关键在控制好混凝土配制和施工全过程的匀质性，不同的构件结构需要不同的流动性匹配，同时混凝土性能还需与设备振动特性匹配，混凝土的综合特性应能根据设备和工艺灵活可调。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种预制构件用白色清水饰面混凝土及其配制方法，可得C35～C80等级浅白色、米白色以上高白度要求的白色清水混凝土，混凝土表面平整且细腻光滑、色泽均匀颜色基本一致、不需要二次装饰，且无需改造或添加生产设备，可应用于装配式建筑或风电混凝土塔筒构件，具有实际生产可操作性和推广价值。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案如下：

一种预制构件用白色清水饰面混凝土，每立方混凝土包括以下重量组分：水泥320～400kg，掺合料50～190kg，粗骨料820～1010kg，细骨料630～980kg，匀质性调节剂0～15kg，减水剂5～16kg，水145～170kg，钛白粉0～35kg，混凝土总容重为2320～2430kg/m³；其中：

所述掺合料为矿粉或沸石粉中的至少一种；

所述匀质性调节剂为石灰石粉、超细碳酸钙、回收泥浆粉、纤维素醚中的至少一种；

所述细骨料为白云砂、回收水洗河砂或黄砂。

进一步，所述水泥为白水泥或灰水泥，所述白水泥为Ⅰ级白度的白色P·W42.5水泥，所述灰水泥为P·O42.5水泥；其中：

当水泥为白水泥时，每立方混凝土包括以下重量组分：白水泥330～370kg，掺合料50～110kg，粗骨料820～900kg，细骨料850～980kg，匀质性调节剂0.057～13kg，减水剂5～10kg，水150～170份，钛白粉0～5kg；

当水泥为灰水泥时，每立方混凝土包括以下重量组分：灰水泥320～400kg，掺合料50～190kg，粗骨料880～1010kg，细骨料630～880kg，匀质性调节剂0～10kg，减水剂7.8～16kg，水145～170kg，钛白粉16～35kg。

进一步，所述水泥的初凝时间不大于4小时，终凝时间不大于6小时，标准稠度用水量不大于28％，3d、28d胶砂抗压强度分别不小于28MPa、48MPa。

进一步，所述矿粉为S95级，白度＞90％；所述沸石粉为325目混凝土用Ⅰ级天然沸石粉。

进一步，所述石灰石粉为325目；所述超细碳酸钙为1250目；所述纤维素醚为20000～200000mPa·s的低粘度水溶性纤维素醚；所述回收泥浆粉来源于余料混凝土经砂石分离机处理后的新鲜废水，经沉淀、干燥、研磨和0.3mm过筛后得到的粉末。

进一步，所述细骨料细度模数2.5～3.0，含泥量≤2.0％；所述回收水洗河砂为余料混凝土经泥浆水冲洗后分离、过4.75mm筛后所得，其中所述泥浆水为余料混凝土经分离机处理后的循环废水。

进一步，所述粗骨料为粒径小于20mm的白云石或浅色碎石中的任一种，级配连续且其含泥量≤1.0％、压碎指标≤12％、针片状含量≤5％。

进一步，所述减水剂为构件用早强型聚羧酸减水剂，混凝土减水率＞28％；所述钛白粉白度≥98％，纯度＞90％。

进一步，每立方混凝土还包括聚丙烯纤维0.5～1kg，所述聚丙烯纤维长度为9～19mm。

上述预制构件用白色清水饰面混凝土的配制方法，包括以下步骤：

1)确定预制构件用白色清水饰面混凝土中各材料的配合比；

2)将细骨料、粗骨料、水泥、掺合料、除纤维素醚外的匀质性调节剂、钛白粉、聚丙烯纤维根据配比按顺序依次加入搅拌机内预拌30～60s，搅拌均匀；

3)然后一并加入水和减水剂搅拌60～90s，需添加纤维素醚的，事先预溶解至水中；

4)拌合结束后得到C35～C80等级浅白色、米白色以上高白度要求的白色清水饰面混凝土。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

本发明提供的预制构件用白色清水饰面混凝土，包括特定组分的白水泥或灰水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、钛白粉、匀质性调节剂、自来水、减水剂。从控制水化热和收缩角度，本发明组分中引入矿粉、沸石粉作掺合料。矿粉的白度均大于两种水泥，在合理掺量下，不仅不会产生明显的短期“绿斑”，还有利于早强的发挥，同时矿粉的质量及组分较粉煤灰稳定，更降低了色差的产生；沸石粉颜色偏白，且活性仅次于微硅灰，具有提高强度的优异作用，更重要的是沸石粉自身的网格状结构，内部具有均匀的孔穴和通道，比表面积大，不仅能吸附大量的水分子和气体，并与大气相对湿度平衡，使混凝土粘性增加、裹浆性和保水性提高，有效改善混凝土泌水性，提高混凝土的匀质性和稳定性，还能在早期水化反应进程中不断释放吸附的水分子参与整个水化反应，起到一定的早期减缩和抑制开裂作用。

本发明提供的匀质性调节剂，包括特定组分的石灰石粉、超细碳酸钙、回收泥浆粉、纤维素醚中的一种或多种。石灰石粉、超细碳酸钙并不是完全的惰性材料，不仅可以起到较好的微集料效应和分散效应，让混凝土结构更致密，细化浆体让表观更细腻，减少色差产生，还能在后期参与水化，起到一定的增强作用，更重要的是能起到一定的抗沉降作用，减少泌水，提高混凝土的匀质性和稳定性；回收泥浆粉由多种已水化或未完全水化的胶凝粉体颗粒、细砂颗粒、微量泥类颗粒组成，颗粒细腻、白度好且具潜在水化活性，既起到较好的填料作用，又能明显改善混凝土浆体性能，合理的掺量下对清水面的表观和混凝土强度均有利；纤维素醚保水增稠作用明显，提高混凝土的松软度，易于布料摊铺施工，但超量会一定程度影响保坍和强度。这几种材料若单独使用均具有较好匀质性调节作用，搭配使用效果更优，尤其是在骨料级配不好的情况下，对混凝土和易性的改善作用更显著，是配制大流动性清水混凝土的绝佳助剂。

本发明提供的回收水洗河砂为余料混凝土经泥浆水冲洗后分离、过4.75mm筛后所得，因砂颗粒表面粘附着泥浆粉颗粒，砂颜色整体较白，是替代或搭配白云砂、黄砂配制高白度要求的白色饰面混凝土的优质绿色环保材料，可有效解决源头矿场白云砂整体级配差、粒形差、含粉量高和成本高昂的问题。

本发明配方中水泥用量较少，相比构件高早强要求特点，具有较低水化热和较低收缩性能，配合掺合料和匀质性调节剂，混凝土的匀质性和稳定性大幅提升，协同粗骨料和细骨料，所得混凝土流动性灵活可调，匀质性和抗分层性好、坍损小，产品质感强、颜色基本均匀一致、气孔少、色差极小；平均气温30℃以上环境下，可满足构件混凝土在坍落度(200±20)mm下16小时内达到15MPa以上的快速脱模要求。

本发明提供的以白水泥为主要胶凝材料的白色清水混凝土配合比，颜色米白或奶白，达到潘通色卡TPX版PANTONE 11-4201TPX级别，成本较低；以灰水泥为主要胶凝材料的白色清水混凝土配合比，颜色浅白，达到潘通色卡C版PANTONE 663C级别，白度较高，成本更低。

本发明提供的预制构件用白色清水饰面混凝土，可配制C35～C80等级浅白色、米白色以上高白度要求的白色清水混凝土，混凝土表面平整且细腻光滑、色泽均匀颜色基本一致、不需要二次装饰，且无需改造或添加生产设备，更具有实际生产可操作性和推广价值。

本发明可使用回收的水洗河砂或回收泥浆粉，变废为宝，实现资源再利用，绿色环保，成本较低。

附图说明

图1是实施例2配制的奶白色构件表观图。

图2是实施例8配制的浅白色构件表观图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。

以下实施例中，采用的原料参数如下：

水泥为灰色P·O42.5或Ⅰ级白度的白色P·W42.5，水泥初凝时间不大于4小时，终凝时间不大于6小时。水泥的标准稠度用水量≤28％，3d、28d胶砂抗压强度分别不小于28MPa、48MPa。

掺合料为矿粉、沸石粉中的一种或两种，矿粉为S95级，白度＞90％，沸石粉为325目混凝土用Ⅰ级天然沸石粉。

匀质性调节剂为石灰石粉、超细碳酸钙、回收泥浆粉、纤维素醚中的一种或多种。石灰石粉为325目，超细碳酸钙为1250目，纤维素醚为150000mPa·s的低粘度水溶性纤维素醚，回收泥浆粉来源于生产剩余混凝土经砂石分离机处理后的新鲜废水，经沉淀、干燥、研磨和0.3mm过筛后得到的粉末，回收泥浆粉颜色浅灰白，具有潜在水化活性。

粗骨料为粒径小于20mm的白云石或浅灰色石灰岩碎石，级配连续且其含泥量≤1.0％、针片状含量≤5％。白云石粒径5～16mm、压碎指标≤10％。浅灰色石灰岩碎石粒径5～20mm，压碎值≤12％。

细骨料为白云砂、回收水洗河砂、黄砂中的任一种，含泥量均≤2.0％；黄砂细度模数2.5，白云砂、水洗河砂细度模数2.8；回收水洗河砂为余料混凝土经泥浆水冲洗、分离且过4.75mm筛后所得，其中所述泥浆水为余料混凝土经分离机处理后的循环废水。

减水剂为构件用早强型聚羧酸减水剂，混凝土减水率＞28％。

钛白粉白度≥98％，纯度＞90％。

聚丙烯纤维长度为9～19mm。

实施例1～4是一种以白色P·W42.5水泥为主要胶凝材料的C35白色清水混凝土，其具体配合比如表1所示，各组分的单位为kg/m³，所使用的减水剂相同。

表1

实施例5～7是一种以白色P·W42.5水泥为主要胶凝材料的C40～C50白色清水混凝土，其具体配合比如表2所示，各组分的单位均为kg/m³，所使用的减水剂相同。

表2

实施例8～12是一种以灰色P·O42.5水泥为主要胶凝材料的C35～C50白色清水混凝土，其具体配合比如表3所示，各组分的单位均为kg/m³，所使用的减水剂相同。

表3

实施例13～15是一种以灰色P·O42.5水泥为主要胶凝材料的C60～C80白色清水混凝土，其具体配合比如表4所示，各组分的单位均为kg/m³，所使用的减水剂相同。所使用的粗骨料为5～20mm浅灰色石灰岩碎石，级配连续且其含泥量≤1.0％，、压碎指标≤9％、针片状含量≤3％。

表4

以上实施例1～15的表观及强度情况如表5所示。

表5

从表5中可看出，利用实施例1～15提供的配合比，均能制得表观理想的白色清水饰面混凝土构件，实施例2配制的奶白色构件表观见图1所示，实施例8配制的浅白色构件表观见图2所示，由于相机成色问题，图片色彩与实际略有偏差，实际白度较图片中高。其中实施例1～5颜色达到潘通色卡TPX版PANTONE 11-4201TPX级别，实施例8～15颜色达到潘通色卡C版PANTONE663C级别。在平均气温30℃以上时，均实现了12～16小时内达15MPa的快速脱模要求，28天强度均有较高富余。同时，聚丙烯纤维的加入同步提高了构件的抗裂性，且对表观无明显影响。以上实施例均制作的是叠合板或叠合剪力墙薄壁类构件，单面板厚为50～60mm，利用先进设备自动布料成型，为实现构件两侧与板面表观一致性，配合比上相比常规清水混凝土适当放大了砂率，在适当的振动工艺下有效保证了色泽均一，有效控制了瑕疵缺陷的产生。

同样的，基于以上实施例技术方案，还可以用其它氧化铁类混凝土色粉，通过调整掺量或色粉复掺的方式来配制彩色清水饰面混凝土。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限定，本领域的技术人员在不脱离本发明的技术方案和配制思路的前提下，对技术方案所做出的变化和改进，也属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种预制构件用白色清水饰面混凝土，其特征在于，每立方混凝土包括以下重量组分：水泥320～400kg，掺合料50～190kg，粗骨料820～1010kg，细骨料630～980kg，匀质性调节剂0～15kg，减水剂5～16kg，水145～170kg，钛白粉0～35kg，混凝土总容重为2320～2430kg/m³；其中：

所述掺合料为矿粉或沸石粉中的至少一种；

所述匀质性调节剂为石灰石粉、超细碳酸钙、回收泥浆粉、纤维素醚中的至少一种；

所述细骨料为白云砂、回收水洗河砂或黄砂。

2.根据权利要求1所述的一种预制构件用白色清水饰面混凝土，其特征在于，所述水泥为白水泥或灰水泥，所述白水泥为Ⅰ级白度的白色P·W42.5水泥，所述灰水泥为P·O42.5水泥；其中：

当水泥为白水泥时，每立方混凝土包括以下重量组分：白水泥330～370kg，掺合料50～110kg，粗骨料820～900kg，细骨料850～980kg，匀质性调节剂0.057～13kg，减水剂5～10kg，水150～170份，钛白粉0～5kg；

当水泥为灰水泥时，每立方混凝土包括以下重量组分：灰水泥320～400kg，掺合料50～190kg，粗骨料880～1010kg，细骨料630～880kg，匀质性调节剂0～10kg，减水剂7.8～16kg，水145～170kg，钛白粉16～35kg。

3.根据权利要求1所述的一种预制构件用白色清水饰面混凝土，其特征在于，所述水泥的初凝时间不大于4小时，终凝时间不大于6小时，标准稠度用水量不大于28％，3d、28d胶砂抗压强度分别不小于28MPa、48MPa。

4.根据权利要求1所述的一种预制构件用白色清水饰面混凝土，其特征在于，所述矿粉为S95级，白度＞90％；所述沸石粉为325目混凝土用Ⅰ级天然沸石粉。

5.根据权利要求1所述的一种预制构件用白色清水饰面混凝土，其特征在于，所述石灰石粉为325目；所述超细碳酸钙为1250目；所述纤维素醚为20000～200000mPa·s的低粘度水溶性纤维素醚；所述回收泥浆粉来源于余料混凝土经砂石分离机处理后的新鲜废水，经沉淀、干燥、研磨和0.3mm过筛后得到的粉末。

6.根据权利要求1所述的一种预制构件用白色清水饰面混凝土，其特征在于，所述细骨料细度模数2.5～3.0，含泥量≤2.0％；所述回收水洗河砂为余料混凝土经泥浆水冲洗后分离、过4.75mm筛后所得，其中所述泥浆水为余料混凝土经分离机处理后的循环废水。

7.根据权利要求1所述的一种预制构件用白色清水饰面混凝土，其特征在于，所述粗骨料为粒径小于20mm的白云石或浅色碎石中的任一种，级配连续且其含泥量≤1.0％、压碎指标≤12％、针片状含量≤5％。

8.根据权利要求1所述的一种预制构件用白色清水饰面混凝土，其特征在于，所述减水剂为构件用早强型聚羧酸减水剂，混凝土减水率＞28％；所述钛白粉白度≥98％，纯度＞90％。

9.根据权利要求1所述的一种预制构件用白色清水饰面混凝土，其特征在于，每立方混凝土还包括聚丙烯纤维0.5～1kg，所述聚丙烯纤维长度为9～19mm。

10.一种权利要求1-9任一项所述的预制构件用白色清水饰面混凝土的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定预制构件用白色清水饰面混凝土中各材料的配合比；

2)将细骨料、粗骨料、水泥、掺合料、除纤维素醚外的匀质性调节剂、钛白粉、聚丙烯纤维根据配比按顺序依次加入搅拌机内预拌30～60s，搅拌均匀；

3)然后一并加入水和减水剂搅拌60～90s，需添加纤维素醚的，事先预溶解至水中；

4)拌合结束后得到C35～C80等级浅白色、米白色以上高白度要求的白色清水饰面混凝土。

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