CN114230265A - 一种白色清水混凝土、配制装置及配制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种白色清水混凝土、配制装置及配制方法，属于混凝土制备领域，其配比中包括水泥、粉煤灰、碎石、中粗砂、矿粉、外加剂、水和钛白粉，每立方混凝土中质量比为水泥:粉煤灰:碎石:中粗砂:矿粉:外加剂:水:钛白粉＝260:40:910:920:60:(6.5～10):162:(25～40)，增强混凝土的强度，保证了混凝土的成品色泽、和易性和质量。

Description

一种白色清水混凝土、配制装置及配制方法
技术领域
本发明属于混凝土制备领域，具体涉及一种白色清水混凝土、配制装置及配制方法。
背景技术
清水混凝土又称装饰混凝土，通过一次浇注成型，直接采用现浇混凝土的自然表面作为饰面，具有一定的装饰效果，常见为白色，无需另外涂装、贴瓷砖、贴石材等工序。清水混凝土可以节省建筑材料，减少建筑垃圾，提高混凝土环保性能，在景观、园林等领域逐渐被广泛使用。
清水混凝土由于无需另外贴瓷砖和贴石材等工序，对硬度等性能有更高的要求，为了满足对清水混凝土的硬度等性能要求，目前常用的清水混凝土中水泥等胶凝材料用量较多。
针对上述相关技术，目前在清水混凝土领域，依旧存在强度不足，外观色泽不足，和易性不足和质量不稳的技术问题，例如，混凝土干燥收缩和温度收缩等作用强烈。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：增强混凝土的强度，保证了混凝土的成品色泽、和易性和质量。
为了解决上述技术问题，发明人经过实践和总结得出本发明的技术方案，本发明公开了一种白色清水混凝土，其配比中包括水泥、粉煤灰、碎石、中粗砂、矿粉、外加剂、水和钛白粉，每立方混凝土中质量比为水泥:粉煤灰:碎石:中粗砂:矿粉:外加剂:水:钛白粉＝260:40:910:920:60:(6.5～10):162:(25～40)。
一种白色清水混凝土的配制方法，包括以下步骤：
步骤一、首先，确定配置装置，打开进料口，往配置装置内腔内添加原料，比例为粉煤灰：碎石：中粗砂：矿粉＝40:910:920:60；
其中，粉煤灰为Ⅱ级，细度为小于15％，烧失量小于8.0％、含水量小于1.0％、三氧化硫含量小于3.0％、密度小于2.6g/cm、强度活性指数大于70.0％；
碎石指标为碎石含泥量小于0.5％，针片颗粒含量小于10％；
中粗砂指标为河砂，含泥量小于0.5％，坚固性小于8％，细度模数为2.8；采用河砂的质量稳定性比机制砂要好，采用河砂之后的清水混凝土拆模效果表面色泽均匀，表面蜂窝麻面比采用机制砂的清水混凝土要少很多，故中粗砂采用河砂。
矿粉为S95级矿粉，其密度大于2.8g/cm2、比表面积大于400、三氧化硫含量小于4％、含水量为小于1.0％、流动度比大于95、7天活性指数大于70、28天活性指数大于95；
加入原料后，启动第一搅拌电机，时间为10～15min,速度为100～150r/min；
步骤二、往配置装置的进料口内添加设定比例的钛白粉；
其中，钛白粉中TiO2的含量大于92％、水悬浮液PH值＝(6.5～8.5)、金红石转化率为大于97.5％；
步骤三、设定需要添架比例的水，以150-400r/min的转速搅拌，并加入外加剂，外加剂包括聚羧酸泵送剂，减水率大于14％、含气量小于4.5％、收缩率比小于135％、泌水率比小于100％；
后从进料口，加入水泥，水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥，控制烧失量的含量小于5.0％、三氧化硫的含量小于3.5％、氧化镁的含量小于5.0％、氯离子的含量小于0.06％，搅拌5～10分钟，制得白色清水混凝土。
进一步的，所述步骤二中的钛白粉的颜色(L*a*b)中L大于97。
进一步的，所述步骤三中的水泥的初凝时间大于45min，终凝时间小于600min；
所述步骤三中的聚羧酸泵送剂，泌水率比小于100％、总碱量为0.17％、氯离子含量为0％和PH值＝6.7。
进一步的，所述步骤一种的碎石中，硫化物及硫酸盐含量小于1.0％、碱活性为0.06％和压碎值指标为8％(满足小于16％)。
进一步的，所述配置装置包括罐体，所述罐体内设置有内腔，所述内腔内安装有搅拌杆，所述搅拌杆的底端设置有搅拌叶，所述搅拌叶与搅拌杆固定连接，所述罐体上安装有驱动电机，所述驱动电机上安装机架，所述机架与罐体可拆卸连接，所述驱动电机安装在机架内，所述搅拌杆适于穿过罐体上层并通过连接联轴器与驱动电机的输出端相连接；
所述罐体上分别设置有进料口和出料口，所述进料口位于罐体的上端，所述出料口位于罐体的侧壁上。
进一步的，所述罐体的上安装有竖直件，所述竖直件外安装有固定电机，所述固定电机与罐体固定连接，所述竖直件适于穿过罐体上侧并在内腔内安装有横向板，所述横向板的下端安装有捣杵杆，所述捣杵杆与横向板固定连接。
进一步的，所述竖直件包括齿条框架，所述齿条框架内设置有竖向齿条，所述竖向齿条内啮合有齿轮，所述固定电机的输出端与齿轮可拆卸连接，所述固定电机适于驱动齿条框架上下运动。
进一步的，所述固定电机至少设置有两组，且等间距分布在罐体的上端；所述捣杵杆设置有多组且分布于横向板的下端，所述搅拌叶位于多组所述捣杵杆中间；所述进料口下设置有进料管，所述进料口与进料口固定连接，所述进料管的水平位置位于横向板的外端；所述罐体外设置有观察槽，所述观察槽适于观察内腔混凝土搅拌。
与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：
本发明的白色清水混凝土相对现有的清水混凝土，其具备稳定的质量；外观色泽较好；和易性比较好，容易施工；强度满足基本要求，中粗砂为河砂，色泽比较均匀，气孔很少，施工的和易性比较好。
其次，本发明对于搅拌的常见搅拌效果不足的技术问题，增设竖直方向上的固定电机及捣杵杆，实现在搅拌杆旋转搅拌时，实现上下捣杵，将混凝土的搅拌时间进行加速，搅拌更为均匀，继而达到较为密实的混凝土，保证混凝土的初凝的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明配置装置的正视图；
图2为本发明配置装置的剖视图；
图3为本发明配置装置的俯视图；
图4为本发明配置装置的竖直件结构图；
图5为本发明中的白色清水混凝土成品图；
图6为本发明中中粗砂修改为河砂样品图。
图中：1、罐体；2、搅拌杆；3、搅拌叶；4、驱动电机；5、机架；6、进料口；7、出料口；8、竖直件；9、固定电机；10、横向板；11、捣杵杆；12、齿条框架；13、齿轮；14、进料管；15、观察槽。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
用于搅拌混凝土的配置装置，包括罐体1，罐体1内设置有内腔，内腔内安装有搅拌杆2，搅拌杆2的底端设置有搅拌叶3，搅拌叶3与搅拌杆2固定连接，罐体1上安装有驱动电机4，驱动电机4上安装机架5，机架5与罐体1可拆卸连接，驱动电机4安装在机架5内，搅拌杆2适于穿过罐体1上层并通过连接联轴器与驱动电机4的输出端相连接；
罐体1上分别设置有进料口6和出料口7，进料口6位于罐体1的上端，出料口7位于罐体1的侧壁上。
罐体1的上安装有竖直件8，竖直件8外安装有固定电机9，固定电机9与罐体1固定连接，竖直件8适于穿过罐体1上侧并在内腔内安装有横向板10，横向板10的下端安装有捣杵杆11，捣杵杆11与横向板10固定连接。
竖直件8包括齿条框架12，齿条框架12内设置有竖向齿条，竖向齿条内啮合有齿轮13，固定电机9的输出端与齿轮13可拆卸连接，固定电机9适于驱动齿条框架12上下运动。
固定电机9设置有两组，且等间距分布在罐体1的上端；捣杵杆11设置有多组且分布于横向板10的下端，搅拌叶3位于多组捣杵杆11中间；进料口6下设置有进料管14，进料口6与进料口6固定连接，进料管14的水平位置位于横向板10的外端；罐体1外设置有观察槽15，观察槽15适于观察内腔混凝土搅拌。
在罐体1上安装还安装有输水管道，输水管道的上端通过安装控制阀进一步对输水管道控制开关，罐体1外设置有控制面板，控制面板适于控制输水管道加水量大小，控制面板还适于控制驱动电机4的运转时间和固定电机9的运转时间，实现一边上下捣杵一边旋转的搅拌效果，图6为中粗砂为河砂样板图，色泽比较均匀，气孔很少，施工的和易性比较好。
一种白色清水混凝土，其配比中包括水泥、粉煤灰、碎石、中粗砂、矿粉、外加剂、水和钛白粉，每立方混凝土中质量比为水泥:粉煤灰:碎石:中粗砂:矿粉:外加剂:水:钛白粉＝260:40:910:920:60:(6.5～10):162:(25～40)。
一种白色清水混凝土的配制方法，包括以下步骤：
步骤一、首先，确定配置装置，打开进料口6，往配置装置内腔内添加原料，比例为粉煤灰：碎石：中粗砂：矿粉＝40:910:920:60；
其中，粉煤灰为Ⅱ级，细度为小于15％，烧失量小于8.0％、含水量小于1.0％、三氧化硫含量小于3.0％、密度小于2.6g/cm、强度活性指数大于70.0％；
碎石指标为碎石含泥量小于0.5％，针片颗粒含量小于10％，硫化物及硫酸盐含量小于1.0％、碱活性为0.06％和压碎值指标为小于16％；
中粗砂指标为河砂，含泥量小于0.5％，坚固性小于8％，细度模数为2.8；
矿粉为S95级矿粉，其密度大于2.8g/cm2、比表面积大于400、三氧化硫含量小于4％、含水量为小于1.0％、流动度比大于95、7天活性指数大于70、28天活性指数大于95；
加入原料后，启动第一搅拌电机，时间为10～15min,速度为100～150r/min；
步骤二、往配置装置的进料口6内添加设定比例的钛白粉；
其中，钛白粉中TiO2的含量大于92％、水悬浮液PH值＝(6.5～8.5)、金红石转化率为大于97.5％，颜色(L*a*b)中L大于97；
步骤三、设定需要添架比例的水，以150-400r/min的转速搅拌，并加入外加剂，外加剂包括聚羧酸泵送剂，减水率大于14％、含气量小于4.5％、收缩率比小于135％、泌水率比小于100％；
后从进料口6，加入水泥，水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥，控制烧失量的含量小于5.0％、三氧化硫的含量小于3.5％、氧化镁的含量小于5.0％、氯离子的含量小于0.06％，搅拌5～10分钟，水泥的初凝时间大于45min，终凝时间小于600min，制得白色清水混凝土。
步骤三中的聚羧酸泵送剂，泌水率比小于100％、总碱量为0.17％、氯离子含量为0％和PH值＝6.7。
实施例1
水泥:粉煤灰:碎石:中粗砂:矿粉:外加剂:水:钛白粉＝260:40:910:920:60:6.5:162:25。
其中，粉煤灰为Ⅱ级，来源于发电厂，参数有细度为14.8％、烧失量为4.7％、含水量为0.1％、三氧化硫为0.7％、游离氧化钙为0、密度为2.5g/cm和强度活性指数为78.4％。
碎石来源于采石场，含泥量为0.4％、泥块含量为0、针片颗粒含量为5％、硫化物及硫酸盐含量为0.04％、碱活性为0.06％和压碎值指标为8％。
中粗砂为河砂，含泥量为0.1％、云母及轻物质含量均为0.0％、坚固性为3％、氯离子含量为0％、碱活性为0.05％和细度模数为2.8。
矿粉为S95级矿粉，密度为2.88g/cm2、比表面积为416、三氧化硫为0.22％、含水量为0.15％、流动度比为105、7天活性指数为76和28天活性指数为105。
钛白粉，TiO2的含量为95.1％、颜色(L*a*b*)中L＝98.08、水悬浮液PH值＝7.32和金红石转化率为98.56％。
水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥，初凝时间为224min、终凝时间为283min、烧失量为3.51％、三氧化硫为1.88％、氧化镁为1.51％和氯离子含量为0.031％。
外加剂为聚羧酸泵送剂，减水率为27％、含气量为3.1％、收缩率比为104、泌水率比为28％、总碱量为0.17％、氯离子含量为0％和PH值＝6.7。
水为普通自来水，每立方混凝土中掺入162kg。
实施例2
水泥:粉煤灰:碎石:中粗砂:矿粉:外加剂:水:钛白粉＝260:40:910:920:60:6.5:162:40。
其中，碎石含泥量为0.5％、针片颗粒含量为8％；中粗砂为河砂，含泥量为0.5％和细度模数为2.8；矿粉密度为3.24g/cm2、比表面积为443、三氧化硫为0.28％、含水量为0.11％、流动度比为134、7天活性指数为71和28天活性指数为98；外加剂为聚羧酸泵送剂，减水率为33％、含气量为4.1％、收缩率比为100％、泌水率比为22％；其他含量与实施例1相一致。
实施例3
水泥:粉煤灰:碎石:中粗砂:矿粉:外加剂:水:钛白粉＝260:40:910:920:60:10:162:25。
其中，钛白粉，TiO2的含量为92.3％、水悬浮液PH值＝6.57和金红石转化率为97.83％；中粗砂为河砂，含泥量为0.5％和细度模数为2.8；外加剂为聚羧酸泵送剂，减水率为27％、含气量为3.1％、收缩率比为104、泌水率比为28％、总碱量为0.17％、氯离子含量为0％和PH值＝6.7；其他含量与实施例1相一致。
实施例4
水泥:粉煤灰:碎石:中粗砂:矿粉:外加剂:水:钛白粉＝260:40:910:920:60:10:162:40。
其中，钛白粉含量为97.3％、水悬浮液PH值＝8.12和金红石转化率为98.84％；TiO2的外加剂为聚羧酸泵送剂，减水率为18％、含气量为4.13％、收缩率比为124％、泌水率比为32％；其他含量与实施例1相一致。
对照例
水泥:粉煤灰:碎石:中粗砂:矿粉:外加剂:水:钛白粉＝260:40:910:920:60:10:162:25。
其中，中粗砂为有机砂，每立方混凝土中掺入920kg，其主要的技术参数有含泥量为0.1％、坚固性为3％、氯离子含量为0％、碱活性为0.05％和细度模数为2.8；钛白粉，TiO2的含量为92.3％、水悬浮液PH值＝6.57和金红石转化率为97.83％；外加剂为聚羧酸泵送剂，减水率为18％、含气量为4.13％、收缩率比为124％、泌水率比为32％；其他含量与实施例1相一致；其他含量与实施例1相一致。
其实施例1-4和对照例的含气量、扩展度和坍落度的测试按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行。结果如下表所示：
Figure BDA0003389571510000081
Figure BDA0003389571510000091
由如上试验结果可知，通过改变外加剂的含量以及钛白粉与中粗砂的材料，可以得到不同的白色清水混凝土效果，已达到稳定的质量；外观色泽较好；和易性比较好，容易施工；强度满足基本要求。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种白色清水混凝土，其特征在于：其配比中包括水泥、粉煤灰、碎石、中粗砂、矿粉、外加剂、水和钛白粉，每立方混凝土中质量比为水泥:粉煤灰:碎石:中粗砂:矿粉:外加剂:水:钛白粉＝260:40:910:920:60:(6.5～10):162:(25～40)。
2.如权利要求1所述的一种白色清水混凝土的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、首先，确定配置装置，打开进料口(6)，往配置装置内腔内添加原料，比例为粉煤灰：碎石：中粗砂：矿粉＝40:910:920:60；
其中，粉煤灰为Ⅱ级，细度为小于15％，烧失量小于8.0％、含水量小于1.0％、三氧化硫含量小于3.0％、密度小于2.6g/cm、强度活性指数大于70.0％；
碎石指标为碎石含泥量小于0.5％，针片颗粒含量小于10％；
中粗砂指标为河砂，含泥量小于0.5％，坚固性小于8％，细度模数为2.8；
矿粉为S95级矿粉，其密度大于2.8g/cm2、比表面积大于400、三氧化硫含量小于4％、含水量为小于1.0％、流动度比大于95、7天活性指数大于70、28天活性指数大于95；
加入原料后，启动第一搅拌电机，时间为10～15min,速度为100～150r/min；
步骤二、往配置装置的进料口(6)内添加设定比例的钛白粉；
其中，钛白粉中TiO2的含量大于92％、水悬浮液PH值＝(6.5～8.5)、金红石转化率为大于97.5％；
步骤三、设定需要添架比例的水，以150-400r/min的转速搅拌，并加入外加剂，外加剂包括聚羧酸泵送剂，减水率大于14％、含气量小于4.5％、收缩率比小于135％、泌水率比小于100％；
后从进料口(6)，加入水泥，水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥，控制烧失量的含量小于5.0％、三氧化硫的含量小于3.5％、氧化镁的含量小于5.0％、氯离子的含量小于0.06％，搅拌5～10分钟，制得白色清水混凝土。
3.根据权利要求2所述的一种白色清水混凝土的配制方法，其特征在于：所述步骤二中的钛白粉的颜色(L*a*b)中L大于97。
4.根据权利要求2所述的一种白色清水混凝土的配制方法，其特征在于：
所述步骤三中的水泥的初凝时间大于45min，终凝时间小于600min；
所述步骤三中的聚羧酸泵送剂，泌水率比小于100％、总碱量为0.17％、氯离子含量为0％和PH值＝6.7。
5.根据权利要求2所述的一种白色清水混凝土的配制方法，其特征在于：所述步骤一种的碎石中，硫化物及硫酸盐含量小于1.0％、碱活性为0.06％和压碎值指标为8％(满足小于16％)。
6.如权利要求2所述的一种白色清水混凝土的配制装置，其特征在于：所述配置装置包括罐体(1)，所述罐体(1)内设置有内腔，所述内腔内安装有搅拌杆(2)，所述搅拌杆(2)的底端设置有搅拌叶(3)，所述搅拌叶(3)与搅拌杆(2)固定连接，所述罐体(1)上安装有驱动电机(4)，所述驱动电机(4)上安装机架(5)，所述机架(5)与罐体(1)可拆卸连接，所述驱动电机(4)安装在机架(5)内，所述搅拌杆(2)适于穿过罐体(1)上层并通过连接联轴器与驱动电机(4)的输出端相连接；
所述罐体(1)上分别设置有进料口(6)和出料口(7)，所述进料口(6)位于罐体(1)的上端，所述出料口(7)位于罐体(1)的侧壁上。
7.根据权利要求6所述的一种白色清水混凝土的配制装置，其特征在于：所述罐体(1)的上安装有竖直件(8)，所述竖直件(8)外安装有固定电机(9)，所述固定电机(9)与罐体(1)固定连接，所述竖直件(8)适于穿过罐体(1)上侧并在内腔内安装有横向板(10)，所述横向板(10)的下端安装有捣杵杆(11)，所述捣杵杆(11)与横向板(10)固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种白色清水混凝土的配制装置，其特征在于：所述竖直件(8)包括齿条框架(12)，所述齿条框架(12)内设置有竖向齿条，所述竖向齿条内啮合有齿轮(13)，所述固定电机(9)的输出端与齿轮(13)可拆卸连接，所述固定电机(9)适于驱动齿条框架(12)上下运动。
9.根据权利要求8所述的一种白色清水混凝土的配制装置，其特征在于：所述固定电机(9)至少设置有两组，且等间距分布在罐体(1)的上端；
所述捣杵杆(11)设置有多组且分布于横向板(10)的下端，所述搅拌叶(3)位于多组所述捣杵杆(11)中间；
所述进料口(6)下设置有进料管(14)，所述进料口(6)与进料口(6)固定连接，所述进料管(14)的水平位置位于横向板(10)的外端；
所述罐体(1)外设置有观察槽(15)，所述观察槽(15)适于观察内腔混凝土搅拌。
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