CN114409435A - 一种陶粒表面改性轻质混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种陶粒表面改性轻质混凝土及其制备方法，陶粒表面改性轻质混凝土按照单方混凝土配合比(kg/m3)计，包括以下各组分：水泥，400‑500份；拌合水，150‑170份；改性陶粒，600‑700份，粒径5～20mm；陶砂，400‑500份，粒径为3～5mm，堆积密度为920kg/m3；粉煤灰，50‑60份，为C类II级粉煤灰；硅灰，0‑40份，堆积密度854kg/m3；外加剂，5.5～6.5，为聚羧酸系高效减水剂，其减水率为23％～27％，3小时泌水率不大于5％。本发明通过表面处理改善陶粒，在控制堆积密度不发生较大改变的前提下，能够提升陶粒50％的筒压强度，同时降低陶粒的吸水率，大约为处理前的30％左右，制备得到的轻质混凝土具有轻质高强的特性，提升了混凝土的综合性能。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土制备技术领域，特别是涉及一种陶粒表面改性轻质混凝土及其制备方法。
背景技术
轻集料混凝土较普通混凝土具有轻质、隔热、隔声、保温等效果。在满足设计强度的要求下，轻集料混凝土可降低30％～40％的自重，具有良好的经济和社会效益。高强轻集料混凝土可以广泛用于工业与民用建筑中的称重及非承重结构，且适用于软土地基、地震区和碱骨料反应多发区的大跨度桥梁及高层建筑。
轻集料混凝土的制备通常以陶粒取代部分或全部的石子，在满足设计强度的要求下，一般可以降低自重30％～40％。但由于陶粒本身的强度不高，且比普通粗骨料吸水率更大，使得用陶粒配制的轻集料混凝土强度发展有限。
因此，需要一种能够对陶粒进行表面处理的方法来提高陶粒的筒压强度，同时降低陶粒的吸水率，并保证陶粒的堆积密度不发生较大变化，以满足高强轻集料混凝土的配制需求，配制出轻质高强轻集料混凝土。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种陶粒表面改性轻质混凝土，用于解决现有技术中圆球形硅酸盐陶粒制品的不足及其配制的轻集料混凝土强度有限的问题，同时，本发明还将提供一种陶粒表面改性轻质混凝土的制备方法。
为实现上述目的及其他相关目的，
本发明的第一方面，提供一种陶粒表面改性轻质混凝土，按照单方混凝土配合比(kg/m3) 计，包括以下各组分：
水泥，400-500份，为P.O 52.5普通硅酸盐水泥，28d胶砂抗压强度≥56MPa，水泥的标准稠度用水≤27％，水泥初凝时间≥135min，终凝时间≤221min，水泥比表面积≤380m2/kg；
拌合水，150-170份；
改性陶粒，600-700份，粒径为5～20mm；
陶砂，400-500份，粒径为3～5mm，堆积密度为920kg/m3；
粉煤灰，50-60份，为F类II级粉煤灰；
硅灰，25-40份，堆积密度854kg/m3；
外加剂，5.5-6.5，为聚羧酸系高效减水剂，其减水率为23％～27％，3小时泌水率不大于5％；
所述陶粒制备方法如下：
步骤一、配制表面处理溶液，陶粒表面处理溶液为硅烷或硅酸乙酯；
步骤二、采用陶粒表面处理溶液对陶粒表面进行浸润处理；
步骤三、对陶粒进行干燥处理；
步骤四、对陶粒进行筒压强度、堆积密度及吸水率测试。
作为优选的技术方案，所述陶粒表面改性轻质混凝土的水胶比为0.3，粉煤灰及硅灰与水泥质量比为0.10-0.25，陶砂砂率为38％-42％，配制成的述陶粒表面改性轻质混凝土7d平均抗压强度为48.5MPa，28d平均抗压强度为65.8MPa，干表观密度为1820kg/m3。
作为优选的技术方案，所述步骤一中，陶粒表面处理溶液为稀释10倍的硅酸乙酯，所述步骤二中，将陶粒浸没于陶粒表面处理溶液内1小时，所述步骤三中，将处理后的陶粒在自然环境下干燥48小时。
作为优选的技术方案，所述步骤一中，陶粒表面处理溶液为稀释100倍的硅酸乙酯，所述步骤二中，将陶粒浸没于陶粒表面处理溶液内1小时，所述步骤三中，将处理后的陶粒在自然环境下干燥48小时。
作为优选的技术方案，所述步骤一中，陶粒表面处理溶液为硅酸乙酯，所述步骤二中，将陶粒浸没于陶粒表面处理溶液内1小时，所述步骤三中，将处理后的陶粒在自然环境下干燥48小时。
作为优选的技术方案，所述步骤一中，所述步骤一中，陶粒表面处理溶液为硅酸乙酯，所述步骤二中，将陶粒表面处理溶液喷涂于陶粒的表面，所述步骤三中，将处理后的陶粒在自然环境下干燥48小时。
作为优选的技术方案，所述步骤一中，陶粒表面处理溶液为硅烷，所述步骤二中，将陶粒浸没于陶粒表面处理溶液内1小时，所述步骤三中，将处理后的陶粒在自然环境下干燥48 小时。
本发明的第二方面，提供一种陶粒表面改性轻质混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照重量份称取拌合水、水泥、改性陶粒、陶砂、细砂、粉煤灰、硅灰、外加剂；
S2、将全部质量的水泥、陶粒、陶砂、粉煤灰、硅灰投入，搅拌1min；
S3、将全部质量的拌合水和外加剂混合投入，搅拌4min。
如上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明通过表面处理改善陶粒，在控制堆积密度不发生较大改变的前提下，能够提升陶粒50％的筒压强度，同时降低陶粒的吸水率，大约为处理前的30％左右，制备得到的轻质混凝土具有轻质高强的特性，提升了混凝土的综合性能。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
本实施例首先提供一种陶粒改性方法，包括以下步骤：
筛选七份5～20mm公称粒级的陶粒试样，其中试样1不做处理(对照组)；试样2、3分别采用喷涂处理的方法，将硅烷(WS 808)与硅酸乙酯(dynasylan A)溶液分别喷涂于陶粒表面，将处理后的陶粒在室内自然状态下干燥48h，基本达到干燥效果；试样4、5分别采用浸渍处理的方法，将陶粒分别浸泡于硅烷(WS 808)和硅酸乙酯(dynasylan A)溶液中1h，待溶液完全渗透陶粒，将处理后的陶粒在室内自然状态下干燥48h，基本达到干燥效果；试样6、7分别采用浸渍处理的方法，将陶粒分别浸泡于1：10和1：100稀释的硅酸乙酯溶液中1h，待溶液完全渗透陶粒，将处理后的陶粒在室内自然状态下干燥48h，基本达到干燥效果。
根据GB/T 17431.2-2010《轻集料及其试验方法第2部分：轻集料试验方法》分别测试七组试样的筒压强度、堆积密度及吸水率(见表1)。
表1轻集料的筒压强度、堆积密度及吸水率测试
由上表可知，经表面处理后的陶粒，其筒压强度均有所提升，吸水率大幅降低，且保持堆积密度不发生较大变化。其中经硅酸乙酯浸渍处理及1：10稀释的硅酸乙酯浸渍处理的陶粒，其各项指标均接近。为追求更高经济效益，优选1：10稀释硅酸乙酯浸渍处理的方法。
实施例2
本实施例提供一种陶粒表面改性轻质混凝土，本发明提供一种经表面处理改善性能的陶粒配制的轻质高强混凝土，按照单方混凝土配合比(kg/m3)计，由以下各组分组成：
水泥，400～500，为P.O 52.5普通硅酸盐水泥，28d胶砂抗压强度≥56MPa，水泥的标准稠度用水≤27％，水泥初凝时间≥135min，终凝时间≤221min，水泥比表面积≤380m2/kg；
拌合水，150～170；
改性陶粒，600～700，经硅酸乙酯浸渍处理及1：10稀释的硅酸乙酯浸渍处理的陶粒；
陶砂，400～500，所述陶砂粒径为3～5mm，堆积密度为920kg/m3；为保证试验的一致性以及陶砂破碎后比较面积增大、需水量大，因此陶砂采用与陶粒相同的表面处理方式；
粉煤灰，,50～60，所述粉煤灰为F类II级粉煤灰；
硅灰，25～40，堆积密度854kg/m3；
外加剂，5.5～6.5，所述外加剂为聚羧酸系高效减水剂，其减水率为23％～27％，3小时泌水率不大于5％；
轻质高强混凝土的水胶比为：0.3，粉煤灰及硅灰与水泥质量比例为：0.10～0.25，陶砂砂率为：38％～42％。配制成的轻质高强混凝土7d平均抗压强度为48.5MPa，28d平均抗压强度为65.8MPa，干表观密度为1820kg/m3。
上述低损失轻质高强泵送混凝土的制备方法如下：
S1、按照重量份称取拌合水、水泥、陶粒、陶砂、细砂、粉煤灰、硅灰外加剂；
S2、将全部质量的水泥、陶粒、陶砂、粉煤灰、硅灰投入，搅拌1min；
S3、将全部质量的拌合水和外加剂混合投入，搅拌4min。
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种经表面处理改善性能的陶粒配制的轻质高强混凝土，按照单方混凝土配合比(kg/m3)计，其组成为表2所示：
表2
实施例2
本实施例提供一种经表面处理改善性能的陶粒配制的轻质高强混凝土，按照单方混凝土配合比(kg/m3)计，其组成为表3所示：
表3
实施例3
本实施例提供一种经表面处理改善性能的陶粒配制的轻质高强混凝土，按照单方混凝土配合比(kg/m3)计，其组成为表4所示：
表4
实施例4
本实施例提供一种经表面处理改善性能的陶粒配制的轻质高强混凝土，按照单方混凝土配合比(kg/m3)计，其组成为表5所示：
表5
制备得轻质高强混凝土抗压强度测试《混凝土结构施工质量验收规范》(GB50204-2015)，检测轻质高强混凝土的物理力学性质，结果见表6。
表6
由表6可知，采用实施例1的配方获得的轻质高强混凝土的物理力学性能最佳，适用于轻质高强混凝土的大规模生产及应用。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种陶粒表面改性轻质混凝土，其特征在于，按照单方混凝土配合比(kg/m3)计，包括以下各组分：
水泥，400-500份，为P.O 52.5普通硅酸盐水泥，28d胶砂抗压强度≥56MPa，水泥的标准稠度用水≤27％，水泥初凝时间≥135min，终凝时间≤221min，水泥比表面积≤380m2/kg；
拌合水，150-170份；
改性陶粒，600-700份，粒径5～20mm；
陶砂，400-500份，粒径为3～5mm，堆积密度为920kg/m3；
粉煤灰，50-60份，为F类II级粉煤灰；
硅灰，25-40份，堆积密度854kg/m3；
外加剂，5.5-6.5，为聚羧酸系高效减水剂，其减水率为23％～27％，3小时泌水率不大于5％；
所述改性陶粒制备方法如下：
步骤一、配制陶粒表面处理溶液，陶粒表面处理溶液为硅烷或硅酸乙酯；
步骤二、采用陶粒表面处理溶液对陶粒表面进行浸润处理；
步骤三、对陶粒进行干燥处理；
步骤四、对陶粒进行筒压强度、堆积密度及吸水率测试。
2.如权利要1所述的一种陶粒表面改性轻质混凝土，其特征在于，所述陶粒表面改性轻质混凝土的水胶比为0.3，粉煤灰及硅灰与水泥质量比为0.10-0.25，陶砂砂率为38％-42％，配制成的述陶粒表面改性轻质混凝土7d平均抗压强度为48.5MPa，28d平均抗压强度为65.8MPa，干表观密度为1820kg/m3。
3.如权利要求1所述的一种陶粒表面改性轻质混凝土，其特征在于，所述步骤一中，陶粒表面处理溶液为稀释10倍的硅酸乙酯，所述步骤二中，将陶粒浸没于陶粒表面处理溶液内1小时，所述步骤三中，将处理后的陶粒在自然环境下干燥48小时。
4.如权利要求1所述的一种陶粒表面改性轻质混凝土，其特征在于，所述步骤一中，陶粒表面处理溶液为稀释100倍的硅酸乙酯，所述步骤二中，将陶粒浸没于陶粒表面处理溶液内1小时，所述步骤三中，将处理后的陶粒在自然环境下干燥48小时。
5.如权利要求1所述的一种陶粒表面改性轻质混凝土，其特征在于，所述步骤一中，陶粒表面处理溶液为硅酸乙酯，所述步骤二中，将陶粒浸没于陶粒表面处理溶液内1小时，所述步骤三中，将处理后的陶粒在自然环境下干燥48小时。
6.如权利要求1所述的一种陶粒表面改性轻质混凝土，其特征在于，所述步骤一中，所述步骤一中，陶粒表面处理溶液为硅酸乙酯，所述步骤二中，将陶粒表面处理溶液喷涂于陶粒的表面，所述步骤三中，将处理后的陶粒在自然环境下干燥48小时。
7.如权利要求1所述的一种陶粒表面改性轻质混凝土，其特征在于，所述步骤一中，陶粒表面处理溶液为硅烷，所述步骤二中，将陶粒浸没于陶粒表面处理溶液内1小时，所述步骤三中，将处理后的陶粒在自然环境下干燥48小时。
8.一种陶粒表面改性轻质混凝土的制备方法，用于制备权利要1-7任一项所述陶粒表面改性轻质混凝土，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照重量份称取拌合水、水泥、改性陶粒、陶砂、细砂、粉煤灰、硅灰外加剂；
S2、将全部质量的水泥、陶粒、陶砂、粉煤灰、硅灰投入，搅拌1min；
S3、将全部质量的拌合水和外加剂混合投入，搅拌4min。
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