CN114804918A - 一种陶粒混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陶粒混凝土及其制备方法，陶粒混凝土，按重量份，包括以下原料：普通硅酸盐水泥210～230份，矿粉70～90份，粉煤灰50～70份，机制砂390～410份，石屑760～780份，页岩陶粒290～310份，外加剂10～20份，水140～160份。本发明达到了LC30的强度等级，是一种轻质高强且具有良好保温性能的新型建材，将本发明陶粒混凝土应用于叠合楼板后浇层中形成结构‑保温一体板是建筑产业化与绿色建筑的一次完美结合，将具有良好的发展前景。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土材料领域，尤其涉及一种陶粒混凝土及其制备方法。
背景技术
装配式混凝土结构主要采用普通混凝土，普通混凝土的可模性好，强度高，原材料丰富；同时自重大，保温隔热性能较差。比如，叠合楼板由工厂预制混凝土底板，再施工现场浇筑混凝土现浇层而形成。但是这种楼面做法楼板自重大，建造成本较高。
陶粒混凝土是以陶粒代替普通混凝土中粗骨料形成的混凝土。虽然质量轻，能解决自重大的问题，但陶粒混凝土的强度不高，保温性能差，导致不能大面积应用在结构构件中。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种抗压强度高、保温性能好的陶粒混凝土及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种陶粒混凝土，按重量份，包括以下原料：普通硅酸盐水泥210～230份，矿粉70～90份，粉煤灰50～70份，机制砂390～410份，石屑760～780份，页岩陶粒290～310份，外加剂10～20份，水140～160份。
进一步地，所述普通硅酸盐水泥为P·O42.5R水泥。
进一步地，所述矿粉为S95级粒化高炉矿渣粉过150目方孔筛而得。
进一步地，所述粉煤灰为经酸化处理后的F类二级粉煤灰。
进一步地，所述机制砂的粒径为2～4mm。
进一步地，所述石屑的细度模数为1.7～4.5，比表面积为400～500m2/kg，容重为1.36～1.60g/cm3，空隙率为42％～47％。
进一步地，所述页岩陶粒的密度等级在800级以上，堆积密度在700～800kg/m3，粒径为5～16mm，1h吸水率≥3％，筒压强度≥4Mpa。
进一步地，所述外加剂包括聚羧酸高性能减水剂、发泡剂、纤维素醚。
本发明还提供上述陶粒混凝土的制备方法，包括如下步骤：
(1)将页岩陶粒、机制砂、石屑混合均匀后，加入普通硅酸盐水泥、粉煤灰及矿粉并搅拌均匀，得到混凝土前驱体；
(2)在步骤(1)所得混凝土前驱体中加入水和外加剂，搅拌后即得所述陶粒混凝土。
本发明的有益效果体现在：
(1)石屑不同于普通细沙，石屑级配差，呈针状和不规则状，比表面积比普通细沙要大得多。本发明选用比表面积为400～500m2/kg的石屑，目的是为了便于水泥和外加剂粘结，有利于提高混凝土强度，增加混凝土的流动性。另外，要求石屑中的二氧化硅大于90％的原因是因为配方中水泥含量较多，拟中和水泥带来的碱性，避免发生碱骨料反应，避免混凝土楼板膨胀、开裂；
本发明引入比表面积为400～500m2/kg的石屑，是为了便于水泥和外加剂粘结，有利于提高混凝土强度，增加混凝土的流动性。同时优选限定了配方中水泥、粉煤灰及石屑中的钙硅比，使得混凝土原料中的氧化钙与二氧化硅反应后迅速提升产品的强度。
(2)本发明中加入密度等级800级以上的页岩陶粒，可以使得页岩陶粒混凝土28d养护的抗压强度达到30Mpa以上，且能在结构构件中使用；
(3)本发明综合成本低，容重小，可用于建筑楼板结构层，克服现有产品自重大、强度偏低、楼板厚度大、安装难度高等问题。
(4)本发明达到了LC30的强度等级，是一种轻质高强且具有良好保温性能的新型建材，将本发明陶粒混凝土应用于叠合楼板后浇层中形成结构-保温一体板是建筑产业化与绿色建筑的一次完美结合，将具有良好的发展前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
以下实施例所使用的各种原料和设备，如未作特别说明，均为本领域公知的市售产品。
本发明陶粒混凝土，按重量份，包括以下原料：普通硅酸盐水泥210～230份，矿粉70～90份，粉煤灰50～70份，机制砂390～410份，石屑760～780份，页岩陶粒290～310份，外加剂10～20份，水140～160份。
其中，普通硅酸盐水泥为购自燕新控股集团有限公司的P·O42.5R水泥；石屑购自深圳市为海建材有限公司，细度模数为1.7～4.5，比表面积为400～500m2/kg，容重为1.36～1.60g/cm3，空隙率为42％～47％；粉煤灰购自石家庄驰霖矿产品有限公司，为F类二级粉煤灰，并对其进行酸化处理，酸化处理过称为：取F类二级粉煤灰置于水中清洗，去除块状物及悬浮渣，过滤、干燥后备用，将清洗后的粉煤灰用浓度为6mol/L的硝酸酸溶液浸泡24h，洗涤至中性，然后过滤，于100℃下烘干，制得硝酸酸化后的F类二级粉煤灰；机制砂购自重庆市顺志矿业有限公司，粒径为2～4mm；页岩陶粒，购自南京咏捷新型建材有限公司，密度等级在800级以上，堆积密度在700～800kg/m3，粒径为5～16mm，1h吸水率≥3％，筒压强度≥4Mpa；矿粉购自唐山建龙实业有限公司，为S95级粒化高炉矿渣粉并过150目方孔筛；外加剂包括购自唐山赏东水泥外加剂有限责任公司的聚羧酸高性能减水剂、购自济南远祥化工有限公司的十二烷基硫酸钠发泡剂、购自福州四方化工有限公司纤维素醚，聚羧酸高性能减水剂、十二烷基硫酸钠发泡剂、纤维素醚的质量比为1:1:1。
为了便于理解本发明各原料对材料性能的影响，下面提供本发明的5个实施例与4个对比例进行效果对比，各实施例和各对比例的配方如表1所示，其中：对比例3中采用的陶粒替换为粘土陶粒，所有实施例和对比例的制备方法相同(对比例中，若原料没有则不添加，步骤仍旧操作)，具体过程如下：
(1)将页岩陶粒、机制砂、石屑混合均匀后，加入普通硅酸盐水泥、粉煤灰及矿粉并搅拌均匀，得到混凝土前驱体；
(2)在步骤(1)所得混凝土前驱体中加入水、聚羧酸高性能减水剂并混合搅拌均匀，随后加入十二烷基硫酸钠发泡剂、纤维素醚并继续搅拌30～40s，即得所述陶粒混凝土。
表1实施例和对比例的组成(单位：重量份)
| 序号 | 水泥 | 矿粉 | 粉煤灰 | 机制砂 | 石屑 | 页岩陶粒 | 外加剂 | 水 |
| 实施例1 | 210 | 70 | 50 | 390 | 760 | 290 | 10 | 140 |
| 实施例2 | 220 | 80 | 60 | 400 | 770 | 300 | 20 | 150 |
| 实施例3 | 230 | 90 | 70 | 410 | 780 | 310 | 30 | 160 |
| 实施例4 | 215 | 75 | 55 | 395 | 765 | 295 | 15 | 145 |
| 实施例5 | 225 | 85 | 65 | 405 | 775 | 305 | 25 | 155 |
| 对比例1 | 190 | 80 | 65 | 390 | 766 | 300 | 15 | 140 |
| 对比例2 | 230 | 90 | 70 | 410 | 780 | 250 | 30 | 160 |
| 对比例3 | 215 | 75 | 55 | 395 | 765 | 295(粘土陶粒) | 15 | 145 |
| 对比例4 | 220 | 80 | 60 | 400 | 600 | 300 | 20 | 150 |
实施例1-5和对比例1-4所得陶粒混凝土标养抗压强度的性能测试结果如表2所示：
表2实施例和对比例的性能测试结果
从以上可以看出，实施例1至5为采用本发明技术方案获得的陶粒混凝土，具有抗压强度高、保温性能好等技术特点，达到了LC30的强度等级，满足规范对标准立方体试块不同龄期的抗压强度要求。采用本技术方案制备的混凝土可在装配式建筑结构构件中使用。而对比例1至4中陶粒混凝土不同龄期的抗压强度明显不满足规范要求。
对比例1和对比例2中水泥含量和页岩陶粒不满足规范要求，导致28d抗压强度达不到规范要求。页岩陶粒是陶粒混凝土中的粗骨料，一方面为陶粒提供一定抗压强度，另一方面为提高陶粒混凝土的导热性能。
对比例3中将页岩陶粒换成粘土陶粒，陶粒混凝土的抗压强度无法满足结构设计需求，且混凝土的导热性能相对较差。
对比例4中石屑的含量不满足规范要求，导致28d抗压强度达不到规范要求。本发明中加入特定的石屑是为了便于水泥和外加剂粘结，有利于提高混凝土强度，增加混凝土的流动性。
据此表明，本发明中水泥、石屑、800级页岩陶粒的组分以及陶粒的类型均对抗压强度具有非常大的影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种陶粒混凝土，其特征在于，按重量份，包括以下原料：普通硅酸盐水泥210～230份，矿粉70～90份，粉煤灰50～70份，机制砂390～410份，石屑760～780份，页岩陶粒290～310份，外加剂10～20份，水140～160份。
2.如权利要求1所述的陶粒混凝土，其特征在于，所述普通硅酸盐水泥为P·O42.5R水泥。
3.如权利要求1所述的陶粒混凝土，其特征在于，所述矿粉为S95级粒化高炉矿渣粉过150目方孔筛而得。
4.如权利要求1所述的陶粒混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为经酸化处理后的F类二级粉煤灰。
5.如权利要求1所述的陶粒混凝土，其特征在于，所述机制砂的粒径为2～4mm。
6.如权利要求1所述的陶粒混凝土，其特征在于，所述石屑的细度模数为1.7～4.5，比表面积为400～500m2/kg，容重为1.36～1.60g/cm3，空隙率为42％～47％。
7.如权利要求1所述的陶粒混凝土，其特征在于，所述页岩陶粒的密度等级在800级以上，堆积密度在700～800kg/m3，粒径为5～16mm，1h吸水率≥3％，筒压强度≥4Mpa。
8.如权利要求1所述的陶粒混凝土，其特征在于，所述外加剂包括聚羧酸高性能减水剂、发泡剂、纤维素醚。
9.如权利要求1至8中任一项所述的陶粒混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将页岩陶粒、机制砂、石屑混合均匀后，加入普通硅酸盐水泥、粉煤灰及矿粉并搅拌均匀，得到混凝土前驱体；
(2)在步骤(1)所得混凝土前驱体中加入水和外加剂，搅拌后即得所述陶粒混凝土。
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