CN115180971A - 一种高透水预拌混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种高透水预拌混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及混凝土领域，具体公开了一种高透水预拌混凝土及其制备方法，高透水预拌混凝土包括以下质量份数的组分：水100份；水泥196‑198份；粉煤灰35‑36份；粗骨料1135‑1140份；玻璃纤维30‑33份；外加剂3‑3.1份；玻璃纤维由二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾复配并经熔融、拉丝制得。本发明具有提高透水混凝土的抗压强度的优点。

Description

一种高透水预拌混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土领域，尤其是涉及一种高透水预拌混凝土及其制备方法。
背景技术
透水混凝土也称为多孔混凝土，其主要是通过在混凝土中不含细骨料，只含粗骨料，使得混凝土中具有大量的孔隙，从而实现较好的透水效果。
透水混凝土的粗骨料表面包裹薄层水泥浆以使粗骨料相互粘结，形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，具有透气、透水和重量轻的特点。
但，透水混凝土中因为缺乏细骨料的填充，由于粗骨料粒径较大，比表面积小，通过水泥连接粗骨料的连接面积较少，连接力下降，使得粗骨料的连接稳定性较低，且孔隙处没有细骨料分担承力，使得透水混凝土的抗压强度较低，因此，还有改善空间。
发明内容
为了提高透水混凝土的抗压强度，本申请提供一种高透水预拌混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种高透水预拌混凝土，采用如下的技术方案：
一种高透水预拌混凝土，包括以下质量份数的组分：
水100份；
水泥196-198份；
粉煤灰35-36份；
粗骨料1135-1140份；
玻璃纤维30-33份；
外加剂3-3.1份；
所述玻璃纤维由二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾复配并经熔融、拉丝制得。
通过采用上述技术方案，通过采用二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾复配制成玻璃纤维，使得玻璃纤维表面具有鳞片状凸起，使得玻璃纤维的比表面积增大，从而使得玻璃纤维与骨料、水泥石的连接更为稳定，使得玻璃纤维能更好地补强水泥石，使得水泥石不易破坏，相邻粗骨料之间不易因水泥石破坏而分离，同时还能增加水泥石与粗骨料的连接稳定性，使得水泥石与粗骨料不易剥离，从而使得对混凝土的补强效果较佳，相比于普通的玻璃纤维，具有更好的补强改性效果。
由于二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾复配，制得的玻璃纤维的拉伸强度更高，且表面粗糙，不再是光滑的表面，从而实现与水泥石、骨料更强的连接稳定性，使得透水混凝土能具有更高的透水率的同时保持足够的强度，尤其由于制备地坪时，能使地坪快速排水，同时结构稳定，不易破损。
优选的，所述二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾的质量比例为1：0.5：0.2：0.8
通过采用上述技术方案，通过具体选择二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾的质量比例，制得的玻璃纤维的拉伸强度更高，更不易被拉断，补强效果更佳。
优选的，所述外加剂为葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠的复配。
通过采用上述技术方案，通过采用葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠复配，使得减水缓凝的效果较佳，预拌混凝土能具有更长的运输距离，且具有较为合适的流动性，浇筑后形成均匀的混凝土结构，空穴分布更为均匀，透水率较高的同时，抗压强度也较高，结构更为稳定。
优选的，所述葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠的质量比例为3：1：2：4。
通过采用上述技术方案，通过具体选择葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠的质量比例，调节混凝土拌和料的流动性更为适合加工，更易形成均匀分布的空穴，制得的混凝土的强度更高。
优选的，所述粗骨料的粒径为20-30mm。
通过采用上述技术方案，通过具体选择粗骨料的粒径，使得形成的孔穴较大，相比一般的透水混凝土的孔穴要大，具有更高的透水率，排水能力更强，且在特殊的玻璃纤维的补强下，依旧具有较强的强度，结构稳定性较高。
第二方面，本申请提供一种高透水预拌混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种上述的高透水预拌混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)，制备玻璃纤维；
步骤2)，将50％水与水泥、粉煤灰、粗骨料、玻璃纤维，混合均匀；
步骤3)，加入剩下的50％水和外加剂，混合均匀，得高透水预拌混凝土。
通过采用上述技术方案，通过先加50％水与水泥、粉煤灰、粗骨料、玻璃纤维混合，使得水泥浆的稠度较高，更好地借助粗骨料使水泥颗粒分散，从而在后期更好地发生水化反应，制得的混凝土强度更高，质量更好。
优选的，所述步骤1)中，制备玻璃纤维时，二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾加热至1000-1100℃，然后通过拉丝机拉丝，形成玻璃纤维。
通过采用上述技术方案，通过将二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾加热至1000-1100℃，在特殊的高温下，二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾相互融合，相容性较佳，且由于具有足够高的温度差，降温后，会在玻璃纤维表面形成鳞片状凸起，使得玻璃纤维表面较为粗糙，增大了接触面积，从而使得玻璃纤维补强混凝土的效果更佳。
优选的，所述二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾加热至1000-1100℃后，1000-1100℃恒温30-45min。
通过采用上述技术方案，通过恒温，使得二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾充分相融，虽然后期冷却会产生凸起，但不易造成各原料相互分离而导致内部强度下降的情况，使得制得的玻璃纤维的拉伸强度更高，从而补强混凝土的效果更佳。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请通过采用二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾复配制成玻璃纤维，使得玻璃纤维表面具有鳞片状凸起，使得玻璃纤维的比表面积增大，从而使得玻璃纤维与骨料、水泥石的连接更为稳定，使得玻璃纤维能更好地补强水泥石，使得水泥石不易破坏，相邻粗骨料之间不易因水泥石破坏而分离，同时还能增加水泥石与粗骨料的连接稳定性，使得水泥石与粗骨料不易剥离，从而使得对混凝土的补强效果较佳，相比于普通的玻璃纤维，具有更好的补强改性效果。
2、本申请中优选通过采用葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠复配，使得减水缓凝的效果较佳，预拌混凝土能具有更长的运输距离，且具有较为合适的流动性，浇筑后形成均匀的混凝土结构，空穴分布更为均匀，透水率较高的同时，抗压强度也较高，结构更为稳定。
3、本申请中优选通过具体选择粗骨料的粒径，使得形成的孔穴较大，相比一般的透水混凝土的孔穴要大，具有更高的透水率，排水能力更强，且在特殊的玻璃纤维的补强下，依旧具有较强的强度，结构稳定性较高。
4、本申请的方法通过恒温，使得二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾充分相融，虽然后期冷却会产生凸起，但不易造成各原料相互分离而导致内部强度下降的情况，使得制得的玻璃纤维的拉伸强度更高，从而补强混凝土的效果更佳。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例1
一种高透水预拌混凝土，由以下组分制备而成。
水、水泥、粉煤灰、粗骨料、玻璃纤维、外加剂。
其中，玻璃纤维由二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾复配制得，二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾的质量比例为1：0.5：0.2：0.8。
其中，外加剂为葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠的复配，葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠的质量比例为3：1：2：4。
其中，粗骨料的粒径为22±2mm。
高透水预拌混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤1)，制备玻璃纤维：
将二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾破碎，混合均匀，投入加热炉中，加热至1000℃，转速25r/min，恒温1000℃，搅拌45min，得混合玻璃液，将混合玻璃液投入拉丝机中拉丝，拉丝机转速为1000r/min，形成玻璃纤维，玻璃纤维直径为12±2μm，将玻璃纤维裁切，得长度为15mm的玻璃纤维。
步骤2)，将50kg水、196kg水泥、35kg粉煤灰、1135kg粗骨料、30kg玻璃纤维投入搅拌釜中，转速120r/min，搅拌3min。
步骤3)，向搅拌釜中投入50kg水、3kg外加剂，转速120r/min，搅拌2min，得高透水预拌混凝土。
实施例2
一种高透水预拌混凝土，由以下组分制备而成。
水、水泥、粉煤灰、粗骨料、玻璃纤维、外加剂。
其中，玻璃纤维由二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾复配制得，二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾的质量比例为1：0.5：0.2：0.8。
其中，外加剂为葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠的复配，葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠的质量比例为3：1：2：4。
其中，粗骨料的粒径为22±2mm。
高透水预拌混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤1)，制备玻璃纤维：
将二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾破碎，混合均匀，投入加热炉中，加热至1100℃，转速25r/min，恒温1100℃，搅拌30min，得混合玻璃液，将混合玻璃液投入拉丝机中拉丝，拉丝机转速为1000r/min，形成玻璃纤维，玻璃纤维直径为12±2μm，将玻璃纤维裁切，得长度为15mm的玻璃纤维。
步骤2)，将50kg水、196kg水泥、35kg粉煤灰、1135kg粗骨料、30kg玻璃纤维投入搅拌釜中，转速120r/min，搅拌3min。
步骤3)，向搅拌釜中投入50kg水、3kg外加剂，转速120r/min，搅拌2min，得高透水预拌混凝土。
实施例3
一种高透水预拌混凝土，由以下组分制备而成。
水、水泥、粉煤灰、粗骨料、玻璃纤维、外加剂。
其中，玻璃纤维由二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾复配制得，二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾的质量比例为1：0.5：0.2：0.8。
其中，外加剂为葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠的复配，葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠的质量比例为3：1：2：4。
其中，粗骨料的粒径为22±2mm。
高透水预拌混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤1)，制备玻璃纤维：
将二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾破碎，混合均匀，投入加热炉中，加热至1000℃，转速25r/min，恒温1000℃，搅拌45min，得混合玻璃液，将混合玻璃液投入拉丝机中拉丝，拉丝机转速为1000r/min，形成玻璃纤维，玻璃纤维直径为12±2μm，将玻璃纤维裁切，得长度为15mm的玻璃纤维。
步骤2)，将50kg水、198kg水泥、36kg粉煤灰、1140kg粗骨料、33kg玻璃纤维投入搅拌釜中，转速120r/min，搅拌3min。
步骤3)，向搅拌釜中投入50kg水、3.1kg外加剂，转速120r/min，搅拌2min，得高透水预拌混凝土。
实施例4
一种高透水预拌混凝土，由以下组分制备而成。
水、水泥、粉煤灰、粗骨料、玻璃纤维、外加剂。
其中，玻璃纤维由二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾复配制得，二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾的质量比例为1：0.5：0.2：0.8。
其中，外加剂为葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠的复配，葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠的质量比例为3：1：2：4。
其中，粗骨料的粒径为28±2mm。
高透水预拌混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤1)，制备玻璃纤维：
将二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾破碎，混合均匀，投入加热炉中，加热至1000℃，转速25r/min，恒温1000℃，搅拌45min，得混合玻璃液，将混合玻璃液投入拉丝机中拉丝，拉丝机转速为1000r/min，形成玻璃纤维，玻璃纤维直径为12±2μm，将玻璃纤维裁切，得长度为15mm的玻璃纤维。
步骤2)，将50kg水、196kg水泥、35kg粉煤灰、1135kg粗骨料、30kg玻璃纤维投入搅拌釜中，转速120r/min，搅拌3min。
步骤3)，向搅拌釜中投入50kg水、3kg外加剂，转速120r/min，搅拌2min，得高透水预拌混凝土。
对比例1
一种高透水预拌混凝土，与实施例1相比，区别仅在于：
制备玻璃纤维时，由二氧化硅等量代替氧化锌。
对比例2
一种高透水预拌混凝土，与实施例1相比，区别仅在于：
制备玻璃纤维时，由二氧化硅等量代替硫酸铝。
对比例3
一种高透水预拌混凝土，与实施例1相比，区别仅在于：
制备玻璃纤维时，由二氧化硅等量代替硝酸钾。
对比例4
一种高透水预拌混凝土，与实施例1相比，区别仅在于：
玻璃纤维采用市售的玻璃纤维，直径12±2μm，长度为15mm，拉伸断裂强力为1882MPa。
对比例5
一种高透水预拌混凝土，与实施例1相比，区别仅在于：
外加剂为葡萄糖酸钠减水剂。
实验1
根据GB/T7689.5-2013《增强材料机织物试验方法第5部分：玻璃纤维拉伸断裂强力和断裂伸长的测定》检测各实施例及对比例制得的玻璃纤维的拉伸断裂强力(MPa)，检测时采用Ⅱ型试样。
实验2
采用各实施例及对比例制得的高透水预拌混凝土根据JC/T2558-2020《透水混凝土》的要求制成混凝土试样并根据JC/T2558-2020《透水混凝土》测试各实施例及对比例的高透水预拌混凝土制成混凝土试样的28d抗压强度、透水系数。
实验1-2的具体检测数据详见表1。
表1
Figure BDA0003727006570000101
根据表1的数据对比可得，加入了由二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾复配制成的特殊的玻璃纤维，混凝土的抗压强度获得了显著提高，而当玻璃纤维的原料中缺乏氧化锌、硫酸铝、硝酸钾的任一一种时，补强混凝土的效果大幅降低，且随着玻璃纤维的拉伸断裂强力的下降，补强混凝土的效果产生相应的下降。
根据实施例1与对比例5的数据对比可得，当外加剂采用葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠复配时，能有效提高透水混凝土中孔穴分布的均匀性，使得孔穴分布均匀，减少局部孔穴较少导致堵塞的情况，使得透水系数得以提升，具有更好的透水性能，其孔穴分布均匀能使得抗压强度分布均匀，减少薄弱点，一定程度上提高抗压强度。
实施例1-4制得的混凝土透水能力强，抗压强度高，具有高透水性的同时具有高稳定性，更好地满足各种工程所需，质量较佳。
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 (8)

1.一种高透水预拌混凝土，其特征在于：包括以下质量份数的组分：
水100份；
水泥196-198份；
粉煤灰35-36份；
粗骨料1135-1140份；
玻璃纤维30-33份；
外加剂3-3.1份；
所述玻璃纤维由二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾复配并经熔融、拉丝制得。
2.根据权利要求1所述的一种高透水预拌混凝土，其特征在于：所述二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾的质量比例为1：0.5：0.2：0.8。
3.根据权利要求1所述的一种高透水预拌混凝土，其特征在于：所述外加剂为葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠的复配。
4.根据权利要求3所述的一种高透水预拌混凝土，其特征在于：所述葡萄糖酸钠减水剂、三聚氰胺减水剂、工业白糖、柠檬酸钠的质量比例为3：1：2：4。
5.根据权利要求1所述的一种高透水预拌混凝土，其特征在于：所述粗骨料的粒径为20-30mm。
6.一种根据权利要求1-5任一所述的高透水预拌混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1），制备玻璃纤维；
步骤2），将50%水与水泥、粉煤灰、粗骨料、玻璃纤维，混合均匀；
步骤3），加入剩下的50%水，混合均匀，得高透水预拌混凝土。
7.根据权利要求6所述的一种高透水预拌混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中，制备玻璃纤维时，二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾加热至1000-1100℃，然后通过拉丝机拉丝，形成玻璃纤维。
8.根据权利要求7所述的一种高透水预拌混凝土的制备方法，其特征在于：所述二氧化硅、氧化锌、硫酸铝、硝酸钾加热至1000-1100℃后，1000-1100℃恒温30-45min。
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Title
彭寿等, 武汉理工大学出版社 *

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