CN103121814A

CN103121814A - 一种轻质混凝土及其制备方法及应用

Info

Publication number: CN103121814A
Application number: CN2013100571018A
Authority: CN
Inventors: 董健苗; 吴辉琴
Original assignee: Guangxi University of Science and Technology
Current assignee: Guangxi University of Science and Technology
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2033-02-22
Also published as: CN103121814B

Abstract

一种轻质混凝土及其制备方法及应用，该轻质混凝土是由原料水泥，工业废渣，轻质骨料，减水剂，水，激发剂和聚合物乳液组成，其制备过程包括：原料表面处理、混合、搅拌等步骤，本发明制备得的轻质混凝土能用于制备成轻质混凝土砌块，由于本发明之轻质混凝土的制作过程中采用了经表面处理的轻质骨料和经活化后的工业废渣，且添加了由固化剂和树脂组成的特定聚合物乳液，该轻质混凝土砌块的具有强度高、韧性高的优点，且该轻质混凝土砌块的重量亦减轻了。另外本发明还具有制备方法简单，操作方便，便于推广使用的优点。

Description

一种轻质混凝土及其制备方法及应用

技术领域

本发明涉及一种轻质混凝土及其制备方法及应用。

背景技术

目前建筑市场上使用的普通混凝土及混凝土砌块普遍存在自重大、抗折强度低、韧性差、保温效果差等缺陷；一些轻质混凝土砌块，如加气混凝土砌块则存在着抗压强度低，抗折强度更低，韧性差等缺陷，它们的折压比（或劈压比）均不能达到国家标准《墙体材料应用统一技术规范》（GB50574-2010）的要求。

现在市场上销售的混凝土及混凝土砌块中，未见有添加了聚合物乳液的产品，而现行公开的专利中，有采用聚乙酸乙烯和聚丙烯酸酯作为聚合物乳液制成混凝土砌块的报道，但是聚乙酸乙烯在强碱环境下很容易被破坏，不稳定，而水泥基是碱性很强的材料，所以不宜采用聚乙酸乙烯作为水泥基材料，另一种聚合物乳液聚丙烯酸酯虽然能形成光泽好而耐水的膜，具有粘合牢固，不易剥落，在室温下柔韧而有弹性，耐候性好的优点，但其抗拉强度不高，仍不能满足用户对混凝土砌块高抗拉强度的要求。

本申请主要是通过改变混凝土原料的配比，对轻质骨料进行表面改性，特别是添加了新成份的聚合物乳液，降低了混凝土自重，较大幅度提高混凝土及混凝土砌块的抗折及抗压强度，使得混凝土砌块满足标准（GB50574-2010）中对折压比的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种强度较高、韧性较好、重量轻的轻质混凝土及其制备方法及应用。

解决上述技术问题的技术方案是：一种轻质混凝土，其由以下原料组成，按重量份数比为：水泥50～70份，工业废渣30～50份，减水剂2～5份，激发剂0.9～4份，水40～50份，轻质骨料0.8～37份，聚合物乳液0.3～0.8份。

所述的工业废渣为粉煤灰和矿渣粉；所述的减水剂为萘系减水剂；所述的激发剂为硅酸钠或硫酸钠；所述的轻质骨料为聚苯颗粒或陶粒，所述的聚合物乳液由固化剂和树脂按重量比为1: 4称取并混合而成，所述的固化剂为T—31固化剂，所述的树脂为环氧树脂。

本发明的进一步技术方案是：一种轻质混凝土，其由以下原料组成，按重量份数比为：水泥50～70份，工业废渣30～50份，减水剂2～5份，激发剂0.9～4份，水40～50份，聚苯颗粒0.8～3份，聚合物乳液0.3～0.8份。

本发明的进一步技术方案是：一种轻质混凝土，其由以下原料组成，按重量份数比为：水泥50～70份，工业废渣30～50份，减水剂2～5份，激发剂0.9～4份，水40～50份，陶粒10～37份，聚合物乳液0.3～0.8份。

本发明的另一技术方案是：一种轻质混凝土的制备方法，包括下述步骤：

A.按重量份数比称取水泥50～70份，工业废渣30～50份，减水剂2～5份，激发剂0.9～4份，水40～50份，轻质骨料0.8～37份，聚合物乳液0.3～0.8份；

B.对步骤A中称取好的轻质骨料进行表面处理；

C.将步骤A中称取好的聚合物乳液、激发剂、减水剂分散溶解到水中得到混合物Ⅰ，向混合物Ⅰ中倒入步骤A中称取的水泥、工业废渣和步骤B中表面处理过的轻质骨料，搅拌均匀得到一种轻质混凝土；

其中，所述的工业废渣为粉煤灰和矿渣粉；所述的减水剂为萘系减水剂；所述的激发剂为硅酸钠或硫酸钠；所述的轻质骨料为聚苯颗粒或陶粒，所述的聚合物乳液由固化剂和树脂按重量比为1: 4称取并混合而成，所述的固化剂为T—31固化剂，所述的树脂为环氧树脂。

所述的轻质骨料是聚苯颗粒，步骤B的具体操作步骤为：用聚苯颗粒质量6%的三乙醇胺溶于水中得到三乙醇胺水溶液，将三乙醇胺水溶液均匀的喷洒在聚苯颗粒表面，再加入能将聚苯颗粒包裹完全的水泥，搅拌均匀，完成造壳；其中，制备三乙醇胺水溶液所需的水的用量为能将聚苯颗粒表面完全湿润。

所述的轻质骨料是陶粒，步骤B的具体操作步骤为：将陶粒与水灰比为0.4的水泥净浆搅拌均匀，完成造壳，所述水泥净浆的用量为能将陶粒完全包裹。

所述的步骤A中，按重量份数比称取水泥50～70份，工业废渣30～50份，减水剂2～5份，激发剂0.9～4份，水40～50份，聚苯颗粒0.8～3份，聚合物乳液0.3～0.8份。

所述的步骤A中，按重量份数比称取水泥50～70份，工业废渣30～50份，减水剂2～5份，激发剂0.9～4份，水40～50份，陶粒10～37份，聚合物乳液0.3～0.8份。

本发明的另一技术方案是：一种轻质混凝土的应用，该混凝土用于制备轻质混凝土砌块。

由于采用上述技术方案，本发明之一种轻质混凝土及其制备方法及应用具有以下有益效果：

1. 强度高、韧性高：

本发明制备得的混凝土及混凝土砌块中添加了轻质骨料和聚合物乳液，本发明的制备方法中对轻质骨料进行表面改性，以提高其与水泥之间的界面粘结力，用本发明制备得的混凝土制备成混凝土砌块，强度高；且本发明中添加的激发剂对工业废渣具有激发活性的作用，亦提高了混凝土砌块的强度；在混凝土砌块的搅拌成型过程中添加了聚合物乳液，用于提高混凝土砌块的抗折强度和抗压强度，提高混凝土砌块的折压比，提高了混凝土砌块的韧性，从而有利于提高结构抗震性能。

经实验证明：轻质骨料经表面改性后，与空白试样相比，混凝土及混凝土砌块抗压强度提高可达20～60%，抗折强度提高可达20～40%；添加聚合物乳液后，混凝土砌块抗折强度提高50～60%、抗压强度可提高20～40%。

2.重量轻：

本发明是在普通混凝土及混凝土砌块的基础上，用经表面处理的轻质骨料取代混凝土中的石子（粗骨料），减轻了混凝土及混凝土砌块的重量，其干表观密度在1000~1300 kg/m³左右，从而降低建筑物尤其是高层建筑的自重，降低建筑成本。

3.保温性能好：

本发明的混凝土及混凝土砌块由于添加经表面处理的轻质骨料，其保温性能比普通混凝土及混凝土砌块有明显提高，从而有利于建筑节能。

4.本发明制备方法简单，操作方便，便于推广使用。

附图说明

图1：本发明实施例一之一种轻质混凝土的制备方法的工艺流程图。

图2：本发明实施例七之一种轻质混凝土的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式：

实施例一：

一种轻质混凝土，其由以下原料组成，按重量份数比为：水泥50份，粉煤灰25份，矿渣粉25份，萘系减水剂2份，硫酸钠4份，水40份，聚苯颗粒0.8份，聚合物乳液0.3份，所述的聚合物乳液由T—31固化剂和环氧树脂按重量比为1:4称取并混合而成；该混凝土的制备方法包括以下步骤：

A.按配比称取水泥，粉煤灰，矿渣粉，萘系减水剂，硫酸钠，水，聚苯颗粒，聚合物乳液；

B.对步骤A中称取好的聚苯颗粒进行表面处理：用聚苯颗粒质量6%的三乙醇胺溶于水中得到三乙醇胺水溶液，用喷壶将三乙醇胺水溶液均匀的喷洒在聚苯颗粒表面，再加入能将聚苯颗粒包裹完全的水泥，搅拌均匀，完成造壳；其中，制备三乙醇胺水溶液所需的水的用量为能将聚苯颗粒表面完全湿润；

C.将步骤A中称取好的聚合物乳液、硅酸钠、萘系减水剂分散溶解到水中得到混合物Ⅰ，向混合物Ⅰ中倒入步骤A中所称取的水泥、粉煤灰、矿渣粉和步骤B中表面处理过的聚苯颗粒，搅拌均匀得到一种轻质混凝土。

实施例二～实施例六：一种轻质混凝土，该轻质混凝土的原料及重量份数请参见表一，其制备方法与实施例一相同。

表一：

实施例七：

一种轻质混凝土，其由以下原料组成，按重量份数比为：水泥50份，矿渣粉25份，粉煤灰25份，水40份，萘系减水剂2份，硅酸钠4份，陶粒10份，聚合物乳液0.3份，所述的聚合物乳液由T—31固化剂和环氧树脂按重量比为1:4称取并混合而成；该混凝土的制备方法包括以下步骤：

A.按配比称取水泥，矿渣粉，粉煤灰，水，萘系减水剂，硅酸钠，陶粒，聚合物乳液；

B.对步骤A中称取好的陶粒进行表面处理：将陶粒与水灰比为0.4的水泥净浆搅拌均匀，完成造壳，所述水泥净浆的用量为能将陶粒完全包裹；

C.将步骤A中称取好的聚合物乳液、硅酸钠、萘系减水剂分散溶解到水中得到混合物Ⅰ，向混合物Ⅰ中倒入步骤A中所称取的水泥、矿渣粉、粉煤灰和步骤B中表面处理过的陶粒，搅拌均匀得到一种轻质混凝土。

实施例八～实施例十二：一种轻质混凝土，该轻质混凝土的原料及重量份数请参见表二，其制备方法与实施例七相同。

表二：

实施例十三：本发明所述的一种轻质混凝土的应用，即用本发明制备得的轻质混凝土制备成轻质混凝土砌块，该轻质混凝土砌块的制备方法包括下述步骤：

D.将本发明制备得到的轻质混凝土倒入模具（尺寸为240×115×53mm）中，振动成型；

E.24小时后对步骤D进行脱模；

F.将步骤E中得到的脱模后的轻质混凝土砌块放置于温度为20±2℃，湿度为95%以上的标准养护室中进行养护，养护28天，得到轻质高强高韧性的混凝土砌块。

本发明制得的轻质混凝土砌块的抗压强度为3.5～10MPa、抗折强度约为0. 5~2.0 MPa左右。

作为实施例十三的一种变换，本发明所述的轻质混凝土还可以用于制备轻质保温混凝土板。

Claims

1.一种轻质混凝土，其特征在于：其由以下原料组成，按重量份数比为：水泥50～70份，工业废渣30～50份，减水剂2～5份，激发剂0.9～4份，水40～50份，轻质骨料0.8～37份，聚合物乳液0.3～0.8份。

2.根据权利要求1所述的一种轻质混凝土，其特征在于：所述的工业废渣为粉煤灰和矿渣粉；所述的减水剂为萘系减水剂；所述的激发剂为硅酸钠或硫酸钠；所述的轻质骨料为聚苯颗粒或陶粒，所述的聚合物乳液由固化剂和树脂按重量比为1: 4称取并混合而成，所述的固化剂为T—31固化剂，所述的树脂为环氧树脂。

3.根据权利要求2所述的一种轻质混凝土，其特征在于：其由以下原料组成，按重量份数比为：水泥50～70份，工业废渣30～50份，减水剂2～5份，激发剂0.9～4份，水40～50份，聚苯颗粒0.8～3份，聚合物乳液0.3～0.8份。

4.根据权利要求2所述的一种轻质混凝土，其特征在于：其由以下原料组成，按重量份数比为：水泥50～70份，工业废渣30～50份，减水剂2～5份，激发剂0.9～4份，水40～50份，陶粒10～37份，聚合物乳液0.3～0.8份。

5.一种轻质混凝土的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：

B.对步骤A中称取好的轻质骨料进行表面处理；

6.根据权利要求5所述的一种轻质混凝土的制备方法，其特征在于：所述的轻质骨料是聚苯颗粒，步骤B的具体操作步骤为：用聚苯颗粒质量6%的三乙醇胺溶于水中得到三乙醇胺水溶液，将三乙醇胺水溶液均匀的喷洒在聚苯颗粒表面，再加入能将聚苯颗粒包裹完全的水泥，搅拌均匀，完成造壳；其中，制备三乙醇胺水溶液所需的水的用量为能将聚苯颗粒表面完全湿润。

7.根据权利要求5所述的一种轻质混凝土的制备方法，其特征在于：所述的轻质骨料是陶粒，步骤B的具体操作步骤为：将陶粒与水灰比为0.4的水泥净浆搅拌均匀，完成造壳，所述水泥净浆的用量为能将陶粒完全包裹。

8.根据权利要求6所述的一种轻质混凝土的制备方法，其特征在于：所述的步骤A中，按重量份数比称取水泥50～70份，工业废渣30～50份，减水剂2～5份，激发剂0.9～4份，水40～50份，聚苯颗粒0.8～3份，聚合物乳液0.3～0.8份。

9.根据权利要求7所述的一种轻质混凝土的制备方法，其特征在于：所述的步骤A中，按重量份数比称取水泥50～70份，工业废渣30～50份，减水剂2～5份，激发剂0.9～4份，水40～50份，陶粒10～37份，聚合物乳液0.3～0.8份。

10.一种如权利要求1-4任一项所述的轻质混凝土的应用，其特征在于：该混凝土用于制备轻质混凝土砌块。