CN107973558A - 一种自密实混凝土的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自密实混凝土的制备方法，属于建筑材料技术领域。按重量份数计，依次称取30～40份水泥，50～65骨料，45～55份砂，18～23份粉煤灰，10～18份矿粉，3～5份减水剂，18～20份1号添加剂，12～16份2号添加剂和15～20份改性沸石，将骨料和砂移入粉碎机中粉碎，过筛，得混合料，将水泥和水搅拌混合，并依次加入混合料，粉煤灰，矿粉，减水剂，1号添加剂，2号添加剂和改性沸石，搅拌混合后，得坯料，将坯料移入模具中，干燥，脱模，自然养护，即得自密实混凝土。本发明制备的自密实混凝土具有优异的力学性能和抗腐蚀能力。

Description

一种自密实混凝土的制备方法
技术领域
本发明公开了一种自密实混凝土的制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
自密实混凝土这一概念最早由日本学者Okamura于1986年提出。随后，东京大学的Ozawa等开展了自密实混凝土的研究。1988年，自密实混凝土第一次使用市售原材料研制成功，获得了满意的性能，包括适当的水化放热、良好的密实性以及其他性能。与普通混凝土相比，自密实混凝土具有以下性能特点：（1）在新拌阶段，不需人工额外振捣密实，依靠自重充模、密实。（2）早龄期阶段，避免了原始缺陷的产生。（3）硬化后，具有足够的抗外部环境侵蚀的能力。
近20年来，由于自密实混凝土的优越性，自密实混凝土的研究与应用实践在世界范围内广泛展开。自密实混凝土原材料包括：粗细骨料、胶凝材料、超塑化剂等。为了获得满意的性能，必须采取相应的技术途径，对自密实混凝土进行精心设计，确定各特定性质组成材料的合理比例。实践表明：混凝土拌合物的性能取决于浆体和骨料的性质与含量。当骨料性质与含量一定时，优化浆体的粘度、屈服剪切应力，即可获得满意的拌合物工作性。随着矿物掺合料、高分子聚合物合成技术及其在混凝土中的应用技术进步，自密实混凝土已形成了三大配制技术途径，即所谓的矿物掺合料（填料）体系、增稠剂体系以及两者并用体系。化学外加剂对促进混凝土技术的发展起到了非常大的作用，其应用潜力巨大，包括自密实混凝土在内的混凝土外加剂的研制与应用技术还有很大的发展空间。目前传统的自密实混凝土还存在力学性能不佳的问题，为促进自密实混凝土技术的发展，还需对其进行进一步研究。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统自密实混凝土力学性能不佳的问题，提供了一种自密实混凝土的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）将玻璃纤维与钛酸酯偶联剂按质量比1：3～1：4混合，并加入玻璃纤维质量5～6倍的溶剂，搅拌混合，过滤，干燥，得预处理玻璃纤维；
（2）将沥青与二硫化碳按质量比1：3～1：6混合，并加入沥青质量0.3～0.5倍的预处理玻璃纤维，搅拌混合后，得1号添加剂；
（3）将聚氨酯堵漏剂与石蜡按质量比1：3～1：5混合，并加入石蜡质量0.3～0.4倍的五水硫酸铜和石蜡质量0.2～0.3倍的异氰酸酯，搅拌混合后，冷冻粉碎，得2号添加剂；
（4）将沸石粉碎，过筛，得细化沸石，将细化沸石煅烧，得预处理沸石，将预处理沸石与氯仿按质量比1：4～1：8混合，并加入预处理沸石质量0.2～0.3倍的氧化钙，搅拌混合，过滤，干燥，得一次处理沸石，将一次处理沸石与正硅酸乙酯按质量比1：5～1：8混合浸泡，过滤，得改性沸石；
（5）按重量份数计，依次称取30～40份水泥，50～65骨料，45～55份砂，18～23份粉煤灰，10～18份矿粉，3～5份减水剂，18～20份1号添加剂，12～16份2号添加剂和15～20份改性沸石，将骨料和砂移入粉碎机中粉碎，过筛，得混合料，将水泥和水搅拌混合，并依次加入混合料，粉煤灰，矿粉，减水剂，1号添加剂，2号添加剂和改性沸石，搅拌混合后，得坯料，将坯料移入模具中，干燥，脱模，自然养护，即得自密实混凝土。
步骤（1）所述玻璃纤维为中碱玻璃纤维或高碱玻璃纤维中任意一种。
步骤（1）所述溶剂为白油，异丙醇或松香水中任意一种。
步骤（3）所述聚氨酯堵漏剂为水性聚氨酯堵漏剂或油性聚氨酯堵漏剂中任意一种。
步骤（3）所述石蜡为碳原子数在24～30之间的石蜡混合物。
步骤（5）所述骨料为废旧混凝土或建筑垃圾中任意一种。
步骤（5）所述砂为湖砂，海砂或河砂中任意一种。
步骤（5）所述矿粉为S95级矿粉或S105级矿粉中任意一种。
本发明的有益效果是：
（1）本发明在制备自密实混凝土加入1号添加剂，首先，1号添加剂在加入自密实混凝土体系中后，在水泥水化过程中，在水化热的作用下，添加剂中的二硫化碳受热挥发，沥青析出，并且析出的沥青和体系中的矿粉形成沥青胶浆对自密实混凝土体系中的孔隙进行填充，同时增加体系中各物质间的结合牢度，从而使产品的力学性能和抗腐蚀性能得到提高，其次，1号添加剂中的玻璃纤维在经过预处理后表面具有钛酸酯偶联剂，在加入体系中后，可更好的与沥青结合，从而使产品的力学性能进一步提高；
（2）本发明在制备自密实混凝土加入2号添加剂，一方面，2号添加剂中的聚氨酯堵漏剂可在石蜡受热溶解后遇水反应，对自密实混凝土体系中的各物质起到连接作用，并且使体系中孔隙减少，从而使产品的致密度提高，力学性能增强，另一方面，2号添加剂中的五水硫酸铜可在水化过程中脱水，促进水化程度，并且脱水后的五水硫酸铜可作为结晶析出对体系内孔隙进一步填充，从而使产品的力学性能进一步提高，再者2号添加剂中的异氰酸酯可与水反应产生二氧化碳，并与体系中产生的氢氧化钙形成沉淀，对体系中的孔隙进行填充，从而使产品的力学性能进一步提高。
具体实施方式
将玻璃纤维与钛酸酯偶联剂按质量比1：3～1：4混合于烧杯中，并向烧杯中加入玻璃纤维质量5～6倍的溶剂，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为45～60℃，转速为250～280r/min的条件下搅拌混合70～90min后，过滤，得滤饼，将滤饼移入干燥箱，于温度为70～80℃的条件下，恒温干燥20～35min，得预处理玻璃纤维；将沥青与二硫化碳按质量比1：3～1：6混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入沥青质量0.3～0.5倍的预处理玻璃纤维，并将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为65～85℃，转速为120～160r/min的条件下搅拌混合100～120min后，得1号添加剂；将聚氨酯堵漏剂与石蜡按质量比1：3～1：5混合，并向聚氨酯堵漏剂与石蜡的混合物中加入石蜡质量0.3～0.4倍的五水硫酸铜和石蜡质量0.2～0.3倍的异氰酸酯，于温度为40～50℃，转速为250～280r/min的条件下搅拌混合30～45min后，冷冻粉碎，得2号添加剂；将沸石粉碎，过100～140目筛，得细化沸石，将细化沸石移入煅烧炉中，于温度为400～600℃的条件下煅烧60～70min，得预处理沸石，将预处理沸石与氯仿按质量比1：4～1：8混合，并向预处理沸石与氯仿的混合物中加入预处理沸石质量0.2～0.3倍的氧化钙，搅拌混合45～60min后，过滤，得滤渣，将滤渣移入干燥箱，于温度为75～85℃的条件下恒温干燥15～30min后，得一次处理沸石，将一次处理沸石与正硅酸乙酯按质量比1：5～1：8混合，于温度为45～50℃的条件下恒温浸泡45～60min后，过滤，得改性沸石；按重量份数计，依次称取30～40份水泥，50～65骨料，45～55份砂，18～23份粉煤灰，10～18份矿粉，3～5份减水剂，18～20份1号添加剂，12～16份2号添加剂和15～20份改性沸石，将骨料和砂移入粉碎机中粉碎，过200～260目筛，得混合料，将水泥和水搅拌移入搅拌机中，并向搅拌机中依次加入混合料，粉煤灰，矿粉，减水剂，1号添加剂，2号添加剂和改性沸石，于温度为45～60℃，转速为180～240r/min的条件下搅拌混合30～40min后，得坯料，将坯料移入模具中，于温度为75～85℃的条件下干燥12～14h后，脱膜，自然养护10～14天，即得自密实混凝土。所述玻璃纤维为中碱玻璃纤维或高碱玻璃纤维中任意一种。所述溶剂为白油，异丙醇或松香水中任意一种。所述聚氨酯堵漏剂为水性聚氨酯堵漏剂或油性聚氨酯堵漏剂中任意一种。所述石蜡为碳原子数在24～30之间的石蜡混合物。所述骨料为废旧混凝土或建筑垃圾中任意一种。所述砂为湖砂，海砂或河砂中任意一种。所述矿粉为S95级矿粉或S105级矿粉中任意一种。
实例1
将玻璃纤维与钛酸酯偶联剂按质量比1：4混合于烧杯中，并向烧杯中加入玻璃纤维质量6倍的溶剂，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为60℃，转速为280r/min的条件下搅拌混合90min后，过滤，得滤饼，将滤饼移入干燥箱，于温度为80℃的条件下，恒温干燥35min，得预处理玻璃纤维；将沥青与二硫化碳按质量比1：6混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入沥青质量0.5倍的预处理玻璃纤维，并将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为85℃，转速为160r/min的条件下搅拌混合120min后，得1号添加剂；将聚氨酯堵漏剂与石蜡按质量比1：5混合，并向聚氨酯堵漏剂与石蜡的混合物中加入石蜡质量0.4倍的五水硫酸铜和石蜡质量0.3倍的异氰酸酯，于温度为50℃，转速为280r/min的条件下搅拌混合45min后，冷冻粉碎，得2号添加剂；将沸石粉碎，过140目筛，得细化沸石，将细化沸石移入煅烧炉中，于温度为600℃的条件下煅烧70min，得预处理沸石，将预处理沸石与氯仿按质量比1：8混合，并向预处理沸石与氯仿的混合物中加入预处理沸石质量0.3倍的氧化钙，搅拌混合60min后，过滤，得滤渣，将滤渣移入干燥箱，于温度为85℃的条件下恒温干燥30min后，得一次处理沸石，将一次处理沸石与正硅酸乙酯按质量比1：8混合，于温度为50℃的条件下恒温浸泡60min后，过滤，得改性沸石；按重量份数计，依次称取40份水泥，65骨料，55份砂，23份粉煤灰，18份矿粉，5份减水剂，20份1号添加剂，16份2号添加剂和20份改性沸石，将骨料和砂移入粉碎机中粉碎，过260目筛，得混合料，将水泥和水搅拌移入搅拌机中，并向搅拌机中依次加入混合料，粉煤灰，矿粉，减水剂，1号添加剂，2号添加剂和改性沸石，于温度为60℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合40min后，得坯料，将坯料移入模具中，于温度为85℃的条件下干燥14h后，脱膜，自然养护14天，即得自密实混凝土。所述玻璃纤维为中碱玻璃纤维。所述溶剂为白油。所述聚氨酯堵漏剂为水性聚氨酯堵漏剂。所述石蜡为碳原子数在30之间的石蜡混合物。所述骨料为废旧混凝土。所述砂为湖砂。所述矿粉为S95级矿粉。
实例2
将玻璃纤维与钛酸酯偶联剂按质量比1：4混合于烧杯中，并向烧杯中加入玻璃纤维质量6倍的溶剂，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为60℃，转速为280r/min的条件下搅拌混合90min后，过滤，得滤饼，将滤饼移入干燥箱，于温度为80℃的条件下，恒温干燥35min，得预处理玻璃纤维；将聚氨酯堵漏剂与石蜡按质量比1：5混合，并向聚氨酯堵漏剂与石蜡的混合物中加入石蜡质量0.4倍的五水硫酸铜和石蜡质量0.3倍的异氰酸酯，于温度为50℃，转速为280r/min的条件下搅拌混合45min后，冷冻粉碎，得2号添加剂；将沸石粉碎，过140目筛，得细化沸石，将细化沸石移入煅烧炉中，于温度为600℃的条件下煅烧70min，得预处理沸石，将预处理沸石与氯仿按质量比1：8混合，并向预处理沸石与氯仿的混合物中加入预处理沸石质量0.3倍的氧化钙，搅拌混合60min后，过滤，得滤渣，将滤渣移入干燥箱，于温度为85℃的条件下恒温干燥30min后，得一次处理沸石，将一次处理沸石与正硅酸乙酯按质量比1：8混合，于温度为50℃的条件下恒温浸泡60min后，过滤，得改性沸石；按重量份数计，依次称取40份水泥，65骨料，55份砂，23份粉煤灰，18份矿粉，5份减水剂，16份2号添加剂和20份改性沸石，将骨料和砂移入粉碎机中粉碎，过260目筛，得混合料，将水泥和水搅拌移入搅拌机中，并向搅拌机中依次加入混合料，粉煤灰，矿粉，减水剂，2号添加剂和改性沸石，于温度为60℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合40min后，得坯料，将坯料移入模具中，于温度为85℃的条件下干燥14h后，脱膜，自然养护14天，即得自密实混凝土。所述玻璃纤维为中碱玻璃纤维。所述溶剂为白油。所述聚氨酯堵漏剂为水性聚氨酯堵漏剂。所述石蜡为碳原子数在30之间的石蜡混合物。所述骨料为废旧混凝土。所述砂为湖砂。所述矿粉为S95级矿粉。
实例3
将玻璃纤维与钛酸酯偶联剂按质量比1：4混合于烧杯中，并向烧杯中加入玻璃纤维质量6倍的溶剂，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为60℃，转速为280r/min的条件下搅拌混合90min后，过滤，得滤饼，将滤饼移入干燥箱，于温度为80℃的条件下，恒温干燥35min，得预处理玻璃纤维；将沥青与二硫化碳按质量比1：6混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入沥青质量0.5倍的预处理玻璃纤维，并将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为85℃，转速为160r/min的条件下搅拌混合120min后，得1号添加剂；将沸石粉碎，过140目筛，得细化沸石，将细化沸石移入煅烧炉中，于温度为600℃的条件下煅烧70min，得预处理沸石，将预处理沸石与氯仿按质量比1：8混合，并向预处理沸石与氯仿的混合物中加入预处理沸石质量0.3倍的氧化钙，搅拌混合60min后，过滤，得滤渣，将滤渣移入干燥箱，于温度为85℃的条件下恒温干燥30min后，得一次处理沸石，将一次处理沸石与正硅酸乙酯按质量比1：8混合，于温度为50℃的条件下恒温浸泡60min后，过滤，得改性沸石；按重量份数计，依次称取40份水泥，65骨料，55份砂，23份粉煤灰，18份矿粉，5份减水剂，20份1号添加剂和20份改性沸石，将骨料和砂移入粉碎机中粉碎，过260目筛，得混合料，将水泥和水搅拌移入搅拌机中，并向搅拌机中依次加入混合料，粉煤灰，矿粉，减水剂，1号添加剂和改性沸石，于温度为60℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合40min后，得坯料，将坯料移入模具中，于温度为85℃的条件下干燥14h后，脱膜，自然养护14天，即得自密实混凝土。所述玻璃纤维为中碱玻璃纤维。所述溶剂为白油。所述聚氨酯堵漏剂为水性聚氨酯堵漏剂。所述石蜡为碳原子数在30之间的石蜡混合物。所述骨料为废旧混凝土。所述砂为湖砂。所述矿粉为S95级矿粉。
对比例：上海某新型建筑材料有限公司生产的自密实混凝土。
将实例1至3所得自密实混凝土和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
使用SHT4305型电液伺服万能试验机测试其抗压强度。
具体检测结果如表1所示：
表1
检测内容 实例1 实例3 实例4 对比例
抗压强度/MPa 45 35 38 27
由表1检测结果可知，本发明制备的自密实混凝土具有优异的力学性能。

Claims (8)

1.一种自密实混凝土的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将玻璃纤维与钛酸酯偶联剂按质量比1：3～1：4混合，并加入玻璃纤维质量5～6倍的溶剂，搅拌混合，过滤，干燥，得预处理玻璃纤维；
（2）将沥青与二硫化碳按质量比1：3～1：6混合，并加入沥青质量0.3～0.5倍的预处理玻璃纤维，搅拌混合后，得1号添加剂；
（3）将聚氨酯堵漏剂与石蜡按质量比1：3～1：5混合，并加入石蜡质量0.3～0.4倍的五水硫酸铜和石蜡质量0.2～0.3倍的异氰酸酯，搅拌混合后，冷冻粉碎，得2号添加剂；
（4）将沸石粉碎，过筛，得细化沸石，将细化沸石煅烧，得预处理沸石，将预处理沸石与氯仿按质量比1：4～1：8混合，并加入预处理沸石质量0.2～0.3倍的氧化钙，搅拌混合，过滤，干燥，得一次处理沸石，将一次处理沸石与正硅酸乙酯按质量比1：5～1：8混合浸泡，过滤，得改性沸石；
（5）按重量份数计，依次称取30～40份水泥，50～65骨料，45～55份砂，18～23份粉煤灰，10～18份矿粉，3～5份减水剂，18～20份1号添加剂，12～16份2号添加剂和15～20份改性沸石，将骨料和砂移入粉碎机中粉碎，过筛，得混合料，将水泥和水搅拌混合，并依次加入混合料，粉煤灰，矿粉，减水剂，1号添加剂，2号添加剂和改性沸石，搅拌混合后，得坯料，将坯料移入模具中，干燥，脱模，自然养护，即得自密实混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种自密实混凝土的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述玻璃纤维为中碱玻璃纤维或高碱玻璃纤维中任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种自密实混凝土的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述溶剂为白油，异丙醇或松香水中任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种自密实混凝土的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述聚氨酯堵漏剂为水性聚氨酯堵漏剂或油性聚氨酯堵漏剂中任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种自密实混凝土的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述石蜡为碳原子数在24～30之间的石蜡混合物。
6.根据权利要求1所述的一种自密实混凝土的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述骨料为废旧混凝土或建筑垃圾中任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种自密实混凝土的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述砂为湖砂，海砂或河砂中任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种自密实混凝土的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述矿粉为S95级矿粉或S105级矿粉中任意一种。
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