CN107986710A - 一种基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107986710A
CN107986710A CN201711324773.5A CN201711324773A CN107986710A CN 107986710 A CN107986710 A CN 107986710A CN 201711324773 A CN201711324773 A CN 201711324773A CN 107986710 A CN107986710 A CN 107986710A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shelly
high strength
concrete
interface area
encircleing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711324773.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107986710B (zh
Inventor
张高展
丁庆军
向玮衡
李洋
张晓佳
杨军
魏琦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Technology WUT
Anhui Jianzhu University
Anhui University of Architecture
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
Anhui University of Architecture
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Technology WUT, Anhui University of Architecture filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN201711324773.5A priority Critical patent/CN107986710B/zh
Publication of CN107986710A publication Critical patent/CN107986710A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107986710B publication Critical patent/CN107986710B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/40—Porous or lightweight materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土及其制备方法。所述高强轻集料混凝土的各组分为：水泥400～500kg/m3、粉煤灰40～80kg/m3、硅灰10～60kg/m3、轻集料520～640kg/m3、河砂600～800kg/m3、高效减水剂6～8kg/m3、增粘剂0.2～0.3kg/m3、引气剂18～24g/m3、水140～170kg/m3。本发明所述高强轻集料混凝土主要以球型轻集料为骨料，利用预湿球型轻集料的内养护效应和和拱壳界面效应，使得轻集料混凝土具有轻质高强、抗渗耐蚀的性能，本发明所述高强轻集料混凝土的和易性较好，轻集料不易上浮、混凝土强度高、耐久性能好、不易开裂。

Description

一种基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土及其制备方法。
背景技术
随着现代建筑结构向高层、大跨度发展，轻质、高强、高耐久性和可持续发展成为混凝土材料的发展方向。因此，具有良好工作性、体积稳定性和耐久性的轻质高强混凝土具有十分广阔的发展前景。目前，轻集料混凝土高强化的主要措施包括轻集料的高强化和中低吸水率化，以及掺加硅灰、粉煤灰等高活性掺合料，这些措施在提高轻集料混凝土力学性能的同时，也增加了轻集料混凝土的自重和成本。因此，研究如何利用高吸水率、一般强度等级轻集料制备高强混凝土成为轻集料混凝土发展的关键。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土及其制备方法。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土，各组分及用量为：水泥400～500kg/m3、粉煤灰40～80kg/m3、硅灰10～60kg/m3、轻集料520～640kg/m3、河砂600～800kg/m3、高效减水剂6～8kg/m3、增粘剂0.2～0.3kg/m3、引气剂18～24g/m3、水140～170kg/m3。
上述方案中，所述水泥为P.O 42.5水泥。
上述方案中，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，烧失量≤5.0wt％，需水量比≥90wt％。
上述方案中，所述硅灰烧失量≤5.0wt％，SiO2含量≥90wt％。
上述方案中，所述轻集料为球型轻集料。
上述方案中，所述轻集料的表观密度≤1900kg/m3、筒压强度≥6.0MPa、吸水率≥10％、粒径范围5～20mm连续级配。
上述方案中，所述河砂为中砂，细度模数为2.3～3.0。
上述方案中，所述高效减水剂为聚羧酸高效减水剂，减水率≥25％。
上述方案中，所述增粘剂为羟丙基甲基纤维素醚。
上述方案中，所述引气剂为十二烷基硫酸钠。
上述方案中，所述水符合JGJ63-2006《混凝土用水标准》的要求。
一种基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土的制备方法，包括如下步骤：
1)将轻集料预湿24h备用；
2)将按比例称取的水泥、粉煤灰、硅灰、轻集料、河砂倒入混凝土搅拌机干拌3～4min，再加入水、高效减水剂、增粘剂和引气剂搅拌5～8min，即制得基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土。
本发明的有益效果：本发明所述高强轻集料混凝土主要以球型轻集料为骨料，利用预湿球型轻集料的内养护效应，在混凝土内部湿度下降时，球型轻集料释放出预存的水分，以维持水泥基材料内部湿度，降低混凝土内部湿度的下降梯度，减少混凝土的自收缩，防止自收缩应力增加过快而导致的开裂问题；同时，球型轻集料释水形成了拱壳状界面区，拱壳状界面区能够均匀分散混凝土的拉、压应力，有效提升力学性能；能够有效提高混凝土的后期强度和抗冻性，并能有效阻止了Cl-、SO4 2-、CO3 2-等有害离子在毛细孔中的迁移，提高混凝土抗氯离子渗透性、抗硫酸盐侵蚀性和抗碳化性；此外，本发明所述高强轻集料混凝土的和易性较好，轻集料不易上浮、混凝土强度高、不易开裂，且所述高强轻集料混凝土具有轻质高强、抗渗耐蚀的性能。
附图说明
图1为普通混凝土和球型轻集料高强混凝土界面区结构示意图，其中(a)为碎石型轻集料高强混凝土界面区结构，(b)为球型轻集料高强混凝土界面区结构。
图2为球型轻集料-胶凝浆体拱壳状界面区。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
以下实例中，水泥为巢东股份东关水泥厂生产的P.O 42.5水泥；粉煤灰为镇江谏壁电厂苏源公司产I级粉煤灰，烧失量为5wt％，需水量比为95wt％；硅灰为巩义市元亨净水材料厂生产的优级硅灰，烧失量为5wt％，SiO2含量≥98wt％；轻集料为四川攀枝花产膨胀矿渣珠集料(球型轻集料)，粒径范围5-20mm连续级配，表观密度1780kg/m3、筒压强度8.6MPa、吸水率12％；砂为安徽六安产河砂，表观密度2580kg/m3、细度模数为2.6；高效减水剂为江苏博特聚羧酸盐高效减水剂，减水率为30％；增粘剂为羟丙基甲基纤维素醚；引气剂为十二烷基硫酸钠；水为自来水。
以下实施例中，所述基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土配合比均依据绝对体积法理论计算调整得出，以水泥、粉煤灰、硅灰、轻集料、河砂、高效减水剂、增粘剂、引气剂和水为原材料制成，制备方法包括以下步骤：1)将轻集料预湿24h备用；2)将按比例称取的水泥、粉煤灰、硅灰、轻集料、河砂倒入混凝土搅拌机干拌3～4min，再加入水、高效减水剂、增粘剂和引气剂搅拌5～8min，即制得基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土。
实施例1
按表1所述配合比称取原材料制备CL50混凝土，用于制备基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土，其性能测试结果见表2、表3和表4。
表1 CL50高强轻集料混凝土配合比 单位：kg/m3
编号 水泥 粉煤灰 硅灰 轻集料 河砂 减水剂 增粘剂 引气剂 水
实施例1 450 40 50 610 640 7.20 0.225 0.0216 155
实施例2 450 40 50 590 670 7.20 0.225 0.0216 155
实施例3 459 54 27 610 640 7.34 0.230 0.0220 155
实施例4 476 54 10 610 640 7.62 0.238 0.0229 155
实施例5 450 40 50 610 640 7.20 0.225 0.0216 170
表2 CL50高强轻集料混凝土的工作性能和力学性能
表3 CL50高强轻集料混凝土的抗冻性能
表4 CL50高强轻集料混凝土的其他耐久性能
本发明对碎石型轻集料混凝土的界面区结构(呈不规则壳状)与球型轻集料混凝土的界面区结构(拱壳状界面)进行了比较，示意图如图1所示，图2为本发明所述混凝土中球型轻集料-胶凝浆体拱壳状界面区的显微成像，拱壳状界面区更利于高强轻集料混凝土力学性能的提升，且拱壳状界面区能够均匀分散压应力，从而提高了混凝土后期强度和抗冻性，并能有效阻止了Cl-、SO4 2-、CO3 2-等有害离子在毛细孔中的迁移，提高了混凝土抗氯离子渗透性、抗硫酸盐侵蚀性和抗碳化性。由表2～4也可以证实，本发明所制得的基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土具有良好的工作性能、优异的力学性能和耐久性能。相比普通混凝土和普通轻集料混凝土，本发明所制备的基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土中Cl-、SO4 2-、CO3 2-等有害离子在其毛细孔中的迁移更难，进而保证了该混凝土具有优异的抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能和抗碳化性能。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土，其特征在于，各组分及用量为：水泥400~500kg/m3、粉煤灰40~80kg/m3、硅灰10~60kg/m3、轻集料520~640kg/m3、河砂600~800kg/m3、高效减水剂6~8kg/m3、增粘剂0.2~0.3kg/m3、引气剂18~24g/m3、水140~170kg/m3。
2.根据权利要求1所述的基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土，其特征在于，所述水泥为P.O 42.5水泥。
3.根据权利要求1所述的基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，烧失量≤5.0wt%，需水量比≥90wt%。
4.根据权利要求1所述的基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土，其特征在于，所述硅灰烧失量≤5.0wt%，SiO2含量≥90wt%。
5.根据权利要求1所述的基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土，其特征在于，所述轻集料为球型轻集料。
6.根据权利要求1所述的基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土，其特征在于，所述轻集料的表观密度≤1900kg/m3、筒压强度≥6.0MPa、吸水率≥10%、粒径范围5~20mm连续级配。
7.根据权利要求1所述的基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土，其特征在于，所述河砂为中砂，细度模数为2.3~3.0。
8.根据权利要求1所述的基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土，其特征在于，所述增粘剂为羟丙基甲基纤维素醚。
9.根据权利要求1所述的基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土，其特征在于，所述高效减水剂为聚羧酸高效减水剂，减水率≥25%；所述引气剂为十二烷基硫酸钠。
10.权利要求1~9所述基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将轻集料预湿24h备用；
（2）将按比例称取的水泥、粉煤灰、硅灰、轻集料、河砂倒入混凝土搅拌机干拌3~4min，再加入水、高效减水剂、增粘剂和引气剂搅拌5~8min，即制得基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土。
CN201711324773.5A 2017-12-13 2017-12-13 一种基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土及其制备方法 Active CN107986710B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711324773.5A CN107986710B (zh) 2017-12-13 2017-12-13 一种基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711324773.5A CN107986710B (zh) 2017-12-13 2017-12-13 一种基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107986710A true CN107986710A (zh) 2018-05-04
CN107986710B CN107986710B (zh) 2021-01-15

Family

ID=62037633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711324773.5A Active CN107986710B (zh) 2017-12-13 2017-12-13 一种基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107986710B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109437828A (zh) * 2018-12-07 2019-03-08 武汉理工大学 一种钢渣碳化水化协同工艺
CN110577376A (zh) * 2019-10-15 2019-12-17 四川功予名图文设计有限公司 一种砼内养护剂及其制备方法和一种砼内养护的方法
CN112794669A (zh) * 2021-02-09 2021-05-14 北京工业大学 一种外裹纤维的轻骨料及抑制轻骨料上浮的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103613334A (zh) * 2013-11-21 2014-03-05 河北建筑工程学院 一种高轻骨料混凝土及其制备方法
EP3377459A2 (en) * 2015-11-18 2018-09-26 ITALCEMENTI S.p.A. Lightweight concrete with a high elastic modulus and use thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103613334A (zh) * 2013-11-21 2014-03-05 河北建筑工程学院 一种高轻骨料混凝土及其制备方法
EP3377459A2 (en) * 2015-11-18 2018-09-26 ITALCEMENTI S.p.A. Lightweight concrete with a high elastic modulus and use thereof

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
乐莹主编: "《预拌混凝土生产管理实用技术》", 30 September 2014, 东南大学出版社 *
何廷树编著: "《混凝土外加剂》", 30 April 2003, 陕西科学技术出版社 *
张浩博主编: "《建筑材料》", 31 January 2017, 武汉理工大学出版社 *
李洋: "轻集料高强混凝土界面区形成与作用机制研究", 《中国优秀硕士论文全文工程科技II辑》 *
林宗寿主编: "《水泥工艺学》", 30 April 2017, 武汉理工大学出版社 *
耿加会，余春荣，刘志杰主编: "《商品混凝土生产与应用技术》", 30 November 2015, 中国建材出版社 *
邓恺，施惠生，王骅主编: "《商品混凝土配合比设计速查手册》", 31 July 2008, 中国建材工业出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109437828A (zh) * 2018-12-07 2019-03-08 武汉理工大学 一种钢渣碳化水化协同工艺
CN109437828B (zh) * 2018-12-07 2021-08-17 武汉理工大学 一种钢渣碳化水化协同工艺
CN110577376A (zh) * 2019-10-15 2019-12-17 四川功予名图文设计有限公司 一种砼内养护剂及其制备方法和一种砼内养护的方法
CN112794669A (zh) * 2021-02-09 2021-05-14 北京工业大学 一种外裹纤维的轻骨料及抑制轻骨料上浮的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107986710B (zh) 2021-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104556881B (zh) 一种超高韧性混凝土及其制备方法
CN110395963B (zh) 一种建筑垃圾再生混凝土
Rukzon et al. An experimental investigation of the carbonation of blended portland cement palm oil fuel ash mortar in an indoor environment
CN111072330B (zh) 高强度透水沥青混凝土及其制备方法
CN109608124A (zh) 自密实混凝土及其制备方法和应用
CN105837117A (zh) 免蒸养phc管桩混凝土
CN105753410B (zh) 一种湿磨工艺制备高抗渗混凝土材料的方法
CN109912281B (zh) 一种防渗墙用抗渗塑性混凝土及其制备方法
CN107986710A (zh) 一种基于拱壳状界面区的高强轻集料混凝土及其制备方法
CN109956720A (zh) 一种轻质吸音自流平砂浆及其制备方法
CN110511056A (zh) 一种泡沫混凝土砌块及其制备方法
CN114368953A (zh) 一种低碳绿色超高性能混凝土及其制备方法
CN105036629A (zh) 一种轻质高强混凝土及其制备方法
CN109020405B (zh) 一种具有优异抗渗性的高性能混凝土及其制备方法
CN110128078A (zh) 一种高强度防水混凝土建筑材料
Mangi et al. Coal bottom ash as a sustainable supplementary cementitious material for the concrete exposed to seawater
CN111943583A (zh) 一种低收缩高抗裂高耐久长寿命混凝土及其制备方法
CN115259802A (zh) 一种兼具氯离子固化能力和韧性的海水海砂混凝土
CN111574178A (zh) 渣土余泥免烧砖块的制备方法
CN114349403A (zh) 一种利用建筑垃圾制备的环保型预拌混凝土
Rawat et al. A critical assessment on the effect of nano-titanium dioxide on the properties of concrete
CN101349037A (zh) 乳化沥青水泥稳定陶粒路面基层材料及路面基层施工方法
CN104557124B (zh) 轻质抗裂混凝土及其制备方法
CN114380550B (zh) 一种骨料及其制备方法与应用
CN109293304A (zh) 高延性水泥基材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant