CN113816657A - 一种经济环保型全轻混凝土及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种经济环保型全轻混凝土及制备方法，属于混凝土技术领域，用于解决天然骨料开采所造成的资源枯竭与环境污染问题，实现工业固废完全替代轻骨料。该混凝土包括如下重量份数的各组分：云砼石：650‑750份；水泥：350‑550份；硅灰：40‑90份；粉煤灰：0‑60份；页岩陶砂：300‑500份；减水剂：4‑8份；漂珠：0‑80份；水：5‑90份。该制备方法，依次按照预浸、干混、分级投料的方式，不仅提升轻骨料与胶凝材料之间的握裹力，减少界面缺陷，而且分级投料方法可充分保证混凝土内部结构匀质性，从而大幅提升轻骨料混凝土的强度等级，实现轻骨料混凝土强度等级由低于LC40至LC45‑LC60的突破。

Description

一种经济环保型全轻混凝土及制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，特别涉及一种经济环保型全轻混凝土及制备方法。
背景技术
混凝土应用于土木建筑工程中已有百余年的历史，根据我国近期的不完全统计，混凝土每年的用量约为10亿·m3。然而，我国一半以上的地区都出现了天然砂石骨料资源严重短缺的状况，甚至连原来砂石资源丰富的地区天然砂石也大为减少或者接近枯竭，这使得在强调生态保护的当代社会，传统混凝土材料制造对环境所产生的不利影响愈加显著。随着现代高层及超高层建筑、大跨度桥梁的纵深发展，人们对混凝土材料提出了轻质、高强、保温、隔热、环保等一系列要求。因此，推动绿色建筑发展是改善民生、节约建设资源、塑造环境友好型社会的重要举措。
轻骨料混凝土(轻质混凝土)具有轻质、保温、耐火、抗冻、抗渗等优势，同时兼具经济效益、节能环保效果、应用范围广等特点，故在工程应用中愈加受到关注。然而，轻骨料混凝土在我国工程中的应用仍然存在着一个主要问题，即轻骨料混凝土的强度较低。目前所使用的轻骨料混凝土强度等级主要集中在LC40以下，这使得其使用范围具有局限性，主要应用于保温与围护结构中，主体结构中罕有应用。此外，现有轻骨料混凝土多为半轻混凝土，即轻骨料的替代率远低于100％。因而，固废利用程度不足、成本降低不明显。
为了缓解天然骨料供应的压力，解决天然骨料开采所造成的资源枯竭与环境污染等问题，实现工业废物的循环利用，降低混凝土构件自身重量，有必要研发具有经济环保型的全轻混凝土及制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种经济环保型全轻混凝土及制备方法，在确保LC45及以上强度等级的基础上，有效解决天然砂石骨料资源严重短缺的状况，同时兼具经济、节能环保效果。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种经济环保型全轻混凝土，包括如下重量份数的各组分：云砼石：650-750份；水泥：350-550份；硅灰：40-90份；粉煤灰：0-60份；页岩陶砂：300-500份；减水剂：4-8份；漂珠：0-80份；水：5-90份。
进一步地，包括如下重量份数的各组分：云砼石：674份；水泥：420份；硅灰：84份；粉煤灰：56份；页岩陶砂：319份；减水剂：10份；漂珠：60份；水：87份。
进一步地，包括如下重量份数的各组分：云砼石：674份；水泥：420份；硅灰：84份；页岩陶砂：319份；减水剂：4.4份；漂珠：60份；水：7.2份。
进一步地，云砼石为粒径5mm-10mm和11mm-16mm以3:7比例混掺得到的连续级配带核壳结构的高强陶粒。
进一步地，云砼砂粒径为2mm-4mm连续级配。
进一步地，页岩陶砂采用连续级配，其粒径为0-5mm。
进一步地，漂珠为表观密度0.7×103kg/m3-0.9×103kg/m3的粉煤灰质球形漂珠。
进一步地，减水剂固含量为20％，其减水率大于30％。
本发明还提供了一种经济环保型全轻混凝土的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
步骤S1、将云砼石、页岩陶砂预湿使其达到饱和面干状态；
步骤S2、将硅灰、水泥、漂珠在混凝土搅拌机中进行干拌1.0min，搅拌均匀得到初混干料；
步骤S3、在步骤S2得到的初混干料中加入云砼石、40％水及外加剂并搅拌1.5min，搅拌完成后，形成初混物料；
步骤S4、在步骤S3得到的初混物料中加入页岩陶砂、40％水及外加剂并搅拌1.5min，搅拌完成后，形成中混物料；
步骤S5、在步骤S4得到的中混物料中加入剩余的20％水及外加剂；
步骤S6、将步骤S5得到的终混合料搅拌2.0min，即得到经济环保型全轻混凝土。
与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：
(1)本发明提供的经济环保型全轻混凝土，包括如下重量份数的各组分：云砼石：650-750份；水泥：350-550份；硅灰：40-90份；粉煤灰：0-60份；页岩陶砂：300-500份；减水剂：4-8份；漂珠：0-80份；水：5-90份。
(2)本发明提供的经济环保型全轻混凝土，按照其配合比设计，成功研制出强度等级LC45-LC60的全轻混凝土，在降低混凝土容重的基础上，大幅提升轻骨料混凝土的强度等级，有利于轻骨料混凝土的工程推广应用。
(3)本发明提供的经济环保型全轻混凝土，采用固体废弃物作为轻骨料，100％替代天然砂石，有效缓解天然砂石骨料资源严重短缺的状况，具有显著的环保效益。
(4)本发明提供的经济环保型全轻混凝土，采用固体废弃物作为轻骨料，可大幅降低混凝土成本，经济效益显著，推广应用前景广阔。
(5)本发明提供的经济环保型全轻混凝土的制备方法，采用“预浸-干混-分级投料”，不仅提升轻骨料与胶凝材料之间的握裹力，减少界面缺陷，而且分级投料方法可充分保证混凝土内部结构的匀质性，从而大幅提升轻骨料混凝土的强度等级，实现轻骨料混凝土强度等级由低于LC40至LC45-LC60的突破。
附图说明
图1为本发明实施例中经济环保型全轻混凝土制备方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的经济环保型全轻混凝土及制备方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
下面结合图1详细说明本发明的经济环保型全轻混凝土及制备方法。
实施例1
本实施例提供的一种经济环保型全轻混凝土，包括云砼石、水泥、硅灰、粉煤灰、矿粉、页岩陶砂、云砼砂、减水剂、漂珠、水，各组分具体重量份数详细见表1。
此外，所使用的云砼石为粒径5mm-10mm和11mm-16mm以3:7比例混掺得到的连续级配带核壳结构的高强陶粒；云砼砂粒径为2mm-4mm连续级配；页岩陶砂采用连续级配，其粒径为0-5mm；所采用的漂珠为表观密度0.7×103kg/m3-0.9×103kg/m3的粉煤灰质球形漂珠；所采用的的减水剂固含量为20％，其减水率大于30％。
实施例2至实施例4
与实施例1的区别在于，所包含的组分重量份数不同，详细数值见表1。
表1 LC45全轻混凝土各组分重量份数示意表
Figure BDA0003243338370000041
Figure BDA0003243338370000051
性能检测试验：
对各实施例所制得的混凝土试件进行抗压强度试验，混凝土试件为15cm×15cm×15cm立方体，每组三块，成型后按标准方法(温度20℃±2℃、相对湿度95％RH以上)养护；干密度的测定采用破碎试件烘干法。试验依据为GB/T50081-2019，JGJ 51-2002，所得性能结果如表2所示。
表2抗压强度性能及干密度测试数据表
Figure BDA0003243338370000052
结果分析：
结合性能结果检测数据可以得出，可采用云砼石配制出28d强度等级为LC45及以上的轻骨料混凝土。结合实施例1至4可以看出，当用水量增加时，轻骨料混凝土抗压强度显著降低，因而配制高强轻骨料混凝土时应控制用水量。
实施例5
请参考图1，本发明还提供了前述经济环保型全轻混凝土的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
步骤S1：将云砼石、云砼砂页岩陶砂预湿使其达到饱和面干状态；
步骤S2：将硅灰、水泥、漂珠在混凝土搅拌机中进行干拌1.0min，搅拌均匀得到初混干料；
步骤S3：在步骤S2得到的初混干料中加入云砼石、40％水及外加剂并搅拌1.5min，搅拌完成后，形成初混物料；
步骤S4：在步骤S3得到的初混物料中加入云砼砂、40％水及外加剂并搅拌1.5min，搅拌完成后，形成中混物料；
步骤S5：在步骤S4得到的中混物料中加入页岩陶砂、剩余的20％水及外加剂搅拌2.0min，得到该全轻混凝土。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (9)

1.一种经济环保型全轻混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的各组分：云砼石：650-750份；水泥：350-550份；硅灰：40-90份；粉煤灰：0-60份；页岩陶砂：300-500份；减水剂：4-8份；漂珠：0-80份；水：5-90份。
2.根据权利要求1所述的经济环保型全轻混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的各组分：云砼石：674份；水泥：420份；硅灰：84份；粉煤灰：56份；页岩陶砂：319份；减水剂：10份；漂珠：60份；水：87份。
3.根据权利要求1所述的经济环保型全轻混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的各组分：云砼石：674份；水泥：420份；硅灰：84份；页岩陶砂：319份；减水剂：4.4份；漂珠：60份；水：7.2份。
4.根据权利要求1所述的经济环保型全轻混凝土，其特征在于，云砼石为粒径5mm-10mm和11mm-16mm以3:7比例混掺得到的连续级配带核壳结构的高强陶粒。
5.根据权利要求1所述的经济环保型全轻混凝土，其特征在于，云砼砂粒径为2mm-4mm连续级配。
6.根据权利要求1所述的经济环保型全轻混凝土，其特征在于，页岩陶砂采用连续级配，其粒径为0-5mm。
7.根据权利要求1所述的经济环保型全轻混凝土，其特征在于，漂珠为表观密度0.7×103kg/m3-0.9×103kg/m3的粉煤灰质球形漂珠。
8.根据权利要求1所述的经济环保型全轻混凝土，其特征在于，减水剂固含量为20％，其减水率大于30％。
9.一种经济环保型全轻混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、将云砼石、页岩陶砂预湿使其达到饱和面干状态；
步骤S2、将硅灰、水泥、漂珠在混凝土搅拌机中进行干拌1.0min，搅拌均匀得到初混干料；
步骤S3、在步骤S2得到的初混干料中加入云砼石、40％水及外加剂并搅拌1.5min，搅拌完成后，形成初混物料；
步骤S4、在步骤S3得到的初混物料中加入页岩陶砂、40％水及外加剂并搅拌1.5min，搅拌完成后，形成中混物料；
步骤S5、在步骤S4得到的中混物料中加入剩余的20％水及外加剂；
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