本发明属于混凝土建筑材料技术领域,具体涉及一种超细骨料混凝土及其制备方法。
背景技术:
混凝土是现代应用最广泛的建筑材料,其具有原料丰富、价格低廉、工艺简单、强度高、耐久性好等优点。在房屋重建的过程中,废旧的楼房拆迁会产生大量的固体废弃物,这些废的混凝土材料或砖块如果直接丢弃不仅会造成很大的环境污染,还会浪费许多有用资源,如果能将其重新利用,会有很好的经济和环保效益。此外,现有的混凝土材料普遍存在抗压强度和抗劈拉强度较低,无法满足某些特殊建设领域的需求。
技术实现要素:
本发明目的就是针对混凝土目前存在的问题,提供一种超细骨料混凝土,其具备较高的抗压、抗弯、抗爆性能,大大削弱混凝土材料脆性特征,可解决装配式建筑体系干式连接的节点连接安全问题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种超细骨料混凝土,其原料成分包括超细骨料、硅酸盐水泥、复合掺合料、外加剂、调和剂和水,还包括短切纤维、水性环氧树脂和dfg-88固化剂。
进一步地,所述复合掺合料为硅灰、矿粉、粉煤灰、石灰石粉和沸石粉中的一种或多种。
进一步地,超细骨料混凝土的原料成分按重量份数计:超细骨料5~75份、硅酸盐水泥5~65份、复合掺合料1~65份、外加剂0.1~10份、调和剂0.01~10份和水10~40份。
进一步地,超细骨料混凝土的原料成分按重量份数计:超细骨料5~75份、硅酸盐水泥5~65份、复合掺合料1~65份、外加剂0.1~10份、短切纤维0.01~10份、水性环氧树脂:1-15份、dfg-88固化剂0.1-2份、调和剂0.01~10份和水10~40份。
进一步地,所述超细骨料由废弃玻璃、天然砂石和建筑废弃混凝土中的一种或多种通过工业研磨制得,其比表面积为300-800cm2/g。
进一步地,所述短切纤维为工业生产的长度为2mm~100mm、直径为1~5000nm的有机短切纤维和无机短切纤维中的一种或多种。
进一步地,所述调和剂为氧化铝、硅酸钠、氢氧化钠和氢氧化钙等中的一种或多种。
上述超细骨料混凝土的制备方法,包括以下步骤:
(1)短切纤维预处理:将短切纤维与水性环氧树脂混合搅拌均匀,再加入硅酸盐水泥进行搅拌,得到复合物;
(2)向步骤(1)的复合物中按比例再加入超细骨料、复合掺合料、外加剂、dfg-88固化剂、调和剂和水,并搅拌0.5-60min后得到混凝土浆料;
(3)将步骤(2)的混凝土浆料浇筑入模具中成型,再经标准养护得到超细骨料混凝土。
本发明的显著优点在于:
(1)本发明通过加入水性环氧树脂来填充短切纤维与混凝土之间的微裂缝形成了网状的结构,避免应力集中现象的出现,同时又能增加混凝土与短切纤维的粘结力,显著提高混凝土的力学性能。
(2)本发明可解决装配式建筑体系干式连接的节点连接安全问题,该发明作为装配式建筑构件连接材料,为装配式建筑提高结构安全与抗震性能提供保障;
(3)本发明制得的混凝土最高抗压强度可达210.0mpa,抗劈拉强度可达30.0mpa,使得混凝土具备较高的抗压、抗弯、抗爆性能,大大削弱混凝土材料脆性特征;
(4)本发明作为3d打印建筑材料,工作性能可调,材料特性可调,材料取材与制备可通过商品混凝土或构件制品企业现有设备制得;
(5)本发明解决了矿山、建筑垃圾、工业垃圾再生利用问题。
具体实施方式
下面结合本发明实施案例,对本发明实施案例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例1:
一种超细骨料混凝土,其原料成分重量份数计为:超细骨料25份,硅酸盐62.5水泥22.4份,硅灰10.2份,粉煤灰24份,高性能减水剂2份,13mm(直径0.2mm)钢纤维4份,水性环氧树脂3份、dfg-88固化剂0.5份,氢氧化钠0.1份和水20份,所述超细骨料由废弃玻璃、天然砂石和建筑废弃混凝土研磨得到,比表面积为800cm2/g。
先将13mm(直径0.2mm)钢纤维与水性环氧树脂混合搅拌均匀,再加入硅酸盐62.5水泥进行搅拌,得到复合物,然后加入其它原料并放置强制搅拌机内,混合搅拌10min出机,混凝土拓展度为450mm,装入100*100*mm试模或桥梁构件模具自密实成型,脱模后在0.1mpa、180℃的高温高压釜中蒸养10h,再标准养护27天,得到超细骨料混凝土,其力学性能、抗裂性能、抗碳化、抗侵蚀性能好,28天抗压强度200.0mpa、抗劈拉强度25.0mpa。
实施例2:
一种超细骨料混凝土,其原料成分按重量份数计为:超细骨料54份,硅酸盐42.5水泥6.6份,s95矿粉3份,粉煤灰4份,高性能减水剂1.6份,10-20mm玄武岩纤维1份,水性环氧树脂1份、dfg-88固化剂0.1份,硅酸钠溶液0.5份和水23份,所述超细骨料由天然砂石和建筑废弃混凝土研磨得到,比表面积为500cm2/g。
先将10-20mm玄武岩纤维与水性环氧树脂混合搅拌均匀,再加入硅酸盐42.5水泥进行搅拌,得到复合物,然后加入其它原料(除硅酸钠溶液)并放入搅拌装置内,现场搅拌或预拌搅拌10min,将拓展度≥500mm的拌合物装入3d打印设备,同时与硅酸钠溶液打印混凝土构件;其制品抗压强度38.1.0mpa、抗劈拉强度4.0mpa,开裂速率低于0.10mpa/d。
实施例3
一种超细骨料混凝土,其原料成分按重量份数计为:超细骨料54.2份,硅酸盐42.5水泥9.7份,s95矿粉5.2份,粉煤灰6.3份,高性能减水剂1.6份,10-15mm聚丙烯纤维0.1份,水性环氧树脂0.8份、dfg-88固化剂0.2份,氧化铝0.2份和水22份;所述超细骨料由废弃玻璃和建筑废弃混凝土研磨得到,比表面积为400cm2/g。
先将10-15mm聚丙烯纤维与水性环氧树脂混合搅拌均匀,再加入硅酸盐42.5水泥进行搅拌,得到复合物,然后加入其它原料并放入搅拌装置内,现场搅拌或预拌搅拌10min,将拓展度≥550mm,的拌合物搅拌运输至工程装配现场,通过砂浆泵送设备泵入构件连接部位注浆槽,自密实连接装配构件,混凝土的抗压强度53.0mpa、抗劈拉强度5.5mpa,混凝土极限粘结强度30.0mpa,开裂速率低于0.10mpa/d,具有较好的混凝土—钢筋粘结能力,从而提高装配式建筑pc结构的粘结安全性能。
实施例4
一种超细骨料混凝土,其原料成分按重量份数计为:超细骨料55.6份,硅酸盐42.5水泥10份,粉煤灰12.5份,高性能减水剂0.9份,氢氧化钠0.3份和水20份;所述超细骨料由建筑废弃混凝土研磨得到,比表面积为300cm2/g。
将所有原料按比例并放入搅拌装置内,现场搅拌或预拌搅拌10min,制备出一种拓展度≥600mm的灌浆拌合物;该拌合物通过注浆泵注入钢筋连接套筒,形成具备一种极限粘结强度32.1mpa超细骨料混凝土。该超细骨料混凝土具有较好的混凝土—钢筋粘结能力,从而提高装配式建筑pc结构的粘结安全性能。
实施例5
一种超细骨料混凝土,其原料成分按重量份数计为:超细骨料30份,硅酸盐42.5水泥20份,硅灰6份、矿粉9份,粉煤灰8份,石灰石粉6份、沸石粉5.3份,高性能减水剂1.3份,10-12mm芳纶纤维2份、水性环氧树脂1.3份、dfg-88固化剂0.5份、氢氧化钠0.4份和水24份;所述超细骨料由建筑废弃混凝土研磨得到,比表面积为700cm2/g。
先将10-12mm芳纶纤维与水性环氧树脂混合搅拌均匀,再加入硅酸盐42.5水泥进行搅拌,得到复合物,然后加入其它原料并放入搅拌装置内,现场搅拌或预拌搅拌20min,制备出灌浆拌合物;该拌合物通过注浆泵注入含钢筋的管道模具中,将管柱装入到蒸养窑中进行蒸养,在140℃和9kg/cm2的压力条件下,蒸养4h,完成蒸养后,取出管柱,入恒温库,维持温度在40℃,放置3天,得到超细骨料混凝土管道,其具有优异的力学性能,可用于城镇的雨水和污水的排放管道。
实施例6
一种超细骨料混凝土,其原料成分按重量份数计为:超细骨料60.2份,硅酸盐42.5水泥23.3份,硅灰5份、矿粉6.3份,粉煤灰4.6份,石灰石粉5.1份、沸石粉8份,高性能减水剂1.3份,15-20mm玄武岩纤维3份、水性环氧树脂2份、dfg-88固化剂1份、氢氧化钠0.5份和水23份;所述超细骨料由天然砂石研磨得到,比表面积为600cm2/g。
先将15-20mm玄武岩纤维3份与水性环氧树脂混合搅拌均匀,再加入硅酸盐42.5水泥进行搅拌,得到复合物,然后加入其它原料并放入搅拌装置内,现场搅拌或预拌搅拌30min,制备出灌浆拌合物;该拌合物通过注浆泵注入250*250*50mm的砖模具中成型,再经标准养护6天,得到露天广场专用砖。
实施例7
一种超细骨料混凝土,其原料成分按重量份数计为:超细骨料50.8份,硅酸盐42.5水泥22份,硅灰2.3份、矿粉7.8份,粉煤灰8.3份,石灰石粉4.2份、沸石粉7份,高性能减水剂1.3份,氢氧化钠0.5份和水23份;所述超细骨料由天然砂石研磨得到,比表面积为300cm2/g。
将原料按比例放入搅拌装置内,现场搅拌或预拌搅拌30min,制备出灌浆拌合物;该拌合物通过注浆泵注入水泥花盆模具中成型,去除模具,室温下风干3天,即得到超细骨料混凝土花盆,其具有重量轻、强度高、抗震能力强;相较于传统的水泥花盆,本发明制作的花盆强度至少提升40%,重量减少30%以上,本发明不仅降低了花盆的重量,便于运输或搬运,且还增加了强度,避免花盆产生裂纹或破碎。
实施例8
一种超细骨料混凝土,其原料成分按重量份数计为:超细骨料35份,硅酸盐42.5白水泥46份,硅灰7份、碳酸锂0.04份、葡萄糖酸钠0.02份、柠檬酸0.05份,高性能减水剂0.25份、胶粉0.3份、消泡剂0.001份、色浆3.339份、水8份;所述超细骨料由天然砂石研磨得到,比表面积为300cm2/g。
将原料按比例放入搅拌装置内,现场搅拌或预拌搅拌30min,制备出混凝土拌合物;将该拌合物注入到瓷砖模具内成型,再去除模具,室温下风干24小时后用打磨机打磨打蜡,即得到各种色彩的超细骨料混凝土仿陶瓷装饰面板。其具有色彩鲜艳、光泽与耐久可媲美陶瓷的装饰板材料;相较于传统的陶瓷装饰板,本发明制作的装饰板成本较低,便于装配式建筑整体化装配。
以上所述仅为本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。