轻质高强混凝土材料及其制备方法与流程

本发明涉及混凝土制备，尤其涉及一种轻质高强混凝土材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着科学技术水平的提高及经济社会发展的要求，普通混凝土自重占建筑物总荷载比重过大的弊端凸显，工程领域对轻质高强材料的需求愈加明显。轻质高强混凝土是当前混凝土技术是当前混凝土技术的热门发展方向之一，它具有强度高、质量轻、耐久性好、体积稳定性好、保温性能好等优点，在超高层建筑、大跨径结构、桥梁工程、海洋工程等领域中具有非广阔的应用前景。

2、目前，传统轻骨料的质量普遍偏低，用以生产的轻质高强混凝土的强度或容重受限。当需要配置出容重更低的轻质高强材料时，其强度降低明显，难以满足要求。因此，如何协调强度与低容重之间的平衡，在降低更多容重的同时，保障足够的强度是轻质高强材料的当务之急。

3、公开号为cn115557801a的专利提供了一种轻质高强低收缩混凝土及其制备方法，通过使用玻璃微珠、粗轻骨料和废弃硬质塑料颗粒来制备轻质混凝土，同时利用紧密堆积理论制备水泥、矿物掺合料、石英砂、玻璃微珠的高强混凝土体系，使用优化后的施工工艺制备得到一种轻质高强低收缩的混凝土。然而，该方法制备的混凝土为了保证较高的强度，容重相对较高，导致其应用受限，如果在保证高强度的同时使其具有较低的容重，仍是当前亟待解决的问题。

4、有鉴于此，有必要设计一种改进的轻质高强混凝土材料及其制备方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种容重低、强度高的轻质高强混凝土材料及其制备方法。本发明通过将特定粒径的空心玻璃微珠、粉煤灰漂珠、粉煤灰粗灰按照特定比例配合使用，在降低浆体容重同时保证浆体的强度，并与陶粒共同作用提升混凝土的匀质性，同时加入由天然石材切割打磨的固废物锯泥进行填充，提高混凝土结构的密实性，从而使制得的轻质高强混凝土材料实现了水泥基材料轻质与高强度的统一。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种轻质高强混凝土材料的制备方法，包括如下步骤：

3、s1、按照预设的重量份数称取水泥、硅灰、锯泥、粉煤灰漂珠、空心玻璃微珠、粉煤灰粗灰、陶粒后将其混合，再加入预定量的水，充分混匀后得到原料混合物；

4、s2、向步骤s1得到的所述原料混合物中加入剩余的水和预定量的减水剂，搅拌均匀后得到混凝土浆体；

5、s3、将步骤s2得到的所述混凝土浆体成型、养护后，得到轻质高强混凝土材料。

6、作为本发明的进一步改进，所述轻质高强混凝土材料中，各原料的重量份数如下：

7、水泥，15～25份；

8、硅灰，5～10份；

9、锯泥，5～8份；

10、粉煤灰漂珠，5～10份；

11、空心玻璃微珠，2～4份；

12、粉煤灰粗灰，8～12份；

13、陶粒，30～40份；

14、减水剂，1～2份；

15、水，6～10份。

16、作为本发明的进一步改进，所述空心玻璃微珠的表观密度为350～450kg/m3，粒径为150～200μm；所述粉煤灰粗灰中粒径大于45μm的颗粒占70％，表观密度为1800～2000kg/m3；所述粉煤灰漂珠为电厂粉煤灰分选轻质漂珠，其粒径为20～40目，表观密度为500～520kg/m3。

17、作为本发明的进一步改进，所述陶粒为页岩陶粒，表观密度为1300～1400kg/m3。

18、作为本发明的进一步改进，所述锯泥为花岗岩切割产生的原状湿锯泥，含水率为10％～30％，所述锯泥烘干后比表面积为620～700m2/kg。

19、作为本发明的进一步改进，所述水泥为强度≥52.5mpa的普通硅酸盐水泥。

20、作为本发明的进一步改进，所述硅灰的比表面积≥15000m2/kg，所述硅灰中sio2含量大于92％～95％。

21、作为本发明的进一步改进，在步骤s1中，加入的水占总水量的70％～85％；所述减水剂为聚羧酸类减水剂粉体，减水率为35％～40％。

22、作为本发明的进一步改进，在步骤s3中，所述养护的方式为在标准条件下养护28天或者在70℃水中养护5天。

23、为实现上述目的，本发明还提供了一种轻质高强混凝土材料，该轻质高强混凝土材料根据上述技术方案中任一方案所述的方法制备得到。

24、所述轻质高强混凝土的容重为1250～1400kg/m3，抗压强度为55～70mpa。

25、本发明的有益效果是：

26、1、本发明提供的轻质高强混凝土材料的制备方法，通过采用空心玻璃微珠作为高强轻质粉体，在大幅度降低浆体的容重的同时保证浆体的强度，在此基础上再采用粉煤灰漂珠和粗粉煤灰共同作为轻质混凝土细骨料，不仅能够弥补传统轻质骨料强度低吸水量高的缺点，还能够进一步在降低混凝土浆体容重的前提下达到更高的强度，并在水泥水化产生氢氧化钙的作用下激发其火山灰效应，增强胶凝材料基体与骨料之间的界面粘结强度，充分提高混凝土的力学性能。同时，本发明通过将特定粒径及配比的空心玻璃微珠、粉煤灰漂珠以及粉煤灰粗灰进行配合使用，能够将混凝土浆体的湿密度降低至与轻质粗骨料陶粒的密度相当且略低于陶粒密度的程度，此时掺入陶粒后，可以杜绝陶粒在振动条件下的上浮现象，从而大大提升了轻质混凝土的整体匀质性，有利于其强度的提高。此外，粉煤灰粗灰作为大宗固废，将其应用在轻质高强混凝土中，还能够提高其应用附加值，具有重要的经济效益和环境效益。

27、2、本发明提供的轻质高强混凝土材料的制备方法，引入了含水率高的原状锯泥作为混凝土的制备原料，能够利用锯泥中的超细粉体充分填充水泥和硅灰之间的空隙，有效增强了轻质高强混凝土结构的密实性，提高了制得的轻质混凝土的强度。同时，锯泥粉体主要成分为硅质材料，在高强混凝土中可以进一步水化，生成水化硅酸钙，进一步提高混凝土的强度。并且，这类原状锯泥是天然石材在切割打磨过程中产生的固废，由于其含水率高、质地黏，常规处理具有较大的难度，本发明将其应用在轻质高强混凝土的制备过程中，也提高锯泥的可应用性，对于锯泥的资源化利用具有重要的指导意义。

28、3、本发明提供的轻质高强混凝土材料的制备方法，通过对各原料的组成、粒径及其用量进行调控，能够以低密度的原料降低最终制得的混凝土的容重，同时利用各原料之间的颗粒级配提高其堆积密度，使混凝土具有较高的密实性，并利用各原料间的协同作用提高混凝土的匀质性及力学性能，最终制得的轻质高强混凝土的容重范围为1250～1400kg/m3，抗压强度为58～70mpa，同时具有了较低的容重和较高的强度，实现了水泥基材料轻质与高强度的统一。且该轻质高强混凝土材料的原料可现场加水直接拌合，流动性良好，可达到自密实效果，特别适合用于装配式现浇轻质楼板或者轻质现浇墙体承重结构材料，具有较好的应用前景。

技术特征：

1.一种轻质高强混凝土材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤

2.根据权利要求1所述的轻质高强混凝土材料的制备方法，其特征在于：所述轻质高强混凝土材料中，各原料的重量份数如下：

3.根据权利要求1所述的轻质高强混凝土材料的制备方法，其特征在于：所述空心玻璃微珠的表观密度为350～450kg/m3，粒径为150～200μm；所述粉煤灰粗灰中粒径大于45μm的颗粒占70％，表观密度为1800～2000kg/m3；所述粉煤灰漂珠为电厂粉煤灰分选轻质漂珠，其粒径为20～40目，表观密度为500～520kg/m3。

4.根据权利要求1所述的轻质高强混凝土材料的制备方法，其特征在于：所述陶粒为页岩陶粒，表观密度为1300～1400kg/m3。

5.根据权利要求1所述的轻质高强混凝土材料的制备方法，所述锯泥为花岗岩切割产生的原状湿锯泥，含水率为10％～30％，所述锯泥烘干后比表面积为620～700m2/kg。

6.根据权利要求1所述的轻质高强混凝土材料的制备方法，所述水泥为强度≥52.5mpa的普通硅酸盐水泥。

7.根据权利要求1所述的轻质高强混凝土材料的制备方法，所述硅灰的比表面积≥15000m2/kg，sio2含量大于92％～95％。

8.根据权利要求1所述的轻质高强混凝土材料的制备方法，在步骤s1中，加入的水占总水量的70％～85％；所述减水剂为聚羧酸类减水剂粉体，减水率为35％～40％。

9.根据权利要求1所述的轻质高强混凝土材料的制备方法，在步骤s3中，所述养护的方式为在标准条件下养护28天或者在70℃水中养护5天。

10.一种轻质高强混凝土材料，其特征在于，采用权利要求1～9中任一权利要求所述的制备方法制备得到。

技术总结
本发明提供了一种轻质高强混凝土材料及其制备方法。本发明通过按照预设的重量份数称取水泥、硅灰、锯泥、粉煤灰漂珠、空心玻璃微珠、粉煤灰粗灰、陶粒后将其混合，再加入预定量的水，充分混匀后得到原料混合物；向原料混合物中加入剩余的水和预定量的减水剂，搅拌均匀后得到混凝土浆体；将混凝土浆体成型、养护后，得到轻质高强混凝土材料。通过上述方式，本发明不仅能够弥补传统轻质骨料强度低吸水量高且容易分层的缺点，还能够充分提高混凝土的密实性、匀质性及其力学性能，在降低混凝土容重的前提下可以达到更高的强度，使制得的轻质高强混凝土材料同时具有了较低的容重和较高的强度，实现了水泥基材料轻质与高强度的统一。

技术研发人员：凌刚,胡亮,钱雕,王明焱
受保护的技术使用者：武汉楚天名扬建材有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14