一种轻骨料混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种轻骨料混凝土及其制备方法，按重量份数计，包括水泥360‑400份，矿粉55‑75份，砂730‑760，轻骨料460‑500，水180‑195，粉煤灰75‑80份，外加剂6.8‑11.08份，外加剂包括碳纤维、减水剂以及分散剂，其中碳纤维0.8‑2.88份，减水剂5‑6份，分散剂1‑2.2份，可以提高轻骨料混凝土的强度。

Lightweight aggregate concrete and preparation method thereof

The present invention discloses a kind of lightweight aggregate concrete and a preparation method thereof, by weight of cement, including 360 400 copies, 75 copies of powder 55, sand 730 760, 460 lightweight aggregate 500, water 180 195, fly ash 75 80 copies, 11.08 copies of 6.8 admixtures, admixtures including carbon fiber, water reducing agent and dispersant, wherein the carbon fiber 0.8 2.88 copies, 5 copies of 6 superplasticizer, 1 dispersant 2.2, can improve the strength of lightweight aggregate concrete.

【技术实现步骤摘要】
一种轻骨料混凝土及其制备方法
本专利技术涉及混凝土领域，特别涉及一种轻骨料混凝土及其制备方法。
技术介绍
混凝土时当今土木建筑工程中最重要的建筑材料，也是用途最广用量最大的建筑材料。它不仅可以广泛地应用于工业与民用建筑、水工建筑和城市建设，而且还可以用于海洋开发用的各种建筑物，也可以制成轨枕、电杆、压力管、地下工程等。但是随着现代土木工程日益向着高耸、大跨、重载的方向发展以及建造各种新型特种结构物需求的不断增加，普通混凝土材料自重大、比强度低、保温隔热性能差等缺点也日趋明显，限制了混凝土结构在高层建筑、大跨度桥梁、海洋浮式采油平台等结构物中的应用。对于这些结构物，恒载占载荷总量的比例越来越大。自重过大无论从技术上还是经济上来讲都是不利的，因为这些结构物中不得不采用建造和维护成本相对较高的其他结构形式，如钢结构等。为此，人们急需一种轻质高强的混凝土材料。轻骨料混凝土应运而生，轻骨料混凝土虽然具有轻质、保温隔热性能好、抗震性优良等一系列优点，但是目前大多数轻骨料混凝土的抗压强度、抗折强度以及抗拉强度均较低，致使轻骨料混凝土的应用范围受到较大的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轻骨料混凝土及其制备方法，可以提高轻骨料混凝土的强度。一种轻骨料混凝土，按重量份数计，按重量份数计，包括水泥340-380份，矿粉90-120份，砂705-735，轻骨料425-465，水165-177粉煤灰57-69份，外加剂6.8-11.08份。通过采用上述技术方案，矿粉是优质的混凝土掺合料，加入到混凝土中可以有效提高混凝土的抗压强度，降低混凝土的成本，同时可以抑制碱骨料反应，降低水化热，减少混凝土结构早期温度裂缝，提高混凝土密实度，提高抗渗和抗侵蚀能力有明显效果，在满足强度的要求下，可以节约30—60%的水泥，同时提高了施工可操作性；砂可以填充轻骨料的空隙，提高混凝土的粘度，也使得混凝土更加密实，此外，砂和水泥浆组成水泥砂浆可以提高混凝土的和易性和流动性；轻骨料具有轻质高强的特点，配合水泥、粉煤灰和矿粉等可以降低建筑物的自重，外加剂的加入有助于提高轻骨料混凝土的性能。较佳的，外加剂包括碳纤维0.8-2.88份，减水剂5-6份，分散剂1-2.2份。通过采用上述技术方案，碳纤维是一种高强度的新型纤维材料，重量轻，强度较高，并且碳纤维表面粗糙，有利于其与水泥的结合，所以碳纤维的加入可以进一步提高轻骨料混凝土的强度；但是碳纤维的表面较稳定，所以不易分散在混凝土中，分散剂的加入可以提高碳纤维的分散度，从而有助于提高混凝土的强度，减水剂的加入对水泥颗粒可以提高混凝土的流动性，降低轻骨料混凝土的絮凝。较佳的，分散剂为羟丙基甲基纤维素。通过采用上述技术方案，羟丙基甲基纤维素再分子单元结构中均含有亲水基团羟基和憎水基团羟基，并具有较多的极性基团，极性基团如羟基或羰基与极性水分子形成氢键,同时在液体表面和内部形成单分子膜和球状胶束,以降低水和空气间的面积,使溶液的表面张力急剧降低,从而增大了碳纤维的亲水性和浸润性,提高其分散性,形成类胶体分散体系;同时由于羟丙基甲基纤维素的支链较长，单分子分子量大，所以对碳纤维的分散效果好。较佳的，减水剂为FDN高效减水剂。通过采用上述技术方案，FDN高效减水剂为高分子表面活性剂，减水剂的加入可以拆开浆体中胶结料颗粒间阻碍流动的粘滞结构,加强了胶结料絮凝体的运动能力及凝聚体粒子与纤维间的相互扩散能力,配合分散剂的使用，使胶结料粒子在水-纤维体系中充分分散,从而使润胀的纤维束细纤维化,进而实现了整个纤维、水-胶结料粒子体系的匀化。较佳的，碳纤维的长度为3-6mm。通过采用上述技术方案，碳纤维的长度过短时强度较低，而过长则碳纤维之间的聚集会增加从而影响碳纤维的分散，所以碳纤维的长度选择在3mm-6mm，既可以保证碳纤维的强度，又可以保证碳纤维的分散效果。较佳的，碳纤维的截面为C型。通过采用上述技术方案，C型碳纤维的抱合力强，有助于增加碳纤维与水泥之间的吸附力，进而增加分散效果；并且C型的碳纤维表面积大，碳纤维于水泥之间有更多的接触点，此外，C形碳纤维的浸润性好，抗弯强度高，这除了有助于碳纤维分散，还进一步增加了轻骨料混凝土的抗弯强度。一种制备轻骨料混凝土制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：对轻骨料进行预处理；步骤二：在索氏提取器中用1:1的乙醇丙酮溶液和环己酮分别回流洗涤碳纤维各10h，取出碳纤维于80℃烘干至恒重备用，在装有回流管的通风厨中用16molL-1的浓硝酸加热恒温来氧化碳纤维，每20min摇动一次溶液代替搅拌，在90-100℃的情况下氧化2h,取出碳纤维，用过蒸馏水洗涤5次，于80℃烘干至恒重备用；步骤三：将1/2的水倒入反应器中，将羟丙基甲基纤维素放入水搅拌0.5min使其均匀溶解，制成羟丙基甲基纤维素溶液；再将步骤二中氧化结束的碳纤维加入羟丙基甲基纤维素溶液中，继续搅拌1min，使得碳纤维在羟丙基甲基纤维素溶液中呈单丝状分布；步骤四：将称取结束的水泥、砂、矿粉以及粉煤灰混合物倒入搅拌机中，先干搅0.5min，将步骤三制得的溶液倒入，同时加入剩余的水以及FDN高效减水剂，搅拌0.5min至均匀。通过采用上述技术方案，轻骨料的预处理对轻骨料混凝土的性能具有较重要的作用；利用浓硝酸氧化碳纤维，可以增加碳纤维表面的活性基团，碳纤维表面的活性基团，配合分散剂以及减水剂的分散作用，进一步增加了碳纤维的分散作用；碳纤维的表面会具有一些杂质和灰尘，为了避免杂质的氧化产物吸附在碳纤维表面而影响碳纤维的质量，所以在氧化碳纤维之前，利用乙醇丙酮溶液和环己酮对碳纤维进行清洗，清洗效果较好，在100℃的温度下清洗2h，可以保证碳纤维表面因氧化产生的基团的数量，并降低硝酸对碳纤维表面刻蚀的前度，保证碳纤维的力学性能不产生明显的损失；先将碳纤维与羟丙基甲基纤维素混合均匀，从而使得碳纤维先较好的分散在水中，然后再加入水泥、矿粉、粉煤灰与FDN高效减水剂，配合减水剂使用有助于进一步提高碳纤维在水泥中的分散性，以这样步骤制取的混凝土，有助于提高碳纤维在水中以及水泥中的分散的程度，进而提高轻骨料混凝土的强度。较佳的，步骤一中的预处理包括将轻骨料放入水中进行预湿，同时将瓜尔豆胶和硼酸溶于一部分水中溶解均匀，然后倒入轻骨料中。通过采用上述技术方案，将轻骨料倒入水中进行浸湿，轻骨料内部预先饱和的水分可以降低自收缩和塑性收缩，提高混凝土早期抗塑裂性以及增加混凝土的后期强度；向轻骨料内加入瓜尔豆胶和硼酸后，等在加入水泥、减水剂等物质时，瓜尔豆胶和硼酸可以在体系中形成凝胶，形成了一种三维网络结构，进一步提高轻骨料混凝土的强度，并且在碱性条件下瓜尔豆胶和硼酸交联的效果较好。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1、碳纤维的加入提高了混凝土的强度，分散剂的加入提高了碳纤维在水中的分散性，FDN高效减水剂的使用与分散剂配合，可以提高纤维、水-胶结料粒子体系的匀化程度；2、利用浓硝酸对碳纤维进行氧化，增加了碳纤维表面的活性基团数量，这些活性基团与羟丙基甲基纤维素上的活性基团相配合，进一步提高了碳纤维的分散效果；3、在润湿轻骨料时，加入豆瓜尔胶和硼酸，等加入水泥以及减水剂后，豆瓜尔胶和硼酸可以在体系中形成凝胶，形成一种三维网络结构，进一步提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻骨料混凝土，其特征在于：按重量份数计，包括水泥340‑380份，矿粉90‑120份，砂705‑735，轻骨料425‑465，水165‑177，粉煤灰57‑69份，外加剂6.8‑11.08份。

【技术特征摘要】
1.一种轻骨料混凝土，其特征在于：按重量份数计，包括水泥340-380份，矿粉90-120份，砂705-735，轻骨料425-465，水165-177，粉煤灰57-69份，外加剂6.8-11.08份。2.根据权利要求1所述的轻骨料混凝土，其特征在于:外加剂包括碳纤维0.8-2.88份，减水剂5-6份，分散剂1-2.2份。3.根据权利要求2所述的轻骨料混凝土，其特征在于:分散剂为羟丙基甲基纤维素。4.根据权利要求3所述的轻骨料混凝土，其特征在于:减水剂为FDN高效减水剂。5.根据权利要求4所述的轻骨料混凝土，其特征在于:碳纤维的长度为3-6mm。6.根据权利要求5所述的轻骨料混凝土，其特征在于:碳纤维的截面为C型。7.一种制备如权利要求6所述的轻骨料混凝土制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：对轻骨料进行预处理；步骤二：在索氏提取器中用1:1的乙醇丙酮溶液和环己酮分别回流洗涤碳纤维各10...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，魏鹏，陈军亮，吴秀静，
申请(专利权)人：天津金隅混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12