一种混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种混凝土及其制备方法，属于建筑材料领域，混凝土，包括如下重量份数的原料：低热复合水泥280‑360份；Ⅱ级煤灰45‑65份；矿粉45‑65份；硅灰33‑45份；机制砂480‑540份；天然砂200‑240份；石子910‑940份；增强纤维60‑80份；改性碳酸钙20‑25份；减水剂12‑16份；水180‑200份；增强纤维包括玻璃纤维、钢化纤维、玄武岩纤维中的至少一种；减水剂包括聚羧酸系减水剂、羟基羧酸盐减水剂、萘系减水剂中的至少一种。本发明专利技术提供的混凝土具有有效降低混凝土的水化热、提高混凝土抗压强度的优点。

A kind of concrete and its preparation method

The invention discloses a concrete and a preparation method thereof, belonging to the field of building materials, which comprises the following raw materials: 280 360 portions of low-heat composite cement, 45 65 portions of grade II coal ash, 45 65 portions of ore powder, 33 45 portions of silica fume, 480 540 portions of machine-made sand, 200 240 portions of natural sand, 910 940 portions of stone, 60 80 portions of reinforced fiber, 20 25 portions of modified calcium carbonate; Water reducer 12.16 phr; water 180.200 phr; reinforcing fiber includes at least one of glass fiber, toughened fiber and basalt fiber; water reducer includes at least one of polycarboxylic acid water reducer, hydroxycarboxylate water reducer and naphthalene water reducer. The concrete provided by the invention has the advantages of effectively reducing the hydration heat of concrete and improving the compressive strength of concrete.

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料领域，更具体地说，它涉及一种混凝土及其制备方法。
技术介绍
混凝土作为目前最为重要的建筑材料之一，其应用几乎所有的现代建筑中。然而由于混凝土在应用中其内部必然夹杂空气，从而凝固后多形成有裂纹。授权公告号为CN103951348B、授权公告日为2015年9月30日的中国专利公开了一种混凝土，包括常规配比的砂、碎石和防裂复合水泥，其中防裂复合水泥包括：普通硅酸盐水泥100份、铁粉5-20份、亚硫酸钠粉0.5-1.5份、粉煤灰10-30份。虽然现有技术在原料中掺杂铁粉，利用铁粉与空气及水发生反应，铁膨胀后能够带动水泥填补混凝土中的毛细孔和裂缝，以提高混凝土的密实度。但是现有技术原料使用的普通硅酸盐水泥，由此混凝土在水化过程中会迅速放热，致使混凝土出现裂缝，从而影响混凝土的抗压强度。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种混凝土，能够有效减小混凝土的水化热，从而提高混凝土的抗压强度。本专利技术的第二个目的在于提供一种混凝土的制备方法，具体制备方法简单，成本低，制备得到的混凝土具有较好的抗压强度。为实现上述目的一，本专利技术提供了如下技术方案，一种混凝土，包括如下重量份数的组分：低热复合水泥280-360份；Ⅱ级煤灰45-65份；矿粉45-65份；硅灰33-45份；机制砂480-540份；天然砂200-240份；石子910-940份；增强纤维60-80份；改性碳酸钙20-25份；减水剂12-16份；水180-200份；所述改性碳酸钙的制备方法包括如下步骤：S1，将纳米级的碳酸钙浸泡于质量百分数为76-80％的乙醇溶液中，充分分散3.5-4h，得到碳酸钙处理液；S2，将由步骤S1得到的碳酸钙处理液进行烘干，然后加入质量百分数为3.5-5％的硅烷偶联剂，混合均匀，得到改性碳酸钙处理液；S3，将由步骤S2得到的改性碳酸钙处理液，进行烘干处理，研磨，获得改性碳酸钙。通过采用上述技术方案，本申请中使用的水泥为低热复合水泥，其水化热较低，放热平缓，绝热温升远低于普通水泥绝热温升，温升下降幅度在5-10℃，复合低热水泥水化浆体中影响干缩的小孔含量较少，内部结构致密，有良好的抗干缩性能，各龄期的干缩率为普通硅酸盐水泥的50-70％。Ⅱ级煤灰与矿粉、硅灰都属于火山灰材料，在与水和石灰混合时会缓慢水化，生成能够增强强度的凝胶材料，填充混凝土的空隙。在本申请中，使用的II级煤灰细度不大于25％，与矿粉双掺后，能够取代60％水泥，从而有效延长水化放热时间，缓解混凝土早期集中放热。机制砂、天然砂为粒径不同的砂，其中机制砂为粗砂，粒径大于天然砂的粒径。机制砂具有较好的坚固性和耐久性。天然砂是由自然条件作用而成，强度较高，由于其粒径较小，能够填充在混凝土的空隙中，提高混凝土的密实度。石子是良好的刚性结构骨架，能限制混凝土的收缩，而粒径粗大的碎石能减少砂的使用量，缓解水化程度，从而降低水化热。增强纤维是纤维状的复合材料，抗拉强度大、延伸率大，能够提高混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击强度。碳酸钙作为矿物掺合料在混凝土中起到填充和骨架的作用，在本申请中，使用的改性碳酸钙能均匀分散水泥颗粒，有利于增强混凝土的强度。改性碳酸钙的原料为纳米级的碳酸钙，先在乙醇中充分分散，起到对碳酸钙解团聚的作用，提高纳米碳酸钙在混凝土中的稳定性和分散性。在水泥中掺入纳米碳酸钙可以促进水泥水化，提高水化速率，缩短凝结时间。纳米碳酸钙可以改善微细颗粒级配，减少空隙率，提高堆积密度，有助于提高混凝土的抗折强度、抗压强度。纳米碳酸钙可以使水化产物中形成更多的C-S-H凝胶，且可以增加Ca(OH)2的生成并降低未反应的C3S含量，从而改善微观结构，提高耐久性。此外，制备改性碳酸钙中用到硅烷偶联剂，能够增强混凝土的保水性、流动性。减水剂能够减少混凝土原料拌合用水量，可以节约水泥用量，改善混凝土的流动性。在本申请中，采用低热复合水泥、Ⅱ级煤灰、矿粉、硅灰、机制砂、天然砂、石子等骨料混合，并添加增强纤维、改性碳酸钙以及减水剂，能够降低混凝土的水化热，从而减少混凝土在水化放热过程中因膨胀造成裂缝，提高混凝土的使用寿命，同时能够有效填充混凝土中的空隙，提高混凝土的密实度，改善混凝土的工作性能。进一步地，所述低热复合水泥由质量百分含量为80-85wt.％的低热硅酸盐水泥熟料、4-6wt.％的硫铝酸水泥熟料、6-9wt.％的石膏和5-15wt.％的氧化镁组成。通过采用上述技术方案，在本申请中，使用的水泥为由低热硅酸盐水泥、硫铝酸水泥熟料、石膏以及氧化镁组成的低热复合水泥，其中硅酸二钙含量大幅度增加，影响混凝土水化热的硅酸三钙和铝酸三钙含量大幅度减少，使得混凝土水化热和干缩率降低，同时有效提高混凝土的早期抗压强度，从而减少由温度变化造成的体积变化，减少裂缝的产生，提高混凝土的抗压强度。氧化镁作为膨胀剂，其原理是混凝土在长时间的温降过程中会发生温度变形，而氧化镁具有延迟性的微膨胀变形能够补偿该温度变形，从而可以改善混凝土的抗压强度。进一步地，所述增强纤维包括玻璃纤维、钢化纤维、玄武岩纤维中的至少一种。通过采用上述技术方案，玻璃纤维、钢化纤维以及玄武岩纤维均能够降低混凝土早期收缩裂缝，改善混凝土裂后抗变形性能，同时可以提高混凝土抗拉强度、抗折强度，具有优良的抗冲击、抗侵蚀性、抗冻融性和抗渗性。玻璃纤维是100％无机耐碱纤维，弹性模量、抗冲击、抗拉、抗弯强度极高，能有效抵抗水泥中高碱物质的侵蚀。玄武岩纤维与玻璃纤维配合使用，能够充分发挥两者的特性，使得混凝土的抗拉模量和剪切强度明显提高，从而能够有效增强混凝土的抗压强度。在制备改性碳酸钙中使用的硅烷偶联剂可以作为玻璃纤维的表面处理剂，使玻璃纤维和钢化纤维的机械性能、抗老化性能得到很大的提高。因此硅烷偶联剂和增强纤维之间具有协同增效的作用。进一步地，所述增强纤维由以下重量份数的组分组成：玻璃纤维25-30份；钢化纤维15-25份；玄武岩纤维20-25份。通过采用上述技术方案，增强纤维按照上述重量份数配制，能够有效提高混凝土的工作性能。进一步地，所述减水剂包括聚羧酸系减水剂、羟基羧酸盐减水剂、萘系减水剂中的至少一种。通过采用上述技术方案，减水剂具有良好的保塑作用，不仅能够维持混凝土坍落度不变、减少拌合用水量的混凝土外加剂，而且对水泥颗粒有较好的分散作用，能改善混凝土拌合物的流动性，减少单位水泥用量，节约水泥。进一步地，所述减水剂由以下重量份数的组分组成：聚羧酸系减水剂4-6份；羟基羧酸盐减水剂3-4份；萘系减水剂5-6份。通过采用上述技术方案，减水剂按照上述重量份数配制，能够进一步提高混凝土的工作性能。为实现上述目的二，本专利技术提供了如下技术方案，一种混凝土的制备方法，包括如下步骤：步骤1，按照重量份数配比称取硅灰、天然砂，并与占硅灰、天然砂总重量份数比为60-70％的水混合，再加入改性碳酸钙，混合均匀，得到第一混合物；步骤2，按照重量份数称取机制砂、石子、增强纤维，然后加入到由步骤A获得的第一混合物中，混合均匀，得到第二混合物；步骤3，按照重量份数配比称取低热复合水泥、Ⅱ级煤灰、矿粉、减水剂、剩余量的水，然后加入到由步骤B获得的第二混合物中，混合均匀，获得混凝土。通过采用上述技术方案，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的组分：低热复合水泥280‑360份；Ⅱ级煤灰45‑65份；矿粉45‑65份；硅灰33‑45份；机制砂480‑540份；天然砂200‑240份；石子910‑940份；增强纤维60‑80份；改性碳酸钙20‑25份；减水剂12‑16份；水180‑200份；所述改性碳酸钙的制备方法包括如下步骤：S1，将纳米级的碳酸钙浸泡于质量百分数为76‑80%的乙醇溶液中，充分分散3.5‑4h，得到碳酸钙处理液；S2，将由步骤S1得到的碳酸钙处理液进行烘干，然后加入质量百分数为3.5‑5%的硅烷偶联剂，混合均匀，得到改性碳酸钙处理液；S3，将由步骤S2得到的改性碳酸钙处理液，进行烘干处理，研磨，获得改性碳酸钙。

【技术特征摘要】
1.一种混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的组分：低热复合水泥280-360份；Ⅱ级煤灰45-65份；矿粉45-65份；硅灰33-45份；机制砂480-540份；天然砂200-240份；石子910-940份；增强纤维60-80份；改性碳酸钙20-25份；减水剂12-16份；水180-200份；所述改性碳酸钙的制备方法包括如下步骤：S1，将纳米级的碳酸钙浸泡于质量百分数为76-80%的乙醇溶液中，充分分散3.5-4h，得到碳酸钙处理液；S2，将由步骤S1得到的碳酸钙处理液进行烘干，然后加入质量百分数为3.5-5%的硅烷偶联剂，混合均匀，得到改性碳酸钙处理液；S3，将由步骤S2得到的改性碳酸钙处理液，进行烘干处理，研磨，获得改性碳酸钙。2.根据权利要求1所述的一种混凝土，其特征在于，所述低热复合水泥由质量百分含量为80-85wt.%的低热硅酸盐水泥熟料、4-6wt.%的硫铝酸水泥熟料、6-9wt.%的石膏和5-15wt.%的氧化镁组成。3.根据权利要求1所述的一种混凝土，其特征在于，所述增强纤维包括玻璃纤维、钢化纤维、玄武岩纤维中的至少一种。4.根据权利要求3所述的一种混凝土，其特征在于，所述增强纤维由以下重量份数的组分组成：玻璃纤维25-30份；钢化纤维15-25份；玄武岩纤维20-25份。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：金志刚，黄建康，
申请(专利权)人：杭州金鼎实业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33