自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板及制备方法技术

本发明专利技术属于装配整体式预制混凝土构件，涉及一种自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板及其制备方法。该自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板由预制底板和位于预制底板上的后浇叠合层组成，通过使用自燃煤矸石粗集料和/或自燃煤矸石细集料，拌制轻集料混凝土制备而成。预制底板的制备方法包括：备料，自燃煤矸石破碎、筛分和级配，支模，钢筋加工，轻集料预湿，以及搅拌、浇筑、拉毛、养护及拆模等过程。后浇叠合层的制备方法包括：吊运、定位、支模、绑扎、预埋、润面、浇捣及养护过程。本发明专利技术实现了煤矸石在装配整体式预制混凝土构件中的资源化利用，且叠合楼板造价低、自重轻、整体性好、保温隔热性好，符合绿色、节能建筑要求，具有广阔的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板及制备方法
本专利技术涉及一种装配整体式结构中的一种预制混凝土水平构件，特别涉及一种以自燃煤矸石为粗集料和/或细集料制备的轻集料混凝土叠合楼板及制备方法。
技术介绍
目前国内外装配式混凝土建筑采用的预制构件主要由普通混凝土生产，由于其自重大等缺点，不仅加大了装配式建筑运输、吊装成本，也极大的限制了其在高层、大跨度建筑物中的应用。另一方面，随着全球化资源的缩减以及由煤矸石等固废引发的环境问题日益突出，固废资源化利用工作迫在眉睫，现有煤矸石建材资源化技术侧重于制备传统烧结制品，缺乏高效率低成本的绿色、节能构件。煤矸石长期堆放，除占用大片土地外，其内部含有的有毒物质如多环芳烃的浸出会污染周边水源，煤矸石内部含有的大量硫和碳等元素，还会引起煤矸石山自燃，煤矸石自燃放出的有毒、有害气体对周边环境造成严重污染。综上所述，对煤矸石特别是自燃煤矸石的资源化利用及无害化处理工作迫在眉睫。
技术实现思路
针对上述情况，本专利技术的目的在于研发一种自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板，实现自燃煤矸石在装配式建筑中的规模化利用，煤矸石建材资源化是实现其彻底化和规模化应用的最好归宿。该叠合楼板在制备过程中利用自燃煤矸石粗集料和/或自燃煤矸石细集料取代了天然砂石。为实现上述目的，本专利技术采取的主要技术方案是：提供一种自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板，该自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板包括预制底板和位于所述预制底板上的后浇叠合层，该预制底板和/或该后浇叠合层通过使用自燃煤矸石粗集料和/或自燃煤矸石细集料制备。当该预制底板和该后浇叠合层皆为自燃煤矸石轻集料混凝土时，该预制底板和该后浇叠合层的混凝土强度等级不变；当制备半自燃煤矸石轻集料混凝土-半普通混凝土叠合楼板时，该预制底板的自燃煤矸石轻集料混凝土强度要比该后浇叠合层的普通混凝土强度高出1或2个强度等级；当制备半普通混凝土-半自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板时，该后浇叠合层的自燃煤矸石轻集料混凝土强度要比该预制底板的普通混凝土强度高出1或2个强度等级。叠合楼板的配筋包括分布钢筋、纵向受拉钢筋及桁架钢筋；优选地，在该预制底板的内部架设桁架钢筋，该桁架钢筋是由上弦钢筋、下弦钢筋和腹杆钢筋组成的一个一体化的钢筋骨架；更优选地，该预制底板的桁架钢筋的腹杆钢筋的上部分及上弦钢筋外伸出该预制底板的上表面而埋入后浇叠合层中。在一个具体实施方式中，该桁架钢筋包括两根下弦钢筋和一根上弦钢筋，该上弦钢筋和该下弦钢筋由位于两侧的两根水平波浪形的腹杆钢筋焊接固定；优选地，该上弦钢筋和下弦钢筋之间的高度为90mm，两根下弦钢筋之间的距离是80mm。在一个具体实施方式中，该预制底板的厚度为60mm，该后浇叠合层的厚度为70mm。该自燃煤矸石粗集料是指粒径为4.75mm～19mm的自燃煤矸石，该自燃煤矸石细集料是指粒径为75μm～4.75mm自燃煤矸石。该叠合楼板的预制底板和/或该后浇叠合层的自燃煤矸石轻集料混凝土的集料原材料包括：自燃煤矸石粗集料、天然碎石、自燃煤矸石细集料、天然砂、机制砂。可以使用自燃煤矸石粗集料替代天然碎石来拌制混凝土，可以使用自燃煤矸石细集料替代天然砂或机制砂来拌制混凝土。该自燃煤矸石轻集料混凝土的原材料包括：水泥、自燃煤矸石、天然砂或机制砂、水、复合添加剂及矿物外加剂；该复合添加剂包括减水剂、早强剂、引气剂、防冻剂、缓凝剂及防水剂等，该矿物外加剂包括粉煤灰、矿粉及自燃煤矸石粉等。减水剂是指一种在保持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。大多属于阴离子表面活性剂，有木质素系、奈系、树脂类和聚羧酸盐等系列；早强剂是指能提高混凝土早期强度，并且对后期强度无显著影响的外加剂。到目前为止，人们已先后开发除氯盐和硫酸盐以外的多种早强型外加剂，如亚硝酸盐，铬酸盐等，以及有机物早强剂，如三乙醇胺、甲酸钙、尿素等；引气剂是一种憎水性表面活性剂，溶于水后加入混凝土拌合物内，在搅拌过程中能产生大量微小气泡。本专利技术自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板预制底板的制备方法如下：备料：生产原材料包括水泥、自燃煤矸石、天然砂或机制砂、水、复合添加剂、矿物外加剂以及钢筋；轻集料加工：自燃煤矸石通过分拣、破碎、筛分等工艺处理后，粒径为4.75mm～19mm的自燃煤矸石作为自燃煤矸石粗集料，粒径为75μm～4.75mm的自燃煤矸石作为自燃煤矸石细集料；支模：根据板型及其相关尺寸，制作底模及侧模，连接固定后，清理模板并在模板内表面涂刷脱模剂；钢筋加工：制作钢筋网片及桁架钢筋，将钢筋网片及桁架钢筋放置于模板内，并放置钢筋保护层定位器，预留电气线盒；优选地，桁架钢筋是由上弦钢筋、下弦钢筋和腹杆钢筋组成的一个一体化的钢筋骨架；轻集料预处理：基于自燃煤矸石集料吸水特性，拌合前提前1h对其进行润湿预处理，实测自燃煤矸石轻集料吸水率，根据施工季节按吸水率的60～80％计算出预湿自燃煤矸石集料所需附加用水量，并在拌制混凝土前1～1.5h均匀掺入自燃煤矸石集料中，该自燃煤矸石集料包括：自燃煤矸石粗集料、自燃煤矸石细集料；搅拌：采用预拌混凝土的搅拌工艺，投料顺序依次为：①预湿的自燃煤矸石粗集料或天然碎石；②水泥和矿物外加剂；③自燃煤矸石细集料或天然砂或机制砂；④水和复合添加剂；其中使用所述自燃煤矸石粗集料和所述自燃煤矸石细集料中至少一种；浇筑：搅拌完成15min内将新拌自燃煤矸石轻集料混凝土浇入模板内，采用布料机布料，振动台振捣密实；拉毛：浇筑完成后，静停10～20min，采用拉毛机对预制底板面层进行拉毛处理，拉毛槽深度大于4mm，有拉毛机拉不到的地方，人工处理；养护：预制底板混凝土采用蒸汽养护，经历预热、升温、恒温、降温四个阶段，养护湿度保持在95％以上，预热时间控制在3～4h，升温速率为10℃～20℃/h，蒸养室最高温度为60℃，并恒温持续养护时间不低于4h，降温速率不大于10℃/h，叠合楼板的预制底板生产周期12～15h；拆模：当混凝土强度达到设计强度的80％时，可拆除模板。该自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板后浇叠合层的制备方法如下：吊运：当混凝土强度达到设计强度的80％时，可起吊，起吊采用多点吊具起吊，吊点不少于4个、保证各吊点受力均匀；面积较大的板，采取两次起吊，第一次单侧起吊，第二次整块吊起；运输采用平板车，如车承料部位不平，运输带加装托架或桁架及橡胶垫层，码放层数不得超过6层；定位：按图纸设计位置，吊放预制底板就位；支模：按后浇叠合层混凝土厚度，边缘支设侧模；绑扎：绑扎在所述预制底板之间的连接钢筋；预埋：安装所述后浇叠合层内水、电管线及各种预埋件；润面：清理预制底板上部叠合面(即与后浇叠合层相叠合的上表面)杂物，并充分浇水润湿；浇捣：后浇叠合层与预制底板混凝土均为自燃煤矸石轻集料混凝土时，采用与预制底板自燃煤矸石轻集料混凝土相同强度等级混凝土进行浇筑；后浇叠合层与预制底板混凝土分别采用普通混凝土和自燃煤矸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板，其特征在于，所述自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板包括预制底板和位于所述预制底板上的后浇叠合层，所述预制底板和/或所述后浇叠合层通过使用自燃煤矸石粗集料和/或自燃煤矸石细集料制备。/n

【技术特征摘要】
1.一种自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板，其特征在于，所述自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板包括预制底板和位于所述预制底板上的后浇叠合层，所述预制底板和/或所述后浇叠合层通过使用自燃煤矸石粗集料和/或自燃煤矸石细集料制备。


2.根据权利要求1所述的叠合楼板，其特征在于，当所述预制底板和所述后浇叠合层皆为自燃煤矸石轻集料混凝土时，所述预制底板和所述后浇叠合层的混凝土强度等级相同；当制备半自燃煤矸石轻集料混凝土-半普通混凝土叠合楼板时，所述预制底板的自燃煤矸石轻集料混凝土强度要比所述后浇叠合层的普通混凝土强度高出1或2个强度等级；当制备半普通混凝土-半自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板时，所述后浇叠合层的自燃煤矸石轻集料混凝土强度要比所述预制底板的普通混凝土强度高出1或2个等级。


3.根据权利要求1所述的叠合楼板，其特征在于，叠合楼板的配筋包括分布钢筋、纵向受拉钢筋及桁架钢筋；
优选地，在所述预制底板的内部架设桁架钢筋，所述桁架钢筋是由上弦钢筋、下弦钢筋和腹杆钢筋组成的一个一体化的钢筋骨架；
更优选地，所述预制底板的桁架钢筋的腹杆钢筋的上部分及上弦钢筋外伸出所述预制底板的上表面而埋入所述后浇叠合层中。


4.根据权利要求3所述的叠合楼板，其特征在于，所述桁架钢筋包括两根下弦钢筋和一根上弦钢筋，所述上弦钢筋和所述下弦钢筋由位于两侧的两根水平波浪形的腹杆钢筋焊接固定；
优选地，所述上弦钢筋和下弦钢筋之间的高度为90mm，两根下弦钢筋之间的距离是80mm。


5.根据权利要求1所述的叠合楼板，其特征在于，所述预制底板的厚度为60mm，所述后浇叠合层的厚度为70mm。


6.根据权利要求1所述的叠合楼板，其特征在于，所述自燃煤矸石粗集料是指粒径为4.75～19mm的自燃煤矸石，自燃煤矸石细集料是指粒径为75μm～4.75mm的自燃煤矸石；
可选地，所述叠合楼板的预制底板和/或所述后浇叠合层的自燃煤矸石轻集料混凝土的集料原材料包括：自燃煤矸石粗集料、天然碎石、自燃煤矸石细集料、天然砂、机制砂。


7.根据权利要求1所述的叠合楼板，其特征在于，所述自燃煤矸石轻集料混凝土的原材料包括：水泥、自燃煤矸石、天然砂或机制砂、水、复合添加剂及矿物外加剂；所述复合添加剂包括减水剂、早强剂、引气剂、防冻剂、缓凝剂及防水剂，所述矿物外加剂包括粉煤灰、矿粉及自燃煤矸石粉。


8.一种自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板的预制底板的制备方法，其特征在于，所述自燃煤矸石轻集料混凝土叠合楼板的预制底板的制备方法包括：
备料：生产原材料包括水泥、自燃煤矸石、天然砂或机制砂、复合添加剂、矿物外加剂以及钢筋；
轻集料加工：自燃煤矸石通过分拣、破碎、筛分等工艺进行加工处理，其中粒径为4.75mm～19mm的自燃煤矸石作为自燃煤矸石粗集料，粒径为75μm～4.75mm的自燃煤矸石作为自燃煤矸石细集料；
支模：根据施工图叠合楼板尺寸，制作底模及侧模，连接固定后，模板内表面涂刷脱模剂；
钢筋加工：制作钢筋网...

【专利技术属性】
技术研发人员：周梅，张渤群，张子龙，张策，李超，张院强，贲东生，林峻峰，陈新，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，辽宁汉石科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21