一种适用于轻质高强高延性水泥基胶凝复合材料的内养护材料及其预处理方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于轻质高强高延性水泥基胶凝复合材料的内养护材料及其预处理方法，按照重量百分数计，包括以下各组分：煤渣75％

【技术实现步骤摘要】
一种适用于轻质高强高延性水泥基胶凝复合材料的内养护材料及其预处理方法


[0001]本专利技术属于混凝土材料
，具体涉及一种适用于轻质高强高延性水泥基胶凝复合材料的内养护材料及其预处理方法。

技术介绍

[0002]随着工程应用的要求越来越高，高性能混凝土得到了广泛的使用。高性能混凝土主要有具有超高强度的超高性能混凝土(UHPC)和具有超高延性的工程胶凝复合材料(ECC)等系列。与普通混凝土相比，高性能混凝土具有力学性能和耐久性能优异的特点，能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求，最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。但是，高性能混凝土有着水泥用量较大的特点，导致混凝土的水胶比很低。在水泥水化的过程中，由于水分不充分，水泥颗粒周围孔隙的水被不断消耗而变得不饱和，这导致毛细管孔中的水在表面张力作用下产生凹液面，从而使孔壁向内收紧造成混凝土自收缩。这就很有可能导致高性能混凝土表面和内部产生微裂纹，浆体混凝土的力学性能和耐久性能。据研究表明，普通混凝土的收缩应变在400
‑
600
×
10
‑6之间，而UHPC和ECC的收缩应变可高达1200
‑
1800
×
10
‑6。
[0003]针对高性能混凝土收缩大的缺点，目前研究人员主要采用膨胀剂、减缩剂、稻壳灰以及预处理轻骨料来减少高性能混凝土的收缩，其减缩原理如下：(1)膨胀剂主要利用其参与水化产生膨胀相补偿收缩；(2)减缩剂能很好的分散到基体中，在混凝土拌合和硬化过程中存储水分，再在养护过程中缓慢释放出水分来减少收缩；(3)预处理轻骨料则是利用其本身多孔的特点，预先吸收储存水分在孔隙中，然后在养护的过程中将水缓慢释放出来减少收缩；(4)稻壳灰可利用其超大的比表面积，吸附水颗粒在养护过程中缓慢释放来限制收缩。
[0004]目前，经研究发现，使用膨胀剂、减缩剂会影响水泥的水化，降低混凝土的强度。使用稻壳灰会降低混凝土的流动性，影响混凝土的施工性能。而预处理轻骨料也存在着混凝土强度出现降低以及轻骨料吸水率和释水率不足导致的抑制收缩效果不显著的缺点。
[0005]公开号CN101898877A公开了一种用于水泥基材料内养护的轻骨料预处理方法，其特点在于：将准备用于内养护的轻骨料完全浸于减缩剂溶液中并达到饱和后，然后将其从减缩剂溶液中滤出，作为混凝土内养护材料。本方法减少了混凝土的收缩，略微提高了混凝土的强度。但是从该专利技术的实验结果看出，此专利技术的轻骨料制备的混凝土强度却低于预饱和水轻骨料混凝土强度，增强效果不太显著，而且使用减缩剂增加了混凝土制作成本。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种适用于轻质高强高延性水泥基胶凝复合材料的内养护材料，本专利技术内养护材料具有质量轻、粒径小及空隙多等特点，将其预保护处理后适用于制作轻质高强的高性能混凝土，大大减少混凝土的收缩，并且在降混凝土
容重的时候还能保持较高的力学性能。此外，本专利技术还要提供一种适用于轻质高强高延性水泥基胶凝复合材料的内养护材料的预处理方法，将内养护材料采用真空饱水的方法处理后，混凝土的收缩进一步减小，同时力学性能也得到进一步提高。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术的第一方面，提供一种适用于轻质高强高延性水泥基胶凝复合材料的内养护材料，按照重量百分数计，包括以下各组分：煤渣75％
‑
85％、白云石5％
‑
10％、珍珠岩10％
‑
20％，所述煤渣为火力发电厂、工业和民用锅炉等其他燃煤设备排出的废渣，所述煤渣包括以下各组分：SiO240％
‑
50％、Al2O330％
‑
35％、Fe2O34％
‑
20％，所述白云石中CaCO3的含量为30％
‑
35％、MgCO3的含量为20％
‑
25％，所述珍珠岩的含水率为2％
‑
6％，密度为2.2
‑
2.4g/cm3，珍珠岩包括以下各组分SiO268％
‑
74％、Al2O312％
‑
15％、Fe2O31％
‑
3％，所述内养护材料的堆积密度为300
‑
400kg/m3，粒径为0.08
‑
0.135mm，比表面积为2300m2/kg，其内部均匀地分布着微小孔隙。
[0009]进一步地，按照重量百分数计，由以下各组分组成：煤渣75％、白云石5％、珍珠岩15％、水5％。
[0010]进一步地，按照重量百分数计，由以下各组分组成：煤渣80％、白云石7％、珍珠岩10％、水3％。
[0011]进一步地，按照重量百分数计，由以下各组分组成：煤渣75％、白云石10％、珍珠岩10％、水5％。
[0012]进一步地，所述内养护材料的制备方法包括以下步骤：
[0013]步骤一、采用颚式粉碎机对煤渣、白云石和珍珠岩进行粉碎处理，粉碎物倒入球磨机中磨4
‑
5小时后，将所得粉体过350目筛；
[0014]步骤二、将所得粉体加入造粒机中进行搅拌，搅拌速度为150r/min，在搅拌的过程中喷洒占粉体质量3％的水雾，在颗粒的粒径介于80目
‑
120目之间停止搅拌，得到半成品颗粒；
[0015]步骤三、将半成品颗粒转入烘干窑中，保持温度为105
±
5℃烘2小时，冷却至室温后得到半成品内养护材料；
[0016]步骤四、将半成品内养护材料转入回转窑中进行煅烧，回转窑的转速为250r/min，并以10℃/min的速度升温至980℃，保持1
‑
1.5h，然后再升温至1100℃，保持2h；
[0017]步骤五、将煅烧后的半成品养护材料采用自然冷却的方式进行降温处理，冷却至室温后得到成品内养护材料。
[0018]本专利技术的第二方面，提供一种适用于轻质高强高延性水泥基胶凝复合材料的内养护材料的预处理方法用于对上述的内养护材料进行预处理，包括以下步骤：
[0019]步骤一、将内养护材料放入真空保水机的真空容器中，拧紧真空容器上方的真空盖呈密封状态；
[0020]步骤二、利用真空保水仪附带的真空泵在5min内将真空容器中的气压降低至1
‑
5kpa，保持该真空度3小时；
[0021]步骤三、在真空泵仍然运转的情况下，将自来水注入容器，液面高度应保证将内养护材料淹没；
[0022]步骤四、在内养护材料浸没1小时，并继续浸泡18小时得到预处理内养护材料。
[0023]本专利技术的第三方面，提供一种轻质高强高延性水泥基胶凝材料，包括上述的预处理后的内养护材料40份、水泥400份、玻璃微珠250份、硅粉200份、高效减水剂32份、合成纤维26份、水240份。
[0024]进一步地，所述水泥为普通硅酸盐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于轻质高强高延性水泥基胶凝复合材料的内养护材料，其特征在于，按照重量百分数计，包括以下各组分：煤渣75％
‑
85％、白云石5％
‑
10％、珍珠岩10％
‑
20％，所述煤渣为燃煤设备排出的废渣，所述煤渣包括以下各组分：SiO240％
‑
50％、Al2O330％
‑
35％、Fe2O34％
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20％，所述白云石中CaCO3的含量为30％
‑
35％、MgCO3的含量为20％
‑
25％，所述珍珠岩的含水率为2％
‑
6％，密度为2.2
‑
2.4g/cm3，珍珠岩包括以下各组分SiO268％
‑
74％、Al2O312％
‑
15％、Fe2O31％
‑
3％，所述内养护材料的堆积密度为300
‑
400kg/m3，粒径为0.08
‑
0.135mm，比表面积为2300m2/kg。2.如权利要求1所述的一种适用于轻质高强高延性水泥基胶凝复合材料的内养护材料，其特征在于，按照重量百分数计，由以下各组分组成：煤渣75％、白云石5％、珍珠岩15％、水5％。3.如权利要求1所述的一种适用于轻质高强高延性水泥基胶凝复合材料的内养护材料，其特征在于，按照重量百分数计，由以下各组分组成：煤渣80％、白云石7％、珍珠岩10％、水3％。4.如权利要求1所述的一种适用于轻质高强高延性水泥基胶凝复合材料的内养护材料，其特征在于，按照重量百分数计，由以下各组分组成：煤渣75％、白云石10％、珍珠岩10％、水5％。5.如权利要求1所述的一种适用于轻质高强高延性水泥基胶凝复合材料的内养护材料，其特征在于，所述内养护材料的制备方法包括以下步骤：步骤一、采用颚式粉碎机对煤渣、白云石和珍珠岩进行粉碎处理，粉碎物倒入球磨机中磨4
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5小时后，将所得粉体过350目筛；步骤二、将所得粉体加入造粒机中进行搅拌，搅拌速度为150r/min，在搅拌的过程中喷洒占粉体质量3％的水雾，在颗粒的粒径介于80目
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120目之间停止搅拌，得到半成品颗粒；步骤三、将半成品颗粒转入烘干窑中，保持温度为105
±
5℃烘2小时，冷却至室温后得到半成品内养护材料；步骤四、将半...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟鸿翔，朱敏涛，高双双，吕恩铝，魏劼，卞成辉，
申请(专利权)人：上海同舜混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：