一种混凝土内养护微陶粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种混凝土内养护微陶粒及其制备方法。内养护微陶粒组成包括玻璃粉20~40重量份、沉珠40~70重量份、硅灰10~20重量份、发泡剂1~2重量份、增强剂1~2重量份。本发明专利技术同时公开了一种混凝土内养护微陶粒的制备方法，首先采用玻璃粉、沉珠、硅灰为原材料经搅拌制备成浆体，加入发泡剂和增强剂后进行剪切发泡，通过喷雾干燥法制备微陶粒坯体，随后采用堆烧法进行烧结，得到粒径小、表面开孔且孔结构可控的内养护微陶粒。本方法制备的微陶粒具有粒径小、尺寸可控、吸水率高、强度高等优点，且该方法适用于多种材料体系。且该方法适用于多种材料体系。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土内养护微陶粒及其制备方法


[0001]本专利技术涉及多孔材料研究领域，具体涉及一种混凝土内养护微陶粒及其制备方法。

技术介绍

[0002]高强混凝土具备优异的力学性能，可大幅提高构件的承载能力，因此在大跨度桥梁、高层建筑等重点工程中获得广泛的应用。混凝土的强度显著提高，却大幅提高了混凝土内的水分消耗，由此产生较大的自收缩，导致高强混凝土比普通混凝土更易开裂，尤其水化早期的开裂现象较为普遍。学术界和工程界对此开展了大量研究工作，结果表明导致开裂的直接原因是混凝土的收缩，包括化学收缩、自收缩、温度收缩、干燥收缩等。
[0003]普通混凝土自收缩一般为（40~100）
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‑6，高强混凝土通过使用高效减水剂和高活性矿物掺合料，水胶比大幅降低，导致其自收缩远大于普通混凝土。高强混凝土密实性高，外界水分难以扩散到混凝土内部，导致蓄水、洒水、喷雾、湿覆盖等常规的外养护措施不能有效降低其自收缩。针对该问题，美国学者Philleo于1991年首次明确提出混凝土内养护的概念。大量研究表明，内养护技术是消除高强混凝土自干燥现象，减小其自收缩最安全和最有效的方法。
[0004]现有内养护材料根据组成划分包括无机多孔固体、超吸水聚合物和纤维三类。纤维类内养护材料包括木纤维、木屑和塑料绒等，超吸水聚合物类内养护材料典型物质为聚丙烯酸盐和羟乙基纤维素醚，无机多孔固体类内养护材料包括硅藻土、珍珠岩、轻骨料等。目前以超吸水聚合物（SAP）和轻骨料为代表的内养护材料研究和应用较多。
[0005]采用轻骨料对高强混凝土进行内养护，轻骨料中含有大量的水分可以减少混凝土的自收缩。然而大量研究表明，轻骨料内养护材料存在吸水率低、降低混凝土强度的问题，亟需提高轻骨料内养护材料的吸水率，减小其对混凝土强度的不利影响。
[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于通过减小轻骨料粒径，增加其气孔率和吸水率，制备高吸水率的内养护微陶粒；另一方面，通过减少微陶粒内养护材料的用量，减小轻骨料内养护材料对混凝土强度的不利影响。本专利技术旨在提供一种混凝土内养护微陶粒及其制备方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术为克服现有轻骨料内养护材料的技术缺点，通过减小轻骨料粒径，增加其气孔率，制备高吸水率的内养护微陶粒，可以提高轻骨料内养护材料的吸水率、减小其对混凝土强度的不利影响。
[0008]本专利技术将内养护微陶粒设计为两级孔结构，即微陶粒内部具有储水功能的“储水孔”和微陶粒外壁具有吸水
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释水功能的“吸/释水孔”，获得具有多级孔结构、吸水率高、减缩效果好的内养护微陶粒，为高强混凝土内养护提供新的候选材料。
[0009]本专利技术的具体技术方案如下：
一种混凝土内养护微陶粒，使用按照如下重量份组成的原材料制成：玻璃粉20~40重量份；沉珠40~70重量份；硅灰10~20重量份；发泡剂1~2重量份；增强剂1~2重量份。
[0010]进一步优选，所述玻璃粉为钠钙硅玻璃粉，粒径为2000目~5000目。
[0011]进一步优选，所述沉珠的中位粒径D50为1~4μm。
[0012]进一步优选，所述发泡剂为没食子酸丙酯，或没食子酸丙酯和十六烷基硫酸钠。
[0013]进一步优选，所述增强剂为聚乙烯醇，或聚乙烯醇和聚丙烯酰胺。
[0014]进一步优选，所述内养护微陶粒的粒径范围为100~500μm，吸水率为30%~150%。
[0015]一种混凝土内养护微陶粒的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将玻璃粉、沉珠、硅灰、水混合后，进行搅拌，得到分散均匀的浆料；步骤2：在步骤1制备的浆料中加入发泡剂、增强剂，并进行剪切发泡，得到泡沫浆料；步骤3：选择一定的工艺参数，用步骤2所制备的泡沫浆料进行喷雾干燥，得到微陶粒坯体；步骤4：采用堆烧法，选择合适的烧成工艺参数快速烧结微陶粒坯体，得到内养护微陶粒。
[0016]进一步优选，步骤1所述浆料的固相含量为10%~20%。
[0017]进一步优选，步骤3所述一定的工艺参数是指喷雾干燥的干燥温度为200℃~240℃。
[0018]进一步优选，步骤4所述的烧成工艺参数是指烧结温度为750℃~800℃。
[0019]本专利技术与现有技术相比具有如下三条有益效果。
[0020]（1）本专利技术提供的微陶粒具有粒径小、尺寸可控、吸水率高、强度高等优点，可解决轻骨料内养护材料吸水率低、影响混凝土强度的问题，减小内养护材料对混凝土强度的不利影响。
[0021]（2）本专利技术提供的微陶粒为球形结构，可在一定程度上改善混凝土的工作性。
[0022]（3）本专利技术提供的微陶粒制备方法具有组成简单、制备工艺简易的特点，可适用于含有玻璃质粉体的多种材料体系，对于制备无机多孔微珠具有普适性。
附图说明
[0023]图1所示为内养护微陶粒的结构示意图。
[0024]图2所示为本专利技术实施例1所制备的内养护微陶粒微观结构图。
[0025]图3所示为本专利技术实施例2所制备的内养护微陶粒微观结构图。
具体实施方式
[0026]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
实施例1
[0027]一种混凝土内养护微陶粒，使用按照如下重量份组成的原材料制成：玻璃粉20重量份；沉珠70重量份；硅灰10重量份；发泡剂1重量份；增强剂1重量份。
[0028]所述玻璃粉为钠钙硅玻璃粉，粒径为3000目。所述沉珠的中位粒径D50为3μm。所述发泡剂为没食子酸丙酯。所述增强剂为聚乙烯醇。
[0029]一种混凝土内养护微陶粒的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将玻璃粉、沉珠、硅灰、水混合后，进行搅拌，得到分散均匀的浆料，浆料的固相含量为20%；步骤2：在步骤1制备的浆料中加入没食子酸丙酯、聚乙烯醇，并进行剪切发泡，得到泡沫浆料；步骤3：选择喷雾干燥的干燥温度为240℃，用步骤2所制备的泡沫浆料进行喷雾干燥，得到微陶粒坯体；步骤4：采用堆烧法，烧结温度为780℃，快速烧结微陶粒坯体，得到内养护微陶粒。
[0030]得到的内养护微陶粒堆积密度为0.5g/cm3，粒径范围为100~400μm，吸水率为40%。
实施例2
[0031]一种混凝土内养护微陶粒，使用按照如下重量份组成的原材料制成：玻璃粉40重量份；沉珠40重量份；硅灰20重量份；发泡剂2重量份；增强剂2重量份。
[0032]所述玻璃粉为钠钙硅玻璃粉，粒径为4000目。所述沉珠的中位粒径D50为2μm。所述发泡剂为没食子酸丙酯。所述增强剂为聚乙烯醇。
[0033]一种混凝土内养护微陶粒的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将玻璃粉、沉珠、硅灰、水混合后，进行搅拌，得到分散均匀的浆料，浆料的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土内养护微陶粒，其特征在于，所述混凝土内养护微陶粒使用按照如下重量份组成的原材料制成：玻璃粉20~40重量份；沉珠40~70重量份；硅灰10~20重量份；发泡剂1~2重量份；增强剂1~2重量份。2.如权利要求1所述的一种混凝土内养护微陶粒，其特征在于，所述玻璃粉为钠钙硅玻璃粉，粒径为2000目~5000目。3.如权利要求1所述的一种混凝土内养护微陶粒，其特征在于，所述沉珠的中位粒径D50为1~4μm。4.如权利要求1所述的一种混凝土内养护微陶粒，其特征在于，所述发泡剂为没食子酸丙酯，或没食子酸丙酯和十六烷基硫酸钠。5.如权利要求1所述的一种混凝土内养护微陶粒，其特征在于，所述增强剂为聚乙烯醇，或聚乙烯醇和聚丙烯酰胺。6.如权利要求1所述的一种混凝土内养护微陶粒，其特征在于，所述内养护微陶粒的粒径范围为100~500μm，吸水率为30%~150%。...

【专利技术属性】
技术研发人员：渠亚男，仲新华，李享涛，王家赫，谢永江，李化建，谭盐宾，孔庆欣，李连吉，苏婉玉，裘智辉，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：