一种采用纳米SiO2改性地聚物混凝土断裂性能的混凝土配合比及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种采用纳米SiO2改性地聚物混凝土断裂性能的混凝土配合比及制备方法，本发明专利技术涉及一种采用纳米SiO2改性地聚物混凝土断裂性能的混凝土配合比，按重量称取以下各种材料，使用搅拌机均匀搅拌而成，脱模后地聚物混凝土约重2235

【技术实现步骤摘要】
一种采用纳米SiO2改性地聚物混凝土断裂性能的混凝土配合比及制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料领域，特别涉及一种采用纳米SiO2改性地聚物混凝土断裂性能的混凝土配合比及制备方法。

技术介绍

[0002]地聚物混凝土制备及其胶凝材料不同于普通混凝土，它是一类由碱激发具有火山灰活性或潜在水硬性的硅铝质原料作为胶凝材料而制备的绿色环保混凝土，其性能优良且节能环保，已显现出可成为水泥混凝土替代品的潜力。目前，地聚物通过将碱性溶液(水玻璃、氢氧化钠等)与高炉矿渣、偏高岭土以及粉煤灰等工业废料混合反应制成，不仅能降低造价，实现了工业废弃料的再循环，同时排放的废弃物也很大程度上得到降低。
[0003]众所周知，在混凝土的基本力学性能中，其抗压强度是最显著的。然而，与普通硅酸盐混凝土一样，由于其脆性材料的特性，其抗拉强度明显降低，十分容易开裂，一旦达到其弹性极限，就会产生微裂纹，随后裂缝扩展连接发展成大裂缝，最终破裂，对结构的安全性造成威胁。目前，使用钢筋加固是提高混凝土的抗拉强度和延展性的最常规的解决方案，但这种加固方式不能抑制微小裂缝的产生。同时，由于这些裂缝的产生，空气中的水及有害成分会渗透到混凝土内部与钢筋发生反应而造成腐蚀损伤。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种采用纳米SiO2改性地聚物混凝土断裂性能的混凝土配合比及制备方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下方案：
[0006]按重量称取以下各种材料，使用搅拌机均匀搅拌而成，脱模后地聚物混凝土约重2235
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2433Kg/m3，每立方米包括：水泥69.3
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92.5Kg/m3；粉煤灰419.4
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452.3Kg/m3；砂582.2
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613.9Kg/m3；碎石998.6
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1031.6Kg/m3；水玻璃215.5
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246.5Kg/m3；氢氧化钠32.6
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56.8Kg/m3；纳米SiO2以等质量取代胶凝材料的方式掺入0
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7.88Kg/m3；
[0007]本专利技术的特点还在于，天然碎石粒径为5mm～20mm,砂的细度模数为3.01，表观密度2503Kg/m3,水泥采用P
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O42.5普通硅酸盐水泥，水泥中SiO2含量23.22％，粉煤灰采用Ⅰ级粉煤灰，粉煤灰烧失量1.9％，需水量比93％，SiO2含量52.31％，水玻璃采用工业水玻璃，水玻璃模数3.3，密度1.4g/cm3,氢氧化钠采用相对分子质量142.04，含量96％，纳米SiO2采用粉状纳米SiO2，SiO2含量99.5(质量分数)，平均粒径为30nm，比表面积为150m2/g。
[0008]按照上述的材料量称取各种原材料，加入到搅拌机内，加入顺序依次为：砂、碎石、粉煤灰、水泥、碱激发溶液、纳米分散液；纳米SiO2粉末在倒入搅拌机之前，加入部分外加水先将其搅拌成纳米分散液，再将各种原材料在搅拌机内充分搅拌120秒，使其搅拌均匀，养护室内养护28d得到地聚物混凝土强度不低于35MPa。
[0009]本专利技术采用纳米SiO2改性地聚物混凝土断裂性能的混凝土配合比及制备方法，具
有至少以下有益效果：1)本专利技术中掺入大量粉煤灰制备地聚物混凝土，可实现对于工业废弃物的资源化利用，还可以节省水泥用量，减少对自然资源所产生的影响，降低生产成本，符合可持续发展的要求。2)本专利技术中掺入适量的纳米SiO2，可以改善地聚物混凝土的断裂性能，使其具有较高的韧性，显著提高其抗压和抗拉强度，使裂缝的数量和长度显著减少。3)本专利技术在纳米SiO2粉末倒入搅拌机之前，加入部分外加水先将其搅拌成纳米分散液，能够使纳米SiO2颗粒搅拌均匀，不结团。4)本专利技术适用于公路交通领域的地聚物混凝土施工。5)本专利技术中使用5
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20mm的连续级配碎石,能够增强地聚物混凝土的密实性。
具体实施方式
[0010]为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
，下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0011]本专利技术公开了一种采用纳米SiO2改性地聚物混凝土断裂性能的混凝土配合比及制备方法，本专利技术涉及一种采用纳米SiO2改性地聚物混凝土断裂性能的混凝土配合比，按重量称取以下各种材料，使用搅拌机均匀搅拌而成，脱模后地聚物混凝土约重2235
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2433Kg/m3，每立方米包括：水泥69.3
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92.5Kg/m3；粉煤灰419.4
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452.3Kg/m3；砂582.2
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613.9Kg/m3；碎石998.6
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1031.6Kg/m3；水玻璃215.5
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246.5Kg/m3；氢氧化钠32.6
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56.8Kg/m3；纳米SiO2以等质量取代胶凝材料的方式掺入0
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7.88Kg/m3。所述天然碎石粒径为5mm～20mm，砂的细度模数为3.01，表观密度2503Kg/m3，水泥采用P
·
O42.5普通硅酸盐水泥，水泥中SiO2含量23.22％，粉煤灰采用Ⅰ级粉煤灰，粉煤灰烧失量1.9％，需水量比93％，SiO2含量52.31％，水玻璃采用工业水玻璃，水玻璃模数3.3，密度1.4g/cm3，氢氧化钠相对分子质量142.04，含量96％，纳米SiO2采用粉状纳米SiO2，SiO2含量99.5(质量分数)，平均粒径为30nm，比表面积为150m2/g。
[0012]实施例1
[0013]实例1按下表采用地聚物混凝土配合比。
[0014]实施例2
[0015]实例2按下表采用地聚物混凝土配合比。
[0016]实施例3
[0017]实例3按下表采用地聚物混凝土配合比。
[0018]实施例4
[0019]实例4按下表采用地聚物混凝土配合比。实例4按下表采用地聚物混凝土配合比。
[0020]一种采用纳米SiO2改性地聚物混凝土断裂性能的混凝土制备方法，按照所述材料量称取各种原材料，加入到搅拌机内，加入顺序依次为：砂、碎石、粉煤灰、水泥、碱激发溶液、纳米分散液；纳米SiO2粉末在倒入搅拌机之前，加入部分外加水先将其搅拌成纳米分散液，再将各种原材料在搅拌机内充分搅拌120秒，使其搅拌均匀，养护室内养护28d得到地聚物混凝土强度不低于35MPa。
[0021]本专利技术具有以下优点：
[0022]本专利技术中掺入适量的纳米SiO2，可以改善地聚物混凝土的断裂性能，使其具有较高韧性，显著提高其抗压和抗拉强度，使裂缝的数量和长度显著减少。
[0023]相比于其他方法制备得到的自燃煤矸石粗集料，本方法生产成本降低，本专利技术中掺入大量粉煤灰制备地聚物混凝土，可实现工业废弃物的资源化利用，还可以节省水泥用量，减少对自然资源所产生的影响，降低生产成本，符合可持续发展的要求。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用纳米SiO2改性地聚物混凝土断裂性能的混凝土配合比及制备方法，其特征在于，具体按照如下步骤实施：按重量称取以下各种材料，使用搅拌机均匀搅拌而成，脱模后地聚物混凝土约重2235
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2433Kg/m3，每立方米包括：水泥69.3
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92.5Kg/m3；粉煤灰419.4
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452.3Kg/m3；砂582.2
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613.9Kg/m3；碎石998.6
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1031.6Kg/m3；水玻璃215.5
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246.5Kg/m3；氢氧化钠32.6
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56.8Kg/m3；纳米SiO2以等质量取代胶凝材料的方式掺入0
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7.88Kg/m3。2.如权利要求1所述的一种采用纳米SiO2改性地聚物混凝土断裂性能的混凝土配合比及制备方法，其特征在于，所述天然碎石粒径为5mm～20mm，砂的细度模数...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙庆巍，丁浩珅，班馨语，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：