一种轻集料高性能混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种轻集料高性能混凝土及其制备方法，包括如下原料：水泥180～310份、陶粒580～650份、陶砂420～500份、建筑垃圾再生砂0～80份、粉煤灰100～130份、矿粉100～210份、水130～160份、减水剂4.5～6.5份、增强改性材料1～1.5份及抗离析材料0.45～0.60份。优点为该轻集料混凝土不仅具有容重轻(1450～1550kg/m

【技术实现步骤摘要】
一种轻集料高性能混凝土及其制备方法
本专利技术属于混凝土领域，尤其涉及一种轻集料高性能混凝土及其制备方法。
技术介绍
轻集料混凝土指是以天然多孔轻骨料或人造陶粒作粗骨料，天然砂或轻砂作细骨料，用硅酸盐水泥、水和外加剂(或不掺外加剂)按配合比要求配制而成的干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。随着建筑物向高层和装配化的建设需要，质轻高强的轻集料混凝土方便构件的施工安装，会大大降低施工安装成本，减少施工过程中能源的消耗，同时非常有利于建筑物的抗震性能的提高。此外，混凝土中大量使用水泥，作为混凝土主要原料的水泥工业是一种污染严重的不可持续发展的“夕阳工业”，我国是世界水泥第一生产大国，水泥生产对环境污染影响很大，碳排放减排压力很大。现在世界各国纷纷制定了绿色建材的性能指标，绿色高性能混凝土(GHPC)这一全新概念被提了出来。所谓“绿色”就是在混凝土材料中尽可能地用其它材料来替代水泥，生产出性能更好、能耗更低、环境污染更小的新型混凝土。这就要求生产应用的轻集料高性能混凝土也要满足绿色低碳需求。目前质轻高强的轻集料混凝土研究成果中，容重偏大，多在1700～1900kg/cm3，水泥用量也偏多，一般在400kg/cm3左右，有的甚至达到500kg/cm3以上，显然不经济也不符合实现低碳环保的要求。而且轻集料易于上浮，与胶凝材料容易离析，施工性差，是影响轻集料混凝土推广应用的又一个重要问题。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种容重轻、强度高且抗离析可泵送的轻集料高性能混凝土；本专利技术的第二目的是提供该混凝土的制备方法。技术方案：本专利技术轻集料高性能混凝土，按质量百分比计包括如下原料：水泥180～310份、陶粒580～650份、陶砂420～500份、建筑垃圾再生砂0～80份、粉煤灰100～130份、矿粉100～210份、水130～160份、减水剂4.5～6.5份、增强改性材料1～1.5份及抗离析材料0.45～0.6份。本专利技术采用高强陶粒结合陶砂，且严格控制水泥和粉煤灰、矿粉等掺合料的复合掺配比例，不仅能够有效控制胶凝浆体密度和骨料堆积密度匹配，使得轻集料和复合胶凝材料胶粘性好，不易上浮，同时也有效改善水泥颗粒级配和粒径分布，使水泥石结构的密实度得到显著增加。优选的，陶粒为碎石型页岩陶粒，陶粒为5～19mm碎石型页岩陶粒，密度等级为800级，筒压强度为大于6.0Mpa，1h吸水率低于5％；陶砂为细度模数为2.6～3.3的中粗砂，堆积密度750～850kg/m3。再进一步说，本专利技术采用的增强改性材料为质量比50～65:15～30:5～20的硅酸钠、硫酸钠以及有机醇胺混合物。优选的，有机醇胺为质量百分数50～70％的二乙醇单异丙醇胺和30～50％的三异丙醇胺复合而成。抗离析材料为重量份数比为60～75:25～40的改性甲基纤素与羧甲基纤维素混合物。增强改性材料中硅酸钠和硫酸钠复掺能更有效激发粉煤灰矿粉的活性，使粉煤灰和矿粉二次火山灰反应更加充分，极大地改善了混凝土浆-骨界面粘结结构性质，有利于促进混凝土早期强度的发展。异丙醇胺类复合物属于小分子量的表面活性剂，能够更好地与聚羧酸减水剂进行配合使用，可在保证混凝土和易性的前提下，使外加剂更有效地发挥其减水效率，从而为提高混凝土强度创造了良好的条件，同时具有很好的分散作用，使混凝土中积聚未充分反应的水泥基矿物细粉料先分散均化后再凝聚，改善了混凝土中胶凝材料水化反应的均匀性和充分性，从而在整体上提高了混凝土的强度，而且在水泥和大量复合掺合料组成的复合胶凝材料中具有很好的分散和催化增强水化反应效果，不但催化水泥本身的水化，更能催化促进无机盐硅酸钠和硫酸钠的增强效果。其中，二乙醇单异丙醇胺有利于提高混凝土的3d早期强度和28天强度；三异丙醇胺与水泥矿物成分铁铝酸四钙的化学反应，持续提高混凝土的后期强度。通过增强材料中各组分及含量的确定，使得各组分达到最优的协同效应。抗离析材料改性甲基纤维素、羧甲基纤维素因为分子量很大，具有增稠、保水效果，同时具有缓凝作用，与高效减水剂配合使用时羧甲基纤维素对混凝土流动性影响较大，单掺不适宜大流动性混凝土，复掺两种纤维素既能保证混凝土流动性不受影响，又能很好保证混凝土不泌水，骨料不上浮，抗离析效果好。更进一步说，本专利技术采用的细骨料为页岩陶砂，建筑垃圾再生砂的细度模数为2.6～3.3的中粗砂；水泥为42.5级或52.5级通用硅酸盐水泥；粉煤灰为I级粉煤灰，其比表面积为400m2/kg以上，密度为2.2～2.4g/cm3；矿粉为S95级磨细矿粉，其比表面积为450m2/kg以上，密度为2.5～2.9g/cm3。本专利技术掺入大量超细复合掺合料粉煤灰和矿粉，这些超细颗粒的掺入能够发挥矿物减水作用和增加结构粘性的双重作用，使混凝土拌和物的流动性和稳定性得到协调统一，拌和物稳定性的提高能够有效防止轻集料上浮，有助于改善轻集料混凝土的均匀性和密实程度，因而不但有利于解决混凝土的离析问题，同时有利于降低混凝土容重，同时也能增强轻集料混凝土的耐久性；此外，本专利技术在胶凝材料中大量复掺粉煤灰矿粉等掺和料取代水泥这样可以大量节约水泥，符合当前大力倡导的低碳环保需要。此外，本专利技术采用聚羧酸高效减水剂，同时也加入了抗离析材料，有效提高了了坍落度190～250mm的流动性，同时粘聚性匀质性好，轻骨料不上浮。本专利技术制备轻集料高性能混凝土包括如下步骤：先将轻骨料陶粒及陶砂预拌15～30s、预湿处理5～10min，随后加入水泥、粉煤灰、矿粉、建筑垃圾再生砂、二分之一到三分之二部分水及增强改性材料搅拌2～3min，再加入剩余水、减水剂及抗离析材料，混匀、成型养护即可。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：该轻集料混凝土水泥用量少(180～310kg/m3)，容重轻(1450～1550kg/m3)、28天强度高(40～50MPa)、且抗离析可泵送，即坍落度190～250mm，扩展度400～490mm及骨料不上浮；同时，其制法简单，可操作性强，工程应用综合经济效益好，低碳环保。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案做详细说明。实施例1水泥：42.5级通用硅酸盐水泥。轻集料：陶粒为5～19mm碎石型页岩陶粒，密度等级为800级，筒压强度为6.5Mpa，1h吸水率为3％的高性能陶粒。砂：页岩陶砂，密度等级为700级，1～5mm，细度模数为2.6～3.3的中粗砂，堆积密度750～850kg/m3。再生砂：建筑垃圾再生砂，细度模数为2.6～3.3的II区中砂，堆积密度1450～1550kg/m3。粉煤灰：镇江谏壁电厂I级粉煤灰，其比表面积为400m2/kg以上，密度为2.2～2.4g/cm3。磨细矿渣粉：上海宝钢S95矿渣粉，其比表面积为450m2/kg以上，密度为2.5～2.9g/cm3。减水剂：聚羧酸高效减水剂，固含量20％以上，减水率25％以上。原料：水泥180份、高性能陶粒619份、粉煤灰129份、矿粉206份、陶砂458份、建筑垃圾再生砂50份、水135份、减水剂4.5份、增强改性材料1.5份及抗离析材料0.45份。其中，增强改性材料为重量份数比为50:30:20的硅酸钠、硫酸钠以及有机醇胺；有机醇胺为质量百分数70％的二乙醇单异丙醇胺及30％的三异丙醇胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻集料高性能混凝土，其特征在于按重量份数计包括如下原料：水泥180～310份、陶粒580～650份、陶砂420～500份、建筑垃圾再生砂0～80份、粉煤灰100～130份、矿粉100～210份、水130～160份、减水剂4.5～6.5份、增强改性材料1～1.5份及抗离析材料0.45～0.6份。

【技术特征摘要】
1.一种轻集料高性能混凝土，其特征在于按重量份数计包括如下原料：水泥180～310份、陶粒580～650份、陶砂420～500份、建筑垃圾再生砂0～80份、粉煤灰100～130份、矿粉100～210份、水130～160份、减水剂4.5～6.5份、增强改性材料1～1.5份及抗离析材料0.45～0.6份。2.根据权利要求1所述的轻集料高性能混凝土，其特征在于：所述增强改性材料包括重量份数比为50～65:20～30:5～20的硅酸钠、硫酸钠以及有机醇胺。3.根据权利要求2所述的轻集料高性能混凝土，其特征在于：所述有机醇胺包括质量百分数50～70％的二乙醇单异丙醇胺及30％～50％的三异丙醇胺。4.根据权利要求1所述的轻集料高性能混凝土，其特征在于：所述抗离析材料包括重量份数比60～75:25～40的改性甲基纤素与羧甲基纤维素。5.根据权利要求1所述的轻集料高性能混凝土，其特征在于：所述陶粒为5～19mm碎石型页岩陶粒，密度等级为800级，筒压强度为大于6.0Mpa，1h吸水率低于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王素瑞，黄献文，仝昇德，鲜茂君，潘达，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32