一种自密实轻骨料机制砂混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自密实轻骨料机制砂混凝土，各组分的重量份为：水泥260‑330、粉煤灰140‑160、矿粉30‑40、硅灰20‑40、机制砂420‑500、轻砂100‑110、轻骨料360‑400、水150‑160、减水剂6.8‑8.3、保坍剂0.45‑2.8、引气剂0.18‑0.22，其中，保坍剂用异戊烯醇聚氧乙烯醚TPEG、丙烯酸和复合分子量调节剂复配得到，引气剂为松香皂引气剂，用松香、烧碱、三乙醇胺、十二烷基硫酸钠复配得到，本发明专利技术使用机制砂替代天然砂，通过二次混料法制备的混凝土，解决了轻骨料混凝土骨料容易上浮、天然砂供应紧张和轻骨料机制砂混凝土需水率高、易离析、可泵送性差的问题。

A self-compacting lightweight aggregate manufactured sand concrete and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种自密实轻骨料机制砂混凝土及其制备方法
本专利技术涉及一种轻骨料混凝土，具体提供了一种自密实轻骨料机制砂混凝土及其制备方法。
技术介绍
混凝土在建筑材料中起着不可替代的作用，随着人们对混凝土材料认知程度的不断深入，混凝土技术不断地进步发展，对混凝土的要求并不仅仅限制在强度基础上，混凝土材料逐步走向多功能发展。轻质高强、高性能混凝土逐渐成为研究的重点。轻骨料混凝土由表观密度较小的轻骨料与适当的胶凝材料配制而成，由于轻骨料内部多孔的特性，一定程度上减轻骨料的表观密度从而达到降低混凝土容重的目的。轻骨料自身多孔性对于水结冰产生的膨胀应力具有一定的缓解效果，在一定程度上大大提高了轻骨料混凝土的抗冻性；同时轻集料混凝土界面过渡区相比普通混凝土界面更加密实，使得轻集料混凝土具有优良的抗渗性。作为新型环保绿色建筑材料，轻骨料混凝土具有密度小、保温性好、抗震性好，适用于高层及大跨度建筑。但是轻骨料混凝土由于其轻质骨料的特性，使其对工作性能和搅拌工艺的要求很高，现有技术制备的轻骨料混凝土普遍存在容重高、拌合物和易性差、骨料上浮、坍损大不易于泵送施工等现象。申请号为CN200910177544.4的专利技术专利中提供一种含沸石粉和天然河砂的轻骨料混凝土及其制备方法，通过沸石粉和天然河砂的掺配比例的调整，改变传统的搅拌工艺，能有效改善混凝土的性能，使拌和物的流动性和黏聚性好，骨料不上浮，容重小，可以实现泵送施工。但是随着建筑行业的发展，天然砂河砂的枯竭，砂石料供应不足，从而导致砂石价格高，使生产成本大大提高。该专利技术同时存在对于使用机制砂制备的轻骨料混凝土否也能得到工作性能良好、易于运输和泵送的轻骨料混凝土，沸石粉用作混凝土矿物掺合料对于混凝土的工作性能是有一定的改善作用，能克服混凝土的经时泌水性，使混凝土黏度增加，集料裹浆量提高。但沸石粉活性较低，会造成混凝土强度降低，同时混凝土拌合物坍落度、扩展度有所减小。目前沸石粉在混凝土中的应用仍然较少，而且相关标准也比较落后等缺点。机制砂原料充足，城市建筑废料和矿山尾矿也可开发成机制砂原料。相较于天然砂河砂，使用高品质机制砂能更好地控制建筑质量。稳定而低廉的价格是机制砂更大的优势；由于机制砂相较于天然砂河砂有较高的底粉含量，在制备轻骨料混凝土时使用底粉含量较高的机制砂能增加浆体的粘聚性，能解决轻骨料混凝土骨料容易上浮的问题。但机制砂级配不良、表面较粗糙，因而拌制的轻骨料机制砂混凝土需水率高、易离析、可泵送性差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：设计一种自密实轻骨料机制砂混凝土及其制备方法。使用机制砂替代天然砂，以解决轻骨料混凝土骨料容易上浮、天然砂供应紧张和轻骨料机制砂混凝土需水率高、易离析、可泵送性差的问题。本专利技术的技术方案是：一种自密实轻骨料机制砂混凝土，该混凝土各组分的重量份为：水泥260-330、粉煤灰140-160、矿粉30-40、硅灰20-40、机制砂420-500、轻砂100-110、轻骨料360-400、水150-160、减水剂6.8-8.3、保坍剂0.45-2.8、引气剂0.18-0.22。进一步的，所述水泥为普通硅酸盐水泥P.O42.5，28天抗压强度≥50MPa。进一步的，所述粉煤灰属Ⅱ级灰，0.08mm负压筛余≤10％，烧失量≤8.0％，需水量比≥100％，堆积密度≥0.50g/cm3，表观密度≥2.02g/cm3。进一步的，所述矿粉为S95矿粉，比表面积为≥4000cm2/g，活性≥95％，表观密度≥2.8g/cm3。进一步的，所述硅灰中SiO2的质量分数≥90.2％，比表面积≥25000m2/kg，活性≥115％。进一步的，所述机制砂MB≤1.4，细度模数μf＝2.5，所述轻砂为所述轻骨料破碎过公称粒径为5mm筛，取筛底物得到，轻砂细度模数μf＝2.3。进一步的，所述轻骨料为粘土陶粒、粉煤灰陶粒、页岩陶粒、铝矾土陶粒中的一种或几种混合，粒径为5-15mm，表观密度≤1300kg/m3，堆积密度≤800kg/m3，筒压强度≥8.5MPa，吸水率≤2.5％。进一步的，所述保坍剂为聚羧酸保坍剂，固含量≥20％，PH值为6.0-7.0，掺量为胶凝材料的0.1-0.5％，该聚羧酸保坍剂用异戊烯醇聚氧乙烯醚TPEG、丙烯酸和复合分子量调节剂按15～20:5～10:1～5的比例复配得到。进一步的，所述引气剂为松香皂引气剂，固含量≥23％，PH值为9.5-10.5，掺量为胶凝材料的0.04-0.05％，该松香皂引气剂用松香、烧碱、三乙醇胺、十二烷基硫酸钠按比例1～5:1～10:5～15:10～20复配得到。一种自密实轻骨料机制砂混凝土的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将轻骨料放入盛器中加水浸泡24h后倒去试样上的水，自然风干，使其处于饱和面干状态；步骤二：采用二次投料法中配置混凝土：即先将按各组分重量比称量好的机制砂、轻砂、轻骨料、硅灰、40％水倒入搅拌机中搅拌60s，再加入水泥、粉煤灰、矿粉和剩余60％的水、减水剂、保坍剂和引气剂进行搅拌1-2min，得到轻骨料机制砂混凝土。本专利技术具有如下有益效果：与现有技术性比，1、本专利技术用机制砂代理河沙，由于机制砂相较于天然砂河砂有较高的底粉含量，在制备轻骨料混凝土时底粉含量较高的机制砂能增加浆体的粘聚性，解决了轻骨料混凝土骨料容易上浮的问题。同时使用机制砂不仅有很高的经济性，解决了河沙资源不足供应紧张的问题；2、本专利技术在拌合物中加入聚羧酸保水剂，通过改性聚醚与不饱和羧酸共聚，在引入阴离子表面活性基团的条件下，制备出具有羧基、羟基、磺酸基等阴离子活性基团的聚羧酸保水剂。聚羧酸保水剂的负电荷会和轻骨料机制砂混凝土中的粉体颗粒表面的正电荷相互作用，使聚羧酸减水剂分子牢固的吸附在粉体颗粒表面，造成粉体颗粒表面形成一层双电子层，这样每个粉体颗粒的表面就会带有相同的电荷，由于同种电荷相互排斥，粉体颗粒就会分散开来，粉体颗粒的絮凝结构被破坏，里面被包裹的自由水被释放出来，从而有效解决了自密实轻骨料机制砂混凝土需水高的问题。所述聚羧酸保水剂的负电荷主要是羧基、羟基、磺酸基等阴离子；3、本专利技术在拌合物中加入松香皂引气剂，松香皂引气剂是一种表面活性剂，是两亲分子，溶解在水中的两亲分子可以在界面上自动形成定向吸附层并降低水的表面张力，此类物质通过在水面上铺展的方法形成表面膜，是一种定向单分子层。本专利技术采用的松香皂引气剂产生的微小气泡有效的解决了自密实轻骨料机制砂混凝土合物易离析和可泵性差的问题，同时使硬化混凝土气孔孔径大部分集中在500μm以下，相比与市面上常见的其他种类引气剂，本专利技术所述松香皂引气剂产生的气泡更加细小，分布更加均匀，所制备的自密实轻骨料机制砂混凝土也具有更为合理的孔结构、孔形态及分布，从而明显改善自密实轻骨料机制砂混凝土骨料的均匀性。4、采用二次投料的方法，由于硅灰比表面积很大，通过二次投料法使硅灰均匀包裹在骨料表面，更容易吸附水泥、粉煤灰、矿粉等胶凝材料颗粒，在机制砂表面形成一层较厚的浆壳，使水泥浆被封在壳体之间的空隙里，可以有效改善机制砂级配不良、表面粗糙所制备轻骨料机制砂混凝土易离析、泌水等问题，同时增加骨料与水泥浆间的粘结力，有效改善了轻骨料易上浮的问题。具体实施方式为使本专利技术的内容、技术方案和优点更加清楚明白，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自密实轻骨料机制砂混凝土，其特征在于：该混凝土各组分的重量份为：水泥260‑330、粉煤灰140‑160、矿粉30‑40、硅灰20‑40、机制砂420‑500、轻砂100‑110、轻骨料360‑400、水150‑160、减水剂6.8‑8.3、保坍剂0.45‑2.8、引气剂0.18‑0.22。

【技术特征摘要】
1.一种自密实轻骨料机制砂混凝土，其特征在于：该混凝土各组分的重量份为：水泥260-330、粉煤灰140-160、矿粉30-40、硅灰20-40、机制砂420-500、轻砂100-110、轻骨料360-400、水150-160、减水剂6.8-8.3、保坍剂0.45-2.8、引气剂0.18-0.22。2.按照权利要求1所述的一种自密实轻骨料机制砂混凝土，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥P.O42.5，28天抗压强度≥50MPa。3.按照权利要求1所述的一种自密实轻骨料机制砂混凝土，其特征在于，所述粉煤灰属Ⅱ级灰，0.08mm负压筛余≤10％，烧失量≤8.0％，需水量比≥100％，堆积密度≥0.50g/cm3，表观密度≥2.02g/cm3。4.按照权利要求1所述的一种自密实轻骨料机制砂混凝土，其特征在于，所述矿粉为S95矿粉，比表面积为≥4000cm2/g，活性≥95％，表观密度≥2.8g/cm3。5.按照权利要求1所述的一种自密实轻骨料机制砂混凝土，其特征在于，所述硅灰中SiO2的质量分数≥90.2％，比表面积≥25000m2/kg，活性≥115％。6.按照权利要求1所述的一种自密实轻骨料机制砂混凝土，其特征在于，所述机制砂MB≤1.4，细度模数μf＝2.5，所述轻砂为所述轻骨料破碎过公称粒径为5mm筛，取筛底物得到，轻砂细度模数μf＝2.3。7.按照权利要求1所述的一种自密实轻...

【专利技术属性】
技术研发人员：路东义，林喜华，赵士豪，叶鸿宏，班录江，何凯，何欣，
申请(专利权)人：中建西部建设贵州有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52