CN109503071A - 清水混凝土 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑材料领域，针对清水混凝土容易被雨水侵蚀的问题，提供了一种清水混凝土，包括以下质量份数的组分：水7.5‑10份；硅酸盐水泥15‑20份；砂45‑60份；石60‑80份；减水剂0.75‑1份；碳纤维3‑4份；橡胶乳液10.5‑14份；硅烷偶联剂3.75‑5份。通过加入碳纤维，碳纤维具有外柔内刚的特性，且碳纤维耐腐蚀性突出，从而有利于提高清水混凝土的耐腐蚀性能，有利于延长清水混凝土的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，更具体地说，它涉及一种清水混凝土。
背景技术
清水混凝土是建筑现代主义的一种表现手法，因其极具装饰效果也称装饰混凝土。清水混凝土是表现混凝土的一种素颜的手法，在混凝土浇置后，不再有任何涂装、贴瓷砖、贴石材等材料。
但是，由于清水混凝土的外表不再有任何涂装、贴瓷砖、贴石材等材料，清水混凝土容易被雨水浸透或劣化，而雨水一般呈酸性，使得清水混凝土容易被雨水腐蚀，从而缩短清水混凝土的使用寿命，仍有改进的空间。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种清水混凝土，具有耐腐蚀、不容易开裂的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种清水混凝土，包括以下质量份数的组分：
水7.5-10份；
硅酸盐水泥15-20份；
砂45-60份；
石60-80份；
减水剂0.75-1份；
碳纤维3-4份；
橡胶乳液10.5-14份；
硅烷偶联剂3.75-5份。
采用上述技术方案，通过加入碳纤维，碳纤维具有外柔内刚的特性，质量比金属轻，但强度比钢铁高，且碳纤维耐腐蚀性能突出，碳纤维均匀分散于清水混凝土中，容易在清水混凝土内形成抗腐蚀的保护层，从而有利于提高清水混凝土的耐腐蚀性能，使得清水混凝土不容易被雨水腐蚀，进而有利于延长清水混凝土的使用寿命；通过加入橡胶乳液，有利于增强清水混凝土拌合物的韧性，从而使得清水混凝土成型后的抗压强度提高，使得成型后的清水混凝土不容易开裂；通过加入硅烷偶联剂，有利于增强橡胶乳液与清水混凝土中的其他组分的相容性，使得橡胶乳液更好地均匀分散于混凝土拌合物中，有利于橡胶乳液发挥作用；同时，硅烷偶联剂在耦合橡胶乳液与清水混凝土中的各组分时，需先水解形成硅醇，而硅酸盐水泥表面可能会吸附部分水，形成硅羟基，由于硅烷偶联剂水解形成的硅醇极性极强，容易形成氢键，不同硅醇上的羟基容易互相脱水缩合，硅醇上的羟基同时还容易与硅酸盐水泥表面的硅羟基发生脱水缩合，使得硅酸盐水泥与硅烷偶联剂联结在一起，而硅烷偶联剂同时与橡胶乳液耦合，从而有利于分子链的延长，有利于交联网络的形成，从而有利于提高清水混凝土的抗压强度，使得清水混凝土成型后不容易开裂，同时有利于提高清水混凝土拌合物的稠度，使得清水混凝土中的各组分更容易混合分散均匀，减少清水混凝土容易出现泌水或离析的现象，另外，硅烷偶联剂以及硅酸盐水泥均含有硅元素，根据相似相溶性，有利于硅烷偶联剂与硅酸盐水泥的互溶，从而有利于各组分在清水混凝土中分散均匀，减少清水混凝土在搅拌混合的过程中容易出现泌水或离析的现象。
本发明进一步设置为：还包括以下质量份数的组分：
陶瓷粉1.5-2份。
采用上述技术方案，通过加入陶瓷粉，陶瓷粉具有耐高温、强度高的性能，从而有利于提高清水混凝土的抗压强度，使得清水混凝土成型后不容易开裂，同时有利于提高清水混凝土的耐高温性能，使得清水混凝土在高温条件下不容易开裂，有利于延长清水混凝土的使用寿命；另外，陶瓷粉还具有一定的润滑性，从而有利于提高清水混凝土表面的平整光滑度，使得清水混凝土的装饰效果增强。
本发明进一步设置为：所述陶瓷粉的粒度为1000-1500目。
采用上述技术方案，通过陶瓷粉的粒度为1000-1500目的设置，有利于陶瓷粉填充水泥颗粒间的孔隙，使得清水混凝土成型体的强度和耐久性提高，使得清水混凝土的成型体不容易开裂，有利于延长清水混凝土的使用寿命。
本发明进一步设置为：还包括以下质量份数的组分：
增韧剂1.5-2份。
采用上述技术方案，通过加入增韧剂，有利于增强橡胶乳液的韧性，从而有利于提高清水混凝土成型体的抗压强度，使得清水混凝土成型体的承载强度提高，进而使得清水混凝土的成型体不容易开裂，有利于延长清水混凝土的使用寿命。
本发明进一步设置为：还包括以下质量份数的组分：
消泡剂0.75-1份。
采用上述技术方案，通过加入消泡剂，有利于在清水混凝土的搅拌混合过程中抑制泡沫的产生，使得清水混凝土的成型体不容易出现鱼眼或小孔的情况，使得混凝土构件更加致密光亮，有利于提高清水混凝土的装饰效果。
本发明进一步设置为：所述消泡剂为硅油。
采用上述技术方案，通过加入硅油，硅油无色、无味、无毒、不易挥发，有利于提高清水混凝土的环保性能；同时，硅油具有润滑性，化学性能稳定，有利于提高清水混凝土成型体表面的平整光滑度，使得清水混凝土的装饰效果提高；另外，根据相似相溶性，硅油、硅酸盐水泥以及硅烷偶联剂中均含有硅元素，有利于硅油均匀混合于清水混凝土拌合物中，使得硅油更好地发挥作用。
本发明进一步设置为：还包括以下质量份数的组分：
引气剂0.75-1份。
采用上述技术方案，通过加入引气剂，有利于提高清水混凝土的抗冻性、抗盐渍性以及耐硫酸盐侵蚀的性能，使得清水混凝土不容易受到雨水的侵蚀，有利于延长清水混凝土的使用寿命，使得清水混凝土的耐久性增强。
本发明进一步设置为：所述引气剂为AH系列引气剂。
采用上述技术方案，通过引气剂为AH系列引气剂的设置，有利于改善清水混凝土的坍落度、流动性以及可塑性，同时掺入AH系列引气剂还有利于提高清水混凝土的柔韧性，使得清水混凝土的成型体不容易开裂，从而有利于延长清水混凝土的使用寿命。
本发明的清水混凝土是采用以下制备方法制成的：
(1)在水泥搅拌机中加入硅酸盐水泥并搅拌；
(2)边搅拌边加入水、减水剂、碳纤维、橡胶乳液、硅烷偶联剂，搅拌均匀后，得到预混物；
(3)在砂石搅拌机中加入中砂、碎石并搅拌，搅拌均匀后，得到骨料；
(4)在混凝土搅拌机中加入预混物以及骨料并搅拌均匀；
(5)在模具上涂刷脱模剂，再将搅拌均匀的清水混凝土装入模具中；
(6)振捣清水混凝土并找平；
(7)养护成型，并拆卸模具。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过加入碳纤维，碳纤维具有外柔内刚的特性，且碳纤维耐腐蚀性能突出，碳纤维均匀分散于清水混凝土中，容易在清水混凝土内形成抗腐蚀的保护层，从而有利于提高清水混凝土的耐腐蚀性能，有利于延长清水混凝土的使用寿命；
2.通过加入橡胶乳液，有利于增强清水混凝土拌合物的韧性，从而使得清水混凝土成型后的抗压强度提高，使得成型后的清水混凝土不容易开裂；
3.通过加入硅烷偶联剂，有利于增强橡胶乳液与清水混凝土中的其他组分的相容性，使得橡胶乳液更好地均匀分散于混凝土拌合物中，有利于橡胶乳液发挥作用；
4.硅烷偶联剂水解形成的硅醇极性极强，容易形成氢键，不同硅醇上的羟基容易互相脱水缩合，硅醇上的羟基同时还容易与硅酸盐水泥表面的硅羟基发生脱水缩合，使得硅酸盐水泥与硅烷偶联剂联结在一起，而硅烷偶联剂同时与橡胶乳液耦合，从而有利于分子链的延长，有利于交联网络的形成，从而有利于提高清水混凝土的抗压强度，使得清水混凝土成型后不容易开裂，同时有利于提高清水混凝土拌合物的稠度，使得清水混凝土中的各组分更容易混合分散均匀，减少清水混凝土在搅拌混合的过程中出现泌水或离析的现象。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作进一步详细说明。
以下实施例中，硅酸盐水泥采用武汉阳逻水泥厂生产的娲石P.O42.5硅酸盐水泥。
以下实施例中，砂采用灵寿县盛飞矿产品加工厂的中砂。
以下实施例中，石采用石家庄远江矿产品贸易有限公司的货号为001的碎石。
以下实施例中，减水剂采用陕西奋建材有限公司的型号为HPWR型号为Q8011的减水剂。
以下实施例中，碳纤维采用杭州高科复合材料有限公司的粒度为600目的碳纤维粉末。
以下实施例中，硅烷偶联剂采用东莞市鼎海塑胶化工有限公司的型号为174的硅烷偶联剂KH-570。
以下实施例中，橡胶乳液采用郑州鑫科化工产品有限公司的牌号为SW-02的橡胶乳液。
以下实施例中，陶瓷粉采用灵寿县岩诚矿产品加工厂的货号为256-9的粒度为1200目的陶瓷粉。
以下实施例中，增韧剂采用深圳市昊雄达科技有限公司的货号为1D的增韧剂。
以下实施例中，消泡剂采用济宁华凯树脂有限公司的型号为迈图L-580硅油。
以下实施例中，引气剂采用南京馨海商贸有限公司的型号为AE的AH系列引气剂。
实施例1
一种清水混凝土，包括以下质量份数的组分：
水7.5kg；硅酸盐水泥15kg；中砂45kg；碎石60kg；减水剂0.75kg；碳纤维3kg；橡胶乳液10.5kg；硅烷偶联剂3.75kg。
清水混凝土的制备方法如下：
(1)在水泥搅拌机中，常温条件下，加入硅酸盐水泥15kg，以200r/min的转速进行搅拌；
(2)边搅拌边加入水7.5kg、减水剂0.75kg、碳纤维3kg、橡胶乳液10.5kg、硅烷偶联剂3.75kg，搅拌均匀后，得到预混物；
(3)在砂石搅拌机中，常温条件下，加入中砂45kg、碎石60kg，以200r/min的转速进行搅拌，搅拌均匀后得到骨料；
(4)在混凝土搅拌机中，常温条件下，加入预混物以及骨料，以200r/min的转速进行搅拌；
(5)在模具上涂刷脱模剂，再将搅拌均匀的清水混凝土装料入模；
(6)手持振动棒振捣模具里的清水混凝土，同时使得清水混凝土的表面平整；
(7)经养护后形成成型的清水混凝土，再将模具拆卸，即得浇筑成型的清水混凝土。
实施例2
一种清水混凝土，包括以下质量份数的组分：
水8.75kg；硅酸盐水泥17.5kg；中砂52.5kg；碎石70kg；减水剂0.87kg；碳纤维3.5kg；橡胶乳液12.25kg；硅烷偶联剂4.38kg。
清水混凝土的制备方法如下：
(1)在水泥搅拌机中，常温条件下，加入硅酸盐水泥17.5kg，以200r/min的转速进行搅拌；
(2)边搅拌边加入水8.75kg、减水剂0.87kg、碳纤维3.5kg、橡胶乳液12.25kg、硅烷偶联剂4.38kg，搅拌均匀后，得到预混物；
(3)在砂石搅拌机中，常温条件下，加入中砂52.5kg、碎石70kg，以200r/min的转速进行搅拌，搅拌均匀后得到骨料；
(4)在混凝土搅拌机中，常温条件下，加入预混物以及骨料，以200r/min的转速进行搅拌；
(5)在模具上涂刷脱模剂，再将搅拌均匀的清水混凝土装料入模；
(6)手持振动棒振捣模具里的清水混凝土，同时使得清水混凝土的表面平整；
(7)经养护后形成成型的清水混凝土，再将模具拆卸，即得浇筑成型的清水混凝土。
实施例3
一种清水混凝土，包括以下质量份数的组分：
水10kg；硅酸盐水泥20kg；中砂60kg；碎石80kg；减水剂1kg；碳纤维4kg；橡胶乳液14kg；硅烷偶联剂5kg。
清水混凝土的制备方法如下：
(1)在水泥搅拌机中，常温条件下，加入硅酸盐水泥20kg，以200r/min的转速进行搅拌；
(2)边搅拌边加入水10kg、减水剂1kg、碳纤维4kg、橡胶乳液14kg、硅烷偶联剂5kg，搅拌均匀后，得到预混物；
(3)在砂石搅拌机中，常温条件下，加入中砂60kg、碎石80kg，以200r/min的转速进行搅拌，搅拌均匀后得到骨料；
(4)在混凝土搅拌机中，常温条件下，加入预混物以及骨料，以200r/min的转速进行搅拌；
(5)在模具上涂刷脱模剂，再将搅拌均匀的清水混凝土装料入模；
(6)手持振动棒振捣模具里的清水混凝土，同时使得清水混凝土的表面平整；
(7)经养护后形成成型的清水混凝土，再将模具拆卸，即得浇筑成型的清水混凝土。
实施例4
一种清水混凝土，包括以下质量份数的组分：
水8.75kg；硅酸盐水泥17.5kg；中砂52.5kg；碎石70kg；减水剂0.87kg；碳纤维3.5kg；橡胶乳液12.25kg；硅烷偶联剂4.38kg；陶瓷粉1.5kg；增韧剂1.5kg；消泡剂0.75kg；引气剂0.75kg。
清水混凝土的制备方法如下：
(1)在水泥搅拌机中，常温条件下，加入硅酸盐水泥17.5kg，以200r/min的转速进行搅拌；
(2)边搅拌边加入水8.75kg、减水剂0.87kg、碳纤维3.5kg、橡胶乳液12.25kg、硅烷偶联剂4.38kg、陶瓷粉1.5kg、增韧剂1.5kg、消泡剂0.75kg、引气剂0.75kg，搅拌均匀后，得到预混物；
(3)在砂石搅拌机中，常温条件下，加入中砂52.5kg、碎石70kg，以200r/min的转速进行搅拌，搅拌均匀后得到骨料；
(4)在混凝土搅拌机中，常温条件下，加入预混物以及骨料，以200r/min的转速进行搅拌；
(5)在模具上涂刷脱模剂，再将搅拌均匀的清水混凝土装料入模；
(6)手持振动棒振捣模具里的清水混凝土，同时使得清水混凝土的表面平整；
(7)经养护后形成成型的清水混凝土，再将模具拆卸，即得浇筑成型的清水混凝土。
实施例5
一种清水混凝土，包括以下质量份数的组分：
水8.75kg；硅酸盐水泥17.5kg；中砂52.5kg；碎石70kg；减水剂0.87kg；碳纤维3.5kg；橡胶乳液12.25kg；硅烷偶联剂4.38kg；陶瓷粉1.75kg；增韧剂1.75kg；消泡剂0.87kg；引气剂0.87kg。
清水混凝土的制备方法如下：
(1)在水泥搅拌机中，常温条件下，加入硅酸盐水泥17.5kg，以200r/min的转速进行搅拌；
(2)边搅拌边加入水8.75kg、减水剂0.87kg、碳纤维3.5kg、橡胶乳液12.25kg、硅烷偶联剂4.38kg、陶瓷粉1.75kg、增韧剂1.75kg、消泡剂0.87kg、引气剂0.87kg，搅拌均匀后，得到预混物；
(3)在砂石搅拌机中，常温条件下，加入中砂52.5kg、碎石70kg，以200r/min的转速进行搅拌，搅拌均匀后得到骨料；
(4)在混凝土搅拌机中，常温条件下，加入预混物以及骨料，以200r/min的转速进行搅拌；
(5)在模具上涂刷脱模剂，再将搅拌均匀的清水混凝土装料入模；
(6)手持振动棒振捣模具里的清水混凝土，同时使得清水混凝土的表面平整；
(7)经养护后形成成型的清水混凝土，再将模具拆卸，即得浇筑成型的清水混凝土。
实施例6
一种清水混凝土，包括以下质量份数的组分：
水8.75kg；硅酸盐水泥17.5kg；中砂52.5kg；碎石70kg；减水剂0.87kg；碳纤维3.5kg；橡胶乳液12.25kg；硅烷偶联剂4.38kg；陶瓷粉2kg；增韧剂2kg；消泡剂1kg；引气剂1kg。
清水混凝土的制备方法如下：
(1)在水泥搅拌机中，常温条件下，加入硅酸盐水泥17.5kg，以200r/min的转速进行搅拌；
(2)边搅拌边加入水8.75kg、减水剂0.87kg、碳纤维3.5kg、橡胶乳液12.25kg、硅烷偶联剂4.38kg、陶瓷粉2kg、增韧剂2kg、消泡剂1kg、引气剂1kg，搅拌均匀后，得到预混物；
(3)在砂石搅拌机中，常温条件下，加入中砂52.5kg、碎石70kg，以200r/min的转速进行搅拌，搅拌均匀后得到骨料；
(4)在混凝土搅拌机中，常温条件下，加入预混物以及骨料，以200r/min的转速进行搅拌；
(5)在模具上涂刷脱模剂，再将搅拌均匀的清水混凝土装料入模；
(6)手持振动棒振捣模具里的清水混凝土，同时使得清水混凝土的表面平整；
(7)经养护后形成成型的清水混凝土，再将模具拆卸，即得浇筑成型的清水混凝土。
比较例1
一种清水混凝土，包括以下质量份数的组分：
水8.75kg；硅酸盐水泥17.5kg；中砂52.5kg；碎石70kg；减水剂0.87kg。
清水混凝土的制备方法如下：
(1)在水泥搅拌机中，常温条件下，加入硅酸盐水泥17.5kg，以200r/min的转速进行搅拌；
(2)边搅拌边加入水8.75kg、减水剂0.87kg，搅拌均匀后，得到预混物；
(3)在砂石搅拌机中，常温条件下，加入中砂52.5kg、碎石70kg，以200r/min的转速进行搅拌，搅拌均匀后得到骨料；
(4)在混凝土搅拌机中，常温条件下，加入预混物以及骨料，以200r/min的转速进行搅拌；
(5)在模具上涂刷脱模剂，再将搅拌均匀的清水混凝土装料入模；
(6)手持振动棒振捣模具里的清水混凝土，同时使得清水混凝土的表面平整；
(7)经养护后形成成型的清水混凝土，再将模具拆卸，即得浇筑成型的清水混凝土。
各实施例以及比较例的检测数据见表1-2。
实验1
根据GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的抗硫酸盐侵蚀试验检测清水混凝土的抗硫酸盐等级。
实验2
根据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》检测清水混凝土的28d抗压强度(MPa)
表1
| 比较例1 | |
| 抗硫酸盐等级 | KS60 |
| 28d抗压强度 | 8.9 |
表2
根据表1以及表2中实施例1-3与比较例1的数据对比可得，通过加入碳纤维，有利于提高清水混凝土的耐腐蚀性能，使得清水混凝土不容易被雨水侵蚀，有利于提高清水混凝土的抗硫酸盐等级，使得清水混凝土的使用寿命延长；通过加入橡胶乳液，有利于增强清水混凝土的28d抗压强度，使得清水混凝土成型后不容易开裂；通过加入硅烷偶联剂，有利于增强橡胶乳液与清水混凝土之间的相容性，有利于橡胶乳液在清水混凝土中分散均匀，同时，由于硅烷偶联剂水解形成的硅醇极性极强，容易形成氢键，不同硅醇上的羟基容易互相脱水缩合，硅醇上的羟基还容易与硅酸盐水泥表面的硅羟基脱水缩合，从而有利于分子链的延长，有利于交联网络的形成，进而使得清水混凝土的28d抗压强度增强，使得清水混凝土成型后不容易开裂，有利于延长清水混凝土的使用寿命。
根据表2中实施例1-3与实施例4-6的数据对比可得，通过加入陶瓷粉以及增韧剂，可在一定程度上提高清水混凝土的韧性，使得清水混凝土的28d抗压强度增强，使得清水混凝土的成型体不容易开裂；通过加入引气剂，可在一定程度上提高清水混凝土的耐腐蚀性能，使得清水混凝土的抗硫酸盐等级提高。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种清水混凝土，其特征是：包括以下质量份数的组分：
水7.5-10份；
硅酸盐水泥15-20份；
砂45-60份；
石60-80份；
减水剂0.75-1份；
碳纤维3-4份；
橡胶乳液10.5-14份；
硅烷偶联剂3.75-5份。
2.根据权利要求1所述的清水混凝土，其特征是：还包括以下质量份数的组分：
陶瓷粉1.5-2份。
3.根据权利要求2所述的清水混凝土，其特征是：所述陶瓷粉的粒度为1000-1500目。
4.根据权利要求1-3任一所述的清水混凝土，其特征是：还包括以下质量份数的组分：
增韧剂1.5-2份。
5.根据权利要求1-3任一所述的清水混凝土，其特征是：还包括以下质量份数的组分：
消泡剂0.75-1份。
6.根据权利要求5所述的清水混凝土，其特征是：所述消泡剂为硅油。
7.根据权利要求1-3任一所述的清水混凝土，其特征是：还包括以下质量份数的组分：
引气剂0.75-1份。
8.根据权利要求7所述的清水混凝土，其特征是：所述引气剂为AH系列引气剂。
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