CN111574158A - 一种泵送轻集料混凝土配方及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种泵送轻集料混凝土配方及其制备方法；涉及混凝土制备技术领域，包括以下重量份组分制成：水泥、细砂、粗砂、木质纤维素、水、聚氨酯乳液、粉煤灰、聚丙烯酸钠、海藻酸钠改性凹凸棒土、萘磺酸盐减水剂，本发明方法制备的轻集料混凝土具有优异的抗折强度和筒压强度，同时，由于本发明采用海藻酸钠改性凹凸棒土和聚氨酯乳液的协同促进作用，提高了混凝土浆体的粘度。
Description
技术领域
本发明属于混凝土制备技术领域，特别是一种泵送轻集料混凝土配方及其制备方法。
背景技术
轻集料也称轻骨料，一般指松散容重小于1000kg/m3的多孔集料。它主要用以配制轻集料混凝土、保温砂浆和耐火混凝土等，还可用作保温松散填充料。轻集料按其形成条件分为天然轻集料和人造轻集料；按其材料性质分为无机轻集料和有机轻集料(如聚苯乙烯膨珠、碳珠等)。轻集料混凝土又称轻质混凝土(LightWeightConcrete，以下简称LC)是指利用轻粗集料(陶粒)、普通砂、水泥和水配制而成的干表观密度不大于1500kg/m3，强度等级为LC5.0以上的结构用轻质混凝土。
现有技术：“申请号 201510821222.4，本发明公开了一种高强度自密实混凝土，包括以下重量组份的原料 ：玄武岩纤维 3 份、钢纤维2 份、玻璃纤维 4 份、水泥 100 份、粉煤灰 160 份、10-15mm 粒径碎石 800 份、15-20mm 碎石 250 份、砂500 份、水 150 份、膨润土 10 份、超塑化剂 0.5 份、引气剂 1 份、消泡剂 0.1 份、松香热聚物 0.4 份、增粘剂0.02 份、十二烷基硫酸钠 0.4 份和硬脂酸钙0.4 份。本发明的高强度自密实混凝土充分利用各原料的特性，使得制备得到的混凝土强度大大提高，其强度相比于现有技术的混凝土具有 50％以上的提升，专门用于预制钢筋混凝土空心方桩，利用其制备得到的方桩单桩承载力更高。”
现有技术：“申请号 201810874890 .7，一种轻集料混凝土，本申请涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种轻集料混凝土。在泵送过程中，由于泵管的压力使得大多数的陶粒冲向泵管的前部造成堵管；在泵送过程中常常需要要移动泵车而暂停泵送，此时由于陶粒比水轻而上浮，使得陶粒与水泥砂浆分离而容易堵管。本申请提供一种轻集料混凝土，包括：水泥200-300份，水210-290份，特细沙100-200份，砂150-270份，硅锰渣200-600份，陶粒100-180份，粉煤灰20-150份，纤维素0 .1-0 .8份，聚羧酸3-15份。为避免陶粒与水泥砂浆出现分离，加入特细沙增大陶粒与水泥砂浆的粘聚性，增加混凝土和易性，同时，纤维素的加入有效减少混凝土中陶粒上浮。
现有技术制备的轻集料混凝土均匀度较差，力学性能一般，无法满足市场某些场合的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种泵送轻集料混凝土配方及其制备方法，以解决现有技术中的不足。
本发明采用的技术方案如下：
一种泵送轻集料混凝土配方，包括以下重量份组分制成：水泥110-140份、细砂120-160份、粗砂150-170份、木质纤维素110-120份、水170-190份、聚氨酯乳液60-80份、粉煤灰35-45份、聚丙烯酸钠3-5份、海藻酸钠改性凹凸棒土10-14份、萘磺酸盐减水剂4-6份。
作为进一步的技术方案：所述海藻酸钠改性凹凸棒土制备方法包括以下步骤：
（1）将凹凸棒土均匀分散到质量分数为6.55%的苯磺酸钠溶液中，以300r/min转速搅拌处理5min，然后再静置10min，得到混合分散液；
（2）向混合分散液中添加铝酸钙粉，加热至72℃，以800r/min转速搅拌40min，然后进行过滤，洗涤至中性，得到混合料；
（3）将上述得到的混合料添加到煅烧炉中进行煅烧处理30min，然后自然冷却至室温，得到煅烧料；
（4）将上述得到的煅烧料添加到其质量3倍的质量分数为8.5%的海藻酸钠溶液中，搅拌20min后，加热至60℃，然后超声波处理5min，再进行过滤，洗涤至中性，即得海藻酸钠改性凹凸棒土。
作为进一步的技术方案：所述凹凸棒土与苯磺酸钠溶液混合比例为120g：300mL。
作为进一步的技术方案：所述铝酸钙粉与凹凸棒土质量比为1:8。
作为进一步的技术方案：所述煅烧温度为320℃。
作为进一步的技术方案：所述超声波频率为30kHz，功率为800W。
作为进一步的技术方案：所述聚氨酯乳液为乙烯基聚氨酯乳液。
一种泵送轻集料混凝土配方的制备方法，包括以下步骤：
（1）将海藻酸钠改性凹凸棒土预热至120℃，保温30min，然后再降低温度至40℃，保温，得到预处理海藻酸钠；
（2）将水泥添加到干燥箱中进行干燥处理，得到干燥水泥；
（3）按照所述配比预先将海藻酸钠改性凹凸棒土、水泥、细砂、粗砂添加到搅拌机中，拌匀，得到初步混合料；
(3)按照所述配比将木质纤维素、聚氨酯乳液、粉煤灰、聚丙烯酸钠的顺序投料到搅拌机中，搅拌15min，加热至40℃，然后再添加萘磺酸盐减水剂，以500r/min转速继续搅拌15min，再然后加入水，以550r/min转速继续搅拌30min，搅拌均匀即得所述的混凝土；
本发明中采用的水泥，包括但不限于硅酸盐水泥或其他混合水泥等。
本发明轻集料混凝土热导率为0.223瓦/(米*开)，仅为普通混凝土的18％。
本发明优选硅酸盐水泥，包括但不限于低热硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、早强硅酸盐水泥、超早强硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥等。
有益效果：本发明方法制备的轻集料混凝土具有优异的抗折强度和筒压强度，同时，由于本发明采用海藻酸钠改性凹凸棒土和聚氨酯乳液的协同促进作用，提高了混凝土浆体的粘度，降低混凝土的工作性对混凝土中自由水含量变化的敏感程度，提高混凝土的和易性和匀质性，同时与聚丙烯酸钠和相互配合使用，增加混凝土的凝结时间，保持混凝土浆体的流动性，使得混凝土浆体满足高远程泵送的需求，同时添加补强剂，以增加混凝土的强度和韧性，通过采用萘磺酸盐减水剂与聚丙烯酸钠的协同促进作用，能在水泥表面上产生单分子吸附层，使界面上的分子性质和分子相互作用特性发生很大的变化。这种表面活性剂离解成成分子的阴离子和金属阳离子，呈现较强表面活性的大分子阴离子吸附在水泥颗粒表面上，使水泥颗粒整体带负电荷，由于同性电荷相斥而使水泥颗粒分散开来。
具体实施方式
一种泵送轻集料混凝土配方，包括以下重量份组分制成：水泥110-140份、细砂120-160份、粗砂150-170份、木质纤维素110-120份、水170-190份、聚氨酯乳液60-80份、粉煤灰35-45份、聚丙烯酸钠3-5份、海藻酸钠改性凹凸棒土10-14份、萘磺酸盐减水剂4-6份。
作为进一步的技术方案：所述海藻酸钠改性凹凸棒土制备方法包括以下步骤：
（1）将凹凸棒土均匀分散到质量分数为6.55%的苯磺酸钠溶液中，以300r/min转速搅拌处理5min，然后再静置10min，得到混合分散液；
（2）向混合分散液中添加铝酸钙粉，加热至72℃，以800r/min转速搅拌40min，然后进行过滤，洗涤至中性，得到混合料；
（3）将上述得到的混合料添加到煅烧炉中进行煅烧处理30min，然后自然冷却至室温，得到煅烧料；
（4）将上述得到的煅烧料添加到其质量3倍的质量分数为8.5%的海藻酸钠溶液中，搅拌20min后，加热至60℃，然后超声波处理5min，再进行过滤，洗涤至中性，即得海藻酸钠改性凹凸棒土。
作为进一步的技术方案：所述凹凸棒土与苯磺酸钠溶液混合比例为120g：300mL。
作为进一步的技术方案：所述铝酸钙粉与凹凸棒土质量比为1:8。
作为进一步的技术方案：所述煅烧温度为320℃。
作为进一步的技术方案：所述超声波频率为30kHz，功率为800W。
作为进一步的技术方案：所述聚氨酯乳液为乙烯基聚氨酯乳液。
一种泵送轻集料混凝土配方的制备方法，包括以下步骤：
（1）将海藻酸钠改性凹凸棒土预热至120℃，保温30min，然后再降低温度至40℃，保温，得到预处理海藻酸钠；
（2）将水泥添加到干燥箱中进行干燥处理，得到干燥水泥；
（3）按照所述配比预先将海藻酸钠改性凹凸棒土、水泥、细砂、粗砂添加到搅拌机中，拌匀，得到初步混合料；
(3)按照所述配比将木质纤维素、聚氨酯乳液、粉煤灰、聚丙烯酸钠的顺序投料到搅拌机中，搅拌15min，加热至40℃，然后再添加萘磺酸盐减水剂，以500r/min转速继续搅拌15min，再然后加入水，以550r/min转速继续搅拌30min，搅拌均匀即得所述的混凝土；
本发明中采用的水泥，包括但不限于硅酸盐水泥或其他混合水泥等。
轻集料混凝土是一种保温性能良好的墙体材料，其热导率为0.233-0.523瓦/(米*开)，仅为普通混凝土的12-33％。
本发明优选硅酸盐水泥，包括但不限于低热硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、早强硅酸盐水泥、超早强硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥等。
下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种泵送轻集料混凝土配方，包括以下重量份组分制成：水泥110份、细砂120份、粗砂150份、木质纤维素110份、水170份、聚氨酯乳液60份、粉煤灰35份、聚丙烯酸钠3份、海藻酸钠改性凹凸棒土10份、萘磺酸盐减水剂4-6份。
所述海藻酸钠改性凹凸棒土制备方法包括以下步骤：
（1）将凹凸棒土均匀分散到质量分数为6.55%的苯磺酸钠溶液中，以300r/min转速搅拌处理5min，然后再静置10min，得到混合分散液；
（2）向混合分散液中添加铝酸钙粉，加热至72℃，以800r/min转速搅拌40min，然后进行过滤，洗涤至中性，得到混合料；
（3）将上述得到的混合料添加到煅烧炉中进行煅烧处理30min，然后自然冷却至室温，得到煅烧料；
（4）将上述得到的煅烧料添加到其质量3倍的质量分数为8.5%的海藻酸钠溶液中，搅拌20min后，加热至60℃，然后超声波处理5min，再进行过滤，洗涤至中性，即得海藻酸钠改性凹凸棒土。
所述凹凸棒土与苯磺酸钠溶液混合比例为120g：300mL。
所述铝酸钙粉与凹凸棒土质量比为1:8。
所述煅烧温度为320℃。
所述超声波频率为30kHz，功率为800W。
所述聚氨酯乳液为乙烯基聚氨酯乳液。
实施例2
一种泵送轻集料混凝土配方，包括以下重量份组分制成：水泥140份、细砂160份、粗砂170份、木质纤维素120份、水190份、聚氨酯乳液80份、粉煤灰45份、聚丙烯酸钠5份、海藻酸钠改性凹凸棒土14份、萘磺酸盐减水剂6份。
作为进一步的技术方案：所述海藻酸钠改性凹凸棒土制备方法包括以下步骤：
（1）将凹凸棒土均匀分散到质量分数为6.55%的苯磺酸钠溶液中，以300r/min转速搅拌处理5min，然后再静置10min，得到混合分散液；
（2）向混合分散液中添加铝酸钙粉，加热至72℃，以800r/min转速搅拌40min，然后进行过滤，洗涤至中性，得到混合料；
（3）将上述得到的混合料添加到煅烧炉中进行煅烧处理30min，然后自然冷却至室温，得到煅烧料；
（4）将上述得到的煅烧料添加到其质量3倍的质量分数为8.5%的海藻酸钠溶液中，搅拌20min后，加热至60℃，然后超声波处理5min，再进行过滤，洗涤至中性，即得海藻酸钠改性凹凸棒土。
所述凹凸棒土与苯磺酸钠溶液混合比例为120g：300mL。
所述铝酸钙粉与凹凸棒土质量比为1:8。
所述煅烧温度为320℃。
所述超声波频率为30kHz，功率为800W。
所述聚氨酯乳液为乙烯基聚氨酯乳液。
实施例3
一种泵送轻集料混凝土配方，包括以下重量份组分制成：水泥120份、细砂130份、粗砂160份、木质纤维素112份、水173份、聚氨酯乳液67份、粉煤灰38份、聚丙烯酸钠4份、海藻酸钠改性凹凸棒土12份、萘磺酸盐减水剂5份。
所述海藻酸钠改性凹凸棒土制备方法包括以下步骤：
（1）将凹凸棒土均匀分散到质量分数为6.55%的苯磺酸钠溶液中，以300r/min转速搅拌处理5min，然后再静置10min，得到混合分散液；
（2）向混合分散液中添加铝酸钙粉，加热至72℃，以800r/min转速搅拌40min，然后进行过滤，洗涤至中性，得到混合料；
（3）将上述得到的混合料添加到煅烧炉中进行煅烧处理30min，然后自然冷却至室温，得到煅烧料；
（4）将上述得到的煅烧料添加到其质量3倍的质量分数为8.5%的海藻酸钠溶液中，搅拌20min后，加热至60℃，然后超声波处理5min，再进行过滤，洗涤至中性，即得海藻酸钠改性凹凸棒土。
所述凹凸棒土与苯磺酸钠溶液混合比例为120g：300mL。
所述铝酸钙粉与凹凸棒土质量比为1:8。
所述煅烧温度为320℃。
所述超声波频率为30kHz，功率为800W。
所述聚氨酯乳液为乙烯基聚氨酯乳液。
实施例4
一种泵送轻集料混凝土配方，包括以下重量份组分制成：水泥130份、细砂150份、粗砂160份、木质纤维素115份、水177份、聚氨酯乳液68份、粉煤灰39份、聚丙烯酸钠4份、海藻酸钠改性凹凸棒土13份、萘磺酸盐减水剂5份。
所述海藻酸钠改性凹凸棒土制备方法包括以下步骤：
（1）将凹凸棒土均匀分散到质量分数为6.55%的苯磺酸钠溶液中，以300r/min转速搅拌处理5min，然后再静置10min，得到混合分散液；
（2）向混合分散液中添加铝酸钙粉，加热至72℃，以800r/min转速搅拌40min，然后进行过滤，洗涤至中性，得到混合料；
（3）将上述得到的混合料添加到煅烧炉中进行煅烧处理30min，然后自然冷却至室温，得到煅烧料；
（4）将上述得到的煅烧料添加到其质量3倍的质量分数为8.5%的海藻酸钠溶液中，搅拌20min后，加热至60℃，然后超声波处理5min，再进行过滤，洗涤至中性，即得海藻酸钠改性凹凸棒土。
所述凹凸棒土与苯磺酸钠溶液混合比例为120g：300mL。
所述铝酸钙粉与凹凸棒土质量比为1:8。
所述煅烧温度为320℃。
所述超声波频率为30kHz，功率为800W。
所述聚氨酯乳液为乙烯基聚氨酯乳液。
实施例5
一种泵送轻集料混凝土配方，包括以下重量份组分制成：水泥120份、细砂140份、粗砂157份、木质纤维素116份、水190份、聚氨酯乳液80份、粉煤灰45份、聚丙烯酸钠3份、海藻酸钠改性凹凸棒土14份、萘磺酸盐减水剂4份。
所述海藻酸钠改性凹凸棒土制备方法包括以下步骤：
（1）将凹凸棒土均匀分散到质量分数为6.55%的苯磺酸钠溶液中，以300r/min转速搅拌处理5min，然后再静置10min，得到混合分散液；
（2）向混合分散液中添加铝酸钙粉，加热至72℃，以800r/min转速搅拌40min，然后进行过滤，洗涤至中性，得到混合料；
（3）将上述得到的混合料添加到煅烧炉中进行煅烧处理30min，然后自然冷却至室温，得到煅烧料；
（4）将上述得到的煅烧料添加到其质量3倍的质量分数为8.5%的海藻酸钠溶液中，搅拌20min后，加热至60℃，然后超声波处理5min，再进行过滤，洗涤至中性，即得海藻酸钠改性凹凸棒土。
所述凹凸棒土与苯磺酸钠溶液混合比例为120g：300mL。
所述铝酸钙粉与凹凸棒土质量比为1:8。
所述煅烧温度为320℃。
所述超声波频率为30kHz，功率为800W。
所述聚氨酯乳液为乙烯基聚氨酯乳液。
实施例6
一种泵送轻集料混凝土配方，包括以下重量份组分制成：水泥140份、细砂120份、粗砂170份、木质纤维素110份、水170份、聚氨酯乳液80份、粉煤灰35份、聚丙烯酸钠5份、海藻酸钠改性凹凸棒土10份、萘磺酸盐减水剂6份。
所述海藻酸钠改性凹凸棒土制备方法包括以下步骤：
（1）将凹凸棒土均匀分散到质量分数为6.55%的苯磺酸钠溶液中，以300r/min转速搅拌处理5min，然后再静置10min，得到混合分散液；
（2）向混合分散液中添加铝酸钙粉，加热至72℃，以800r/min转速搅拌40min，然后进行过滤，洗涤至中性，得到混合料；
（3）将上述得到的混合料添加到煅烧炉中进行煅烧处理30min，然后自然冷却至室温，得到煅烧料；
（4）将上述得到的煅烧料添加到其质量3倍的质量分数为8.5%的海藻酸钠溶液中，搅拌20min后，加热至60℃，然后超声波处理5min，再进行过滤，洗涤至中性，即得海藻酸钠改性凹凸棒土。
所述凹凸棒土与苯磺酸钠溶液混合比例为120g：300mL。
所述铝酸钙粉与凹凸棒土质量比为1:8。
所述煅烧温度为320℃。
所述超声波频率为30kHz，功率为800W。
所述聚氨酯乳液为乙烯基聚氨酯乳液。
试验
混凝土强度检测
对实施例与对比例混凝土的抗折强度进行检测，对比：
表1
| 7d抗折强度/MPa | |
| 实施例1 | 6.46 |
| 实施例2 | 6.28 |
| 实施例3 | 6.57 |
| 实施例4 | 6.41 |
| 实施例5 | 6.32 |
| 实施例6 | 6.13 |
| 对照组 | 4.225 |
对照组：申请号 201810874890.7，一种轻集料混凝土；
由表1可以看出，本发明方法制备的轻集料混凝土具有优异的抗折强度。
表2
对实施例1-3中的轻集料混凝土的性能检测：按照GB/ T17431.2-2010《轻集料及其试验方法第2部分：轻集料试验方法》中的检测方法检测轻集料的筒压密度，检测结果如表2所示；
表2
| 筒压强度/MPa | |
| 实施例1 | 12.8 |
| 实施例2 | 13.4 |
| 实施例3 | 12.1 |
由表2可以看出，本发明制备的泵送轻集料混凝土的具有优异的筒压强度，力学性能优异，能够更好的适用于户外复杂环境下使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种泵送轻集料混凝土配方，其特征在于：包括以下重量份组分制成：水泥110-140份、细砂120-160份、粗砂150-170份、木质纤维素110-120份、水170-190份、聚氨酯乳液60-80份、粉煤灰35-45份、聚丙烯酸钠3-5份、海藻酸钠改性凹凸棒土10-14份、萘磺酸盐减水剂4-6份。
2.根据权利要求1所述的一种泵送轻集料混凝土配方，其特征在于：所述海藻酸钠改性凹凸棒土制备方法包括以下步骤：
（1）将凹凸棒土均匀分散到质量分数为6.55%的苯磺酸钠溶液中，以300r/min转速搅拌处理5min，然后再静置10min，得到混合分散液；
（2）向混合分散液中添加铝酸钙粉，加热至72℃，以800r/min转速搅拌40min，然后进行过滤，洗涤至中性，得到混合料；
（3）将上述得到的混合料添加到煅烧炉中进行煅烧处理30min，然后自然冷却至室温，得到煅烧料；
（4）将上述得到的煅烧料添加到其质量3倍的质量分数为8.5%的海藻酸钠溶液中，搅拌20min后，加热至60℃，然后超声波处理5min，再进行过滤，洗涤至中性，即得海藻酸钠改性凹凸棒土。
3.根据权利要求2所述的一种泵送轻集料混凝土配方，其特征在于：所述凹凸棒土与苯磺酸钠溶液混合比例为120g：300mL。
4.根据权利要求2所述的一种泵送轻集料混凝土配方，其特征在于：所述铝酸钙粉与凹凸棒土质量比为1:8。
5.根据权利要求2所述的一种泵送轻集料混凝土配方，其特征在于：所述煅烧温度为320℃。
6.根据权利要求2所述的一种泵送轻集料混凝土配方，其特征在于：所述超声波频率为30kHz，功率为800W。
7.根据权利要求1所述的一种泵送轻集料混凝土配方，其特征在于：所述聚氨酯乳液为乙烯基聚氨酯乳液。
8.根据权利要求1所述的一种泵送轻集料混凝土配方的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将海藻酸钠改性凹凸棒土预热至120℃，保温30min，然后再降低温度至40℃，保温，得到预处理海藻酸钠；
（2）将水泥添加到干燥箱中进行干燥处理，得到干燥水泥；
（3）按照所述配比预先将海藻酸钠改性凹凸棒土、水泥、细砂、粗砂添加到搅拌机中，拌匀，得到初步混合料；
（4）按照所述配比将木质纤维素、聚氨酯乳液、粉煤灰、聚丙烯酸钠的顺序投料到搅拌机中，搅拌15min，加热至40℃，然后再添加萘磺酸盐减水剂，以500r/min转速继续搅拌15min，再然后加入水，以550r/min转速继续搅拌30min，搅拌均匀即得所述的混凝土。
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| CN102372459A (zh) * | 2010-08-24 | 2012-03-14 | 上海台界化工有限公司 | 一种提高混凝土和易性的方法 |
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