[发明专利]一种吸水膨胀树脂集料混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种吸水膨胀树脂集料混凝土及其制备方法。

背景技术

近年来，我国混凝土年产量已连续多年超过世界混凝土年产量的50%，2011年我国混凝土实际产量达到13.3亿立方米，预计2012年我国混凝土实际产量将达到15亿立方米。对于普通混凝土而言，碎石、砂子的总体积占混凝土体积的70%~80%，每年需要消耗碎石和砂子数十亿吨，对资源，环境产生非常大的影响；另外，普通混凝土中砂石集料总重量占成品混凝土总重量的80%以上，对于当地资源无法提供合适集料的地区而言，混凝土原材料的长途运输（尤其是砂石集料）费用将使混凝土的成本大大增加。因此，寻找一种可有效替代砂石集料，且轻质易于运输的材料是十分有意义的。

目前国内外对于使用橡胶颗粒、破碎废弃混凝土、废弃玻璃、工业废渣以及淤泥烧制轻集料等完全或部分替代砂石集料都有一定研究。但是，这些材料都存在一些不同程度的缺陷：橡胶颗粒与混凝土基体之间存在界面问题，往往会因为粘结差而导致实际上产生的是形状不规则的“空洞”；破碎废弃混凝土不易加工，粒形难以控制，且吸水率高，含泥量高；废弃玻璃加工不便，且粒形不易满足要求；工业废渣存在潜在碱活性，会存在一些后期耐久性问题，且同样存在吸水率、含泥量高的问题；淤泥烧制轻集料强度普遍不高，且吸水率高，能耗高。另外，前面提到的这些取代材料还存在体积大，质量较大，不易运输等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种吸水膨胀树脂集料混凝土及其制备方法，该混凝土密度小、强度高，避免了大量使用砂石集料，且质量轻，体积小，便于运输。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种吸水膨胀树脂集料混凝土，它包括以下重量份的原材料拌合而成的：水泥300-420份、掺合料186-306份、吸水膨胀集料0-624份、细集料0-954份、拌合水87-131份、减水剂11-14份、纤维1.8-2.2份。

按上述方案，所述的吸水膨胀集料是一种粒径大小可调控的球形高分子吸水树脂颗粒，浸泡处理后粒径范围为2~30mm，也可根据实际需求合理设计级配。

按上述方案，所述水泥强度等级应在42.5以上，可以是硅酸盐水泥、普通水泥、特种水泥等中的一种或两种以上复配而成，两种以上复配时可以是任意比例，具体应根据原材料种类而定。

按上述方案，所述掺合料是由粉煤灰、矿渣粉、钢渣粉、硅灰等一种或两种以上组成，不同掺合料之间的比例应根据原材料种类而定。

按上述方案，所述细集料是陶砂、机制砂、河砂等人工或天然集料中的任意一种，最大粒径为4.75mm。

按上述方案，所述纤维为金属纤维、有机合成纤维或无机矿物纤维等中的任意一种，不同长度纤维可进行多尺度复掺。

按上述方案，所述的拌合水可为淡水或盐水。

上述吸水膨胀树脂集料混凝土的制备方法，包括如下步骤：

1）吸水膨胀集料进行预吸水：将吸水膨胀集料浸泡在盐水或淡水中达到特定粒径或直至饱和状态，捞出并沥干多余水分，待用；

2）取料：按照重量份数计取料，水泥300-420份、掺合料186-306份、吸水膨胀集料0-624份、细集料0-954份、拌合水87-131份、减水剂11-14份、纤维1.8-2.2份；

3）搅拌：采用自落式搅拌机时，先加入水泥、掺合料、细集料、纤维、拌合水、减水剂，搅拌1~2分钟，然后加入预吸水处理的吸水膨胀集料，搅拌2~3分钟，得到拌合物；

或采用强制式搅拌机，先加入细集料、纤维、二分之一用量的拌合水，搅拌30秒钟，然后加入水泥、掺合料、吸水膨胀集料，搅拌1分钟，最后加入剩余的拌合水及减水剂，搅拌1分钟以上，得到拌合物；

4）成型：观察搅拌结束后的拌合物状态良好，无离析泌水，吸水膨胀集料均匀分布于拌合物内，即可出料，浇筑成型，得到吸水膨胀树脂集料混凝土。

本发明的原理是：本发明通过首先吸水膨胀集料进行预吸水，使之达到所需尺寸（可通过吸水前的粒径或吸水时间进行控制，可达到砂石集料的粒径），球形吸水膨胀集料在硬化后的混凝土内部缓慢释放水分后体积缩小基本消失，形成规则球形孔，且可起到内养护作用。另外，吸水膨胀集料吸水前体积小，且吸水前后质量均很轻，不仅节约了混凝土原材料，减轻了混凝土质量，同时方便运输。

与普通混凝土相比，本发明的有益效果是：