[发明专利]一种轻质早强混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种轻质早强混凝土及其制备方法。其组成按重量份数计如下：水泥600‑700份；砂650‑750份；膨胀页岩300‑400份；水220‑260份；减水剂3‑5份；三异丙醇胺0.1‑0.5份。本发明借助醇胺类试剂激发硅铝质轻集料的离子溶出，促进其火山灰反应，达到制品轻质、早强的目的。本发明原材料易于获取，制备工艺简单，效果显著。该产品可应用于桥梁、高层建筑、隧道管片等工程中。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种轻质早强混凝土及其制备方法。

背景技术

轻质混凝土(LAC)作为一种传统混凝土材料在道路、大跨度桥梁、隧道管片、高层建筑等工程中应用广泛。相比于其他混凝土材料，轻质混凝土具有自重小，比强度高，高耐久，长寿命等特点。

普通混凝土的密度大约为2350kg/m³，轻质混凝土的密度一般不高于1950kg/m³。轻质混凝土制品设计思路主要有两种：一种是加入引气剂，提高制品内部的孔隙率，达到降低密度目的，但气孔粒径和分布难以控制，且引入的孔多为宏观孔对制品服役性能有害，应用较少；另一种方式是在混凝土中加入轻质集料部分或全部替代原有集料，达到降低自重的目的，在混凝土制品领域有广泛应用。

常用的轻质集料种类有很多，主要分为三大类：以矿物、粘土或固体废弃物为原材料制备的人造陶粒，以聚乙烯酸钠制备的超吸水树脂为代表的有机轻集料，以植物种壳或烧结后的天然矿物制备出的天然轻集料。其中，由于产品质量易于控制，陶粒型轻集料用处最为广泛，但其制备过程相对复杂，成本高，经济性不佳。超吸水树脂和聚苯乙烯等材料由于自身吸水后释水留下巨大的宏观孔隙，负中心质效应明显，大量添加会影响混凝土制品强度，工程应用较少。天然轻集料产量丰富，且制备工艺简单，以膨胀页岩为例，原料取自于页岩，经过简单破碎后烧结急冷处理即可得到，具有良好的经济型和发展前景。

有报道指出掺入预湿硅铝质轻集料的蒸养混凝土制品可以有效提高制品后期性能。原因在于硅铝质轻集料自身的火山灰反应促进水泥水化，并且集料预吸的水分可以在后期释放促进周围水泥水化。在这双重作用下强化了界面过渡区的性能，在硅铝质轻集料周围形成了致密的拱壳结构，削弱了轻集料对于强度带来的短板效应，达到力学性能的提升。

掺入预湿硅铝质轻集料的混凝土制品虽然有很好的后期性能，但由于硅铝质轻集料的自身强度低会导致早期强度不良，延长脱模时间，影响生产效率。在报道中得知在养护7天内，有无预湿硅铝质轻集料的混凝土制品内部湿度无明显区别，均维持在较高水平。这说明在早期阶段能提供给水泥水化的水分是充足的，不是决定制品早期性能的关键性因素，因此提升硅铝质轻集料的火山灰反应速率是解决早期强度问题可能的方法。此外，在蒸养阶段，温度较高，虽然会对硅铝质轻集料的火山灰反应有一定的促进作用，但热激发的效果不足，反应程度受到制约。

发明内容

本发明目的在于提供一种轻质早强混凝土及其制备方法，该混凝土制品具有密度低、早期强度高等特点。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种轻质早强混凝土，其组成按重量份数计如下：

水泥600-700份；砂650-750份；膨胀页岩300-400份；水220-260份；减水剂3-5份；三异丙醇胺0.1-0.5份。

按上述方案，所述膨胀页岩化学组成如下：SiO₂含量为65％，Al₂O₃含量为17％，Fe₂O₃含量为8％，CaO含量为1％，MgO含量为2％，K₂O含量为4％，Na₂O含量为1％。

上述轻质早强混凝土的制备方法，包括以下步骤：