[发明专利]一种可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法有效

专利信息
申请号: 202010641016.6 申请日: 2020-07-06
公开(公告)号: CN111863155B 公开(公告)日: 2022-04-08
发明(设计)人: 葛智;段龙飞;袁化强;高雪池;刘鹏;张洪智;孙仁娟;田隽;刘赫然;霍延强;黄河滨 申请(专利权)人: 山东大学;山东高速集团有限公司
主分类号: G16C60/00 分类号: G16C60/00;C04B28/00;C04B38/08
代理公司: 济南千慧专利事务所(普通合伙企业) 37232 代理人: 左建华
地址: 250000 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 调节 气孔 特征 泡沫 混凝土 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法,其特征在于,该泡沫混凝土包括胀缩材料、水泥和拌合水,包括以下步骤:

S1,根据配合比设计方法分别计算每立方米所需的水泥质量mb、干燥的胀缩材料质量mq、胀缩材料所需的预吸水质量m′w以及拌合水质量mw,该配合比设计方法以设计干密度、设计强度、设计孔径为设计指标;

S2,根据浇筑体积计算并称取步骤S1中的各材料用量,称量精度为±0.5%;

S3,对干燥的胀缩材料进行预吸水处理,将称好的胀缩材料所需的预吸水加入到干燥的胀缩材料中,静置8-10min,再搅拌1-2min,得到预吸水处理后的胀缩材料;

S4,拌制水泥浆液:先拌和水加入搅拌机,再将称量好的水泥投入搅拌机内搅拌,时间不少于2min,确保其拌合均匀,得到水泥浆液;

S5,将步骤S3吸水处理后的胀缩材料加入搅拌机中与步骤S4得到的水泥浆液共同搅拌至充分拌合均匀,时间不少于2min;

S6,进行现场浇捣或泵送浇捣得到泡沫混凝土;

步骤S1中的配合比设计方法,包括以下步骤:

A、气孔特征设计:根据泡沫缓凝土的设计孔径和胀缩材料的吸水膨胀系数计算所需的干燥的胀缩材料粒径,具体按下式计算:

公式(1)中,d为干燥的胀缩材料粒径,mm;

为泡沫混凝土的设计孔径,mm;

α为胀缩材料的吸水体积膨胀系数,为胀缩材料吸水膨胀后的体积与干燥状态下的胀缩材料体积的比值;

B、根据设计干密度、设计强度、设计孔径三个设计指标来计算泡沫混凝土的水灰比W/B和孔隙率n:

ρd=1.2mb (3)

公式(2)中,mb为每立方米泡沫混凝土中水泥质量,kg/m3

其中,mw为每立方米泡沫混凝土中拌合水质量,kg/m3

ρb为水泥密度,kg/m3

ρw为拌和水的密度,取1000kg/m3

ρd为设计干密度;

公式(2)、(3)、(4)联立得:

通过建立强度与孔径关系的数学模型,考虑孔径大小和水灰比对强度的影响,对Balshin孔隙率-强度经验公式进行修正,其中Balshin孔隙率-强度经验公式为:fc=fc.0(1-n)m,fc.0为孔隙率为零时的泡沫混凝土抗压强度,m为经验系数,并进行曲面拟合,得到拟合公式:

公式(6)即为泡沫混凝土配合比强度设计公式,其中,fc为泡沫混凝土设计强度,即28d立方体抗压强度,MPa;

r为平均设计孔径,为公式(1)中的平均值,mm;

R2为相关系数;

将公式(5)与公式(6)联立解方程组即可计算出水灰比W/B和孔隙率n,则每立方米所需的水泥质量mb=ρd/1.2;

C、每立方米泡沫混凝土中拌合水用量mw按下式计算:

mw=mb*W/B (7)

D、每立方米泡沫混凝土中预吸水处理后的胀缩材料用量mp按下式计算:

mp=ρp*n (8)

公式(8)中,mp为每立方米泡沫混凝土中预吸水处理后的胀缩材料质量,kg/m3

ρp为每立方米泡沫混凝土中预吸水处理后的胀缩材料的密度,kg/m3

E、每立方米泡沫混凝土中干燥的胀缩材料质量mq按下式计算:

公式(9)中,mq为每立方米泡沫混凝土中干燥的胀缩材料质量,kg/m3

k为胀缩材料的预吸水倍率,即胀缩材料所需的预吸水质量m′w与干燥的胀缩材料质量mq的比值;

F、每立方米泡沫混凝土中胀缩材料所需的预吸水质量m′w按下式计算:

m′w=mp-mq (10)

公式(10)中,m′w为每立方米泡沫混凝土中胀缩材料所需的预吸水质量,kg/m3

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