[发明专利]一种用于冻土区高替代率轻型骨料混凝土及制备方法

说明书

本发明公开了一种用于冻土区高替代率轻型骨料混凝土及制备方法，轻骨料混凝土的组分包括:水泥、水、轻型骨料、粗骨料以及细骨料。所述水泥、水、轻型骨料、粗骨料以及细骨料的质量比为31：17：8：7：37，本发明通过对水泥、水、轻型骨料、粗骨料以及细骨料的质量比进行调试配比，可以使轻型骨料混凝土室温下的导热系数达到0.524W/(m·K)，相比素混凝土的导热系数下降了58.6％，显著增强了混凝土的保温隔热性能，具有较广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及混凝土领域，尤其涉及一种用于冻土区高替代率轻型骨料混凝土及制备方法。

背景技术

在季节性冻土地区中由于冻土的热稳定性差、水热活动强烈、对环境变化极为敏感等性质会对工程地基的设计、施工和安全运营等构成严重威胁。土体冻结过程中由于土中水分冻结会出现体积膨胀现象，这种冻胀作用会产生切向力，最终对基础产生冻拔作用，其主要危害是将铁塔基础拔起，导致基础失去稳定性；冻胀作用还会产生水平冻胀力，当基础两侧冻胀力不平衡时，会产生水平推力，造成线路基础发生水平位移和倾斜。相反地，在地温升高或人工活动影响下，冻土也会因为融化而发生下沉的现象，其主要危害是造成铁塔基础发生不均匀沉陷或倾覆破坏。

工程若直接采用混凝土作为垫层，则起不到保温隔热的作用。多孔隔热混凝土属于保温隔热材料的范畴，是覆盖在热力设备和管道的表面，能阻止或减少与外界发生热交换，减少热量耗散的具有一定物理、力学性能的特种混凝土。相对于传统混凝土，多孔混凝土具有质量轻、保温隔热效果好等特点，目前常见的隔热混凝土为泡沫混凝土。按胶凝材料、主要填充料、气泡方式等标准可将泡沫混凝土分为几类，具体如下表：

表1泡沫混凝土分类

但是，泡沫混凝土的制备工艺复杂，物理力学性质不稳定且强度较低。陶粒是由黏土在高温作用下烧成的人造膨胀型硅酸盐多孔轻质骨料，外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体。陶粒的表面是一层由陶质或釉质组成的致密外壳，具有隔水保气作用，并且赋予陶粒较高的强度。陶粒的内部结构特征呈细密蜂窝状微孔，这些微孔都是封闭型的，而不是连通型的，因此，陶粒能够显著改善混凝土隔热性能。但是目前所研制的混凝土导热系数大，隔热保温性能较差且替代率低，在冻土区应用隔热保温效果不明显，本发明提供一种用于冻土区高替代率轻型骨料混凝土及制备方法，本发明所研制的混凝土可以使轻型骨料混凝土室温下的导热系数达到0.524W/(m·K)，相比素混凝土的导热系数下降了58.6％，，替代率高能够降低混凝土密度20％以上，显著增强了混凝土的保温隔热性能，在冻土地层应用能够起到很好的隔热保温效果，具有较广泛的应用前景。

发明内容

为了解决当前混凝土导热系数大、隔热性能差和替代率低等技术问题，本发明提供一种用于冻土区高替代率轻型骨料混凝土及制备方法，有效的降低冻土地基的热交换。

一种用于冻土区高替代率轻型骨料混凝土，所述混凝土按照重量百分比包括：31％的42.5级普通硅酸盐水泥，17％的水，8％的陶粒，7％的粗骨料，37％的细骨料，所述混凝土的塌落度为40～60mm。

进一步地，所述细骨料为砂子，砂子的粒径为0.35～5mm，密度为1300～1700kg/m³。

进一步地，所述粗骨料为细石，所述细石的粒径为5～16mm,密度为2500～2700kg/m³。

进一步地，所述陶粒的粒径3～18mm，堆积密度480kg/m³，所述陶粒的吸水率为0.5h系数率为7.2％，1h吸水率为7.6％，24h吸水率为8.4％。

一种用于冻土区高替代率轻型骨料混凝土的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤1、将陶粒搅拌粉碎，粉碎后的陶粒放入清水中进行清洗，然后在烘箱100℃环境下烘干；