轻质混凝土的制作方法

本发明属于建筑材料领域，涉及一种轻质混凝土。

背景技术：

混凝土轻舟赛起源于美国，1971年5月，在youngfc的组织下，在美国伊利诺伊州举行了第一届水泥轻舟赛，此后混凝土轻舟比赛迅速风靡全球。中国硅酸盐学会水泥分会和水泥商情网联合成立了中国混凝土轻舟赛事委员会，赛事委员会对每届轻舟赛制定赛事规则。水泥轻舟赛是在高校学生团体之间进行的水泥轻舟设计、制作和竞速的综合赛事。混凝土轻舟赛为学生提供混凝土配合比设计、船体制作、项目管理、论文陈述和水上竞速等实践和竞赛机会，是提高学生动手能力、组织管理能力和团队协作精神的平台。

与传统意义上的船相比，水泥轻舟最大的不同在于其组成材料(混凝土)密度较大，且具有较大的脆性。普通混凝土抗拉强度较低，开裂现象十分常见，且其密度一般在2000份以上，远大于水的密度。在船体的安全性上，材料抗拉强度是重要指标，对于承受同等荷载的轻舟来说，材料抗拉强度越低，船体产生的裂缝越多，裂缝宽度越大。船体微裂缝的产生会造成船体抗渗性能的下降，最终导致混凝土整体性能的劣化；集中裂缝的产生，则会导致船舱漏水，对船体的安全性将造成直接的威胁。此外，轻舟所使用混凝土的密度与轻舟的正常使用性能有关，混凝土密度越大，轻舟的可承受的载重量越小，行进过程中受到的水阻力越大。若混凝土材料的密度过大，甚至将面临沉船的风险。混凝土轻舟属于异性薄板结构，其施工过程与一般结构物不同，一般是在阳模上进行敷设混凝土，所需混凝土拌合物需要有适当的流动性和较高的粘性。因此，在确保混凝土的密度足够小，且其流动性、粘性符合施工要求的前提下，尽量提高混凝土抗拉强度是本领域中的重要研究目标。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供轻质混凝土，以解决现有技术中混凝土质量较重不满足使用需求的问题。

为了实现上述目的，根据本发明轻质混凝土，包含下列单位重量的成分：胶凝材料350-451份，骨料180-249份，聚丙烯纤维3.75-5.25份，减水剂0.75-1.05份，丁苯胶乳55.5-64.5份，水97-142.5份。

进一步地，所述胶凝材料包括普通硅酸盐水泥，超细偏高岭土和i级粉煤灰。

进一步地，普通硅酸盐水泥，超细偏高岭土和i级粉煤灰的质量比为15:2:3。

进一步地，所述普通硅酸盐水泥的强度等级为52.5。

进一步地，聚丙烯纤维为纤维表面已被粗糙处理后的聚丙烯纤维，所述纤维长度12mm，纤度13dtex，弹性模量5gpa，拉伸强度为450-500mpa。

进一步地，所述骨料为玻璃微珠或玻璃微珠与膨胀珍珠岩的混合料。

进一步地，所述玻璃微珠包含四种粒径：0.1-0.3mm，0.25-0.5mm，0.5-1mm，1-2mm，所述不同粒径对应的颗粒密度依次约为950kg/m³，700kg/m³，500kg/m³，400kg/m³。

进一步地，所述的膨胀珍珠岩粒径为2-4mm,密度约为150kg/m³，骨料总质量约为胶凝材料总质量的40％-67％。

进一步地，所述减水剂为高效减水剂，减水率约为40％，可有效降低用水量并增大混凝土拌合物的流动性。

进一步地，所述的纤维为表面经过粗糙处理的聚丙烯纤维，长度12mm，纤度13dtex，可有效增强纤维与基体的粘结作用。

进一步地，所述的丁苯胶乳固体含量为50％，密度约为1040kg/m³，室温下的黏度约为175mpa·s，所述的丁苯胶乳不仅可以增大拌合物的粘性，还能有效增大混凝土的抗拉、抗折强度。

可见，本发明轻质混凝土密度足够小，且其流动性、粘性符合使用需求，并且土抗拉强度高，尤其适用于水泥轻舟制造。

附图说明

图1为试件的结构示意图。

具体实施方式

在对本发明进行说明前，需要特别指出的是：

本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

为了实现上述目的，根据本发明轻质混凝土，包含下列单位重量的成分：胶凝材料350-451份，骨料180-249份，聚丙烯纤维3.75-5.25份，减水剂0.75-1.05份，丁苯胶乳55.5-64.5份，水97-142.5份。

所述胶凝材料包括普通硅酸盐水泥，超细偏高岭土和i级粉煤灰。

普通硅酸盐水泥，超细偏高岭土和i级粉煤灰的质量比为15:2:3。

所述普通硅酸盐水泥的强度等级为52.5。

聚丙烯纤维为纤维表面已被粗糙处理后的聚丙烯纤维，所述纤维长度12mm，纤度13dtex，弹性模量5gpa，拉伸强度为450-500mpa。

所述骨料为玻璃微珠或玻璃微珠与膨胀珍珠岩的混合料。

所述玻璃微珠包含四种粒径：0.1-0.3mm，0.25-0.5mm，0.5-1mm，1-2mm，所述不同粒径对应的颗粒密度依次约为950kg/m³，700kg/m³，500kg/m³，400kg/m³。

所述的膨胀珍珠岩粒径为2-4mm,密度约为150kg/m³，骨料总质量约为胶凝材料总质量的40％-67％。

所述减水剂为高效减水剂，减水率约为40％，可有效降低用水量并增大混凝土拌合物的流动性。

所述的纤维为表面经过粗糙处理的聚丙烯纤维，长度12mm，纤度13dtex，可有效增强纤维与基体的粘结作用。

所述的丁苯胶乳固体含量为50％，密度约为1040kg/m³，室温下的黏度约为175mpa·s，所述的丁苯胶乳不仅可以增大拌合物的粘性，还能有效增大混凝土的抗拉、抗折强度。

通过上述配方本发明按照以下工序进行：1)将所有的固体颗粒材料(胶凝材料，骨料)放入搅拌桶中混合，打开搅拌机，将其搅拌均匀；2)缓慢倒入聚丙烯纤维，保证其均匀分布；3)倒入混合好的水和减水剂；4)倒入丁苯胶乳，搅拌至少90秒钟以后即可取出拌合物进行施工。

实施例1

本实施例公开了一种作为混凝土轻舟材料的轻质混凝土配合比，使用该配合比配置的混凝土密度较小，且具有较高的抗拉强度，其组成成分如表1所示。

表1

本实施例1中凝胶材料水灰比为0.28，将上述实施例1所得配方比构成哑铃状的混凝土轻舟试件作为力学性能测试试件对本发明实施例1所得配方比构成的混凝土轻舟试件进行基本力学性能试验，基本力学性能试验结果如下：

(1)密度测试

试件尺寸：150×150×150mm立方体试件

试验方法：将试样烘干24小时后，称量其质量；

密度：953kg/m³

(2)抗拉强度测试

试验方法：单轴单调拉伸

抗拉强度：1.9mpa

抗压强度

测试2：

试件尺寸：150×150×150mm立方体试件

试验方法：单轴单调压缩

抗压强度：18.7mpa

实施例2

本实施例公开了一种混凝土轻舟材料配合比，使用该配合比配置的混凝土密度较小，且具有较高的抗拉强度，其组成成分如表2所示。

表2

本实施例2中凝胶材料水灰比为0.34，实施例1所得混凝土的基本力学性能试验结果如下：

试件尺寸：150×150×150mm立方体试件

试验方法：将试样烘干24小时后，称量其质量；

密度：806kg/m³

抗拉强度测试：

试件尺寸：150×150×150mm立方体试件

试验方法：单轴单调拉伸

抗拉强度：1.1mpa

抗压强度测试：

试件尺寸：150×150×150mm立方体试件

试验方法：单轴单调压缩

抗压强度：11.7mpa

实施例3

本实施例2中凝胶材料水灰比为0.34，实施例1所得混凝土的基本力学性能试验结果如下：

试件尺寸：150×150×150mm立方体试件

试验方法：将试样烘干24小时后，称量其质量；

密度：798kg/m³

抗拉强度

试件尺寸：如图1所示

试验方法：单轴单调拉伸

抗拉强度：1.0mpa

抗压强度

试件尺寸：150×150×150mm立方体试件

试验方法：单轴单调压缩

抗压强度：10.2mpa

实施例4

本实施例2中凝胶材料水灰比为0.34，实施例1所得混凝土的基本力学性能试验结果如下：

试件尺寸：150×150×150mm立方体试件；

试验方法：将试样烘干24小时后，称量其质量；

密度：803kg/m³

抗拉强度

试件尺寸：如图1所示

试验方法：单轴单调拉伸

抗拉强度：1.3mpa

抗压强度

试件尺寸：150×150×150mm立方体试件

试验方法：单轴单调压缩

抗压强度：13.7mpa

本发明轻质混凝土密度足够小，且其流动性、粘性符合使用需求，并且土抗拉强度高，尤其适用于水泥轻舟制造。以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。