一种抗震型高强度抗裂混凝土配方及制备工艺的制作方法

1.本发明属于抗震混凝土技术领域，尤其涉及一种抗震型高强度抗裂混凝土配方及制备工艺。


背景技术：

2.混凝土是指以水泥与水、砂、石子进行配合搅拌合成的建筑材料，虽然混凝土具有一定的强度，混凝土被广泛的应用于建筑、道路以及预制件领域，能够实现良好的建筑强度，为主要的土木工程材料之一。
3.中国专利文献cn111253122a公开了一种混凝土配方，按重量份包括以下组分：水泥129.5～140份；超细矿物掺合料125.5～130份；粉煤灰80份；黄沙300份；水洗砂578～585.5份；碎石1010～1017.5份；减水剂7份；水120～130份，该混凝土配方在保证混凝土强度的情况下，大大降低了水泥的使用需求，但在实际使用时，在地震频发的区域，传混凝土强度往往不能满足高强度抗裂的使用需要，混凝土在浇筑后，容易因原料均质性问题产生裂缝，混凝土裂缝是影响到抗震性能的主要因素，因此良好的抗裂性能为抗震混凝土的主要因素。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：为了解决传混凝土强度往往不能满足高强度抗裂的使用需要，混凝土在浇筑后，容易因原料均质性问题产生裂缝，混凝土裂缝是影响到抗震性能的主要因素，因此良好的抗裂性能为抗震混凝土的主要因素的问题，而提出的一种抗震型高强度抗裂混凝土配方及制备工艺。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种抗震型高强度抗裂混凝土配方，由以下组分按重量计组成：水泥30-48份、砂60-77份、水15-20份、石料100-120份、粉煤灰5-8份、矿粉5-8份、外加剂5-8份、填料纤维2-4份、填料颗粒10-15份。
7.作为上述技术方案的进一步描述：
8.所述填料纤维为聚丙烯腈纤维。
9.作为上述技术方案的进一步描述：
10.所述外加剂包括聚羧酸系减水剂和膨胀剂。
11.作为上述技术方案的进一步描述：
12.所述填料颗粒包括钢渣、页岩陶砂、浮石粉、云母石、改性石墨烯填充颗粒，且钢渣、页岩陶砂、浮石粉、云母石、改性石墨烯颗粒和纳米sio2，且比例为2∶1∶1.4∶1.1∶1∶3∶1。
13.一种抗震型高强度抗裂混凝土的制备工艺，具体包括以下步骤：
14.s1、对填料颗粒中钢渣进行改性处理，通过热闷、磨细、激发和复合均化处理提高钢渣强度和激发活性；
15.s2、取配方量填料颗粒，通过颚式破碎机进行粉碎处理，将填料颗粒破碎后通过振
动筛进行分筛处理，过目筛后得到处理后的填料颗粒；
16.s3、填充颗粒混料，将制备后的钢渣加入真空混料釜内，在真空混料釜内依次加入配方量的页岩陶砂、浮石粉和云母石，充氮气保护后，通过超声波雾化器将石墨烯颗粒和纳米si02雾化喷向底部真空混料釜内，充分混料后出料留置备用；
17.s4、将石子过筛后进行冲洗，取出石子内的杂质后，静置进行干燥处理，将处理后的石子置入混料后的填充颗粒内通过搅拌机进行预混料；
18.s5、混料制备，在水泥搅拌机加入混合水液，并且在混合水液中混入相应的填料纤维，将填料纤维置入后，根据工艺需要进行水灰比的计算，取配方量的原料水泥、砂，加入水泥搅拌机内，充分搅拌20min后，加入粉煤灰、矿粉和添加剂进行再次搅拌，搅拌完成后加入配方量的填料颗粒，混凝土制备完成。
19.作为上述技术方案的进一步描述：
20.所述s1中填料颗粒钢渣处理包括热闷，将钢渣降温后进行水解粉化，且水解粉化时以无纺布振动筛控制出料细度，提高钢渣的易磨性，将钢渣置入研磨机内磨细，提高矿物掺和料早期活性，激发，加入硫酸盐复合激发剂和三乙醇胺类复合技法，将钢渣粉与矿渣粉复掺复合均化。
21.作为上述技术方案的进一步描述：
22.所述钢渣粉与矿渣粉的配比为1∶2。
23.作为上述技术方案的进一步描述：
24.所述混凝土产品水固比一般要大于1∶1。
25.作为上述技术方案的进一步描述：
26.还包括对纳米si02的处理工艺，硅砂粉的含水率宜在0.25以下，用沉淀法降低湿磨硅砂粉的含水率，合格的细颗粒呈悬浮液或浆状物，流入料浆池，未能通过振动筛的粗颗粒返回球磨机重新粉磨，将磨机出口端并经振动筛分离出来的硅砂粉浆体悬浮液用叠螺式脱水。
27.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
28.本发明中，通过改性的钢渣实现对体积稳定性和复配后的抗折强度，降低了水凝用量的同时，减少混凝土的收缩和裂缝，提高耐磨强度，并且通过填料颗粒的页岩实现对混凝土的改性加强，通过对聚丙烯腈填料纤维实现对混凝土的抗剪切力能力增强改性，且在水泥中的分散性好，同时耐酸、耐碱、耐水解和抗裂缝的同时对化学稳定性好，同时石墨烯颗粒能够实现对耐温能力的改性，通过雾化喷出的石墨烯颗粒和纳米sio2能够实现高分散性和混合能力，提高混合后的均匀分撒能力，同时通过自身微孔结构实现对水泥和填料纤维的交联能力，提高对整体抗震抗裂能力。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
30.本发明提供一种技术方案：一种抗震型高强度抗裂混凝土配方，由以下组分按重
量计组成：水泥30份、砂60份、水15份、石料100份、粉煤灰5份、矿粉5份、外加剂5份、填料纤维2份、填料颗粒10份，所述填料纤维为聚丙烯腈纤维，所述外加剂包括聚羧酸系减水剂和膨胀剂，所述填料颗粒包括钢渣、页岩陶砂、浮石粉、云母石、改性石墨烯填充颗粒，且钢渣、页岩陶砂、浮石粉、云母石、改性石墨烯颗粒和纳米sio2，且比例为2∶1∶1.4∶1.1∶1∶3∶1；
31.一种抗震型高强度抗裂混凝土的制备工艺，具体包括以下步骤：s1、对填料颗粒中钢渣进行改性处理，通过热闷、磨细、激发和复合均化处理提高钢渣强度和激发活性；s2、对配方量填料颗粒，通过颚式破碎机进行粉碎处理，将填料颗粒破碎后通过振动筛进行分筛处理，过目筛后得到处理后的填料颗粒；s3、填充颗粒制备，将制备后的钢渣加入真空混料釜内，在真空混料釜内依次加入配方量的页岩陶砂、浮石粉和云母石，充氮气保护后，通过超声波雾化器将石墨烯颗粒和纳米sio2雾化喷向底部真空混料釜内，充分混料后出料留置备用；s4、将石子过筛后进行冲洗，取出石子内的杂质后，静置进行干燥处理，将处理后的石子置入混料后的填充颗粒内通过搅拌机进行预混料；s5、混料制备，在水泥搅拌机加入混合水液，并且在混合水液中混入相应的填料纤维，将填料纤维置入后，根据工艺需要进行水灰比的计算，取配方量的原料水泥、砂，加入水泥搅拌机内，充分搅拌20min后，加入粉煤灰、矿粉和添加剂进行再次搅拌，搅拌完成后加入配方量的填料颗粒，混凝土制备完成，所述s1中填料颗粒钢渣处理包括热闷，将钢渣降温后进行水解粉化，且水解粉化时以无纺布振动筛控制出料细度，提高钢渣的易磨性，将钢渣置入研磨机内磨细，提高矿物掺和料早期活性，激发，加入硫酸盐复合激发剂和三乙醇胺类复合技法，将钢渣粉与矿渣粉复掺复合均化，所述钢渣粉与矿渣粉的配比为1∶2，所述混凝土产品水固比一般要大于1∶1。
32.实施方式具体为：采用热闷法通过热闷法水解游离氧化钙和游离氧化镁可以提高钢渣的体积稳定性，硫酸盐类激发剂提高钢渣粉和水泥的复配抗折强度，钢渣细后作为矿物掺合料应用于混凝土材料，既降低了水泥用量，又延缓水泥的水化速度，降低水泥的水化热，减少混凝土收缩与裂缝，提高耐磨强度，聚丙烯纤维与水泥有良好的粘着性，在水泥中的分散性好，且耐酸、耐碱、耐水解、抗裂缝、化学稳定性好，牺牲混凝土中骨料粒径小且密度大、易产生骨料沉降，聚丙烯纤维对牺牲混凝土性能的改善作用如何，尚未有清晰的认识可以改善和抑制普通混凝土、砂浆早期硬化所产生的裂缝。
33.实施例2
34.一种抗震型高强度抗裂混凝土配方，由以下组分按重量计组成：水泥48份、砂77份、水20份、石料120份、粉煤灰8份、矿粉8份、外加剂8份、填料纤维4份、填料颗粒15份，所述填料纤维为聚丙烯腈纤维，所述外加剂包括聚羧酸系减水剂和膨胀剂，所述填料颗粒包括钢渣、页岩陶砂、浮石粉、云母石、改性石墨烯填充颗粒，且钢渣、页岩陶砂、浮石粉、云母石、改性石墨烯颗粒和纳米sio2，且比例为2∶1∶1.4∶1.1∶1∶3∶1；
35.一种抗震型高强度抗裂混凝土的制备工艺，具体包括以下步骤：s1、对填料颗粒中钢渣进行改性处理，通过热闷、磨细、激发和复合均化处理提高钢渣强度和激发活性；s2、对配方量填料颗粒，通过颚式破碎机进行粉碎处理，将填料颗粒破碎后通过振动筛进行分筛处理，过目筛后得到处理后的填料颗粒；s3、填充颗粒制备，将制备后的钢渣加入真空混料釜内，在真空混料釜内依次加入配方量的页岩陶砂、浮石粉和云母石，充氮气保护后，通过超声波雾化器将石墨烯颗粒和纳米sio2雾化喷向底部真空混料釜内，充分混料后出料留置备用；s4、将石子过筛后进行冲洗，取出石子内的杂质后，静置进行干燥处理，将处理后的石
子置入混料后的填充颗粒内通过搅拌机进行预混料；s5、混料制备，在水泥搅拌机加入混合水液，并且在混合水液中混入相应的填料纤维，将填料纤维置入后，根据工艺需要进行水灰比的计算，取配方量的原料水泥、砂，加入水泥搅拌机内，充分搅拌20min后，加入粉煤灰、矿粉和添加剂进行再次搅拌，搅拌完成后加入配方量的填料颗粒，混凝土制备完成。
36.还包括对纳米sio2的处理工艺，硅砂粉的含水率宜在0.25以下，用沉淀法降低湿磨硅砂粉的含水率，合格的细颗粒呈悬浮液或浆状物，流入料浆池，未能通过振动筛的粗颗粒返回球磨机重新粉磨，将磨机出口端并经振动筛分离出来的硅砂粉浆体悬浮液用叠螺式脱水。
37.实施方式具体为：纳米sio2能够提高对水泥砂浆的强度，填料纤维改善和抑制普通混凝土、砂浆早期硬化所产生的裂缝，显著改善粘结性、高温稳定性、疲劳耐久性，并且聚丙烯腈纤维具有低温防裂和防止反射裂缝的产生，有效提高抗拉、抗剪、抗压和抗冲击，聚羧酸系减水剂低掺量下发挥较高的塑化效果，流动性保持性好、水泥适应广分子构造上自由度大、合成技术多、高性能化的余地很大，对混凝土增强效果显著，能降低混凝土收缩，有害物质含量极低等技术性能特点，赋予了混凝土出色的施工和易性、良好的强度发展、优良的耐久性、聚羧酸系高性能减水剂具有良好的综合技术性能优势及环保特点，膨胀剂能补偿收缩混凝土具有补偿混凝土干缩和密实混凝土、提高混凝土抗渗性作用，在土木工程中主要用于防水和抗裂两个方面，使用较多的场合是配制高等级防水混凝土和适当延长伸缩缝或后浇带间距，页岩陶砂具有密度低、保温隔热、抗渗性优异、抗碱集料反应性优异、吸水率低、抗冻性能和耐久性能好，浮石粉采用天然玻璃质火山灰，火山灰经过精选加工而成的高级研磨料和填充料，云母石具有抗酸、抗碱性、抗压和剥分性。
38.实施例3
39.一种抗震型高强度抗裂混凝土配方，由以下组分按重量计组成：水泥42份、砂70份、水18份、石料11份、粉煤灰6份、矿粉7份、外加剂7份、填料纤维3份、填料颗粒12份，所述填料纤维为聚丙烯腈纤维，所述外加剂包括聚羧酸系减水剂和膨胀剂，所述填料颗粒包括钢渣、页岩陶砂、浮石粉、云母石、改性石墨烯填充颗粒，且钢渣、页岩陶砂、浮石粉、云母石、改性石墨烯颗粒和纳米sio2，且比例为2∶1∶1.4∶1.1∶1∶3∶1；
40.一种抗震型高强度抗裂混凝土的制备工艺，具体包括以下步骤：s1、对填料颗粒中钢渣进行改性处理，通过热闷、磨细、激发和复合均化处理提高钢渣强度和激发活性；s2、对配方量填料颗粒，通过颚式破碎机进行粉碎处理，将填料颗粒破碎后通过振动筛进行分筛处理，过目筛后得到处理后的填料颗粒；s3、填充颗粒制备，将制备后的钢渣加入真空混料釜内，在真空混料釜内依次加入配方量的页岩陶砂、浮石粉和云母石，充氮气保护后，通过超声波雾化器将石墨烯颗粒和纳米sio2雾化喷向底部真空混料釜内，充分混料后出料留置备用；s4、将石子过筛后进行冲洗，取出石子内的杂质后，静置进行干燥处理，将处理后的石子置入混料后的填充颗粒内通过搅拌机进行预混料；s5、混料制备，在水泥搅拌机加入混合水液，并且在混合水液中混入相应的填料纤维，将填料纤维置入后，根据工艺需要进行水灰比的计算，取配方量的原料水泥、砂，加入水泥搅拌机内，充分搅拌20min后，加入粉煤灰、矿粉和添加剂进行再次搅拌，搅拌完成后加入配方量的填料颗粒，混凝土制备完成。
41.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其
发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。