一种大孔隙无砂混凝土及其制备方法与流程

本发明属于建筑材料，具体地，涉及一种大孔隙无砂混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、无砂混凝土是由粗骨料、胶结材、化学添加剂和水等拌制而成的一种多孔混凝土，内部含有较多的孔隙,具有良好的透水性和透气性。其可以排除道路积水、净化污水和调节城市生态平衡,内部贯通性孔隙还具有吸音、降噪的功能,还可为混凝土表面的绿色植物提供根部生长、吸取养分的空间,是一种重要的绿色生态护坡建筑材料。

2、无砂混凝土中具有大量孔隙，这些孔隙作为混凝土浇筑材料中的缺陷，使得混凝土的力学性能严重下降，特别是抗弯折性急剧恶化，使得无砂混凝土配制技术的关键和难点在于如何平衡透水性和强度。现有技术中主要是通过选用高强度的水泥作为胶材料，以及控制原料的配比调整混凝土的整体性能，也有研究报道，参照现有常规混凝土，采用纤维进行增强，得到的混凝土材料弯折强度能达到5mpa左右，透水系数能达到2mm/s以上，具有良好的综合性能，满足大多数场合的施工；但是，无砂混凝土在服役过程中水分从孔隙渗到地下，长此以往逐渐带走浇筑面底部的土壤，造成浇筑面底部空陷，顶部受压的情况下，易出现浇筑面断裂塌陷。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种大孔隙无砂混凝土及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种大孔隙无砂混凝土，按照重量份计包括：

4、硅酸盐水泥380-425份、级配骨料1550-1610份、强化改性纤维18-26份、脱硫石膏55-80份、减水剂0.9-1.1份和水100-115份。

5、进一步地，硅酸盐水泥选自p.o52.5水泥。

6、进一步地，级配骨料按照重量百分比计包括：10-15mm骨料55-70wt％，5-10mm骨料10-15wt％，余量为15-30mm骨料。

7、进一步地，脱硫石膏选自研磨粉料，细度不低于325目。

8、进一步地，减水剂选自聚羧酸减水剂。

9、所述强化改性纤维由以下方法制备：

10、步骤a1：将二乙醇胺和四氢呋喃混匀，水浴控制温度为不高于20℃，向混合液中通入氨气曝气，施加180-240rpm机械搅拌，缓慢加入丙烯酰氯，控制丙烯酰氯的总加入反应时间为40-60min，反应结束减压旋蒸脱除四氢呋喃，得到中间体；

11、进一步地，二乙醇胺、丙烯酰氯和四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.105-0.11mol：40-50ml，氨气的通气比为0.08-0.1vvm，氨气作为缚酸剂，低温下丙烯酰氯与二乙醇胺中的仲胺取代反应。

12、步骤a2：将双(2-巯基乙基)醚、中间体、安息香双甲醚和丙酮混匀，升温至40-50℃，施加60-90rpm机械搅拌，紫外辐照反应1.2-1.6h，反应结束旋蒸脱除丙酮，得到改性剂；

13、进一步地，双(2-巯基乙基)醚、中间体、安息香双甲醚和丙酮的用量比为0.1mol：0.05mol：10-15mg：65-75ml，安息香双甲醚为引发剂，辐照下双(2-巯基乙基)醚的活性巯基与中间体接枝的双键点击加成。

14、步骤a3：将改性剂和乙醇溶液混匀，加入短钢纤维混合后静置1.5-2h，取短钢纤维沥干，得到强化改性纤维；

15、进一步地，短钢纤维、改性剂和乙醇溶液的用量比为100g：1.3-1.8g：80-100ml，乙醇溶液的质量分数为50％，改性剂通过液相螯合均分附着在钢纤维表面。

16、一种大孔隙无砂混凝土的制备方法，具体操作为：将硅酸盐水泥和脱硫石膏预混，再加入级配骨料和强化改性纤维拌匀，将减水剂和水分散后加入拌合，得到大孔隙无砂混凝土。

17、本发明的有益效果：

18、本发明在传统的无砂混凝土中引入自制的强化改性纤维和脱硫石膏复配，大大提升无砂混凝土的弯拉强度；强化改性纤维以钢纤维为载体，由丙烯酰氯与二乙醇胺中的仲胺取代反应制成中间体，再由双(2-巯基乙基)醚和中间体分子中引入的双键点击加成制成改性剂，改性剂分子中的氮氧硫结构形成多元螯合，通过液相螯合附着到钢纤维表面改性；一方面，改性剂分子端部含有大量羟基，赋予钢纤维表面良好的亲水性，在拌合过程中钢纤维表面可被充分浸润，提高钢纤维与水化凝胶的接触面，充分发挥钢纤维的强化作用；另一方面，改性剂分子中的氮氧硫结构在拌合过程中通过螯合作用在钢纤维近层富集钙元素，加之改性剂的醇胺结构促进水化反应的进行，在钢纤维近层优先形成充分水化层，其一，早期水化凝胶的形成起到初期粘接作用，减轻钢纤维的沉降，其二，充分水化凝胶加强钢纤维和骨料的结合强度，提高混凝土的抗弯抗折性能。

技术特征：

1.一种大孔隙无砂混凝土，其特征在于，按照重量份计包括：硅酸盐水泥380-425份、级配骨料1550-1610份、强化改性纤维18-26份、脱硫石膏55-80份、减水剂0.9-1.1份和水100-115份；

2.根据权利要求1所述的一种大孔隙无砂混凝土，其特征在于，二乙醇胺、丙烯酰氯和四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.105-0.11mol：40-50ml，氨气的通气比为0.08-0.1vvm。

3.根据权利要求2所述的一种大孔隙无砂混凝土，其特征在于，双(2-巯基乙基)醚、中间体、安息香双甲醚和丙酮的用量比为0.1mol：0.05mol：10-15mg：65-75ml。

4.根据权利要求3所述的一种大孔隙无砂混凝土，其特征在于，短钢纤维、改性剂和乙醇溶液的用量比为100g：1.3-1.8g：80-100ml，乙醇溶液的质量分数为50％。

5.根据权利要求1所述的一种大孔隙无砂混凝土，其特征在于，硅酸盐水泥为p.o52.5水泥。

6.根据权利要求1所述的一种大孔隙无砂混凝土，其特征在于，级配骨料按照重量百分比计包括：10-15mm骨料55-70wt％，5-10mm骨料10-15wt％，余量为15-30mm骨料。

7.根据权利要求1所述的一种大孔隙无砂混凝土，其特征在于，脱硫石膏的细度不低于325目。

8.根据权利要求1所述的一种大孔隙无砂混凝土，其特征在于，减水剂为聚羧酸减水剂。

9.根据权利要求8所述的一种大孔隙无砂混凝土的制备方法，其特征在于，具体操作为：将硅酸盐水泥和脱硫石膏预混，再加入级配骨料和强化改性纤维拌匀，将减水剂和水分散后加入拌合，得到大孔隙无砂混凝土。

技术总结本发明涉及一种大孔隙无砂混凝土及其制备方法，属于建筑材料技术领域。该无砂混凝土按照重量份计包括：硅酸盐水泥380‑425份、级配骨料1550‑1610份、强化改性纤维18‑26份、脱硫石膏55‑80份、减水剂0.9‑1.1份和水100‑115份；强化改性纤维以钢纤维为载体，通过液相螯合负载改性剂，改性剂分子赋予钢纤维表面良好的亲水性，使其被充分浸润而提高钢纤维与水化凝胶的接触面，改性剂分子通过螯合在钢纤维近层富集钙元素，加之改性剂的醇胺结构促进水化反应的进行，在钢纤维近层优先形成充分水化层，早期水化凝胶的形成减轻钢纤维的沉降，充分水化凝胶加强钢纤维和骨料的结合强度，提高混凝土的抗弯抗折性能。技术研发人员：刘俊宏,韦庆华,梁丹受保护的技术使用者：杭州阵列科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29