技术摘要：
本发明公开了一种环保型陶粒混凝土及其制备方法，属于混凝土的技术领域，包含以下重量份的组合物：粗骨料800‑900份，细骨料320‑340份，水泥180‑210份，水120‑145份，粉煤灰35‑50份，废弃混凝土集料30‑40份，陶粒70‑100份，外加剂7‑10份，其中外加剂包括聚氧乙 全部
背景技术：
混凝土是指由凝胶材料(有机的、无机的或有机无机复合的)、颗粒状集料、水以及 需要加入的化学外加剂和矿物掺合料按适当比例拌制而成的混合料，经硬化后形成具有堆 聚结构，一般是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料，需要时掺入外加剂和矿物掺合料，按适当 比例配合。 授权公告号为CN101323517B的发明专利公开了一种环保型植被混凝土，由水、水 泥、废弃混凝土集料、混凝土碱性中和剂和聚羧酸减水剂组成，具体的配合比为：水∶水泥∶ 废弃混凝土集料为0.28～0.32∶1∶5；混凝土碱性中和剂为水泥用量的10％～20％；聚羧酸 减水剂为水泥用量的1％～2％。该发明具有可解决废弃混凝土堆放影响生态环境的问题， 又可解决集料过度开采破坏生态环境的问题及在混凝土上种植植物技术问题，从而起到资 源的再生利用、调节生态平衡和美化环境的效果。 该发明含有废弃混凝土集料，而废弃混凝土集料由废弃混凝土破碎制得，在破碎 过程中形成形状不规则的颗粒，增大了集料与水泥凝胶材料的结合表面，有利于提高混凝 土的粘结性。然而，废弃混凝土集料的不规则形状在混泥土搅拌过程中，阻碍水泥、集料颗 粒之的流动，导致混凝土和易性下降。同时，废弃混凝土集料的不规则颗粒相互交错堆积， 混合得到的混凝土容易在集料颗粒之间形成孔隙，造成混凝土的抗渗性差。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种环保型陶粒混凝 土，能够增大新拌混凝土的流动性，并同时提高混凝土的抗渗性能。 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种环保型陶粒混凝土，包含以下 重量份的组合物：粗骨料800-900份，细骨料320-340份，水泥180-210份，水120-145份，粉煤 灰35-50份，废弃混凝土集料30-40份，陶粒70-100份，外加剂7-10份，其中外加剂包括聚氧 乙烯醚硫酸钠85-100份。 通过采用上述技术方案，采用粗集料、废弃混凝土集料和细集料为骨料，作为混凝 土的基本强度支撑，水泥、聚氧乙烯醚硫酸钠与水反应为凝胶材料将粉煤灰、陶粒粘接在骨 料上，得到环保型陶粒混凝土。 其中，废弃混凝土集料替代部分细骨料，从提高废料利用率和节省材料，起到环保 的作用。粉煤灰形态为球状玻璃微珠，起到滚珠轴承的作用，从而表现出一定的减水性，还 能减小混凝土内部的摩擦力，从而提高混凝土的流动性。陶粒内含有许多微孔，因此陶粒的 质量较轻，代替部分细骨料，减小混凝土的重量，便于施工拌和输送混凝土。 聚氧乙烯醚硫酸钠溶解在水中为光滑透明的黏稠溶液，有极好的附着力和渗透 3 CN 111732443 A 说 明 书 2/8 页 力，而粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，具有较高的吸附活性，因此聚氧乙 烯醚硫酸钠可渗透到粉煤灰内部，沾附粉煤灰颗粒填充到废弃混凝土集料附着填补并包裹 在废弃混凝土集料表面，提高废弃混凝土集料的光滑度，从而提高新拌混凝土的流动性。 同时，由于聚氧乙烯醚硫酸钠沾附粉煤灰和水泥颗粒到骨料孔隙中，能够增强混 凝土的黏结性，提高混凝土的抗渗性能。 由于聚氧乙烯醚硫酸钠分子结构具有亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列， 并能使溶液表面张力显著下降,可以使水泥、粉煤灰与水混合更均匀，与集料混合后，使得 凝胶混合物对集料的支撑力度均匀分布，减小混凝土因为局部强度低于周围的强度，在受 到应力时，周围强度大的混凝土挤压强度低的混凝土，造成强度较低的混凝土局部破碎，从 而影响混凝土整体强度的可能性。 优选的，外加剂还包括导热硅胶50-55份。 通过采用上述技术方案，由于陶粒是多孔材料，孔隙率高而表观密度小，因此导热 系数较小，阻碍混凝土内部的水化热及时散出，使得混凝土局部温度不均匀，凝结过程中容 易产生裂缝。导热硅胶与聚氧乙烯醚硫酸钠复配，聚氧乙烯醚硫酸钠降低溶液表面张力后， 使得导热硅胶能够和聚氧乙烯醚硫酸钠互相粘黏一起均匀分散在混凝土中，导热硅胶将混 凝土内部的热量及时散出，并导引热量沿凝胶材料均匀分布在混凝土中，从而减小混凝土 后期裂缝的可能性。 进一步地，所述聚氧乙烯醚硫酸钠与导热硅胶的添加比为93:50。 通过采用上述技术方案，聚氧乙烯醚硫酸钠与导热硅胶的添加比过大时，对混凝 土散热性的促进作用较小，与导热硅胶的添加比过小时，由于导热硅胶的粘接性，会使得混 凝土的流动性降低，与导热硅胶的添加比为93:50时，混凝土的散热性能和流动改性都比较 优异。 进一步地，所述组合物还包括改性纤维25-30份，改性纤维为表面包覆有硅酸锂溶 液的纤维丝，陶粒的粒径为45-60μm。 通过采用上述技术方案，改性纤维的纤维丝分散在混凝土内，在聚氧乙烯醚硫酸 钠的沾附下，两端分别伸入不同的集料颗粒孔隙中，增强集料颗粒之间的连接性，从而提高 混凝土的强度。 同时，改性纤维表面的硅酸锂提供硅酸根离子，硅酸根离子吸附在纤维表面，纤维 一端与混凝土中游离的钙离子反应生成硅酸钙水合物，另一端与陶粒上的钙离子生成硅酸 钙水合物，将陶粒颗粒和混凝土集料相连，陶粒的粒径为45-60μm时与改性纤维的连接性较 好，纤维能够延长度方向直线排列，陶粒能够均匀地分散在纤维形成的三维网状结构的网 格中，及时将陶瓷颗粒周围的热量通过三维网络传递到混凝土体系外，提高散热性并增强 混凝土的抗渗性。 进一步地，所述纤维丝为导热碳纤维。 通过采用上述技术方案，导热碳纤维在纤维方向上的导热系数可以超过铜，同时 具有良好的机械性能、导电性能和优异的导热及辐射散热能力，因此既能增加混凝土的强 度，又能及时将陶粒所在处没有及时散出的热量导出，弥补陶瓷导热性差的缺陷,减小混凝 土开裂的可能性。 进一步地，所述废弃混凝土集料为3-10mm连续集配。 4 CN 111732443 A 说 明 书 3/8 页 通过采用上述技术方案，3-10mm连续集配的废弃混凝土集料与粗骨料的抱合度更 高，有利于增强混凝土集料之间的紧密程度，从而提高混凝土的强度和抗渗性。 进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥，粗骨料为5-20mm连续级配的卵石。 通过采用上述技术方案，硅酸盐水泥中氢氧化钙含量较高，能够提供更多的钙离 子，有利于促进生成硅酸钙水合物，提高混凝土的强度和抗渗性。卵石的表面光滑，能够减 小拌和时与其他集料之间的摩擦，从而提高混凝土的流动性。 本发明的第二个目的在于提供上述环保型陶粒混凝土的制备方法，包括以下步 骤： s1：将聚氧乙烯醚硫酸钠加入二分之一水中，搅拌均匀，得到外加剂； s2：将细骨料、废弃混凝土集料和粗骨料混合均匀，得到骨料混合物； s3：将水泥、陶粒和粉煤灰混匀，加入二分之一的水，搅拌均匀，得到凝胶混合物； s4：将外加剂边搅拌边加入骨料混合物中，搅拌均匀后，边搅拌边将凝胶混合物加入骨 料混合物中，搅拌均匀，得到环保型陶粒混凝土。 本发明通过采用上述步骤，先将废弃混凝土集料、粗骨料和细骨料混合得到骨料 混合物，有利于将骨料混合均匀，使得混凝土整体强度支撑分布均匀，避免先加入凝胶混合 物后，由于粘黏性，使得骨料分布不均，造成混凝土强度分布不均。 将水泥、陶粒和粉煤灰搅拌有利于将水泥、陶粒和粉煤灰混合均匀，有利于聚氧乙 烯醚硫酸钠的将水泥、陶粒和粉煤灰均匀沾附到集料表面或孔隙中，避免骨料表面分布的 成分由于搅拌不开，单一而集中的分布，使得骨料强度不均。 将外加剂边搅拌边加入骨料混合物中，使得外加剂先在废弃混凝土集料表面包 覆，形成光滑的粘黏性膜，减小摩擦，提高流动性。 进一步地，所述s1步骤中，先将聚氧乙烯醚硫酸钠加入二分之一水中，然后加入导 热硅胶，搅拌均匀，得到外加剂。 通过采用上述技术方案，将导热硅胶和聚氧乙烯醚硫酸钠混合，聚氧乙烯醚硫酸 钠使得两者均匀分布在混凝土中，导热硅胶将混凝土内部的热量及时散出，减小混凝土产 生裂缝的可能性。 进一步地，所述步骤为： s1：先将纤维丝在硅酸锂溶液中浸泡3h后加热搅拌，使得溶液中的水分挥发，得到改性 纤维； s2：先将聚氧乙烯醚硫酸钠加入二分之一水中溶解，然后加入导热硅胶搅拌均匀，得到 外加剂； s3：将细骨料、废弃混凝土集料和粗骨料混合均匀，得到骨料混合物； s4：将水泥、陶粒和粉煤灰混匀，加入二分之一的水，搅拌均匀，得到凝胶混合物； s5：将改性纤维加入外加剂中混合均匀，得到改性纤维和外加剂混合物，再边搅拌边将 外加剂和改性纤维混合物加到骨料混合物中，然后将凝胶混合物边搅拌边加入骨料混合物 中，搅拌均匀，得到环保型陶粒混凝土。 通过采用上述技术方案，将纤维浸泡在硅酸锂溶液中浸泡3h后加热搅拌，使得溶 液中的水分挥发，使得纤维丝表面包覆大量硅酸根离子， 改性纤维表面的硅酸锂提供硅酸根离子，硅酸根离子吸附在纤维表面，一部分与混凝 5 CN 111732443 A 说 明 书 4/8 页 土中游离的钙离子反应生成硅酸钙水合物，另一部分与陶粒上的钙离子生成硅酸钙水合 物，从而将陶粒和混凝土粘接，增强混凝土的抗渗性。 综上所述，本发明具有以下有益效果： 1.聚氧乙烯醚硫酸钠可渗透到粉煤灰内部，沾附粉煤灰颗粒填充到废弃混凝土集料附 着填补并包裹在废弃混凝土集料表面，提高废弃混凝土集料的光滑度，从而减小提高新拌 混凝土的流动性； 2.导热硅胶与聚氧乙烯醚硫酸钠复配，聚氧乙烯醚硫酸钠降低溶液表面张力后，使得 导热硅胶能够和聚氧乙烯醚硫酸钠互相粘黏一起均匀分散在混凝土中，导热硅胶将混凝土 内部的热量及时散出，并导引热量沿凝胶材料均匀分布在混凝土中，从而减小混凝土后期 裂缝的可能性。
本发明公开了一种环保型陶粒混凝土及其制备方法，属于混凝土的技术领域，包含以下重量份的组合物：粗骨料800‑900份，细骨料320‑340份，水泥180‑210份，水120‑145份，粉煤灰35‑50份，废弃混凝土集料30‑40份，陶粒70‑100份，外加剂7‑10份，其中外加剂包括聚氧乙 全部
背景技术：
混凝土是指由凝胶材料(有机的、无机的或有机无机复合的)、颗粒状集料、水以及 需要加入的化学外加剂和矿物掺合料按适当比例拌制而成的混合料，经硬化后形成具有堆 聚结构，一般是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料，需要时掺入外加剂和矿物掺合料，按适当 比例配合。 授权公告号为CN101323517B的发明专利公开了一种环保型植被混凝土，由水、水 泥、废弃混凝土集料、混凝土碱性中和剂和聚羧酸减水剂组成，具体的配合比为：水∶水泥∶ 废弃混凝土集料为0.28～0.32∶1∶5；混凝土碱性中和剂为水泥用量的10％～20％；聚羧酸 减水剂为水泥用量的1％～2％。该发明具有可解决废弃混凝土堆放影响生态环境的问题， 又可解决集料过度开采破坏生态环境的问题及在混凝土上种植植物技术问题，从而起到资 源的再生利用、调节生态平衡和美化环境的效果。 该发明含有废弃混凝土集料，而废弃混凝土集料由废弃混凝土破碎制得，在破碎 过程中形成形状不规则的颗粒，增大了集料与水泥凝胶材料的结合表面，有利于提高混凝 土的粘结性。然而，废弃混凝土集料的不规则形状在混泥土搅拌过程中，阻碍水泥、集料颗 粒之的流动，导致混凝土和易性下降。同时，废弃混凝土集料的不规则颗粒相互交错堆积， 混合得到的混凝土容易在集料颗粒之间形成孔隙，造成混凝土的抗渗性差。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种环保型陶粒混凝 土，能够增大新拌混凝土的流动性，并同时提高混凝土的抗渗性能。 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种环保型陶粒混凝土，包含以下 重量份的组合物：粗骨料800-900份，细骨料320-340份，水泥180-210份，水120-145份，粉煤 灰35-50份，废弃混凝土集料30-40份，陶粒70-100份，外加剂7-10份，其中外加剂包括聚氧 乙烯醚硫酸钠85-100份。 通过采用上述技术方案，采用粗集料、废弃混凝土集料和细集料为骨料，作为混凝 土的基本强度支撑，水泥、聚氧乙烯醚硫酸钠与水反应为凝胶材料将粉煤灰、陶粒粘接在骨 料上，得到环保型陶粒混凝土。 其中，废弃混凝土集料替代部分细骨料，从提高废料利用率和节省材料，起到环保 的作用。粉煤灰形态为球状玻璃微珠，起到滚珠轴承的作用，从而表现出一定的减水性，还 能减小混凝土内部的摩擦力，从而提高混凝土的流动性。陶粒内含有许多微孔，因此陶粒的 质量较轻，代替部分细骨料，减小混凝土的重量，便于施工拌和输送混凝土。 聚氧乙烯醚硫酸钠溶解在水中为光滑透明的黏稠溶液，有极好的附着力和渗透 3 CN 111732443 A 说 明 书 2/8 页 力，而粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，具有较高的吸附活性，因此聚氧乙 烯醚硫酸钠可渗透到粉煤灰内部，沾附粉煤灰颗粒填充到废弃混凝土集料附着填补并包裹 在废弃混凝土集料表面，提高废弃混凝土集料的光滑度，从而提高新拌混凝土的流动性。 同时，由于聚氧乙烯醚硫酸钠沾附粉煤灰和水泥颗粒到骨料孔隙中，能够增强混 凝土的黏结性，提高混凝土的抗渗性能。 由于聚氧乙烯醚硫酸钠分子结构具有亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列， 并能使溶液表面张力显著下降,可以使水泥、粉煤灰与水混合更均匀，与集料混合后，使得 凝胶混合物对集料的支撑力度均匀分布，减小混凝土因为局部强度低于周围的强度，在受 到应力时，周围强度大的混凝土挤压强度低的混凝土，造成强度较低的混凝土局部破碎，从 而影响混凝土整体强度的可能性。 优选的，外加剂还包括导热硅胶50-55份。 通过采用上述技术方案，由于陶粒是多孔材料，孔隙率高而表观密度小，因此导热 系数较小，阻碍混凝土内部的水化热及时散出，使得混凝土局部温度不均匀，凝结过程中容 易产生裂缝。导热硅胶与聚氧乙烯醚硫酸钠复配，聚氧乙烯醚硫酸钠降低溶液表面张力后， 使得导热硅胶能够和聚氧乙烯醚硫酸钠互相粘黏一起均匀分散在混凝土中，导热硅胶将混 凝土内部的热量及时散出，并导引热量沿凝胶材料均匀分布在混凝土中，从而减小混凝土 后期裂缝的可能性。 进一步地，所述聚氧乙烯醚硫酸钠与导热硅胶的添加比为93:50。 通过采用上述技术方案，聚氧乙烯醚硫酸钠与导热硅胶的添加比过大时，对混凝 土散热性的促进作用较小，与导热硅胶的添加比过小时，由于导热硅胶的粘接性，会使得混 凝土的流动性降低，与导热硅胶的添加比为93:50时，混凝土的散热性能和流动改性都比较 优异。 进一步地，所述组合物还包括改性纤维25-30份，改性纤维为表面包覆有硅酸锂溶 液的纤维丝，陶粒的粒径为45-60μm。 通过采用上述技术方案，改性纤维的纤维丝分散在混凝土内，在聚氧乙烯醚硫酸 钠的沾附下，两端分别伸入不同的集料颗粒孔隙中，增强集料颗粒之间的连接性，从而提高 混凝土的强度。 同时，改性纤维表面的硅酸锂提供硅酸根离子，硅酸根离子吸附在纤维表面，纤维 一端与混凝土中游离的钙离子反应生成硅酸钙水合物，另一端与陶粒上的钙离子生成硅酸 钙水合物，将陶粒颗粒和混凝土集料相连，陶粒的粒径为45-60μm时与改性纤维的连接性较 好，纤维能够延长度方向直线排列，陶粒能够均匀地分散在纤维形成的三维网状结构的网 格中，及时将陶瓷颗粒周围的热量通过三维网络传递到混凝土体系外，提高散热性并增强 混凝土的抗渗性。 进一步地，所述纤维丝为导热碳纤维。 通过采用上述技术方案，导热碳纤维在纤维方向上的导热系数可以超过铜，同时 具有良好的机械性能、导电性能和优异的导热及辐射散热能力，因此既能增加混凝土的强 度，又能及时将陶粒所在处没有及时散出的热量导出，弥补陶瓷导热性差的缺陷,减小混凝 土开裂的可能性。 进一步地，所述废弃混凝土集料为3-10mm连续集配。 4 CN 111732443 A 说 明 书 3/8 页 通过采用上述技术方案，3-10mm连续集配的废弃混凝土集料与粗骨料的抱合度更 高，有利于增强混凝土集料之间的紧密程度，从而提高混凝土的强度和抗渗性。 进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥，粗骨料为5-20mm连续级配的卵石。 通过采用上述技术方案，硅酸盐水泥中氢氧化钙含量较高，能够提供更多的钙离 子，有利于促进生成硅酸钙水合物，提高混凝土的强度和抗渗性。卵石的表面光滑，能够减 小拌和时与其他集料之间的摩擦，从而提高混凝土的流动性。 本发明的第二个目的在于提供上述环保型陶粒混凝土的制备方法，包括以下步 骤： s1：将聚氧乙烯醚硫酸钠加入二分之一水中，搅拌均匀，得到外加剂； s2：将细骨料、废弃混凝土集料和粗骨料混合均匀，得到骨料混合物； s3：将水泥、陶粒和粉煤灰混匀，加入二分之一的水，搅拌均匀，得到凝胶混合物； s4：将外加剂边搅拌边加入骨料混合物中，搅拌均匀后，边搅拌边将凝胶混合物加入骨 料混合物中，搅拌均匀，得到环保型陶粒混凝土。 本发明通过采用上述步骤，先将废弃混凝土集料、粗骨料和细骨料混合得到骨料 混合物，有利于将骨料混合均匀，使得混凝土整体强度支撑分布均匀，避免先加入凝胶混合 物后，由于粘黏性，使得骨料分布不均，造成混凝土强度分布不均。 将水泥、陶粒和粉煤灰搅拌有利于将水泥、陶粒和粉煤灰混合均匀，有利于聚氧乙 烯醚硫酸钠的将水泥、陶粒和粉煤灰均匀沾附到集料表面或孔隙中，避免骨料表面分布的 成分由于搅拌不开，单一而集中的分布，使得骨料强度不均。 将外加剂边搅拌边加入骨料混合物中，使得外加剂先在废弃混凝土集料表面包 覆，形成光滑的粘黏性膜，减小摩擦，提高流动性。 进一步地，所述s1步骤中，先将聚氧乙烯醚硫酸钠加入二分之一水中，然后加入导 热硅胶，搅拌均匀，得到外加剂。 通过采用上述技术方案，将导热硅胶和聚氧乙烯醚硫酸钠混合，聚氧乙烯醚硫酸 钠使得两者均匀分布在混凝土中，导热硅胶将混凝土内部的热量及时散出，减小混凝土产 生裂缝的可能性。 进一步地，所述步骤为： s1：先将纤维丝在硅酸锂溶液中浸泡3h后加热搅拌，使得溶液中的水分挥发，得到改性 纤维； s2：先将聚氧乙烯醚硫酸钠加入二分之一水中溶解，然后加入导热硅胶搅拌均匀，得到 外加剂； s3：将细骨料、废弃混凝土集料和粗骨料混合均匀，得到骨料混合物； s4：将水泥、陶粒和粉煤灰混匀，加入二分之一的水，搅拌均匀，得到凝胶混合物； s5：将改性纤维加入外加剂中混合均匀，得到改性纤维和外加剂混合物，再边搅拌边将 外加剂和改性纤维混合物加到骨料混合物中，然后将凝胶混合物边搅拌边加入骨料混合物 中，搅拌均匀，得到环保型陶粒混凝土。 通过采用上述技术方案，将纤维浸泡在硅酸锂溶液中浸泡3h后加热搅拌，使得溶 液中的水分挥发，使得纤维丝表面包覆大量硅酸根离子， 改性纤维表面的硅酸锂提供硅酸根离子，硅酸根离子吸附在纤维表面，一部分与混凝 5 CN 111732443 A 说 明 书 4/8 页 土中游离的钙离子反应生成硅酸钙水合物，另一部分与陶粒上的钙离子生成硅酸钙水合 物，从而将陶粒和混凝土粘接，增强混凝土的抗渗性。 综上所述，本发明具有以下有益效果： 1.聚氧乙烯醚硫酸钠可渗透到粉煤灰内部，沾附粉煤灰颗粒填充到废弃混凝土集料附 着填补并包裹在废弃混凝土集料表面，提高废弃混凝土集料的光滑度，从而减小提高新拌 混凝土的流动性； 2.导热硅胶与聚氧乙烯醚硫酸钠复配，聚氧乙烯醚硫酸钠降低溶液表面张力后，使得 导热硅胶能够和聚氧乙烯醚硫酸钠互相粘黏一起均匀分散在混凝土中，导热硅胶将混凝土 内部的热量及时散出，并导引热量沿凝胶材料均匀分布在混凝土中，从而减小混凝土后期 裂缝的可能性。
