專利名稱：吸水樹脂混凝土及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種混凝土及其制備方法。
背景技術：
混凝土以其制備簡便，構(gòu)件易于成型，具有水硬性等突出特點，廣泛地應用于土木工程。但常規(guī)傳統(tǒng)混凝土強度的提高余地一直有限，究其原因在于混凝土的組成主要由水、水泥、砂子以及諸如碎石或卵石等骨料組成，特別是對骨料量的需求量極大。混凝土在水化凝結(jié)硬化成型后，骨料不能均勻地分散于水 泥砂漿之中，碎石骨料尖角處會出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象以及卵石骨料表面處會出現(xiàn)應力滑移現(xiàn)象，使得微裂縫早期地在骨料和水泥砂漿之間的界面上形成，在外部荷載作用的不斷施加下，微裂縫不斷地延伸和擴展而最終導致混凝土的整體破壞。此外，制備大量常規(guī)傳統(tǒng)混凝土對原材料特別是骨料的需求量極大，并且需要建造混凝土制備所需的專門料場，特別對于遠海島礁等特殊地域，骨料的取材和運輸極其不便，而且嚴重影響建筑成本和施工周期。常規(guī)傳統(tǒng)混凝土主要由于骨料的大量存在，其自重很大，遠距離和高落差的大功率泵送施工受到限制。另外，由于骨料離析、下落以及水泥砂漿上浮等養(yǎng)護、澆注和振搗方面的質(zhì)量問題也屢見不鮮。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明提供了一種吸水樹脂混凝土及其簡單實用的制備方法。制成的吸水樹脂混凝土強度高，自重輕，便于小功率離心泵遠距離和高落差泵送施工，特別適用于遠海島礁等特殊地域的建筑工程。為達到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術方案予以實現(xiàn)的一種吸水樹脂混凝土，包括水泥類膠凝材料及骨料，其特征在于，所述骨料為吸水樹脂膨脹體，其中，吸水樹脂膨脹體由丙烯酸、纖維接枝丙烯酸、淀粉接枝丙烯酸中的一種吸水樹脂粉末加水或鹽水后自膨脹形成至少20倍體積的粒、塊狀物。一種前述吸水樹脂混凝土的制備方法，其特征在于，包括下述步驟( I)首先在吸水樹脂粉末中摻水或鹽水讓其迅速膨脹至少20倍，形成粒、塊狀物，其中，吸水樹脂粉末為丙烯酸、纖維接枝丙烯酸、淀粉接枝丙烯酸粉末中的一種；(2)然后在水泥膠凝材料中添加水化反應所需的水量進行拌和，形成水泥膠凝材料的漿體；(3)接著將步驟(I)所得吸水樹脂膨脹粒、塊體與步驟(2)所得水泥類膠凝材料的漿體進行攪拌，使得吸水樹脂膨脹粒、塊體被水泥類膠凝材料的漿體所包裹，最后經(jīng)過凝結(jié)硬化形成吸水樹脂混凝土。上述方案中，所述吸水樹脂混凝土的配合比為水泥砂吸水樹脂膨脹體鹽水或水=1 :0-1. 5 :2-3 :0. 4-0. 5。所述的鹽水的鹽分質(zhì)量濃度為2_8%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點
I、混凝土的抗壓強度和抗折強度可大幅度地提高，由于吸水樹脂膨脹體分散顆粒的粒徑很小，能夠很均勻地被水泥砂漿所包裹并分散在其中，當吸水樹脂混凝土凝結(jié)硬化成型后，在外部荷載作用下其內(nèi)部的應力可以得到有效地均勻分布化，避免常規(guī)碎石骨料尖角處的應力集中現(xiàn)象以及卵石骨料表面的應力滑移現(xiàn)象，同時膨脹體內(nèi)部的水還有利于膠凝材料的二次水化反應，顯著地提高混凝土的抗壓強度和抗折強度。2、混凝土制備工藝簡單實用，由改性吸水樹脂粉末遇水形成膨脹體替代骨料成分，可以有效解決遠海島礁等地大量常規(guī)原材料供應和運輸不便的難題。同時，由于混凝土自重輕，可以在船上進行拌制后通過小功率離心泵進行遠距離和高落差的輸送作業(yè)，不需要設置專門的料場，且不會出現(xiàn)離析、骨料下落以及水泥砂漿上浮等養(yǎng)護、澆注和振搗方面的質(zhì)量問題。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
圖I為丙烯酸吸水樹脂粉末摻入質(zhì)量濃度百分比為2%鹽水所形成體積膨脹率為30倍的吸水樹脂膨脹體照片。
具體實施例方式吸水樹脂混凝土包括水泥類膠凝材料(水泥、沙)及骨料，骨料為吸水樹脂粉末加水后自膨脹至少20倍體積的粒、塊狀物，替代了傳統(tǒng)普通混凝土組成成分中所必需的碎石或卵石等大量骨料。制備該吸水樹脂混凝土時，首先在吸水樹脂粉末中摻水讓其迅速膨脹，形成至少20倍體積粒、塊狀物，然后在水泥膠凝材料中添加水化反應所需的水量進行拌和，形成水泥膠凝材料的漿體，接著將吸水樹脂膨脹后的粒、塊狀物與水泥膠凝材料的漿體進行攪拌，使得吸水樹脂膨脹粒、塊狀物被漿體所包裹，最后經(jīng)過凝結(jié)硬化形成吸水樹脂混凝土。實施例I參照強度等級為C30的傳統(tǒng)普通混凝土配合比，按照水泥砂吸水樹脂膨脹體鹽水=1 :0. 7 2 :0. 4的配合比配制吸水樹脂混凝土，其中水泥選用小南海牌42. 5普通硅酸鹽水泥，砂子選用細度模數(shù)為O. 6的海砂，吸水樹脂膨脹體由丙烯酸樹脂粉末加質(zhì)量濃度百分比為2%鹽水自膨脹形成。吸水樹脂混凝土配制工藝流程為首先在丙烯酸吸水樹脂粉末中摻入鹽水，讓其形成體積膨脹率為30倍的粒、塊狀物，如圖I所示，然后在水泥和砂子混合物中按水灰比O. 4加鹽水在攪拌機中進行拌和，最后加入吸水樹脂膨脹粒、塊狀物體攪拌使其充分均勻。制作吸水樹脂混凝土試件18塊，6塊尺寸為IOOmmX IOOmmX IOOmm和6塊尺寸為10OmmX 10OmmX 300mm的試件受壓，6塊尺寸為IOOmmX 10OmmX 500mm的試件受折，在標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護至20天即進行強度試驗。實施例2參照強度等級為C30的傳統(tǒng)普通混凝土配合比，按照水泥吸水樹脂膨脹體自來水=1 :2. 7 :0. 4的配合比配制吸水樹脂混凝土，其中水泥選用小南海牌42. 5普通硅酸鹽水泥，吸水樹脂膨脹體由丙烯酸吸水樹脂粉末加自來水自膨脹形成。
吸水樹脂混凝土配制工藝流程為首先在丙烯酸吸水樹脂粉末中摻入自來水，讓其形成體積膨脹率為30倍的粒、塊狀物，然后在水泥中按水灰比O. 4加水在攪拌機中進行拌和，最后加入吸水樹脂膨脹粒、塊狀物攪拌使其充分均勻。制作吸水樹脂混凝土試件18塊，6塊尺寸為100_X100_X100mm和6塊尺寸為100_X 100_X 300mm的試件受壓，6塊尺寸為IOOmmX IOOmmX 500mm的試件受折，在標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護至20天即進行強度試驗。
實施例3參照實施例I配合比及工藝配制吸水樹脂混凝土及試件，其中，與實施例I不同的是水泥選用小南海牌32. 5復合硅酸鹽水泥，吸水樹脂膨脹體的體積膨脹率為50倍。實施例4參照強度等級為C25的傳統(tǒng)普通混凝土配合比，按照水泥砂吸水樹脂膨脹體鹽水=1 1 2. 5 0. 45的配合比配制吸水樹脂混凝土，其中水泥、砂子選用同實施例I。吸水樹脂膨脹體由淀粉接枝丙烯酸吸水樹脂粉末加鹽水自膨脹形成，鹽水的鹽分質(zhì)量濃度百分比為4%。吸水樹脂混凝土配制工藝流程為首先在淀粉接枝丙烯酸樹脂粉末中摻入鹽水，讓其形成體積膨脹率為25倍的粒、塊狀物，然后在水泥和砂子混合物中按水灰比O. 45加鹽水在攪拌機中進行拌和，最后加入吸水樹脂膨脹體攪拌使其充分均勻。制作吸水樹脂混凝土試件同實施例I。實施例5參照強度等級為C20的傳統(tǒng)普通混凝土配合比，按照水泥砂吸水樹脂膨脹體鹽水=1 :1. 5 3 :0. 5的配合比配制吸水樹脂混凝土，其中水泥、砂子選用同實施例I。吸水樹脂膨脹體由纖維接枝丙烯酸吸水樹脂粉末加鹽水自膨脹形成，鹽水的鹽分質(zhì)量濃度百分比為8%。吸水樹脂混凝土配制工藝流程為首先在纖維接枝丙烯酸樹脂粉末中摻入鹽水，讓其形成體積膨脹率為20倍的粒、塊狀物，然后在水泥和砂子混合物中按水灰比O. 5加鹽水在攪拌機中進行拌和，最后加入吸水樹脂膨脹體攪拌使其充分均勻。制作吸水樹脂混凝土試件同實施例I。本發(fā)明吸水樹脂混凝土抗壓強度和抗折強度試驗按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》(GB/T50081-2002)中的規(guī)定，分別在萬能試驗機和抗折試驗機上進行，試驗結(jié)果如表I所示。由表I試驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在水灰比一致的條件下，吸水樹脂混凝土在20天齡期的抗壓強度和抗折強度，就達到甚至超過了傳統(tǒng)普通混凝土 28天齡期強度的抗壓強度和抗折強度，且具有一定的早強特性。采用不同水泥類膠凝材料，淡水或者不同濃度的鹽水，摻和料砂子的有無對配制的吸水樹脂混凝土沒有明顯差異，其品質(zhì)穩(wěn)定性較好。用吸水樹脂膨脹體完全替代傳統(tǒng)骨料所制備的吸水樹脂混凝土，無需大量骨料的供應和運輸，重量不到傳統(tǒng)普通混凝土的一半，適用于小功率離心泵進行遠距離和高落差的輸送施工作業(yè)，而且不易出現(xiàn)離析、骨料下落以及水泥砂漿上浮現(xiàn)象。表I吸水樹脂混凝土抗壓強度和抗折強度試驗結(jié)果
權利要求
1.一種吸水樹脂混凝土，包括水泥類膠凝材料及骨料，其特征在于，所述骨料為吸水樹脂膨脹體，其中，吸水樹脂膨脹體由丙烯酸、纖維接枝丙烯酸、淀粉接枝丙烯酸中的一種吸水樹脂粉末加水或鹽水后自膨脹形成至少20倍體積的粒、塊狀物。
2.如權利要求I所述的吸水樹脂混凝土，其特征在于，所述吸水樹脂混凝土的配合比為水泥砂吸水樹脂膨脹體鹽水或水=1 :0-1. 5 :2-3 :0. 4-0. 5。
3.如權利要求I或2所述的吸水樹脂混凝土，其特征在于，所述鹽水的鹽分質(zhì)量濃度為2-8%。
4.一種吸水樹脂混凝土的制備方法，其特征在于，包括下述步驟 (1)首先在吸水樹脂粉末中摻水或鹽水讓其迅速膨脹至少20倍，形成粒、塊狀物，其中，吸水樹脂粉末為丙烯酸、纖維接枝丙烯酸、淀粉接枝丙烯酸粉末中的一種；(2)然后在水泥膠凝材料中添加水化反應所需的水量進行拌和，形成水泥膠凝材料的漿體； (3 )接著將步驟(I)所得吸水樹脂膨脹粒、塊體與步驟(2 )所得水泥類膠凝材料的漿體進行攪拌，使得吸水樹脂膨脹粒、塊體被水泥類膠凝材料的漿體所包裹，最后經(jīng)過凝結(jié)硬化形成吸水樹脂混凝土。
5.如權利要求4所述的吸水樹脂混凝土的制備方法，其特征在于，所述吸水樹脂混凝土的配合比為水泥砂吸水樹脂膨脹體鹽水或水=1 :0-1. 5 :2-3 :0. 4-0. 5。
6.如權利要求4或5所述的吸水樹脂混凝土的制備方法，其特征在于，所述鹽水的鹽分質(zhì)量濃度為2-8%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種吸水樹脂混凝土及其制備方法，該吸水樹脂混凝土包括水泥類膠凝材料及骨料，骨料為吸水樹脂膨脹體，替代了普通混凝土組分中的碎石或卵石等骨料；該吸水樹脂混凝土的制備方法是，首先在吸水樹脂粉末中摻水讓其迅速膨脹至少20倍，然后在水泥膠凝材料中添加水化反應所需的水量進行拌和，形成水泥漿體，接著將吸水樹脂膨脹體與漿體進行攪拌，使得吸水樹脂膨脹體被水泥漿體所包裹，最后經(jīng)過凝結(jié)硬化形成脂混凝土。本發(fā)明制備的吸水樹脂混凝土強度高，自重輕，便于小功率離心泵遠距離和高落差泵送施工，可在船上進行拌制和輸送，不需要設置專門的料場，制備工藝簡單，能夠有效解決遠海島礁等地大量常規(guī)原材料供應和運輸不便的難題。
文檔編號C04B16/08GK102849999SQ201210345029
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權日2012年9月17日
發(fā)明者程華, 程志軍, 潘曉春, 候忠明 申請人:程華