[发明专利]煤矸石漂珠保温混凝土及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，涉及混凝土，具体为一种煤矸石漂珠保温混凝土及制备方法和应用。

背景技术

我国是全球煤炭开采量最大的国家，据不完全统计，截止到2012年我国煤炭产量达到36.8亿吨，占全球煤炭产量的46.5%。煤矸石是在成煤过程中伴生的一种黑色岩石，是在煤炭开采以及洗煤过程中产生的含碳量低的固体废弃物。同时，煤矸石作为产量最大的固体废弃物，具有环境经济的“两面性”，弃之为害，用之为宝。煤矸石的堆积不仅侵占大量土地资源，而且其有害元素还会造成土壤污染和水体污染，影响农作物的生长、危害人体健康。伴随着建筑工程的快速发展，砂石集料的开采急剧增加，如能将煤矸石用于建筑材料中，不但能改善矿区的生态环境，减少对土地的侵占，还能节省天然骨料资源，缓解骨料供求矛盾。

申请人研制的保温混凝土是指在混凝土拌合时掺入一定量的玻化微珠保温材料，使其成为兼具保温承重的一种新型绿色混凝土，其导热系数较普通混凝土大幅降低。为实现将“废弃资源再生利用”与“结构自保温”相结合，提出了煤矸石漂珠保温混凝土。

发明内容

本发明目的在于提供一种煤矸石漂珠保温混凝土及其应用，其利用煤矸石部分或全部替代天然石子，漂珠替代天然河砂，其体积替代率可达60%，以此来制备混凝土，在改善环境污染、降低天然砂石资源和提高建筑节能水平的同时，所制备的煤矸石漂珠保温混凝土兼具保温承重的特点，适用于建筑承重结构及构件，可直接应用于工程实践。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案实现：

一种煤矸石漂珠保温混凝土，所用材料为：水240kg/m³~310kg/m³，水泥450kg/m³~650kg/m³，粗骨料980kg/m³~1355kg/m³，细骨料250kg/m³~600kg/m³，玻化微珠90kg/m³~150kg/m³，硅灰25kg/m³~75kg/m³，减水剂3.95kg/m³~7.64kg/m³。

所述粗骨料为天然石子和煤矸石，或者粗骨料全部为煤矸石，煤矸石按体积取代天然石子，其体积取代率为0%~100%。

所述细骨料为天然河砂和漂珠，漂珠替代天然河砂的体积百分比为0%~60%。

所述硅灰的平均粒径为0.1μm~0.3μm。

所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。

所述粗骨料的粒径为5mm~31.5mm。

所述天然河砂为中砂。中砂是粒径大于0.25mm的颗粒质量超过总质量的50%的砂，细度模数在3.0~2.3的细骨料。

所述保温骨料玻化微珠粒径为12~80目，导热系数为0.03 W/(m·K)~0.05 W/(m·K)，由于玻化微珠表面玻化封闭，导致其吸水率远远低于普通膨胀珍珠岩。

所述漂珠粒径为1~300μm，筒压强度为1280KPa。

煤矸石漂珠保温混凝土制备方法是，先将玻化微珠和漂珠加入到搅拌机内，然后加入1/2水预湿玻化微珠，预湿搅拌时间为90s；其次粗骨料、水泥、硅灰、天然河砂加入到搅拌机内，搅拌时间为120s；最后将减水剂与剩余1/2水混合后加入到搅拌机内，搅拌时间为180s，制成煤矸石漂珠保温混凝土。

所制备煤矸石漂珠保温混凝土的应用包括：

1、用于建筑围护结构中的外墙、内隔墙、承重墙和剪力墙等，煤矸石漂珠保温混凝土强度在20MPa~60MPa，导热系数在0.2 W/(m·K)-0.7W/(m·K)之间，可实现建筑墙体节能50%以上。

2、可预制各种建筑构配件，如墙体、板材、楼梯、柱子等，实现省时省力、环保节能的预制装配式结构施工。

3、可用于制作煤矸石漂珠保温混凝土实心砌块和空心砌块，当在空心砌块孔中填充聚氨酯发泡剂或聚苯板等低导热系数材料时，可缓解孔中空气产生的热对流，有效降低空心砌块的导热系数，可实现砌块墙体节能65%以上。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

（1）、本发明采用煤矸石部分或全部代替天然石子，制备煤矸石漂珠保温混凝土，可根据工程对混凝土强度的要求，来选择煤矸石替代率。