專利名稱：一種抗滲保溫型稻殼混凝土及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種混凝土及其制備，特別是一種抗滲保溫型稻殼混凝土及其制備方 法。
背景技術：
在我國東北、西北、華北寒冷地區，渠道剛性襯砌因基土反復凍融，膨脹隆起沉降， 造成襯砌板開裂，接縫錯位、滑坡坍塌，嚴重影響了防滲節水和渠坡穩定，縮短了防滲襯砌 板的使用壽命，已成為寒冷灌區續建配套節水改造中急待解決的問題。從“保溫”角度出發 防治凍脹問題的研究主要集中在渠系建筑物，而對襯砌本身的保溫能力研究較少。利用冰 層、土層等廉價保溫材料，其效果總是有限的；在量大面廣的襯砌中使用聚苯乙烯板等化工 材料，價格昂貴，不夠經濟。此外目前，所使用保溫材料總是與剛性襯砌配合使用，以達到防 滲抗凍脹的目的，這樣作，不僅造價增大，施工麻煩，管理也不方便。從季節凍土地區渠道襯砌材料應滿足防滲和保溫防凍脹的雙重要求出發，開發新 型集保溫防滲于一體、廉價、便于施工的渠道襯砌新材料極為重要。

發明內容
為了解決渠道剛性襯砌因基土反復凍融，膨脹隆起沉降，造成襯砌板開裂，接縫錯 位、滑坡坍塌等問題，本發明的目的在于提供一種一種抗滲保溫型稻殼混凝土及其制備方 法。為了實現上述任務，本發明采取的技術解決方案是
一種抗滲保溫型稻殼混凝土，其特征在于制得的該抗滲保溫型稻殼混凝土由以下原 料按質量百分比組成；稻殼或稻殼粉末0. 6% 4%，粉煤灰2%飛％，水泥15% 33%，砂子 14% 27%，石子26% 48% ；稻殼耦合劑0. 15% 1. 2%，減水劑0. 11% 0. 29%，余量為水，原料 的質量百分比之和為100%。所述的石子為連續級配的砂卵石，且該砂卵石的粒徑為5mnT20mm，或者粒徑為 5mm 31. 5mm0所述的稻殼耦合劑選擇108膠。所述的減水劑為JSG粉末狀高效減水劑或GJ-1粉末狀高效減水劑，摻量為 0. 75% 1%，減水率為10% 15%。上述抗滲保溫型稻殼混凝土的制備方法，其特征在于，包括下列步驟
1)將稻殼或稻殼粉末、粉煤灰、水泥、砂子、石子、稻殼耦合劑、減水劑按配合比進行稱 取，以坍落度為3(T50mm基礎控制用水量；
2)將稻殼耦合劑用水稀釋，加水量為稻殼耦合劑的2倍，倒入攪拌盆內人工攪拌10分 鐘，放置20分鐘待用；
3)將稻殼或稻殼粉末、粉煤灰、砂子、石子、水泥放入攪拌機中，加入水、減水劑和步驟
32)的稀釋稻殼耦合劑，注意加水量要扣除稀釋稻殼耦合劑所用的水量；啟動攪拌機，攪拌 180s制成混凝土拌合物；
4)按標準規定測定混凝土拌合物的坍落度和表觀密度，坍落度滿足要求后裝模，放在 振動臺上震動30s后成型，在混凝土初凝前抹面，24h后拆模，送入養護室進行標準養護。本發明的抗滲保溫型稻殼混凝土中由于加入了一定比例的稻殼，稻殼內含有可分 解的養分很少，其主要成分是Si02，木質素，纖維素等。從微觀結構上來看，稻殼是以網狀 高純度的Si02為骨架，再包裹一層致密的纖維素。因此稻殼的孔隙度大，質量輕，保溫性 能好，耐腐蝕能力強。它不僅具有很好的韌性，而且還有一定的強度。稻殼顆粒均勻，粒度 適中，稻殼濕潤后體積不膨脹，易于壓實，這有利于拌合均勻和提高混合料的密實度。通過 測定，該抗滲保溫型稻殼混凝土的最高抗壓強度可以達到25MPa，能滿足渠道抗壓強度的要 求，其表觀密度為1950kg/m3 2250kg/m3，其導熱系數只有普通混凝土的14% 20%。通過計算得到在陜西關中地區，當采用14cm 19cm的稻殼混凝土襯砌時，渠道襯 砌不會發生凍脹破壞；當采用10cm的稻殼混凝土襯砌時，雖有凍脹，但凍脹量在允許范圍 以內，因此本發明的抗滲保溫型稻殼混凝土是一種保溫輕質型材料。此外，本發明的另一特 點是能夠大量利用農業和工業的固體廢棄物，即稻殼及粉煤灰，它們的充分利用不僅能消 除稻殼燃燒對大氣的污染，而且在利用廢棄物方面提高了固體廢棄物的價值。本發明的抗滲保溫型稻殼混凝土，不僅可以用于渠道襯砌，而且還可以用于建筑 中的非承重結構或空心的砌塊和墻體材料，是一種廉價的保溫材料。


圖1是混凝土中稻殼摻量對混凝土抗滲性能的影響規律圖。以下結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。
具體實施例方式本發明的抗滲保溫型稻殼混凝土，制得的該抗滲保溫型稻殼混凝土由以下原料按 質量百分比組成；稻殼或稻殼粉末0. 6% 4%，粉煤灰2% 6%，水泥15% 33%，砂子14% 27%， 石子26% 48% ；稻殼耦合劑0. 15% 1. 2%，減水劑0. 11% 0. 29%，余量為水，原料的質量百 分比之和為100%。石子為連續級配的砂卵石，且該砂卵石的粒徑為5mnT20mm，或者粒徑為5mm 31. 5mm。稻殼耦合劑選擇108膠。減水劑為JSG粉末狀高效減水劑或GJ-1粉末狀高效減水劑，摻量為0. 75% 1%， 減水率為10% 15%。稻殼具有多孔性、低密度、低導熱系數等特點，將其摻入混凝土中，一方面可以充 分利用農業、工業生產的廢棄物，變廢為寶；另一方面，提高了混凝土保溫效果，作為渠道襯 砌材料可達到防滲和保溫防凍脹雙重功能，具有重要的研究價值和積極的社會意義。圖1給出了混凝土中稻殼摻量對混凝土抗滲性能的影響規律，即隨著稻殼摻量的 增大混凝土的滲透系數呈現出先減小后增大的趨勢，在稻殼摻量為粗骨料摻量的9. 5%時 混凝土滲透系數達到最小值。
以下是發明人給出的實施例，這些實施例是為了進一步理解本發明，并非是對本 發明的限定。實施例1
按重量比百分比取水泥28. 4% ；砂子19. 3% ；粉煤灰5% ；砂卵石30. 9% (砂卵石粒徑為 5 20mm);水12. 8% ；原始稻殼2. 6% ； 108膠0. 8% ；減水劑0. 2% ；其中減水劑選擇市售的JSG 粉末狀高效減水劑。制備方法包括下列步驟
1)將稻殼或稻殼粉末、粉煤灰、水泥、砂子、砂卵石、108膠、減水劑按配合比進行稱取， 以坍落度為3(T50mm基礎控制用水量；
2)將108膠用水稀釋，加水量為108膠的2倍，倒入攪拌盆內人工攪拌10分鐘，放置 20分鐘待用；
3)將稻殼或稻殼粉末、粉煤灰、砂子、石子、水泥放入攪拌機中，加入水、減水劑和步驟 2)的稀釋108膠，注意加水量要扣除稀釋108膠所用的水量；啟動攪拌機，攪拌180s制成 混凝土拌合物；
4)按標準規定測定混凝土拌合物的坍落度和表觀密度，坍落度(坍落度控制在10 30mm)滿足要求后裝模，放在振動臺上震動30s后成型，在混凝土初凝前抹面，24h后拆模， 送入養護室進行標準養護。產品指標達到抗壓強度21. 6Mpa，表觀密度1759kg/m3，滲透系數0. 332X 10_8Cm/ s，經過凍融實驗后抗壓強度19. 2Mpa，導熱系數0. 1982W (mK)—1。實施例2
按重量比百分比取水泥28. 1% ；砂子16. 8% ；砂卵石34. 9% (砂卵石粒徑為5 20mm)； 粉煤灰2. 4% ；水13. 8% ；原始稻殼2. 9% ； 108膠0. 9% ；減水劑0. 2%，其中減水劑選擇市售的 GJ-1粉末狀高效減水劑。按實施例1的制作方法進行配合攪拌(坍落度控制在10 30mm)，放在振動臺上震 動30s后成型，在混凝土初凝前抹面，24h后拆模，送入養護室進行標準養護。產品指標達到抗壓強度16Mpa，表觀密度1723kg/m3，滲透系數0. 466X lO—cm/s， 經過凍融實驗后抗壓強度14. 5Mpa,導熱系數0. 2452W (mK)—1。實施例3
按重量比百分比取水泥24% ；砂子23. 2% ；砂卵石37. 4% (砂卵石粒徑為5 31. 5mm)； 水9. 9% ；稻殼粉末0. 9% (稻殼粉末為用孔徑為2. 16mm的篩子篩選出來的)；粉煤灰4. 1% ； 108膠0. 3% ；減水劑0. 2%，其中減水劑選擇市售的JSG粉末狀高效減水劑。按實施例1的制作方法進行配合攪拌(坍落度控制在30 50mm)，放在振動臺上震 動30s后成型，在混凝土初凝前抹面，24h后拆模，送入養護室進行標準養護。產品指標達到表觀密度2250kg/m3，抗壓強度23. 6Mpa,滲透系數3. 681 X 10_9Cm/ s，經過50次凍融循環實驗后質量損失為0. 5%，混凝土的相對動彈性模量為94. 5%。實施例4:
按重量比百分比取水泥22. 8% ；砂子23. 1% ；砂卵石38. 5%(砂卵石粒徑為5 31. 5mm)； 水9. 8% ；稻殼粉末0. 8% (稻殼粉末為用孔徑為2. 16mm的篩子篩選出來的)；粉煤灰4. 6% ； 108膠0. 2% ；減水劑0. 2% ；GJ-1粉末狀高效減水劑。
按實施例1的制作方法進行配合攪拌(坍落度控制在30 50mm)，放在振動臺上震 動30s后成型，在混凝土初凝前抹面，24h后拆模，送入養護室進行標準養護。產品指標達到表觀密度2251kg/m3，抗壓強度25. 6Mpa，滲透系數5. 382X 10_9Cm/ s,經過50次凍融循環實驗后質量損失為0. 127%，混凝土的相對動彈性模量為89%。導熱系 數 0. 3467W (mKr1。經申請人的實驗證明，在本發明給出的配方范圍，制得的抗滲保溫型稻殼混凝土 均能滿足渠道抗壓強度的要求。
權利要求
一種抗滲保溫型稻殼混凝土，其特征在于制得的該抗滲保溫型稻殼混凝土由以下原料按質量百分比組成；稻殼或稻殼粉末0.6%~4%，粉煤灰2%~6%，水泥15%~33%，砂子14%~27%，石子26%~48%；稻殼耦合劑0.15%~1.2%，減水劑0.11%~0.29%，余量為水，原料的質量百分比之和為100%。
2.如權利要求1所述的抗滲保溫型稻殼混凝土，所述的石子為連續級配的砂卵石，且 該砂卵石的粒徑為5mnT20mm，或者粒徑為5mm 31. 5mm。
3.如權利要求1所述的抗滲保溫型稻殼混凝土，所述的稻殼耦合劑選擇108膠。
4.如權利要求1所述的抗滲保溫型稻殼混凝土，所述的減水劑為JSG粉末狀高效減水 劑或GJ-1粉末狀高效減水劑，摻量為0. 75% 1%，減水率為10% 15%。
5.權利要求1所述的抗滲保溫型稻殼混凝土的制備方法，其特征在于，包括下列步驟1)將稻殼或稻殼粉末、粉煤灰、水泥、砂子、石子、稻殼耦合劑、減水劑按配合比進行稱 取，以坍落度為3(T50mm基礎控制用水量；2)將稻殼耦合劑用水稀釋，加水量為稻殼耦合劑的2倍，倒入攪拌盆內人工攪拌10分 鐘，放置20分鐘待用；3)將稻殼或稻殼粉末、粉煤灰、砂子、石子、水泥放入攪拌機中，加入水、減水劑和步驟 2)的稀釋稻殼耦合劑，注意加水量要扣除稀釋稻殼耦合劑所用的水量；啟動攪拌機，攪拌 180s制成混凝土拌合物；4)按標準規定測定混凝土拌合物的坍落度和表觀密度，坍落度滿足要求后裝模，放在 振動臺上震動30s后成型，在混凝土初凝前抹面，24h后拆模，送入養護室進行標準養護。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述的石子為連續級配的砂卵石，且該砂卵 石的粒徑為5mnT20mm，或者粒徑為5mm 31. 5mm。
7.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述的稻殼耦合劑選擇108膠。
8.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述的減水劑為JSG粉末狀高效減水劑或 GJ-1粉末狀高效減水劑，摻量為0. 75% 1%，減水率為10% 15%。
全文摘要
本發明公開了一種抗滲保溫型稻殼混凝土及其制備方法，制得的該抗滲保溫型稻殼混凝土由以下原料按質量百分比組成稻殼或稻殼粉末0.6%~4%，粉煤灰2%~6%，水泥15%~33%，砂子14%~27%，石子26%~48%；稻殼耦合劑0.15%~1.2%，減水劑0.11%~0.29%，余量為水，原料的質量百分比之和為100%。主要應用于北方渠灌區混凝土襯砌渠道防治凍脹破壞，通過測試其性能均滿足《渠道防滲工程技術規范》對襯砌混凝土的指標要求，特別是加入稻殼后混凝土的導熱系數只有普通混凝土的14%～20%，而抗滲等級可達到W4以上(滲透系數小于0.783×10-8cm/s)。同時，應用于建筑工程中的非承重結構或空心砌塊和墻體材料，是一種廉價的保溫材料，而且本發明為稻殼的利用開辟了一個新的途徑，可減少燃燒對環境的危害。
文檔編號C04B28/00GK101857406SQ20101021312
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者婁宗科, 張文郁, 謝瓊, 閆寧霞 申請人:西北農林科技大學