專利名稱：高強高韌性輕集料混凝土的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種輕集料混凝土的制備方法。
背景技術(shù)：
輕集料混凝土具有輕質(zhì)、耐久、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，在大跨度結(jié)構(gòu)工程如鋼箱梁橋面鋪 裝、高層建筑等具有廣闊的應(yīng)用前景，但輕集料混凝土的強度和韌性均較低，實際工程應(yīng)用
的強度等級不超過LC50，斷裂韌性指數(shù)n:,。不到i5,難以滿足大型工程、高層建筑對強度和
韌性的要求，在很大程度上限制了輕集料混凝土的應(yīng)用。導(dǎo)致以上問題的主要原因是輕集料 自身的顆粒強度較低，且顆粒布滿微裂紋易斷裂，輕集料本身多孔、質(zhì)地軟，在荷載的作用 下，易在輕集料內(nèi)部孔隙或裂紋處產(chǎn)生應(yīng)力集中，引發(fā)裂縫擴展。而輕集料的彈性模量較低， 不能抵制變形和裂縫擴展。針對以上強度和韌性不足的問題，在提高輕集料混凝土強度的技 術(shù)方面目前主要有兩種方法， 一種是在混凝土中摻加硅灰、使用高標(biāo)號水泥、增加水泥用量 即提高水泥石的強度等方法，此種方法造價較高，混凝土的收縮、徐變及脆性增大，韌性降 低；另一種方法是提高輕集料的密度，從而到達提高輕集料強度的目的，這樣雖然提高了輕 集料的強度，從而提高混凝土強度，但同時也增加了輕集料的自重，使混凝土的密度增大。 在增加高強輕集料混凝土韌性的技術(shù)方面，主要通過摻加鋼纖維來實現(xiàn)，但這些方法雖然能 有效地改善脆性、提高韌性，但是提高幅度有限，主要是由于集料自身存在大量微裂紋，彈 模較低，易造成應(yīng)力集中，導(dǎo)致裂紋擴展而斷裂，限制了鋼纖維的增韌作用，而且會降低混 凝土的工作性，同時，鋼纖維的摻量過大會提高輕集料混凝土的自重，且鋼纖維會因為發(fā)生 銹蝕而大幅度降低輕集料混凝土的性能，導(dǎo)致混凝土發(fā)生破壞。使用高強輕集料雖然能夠有
效增加混凝土的強度，但是目前高強輕集料的顆粒強度主要在6.0 8.0MPa，且布滿微小裂
紋，所以難以配制出高韌性、高強度輕集料混凝土。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高強高韌性輕集料混凝土的制備方法，該方法制備的輕集料 混凝土具有高強度、高韌性。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是高強高韌性輕集料混凝土的制備方法，其特 征在于它包括如下步驟
1)輕集料的增強增韌預(yù)處理
(1) 輕集料的增韌預(yù)處理將輕集料置入密封容器中，用真空泵抽真空至負壓0.05
0. lOMPa，然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為20 60% (質(zhì)量)，保持穩(wěn) 定的負壓條件下靜置0.5 3h，將靜置后的輕集料撈取在相對濕度60±5%，溫度25土2'C條 件下養(yǎng)護1 3天，得增韌預(yù)處理輕集料；
(2) 增強增韌再處理:按質(zhì)量比為水水泥硅灰膨脹劑二l: (3.00 3. 40): (0. 30 0.60): (0. 10 0. 15)，選取水、水泥、硅灰和膨脹劑，按水泥用量的0. 8 1.65% (質(zhì)量) 選取聚羧酸高效減水劑，按水泥用量的5 10% (質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含 量為20 60% (質(zhì)量)，按水泥漿的體積用量為1.0 1.5kg/n^選取聚丙烯纖維；將水泥、硅 灰、膨脹劑、聚丙烯纖維、聚羧酸高效減水劑、聚合物和水?dāng)嚢杈鶆蛑瞥稍鰪娫鲰g再處理漿 體；將增韌預(yù)處理輕集料放入增強增韌再處理漿體中，攪拌l 3min后取出，在相對濕度90 ±5%，溫度25土2'C條件下養(yǎng)護2.5 3.5天，得增強增韌再處理輕集料； 2)高強高韌性輕集料混凝土的制備
按質(zhì)量比為水增強增韌再處理輕集料水泥細集料礦物慘合料=1: (3.00 3.50):
(2.90 3.50): (3.80 3.95): (0. 15 0.40),選取水、增強增韌再處理輕集料、水泥、 細集料和礦物摻合料；按水泥用量的0.8 1.65% (質(zhì)量)選取聚羧酸高效減水劑，按增強增 韌再處理輕集料體積的2.5 9.0kg/i^選取有機仿鋼絲纖維，按礦物摻合料和水泥用量的 10 20% (質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為20 60% (質(zhì)量)；
將細集料、聚羧酸高效減水劑和聚合物中，先加入增強增韌再處理輕集料、礦物摻合料、 水泥，再加有機仿鋼絲纖維干拌30 60S，然后再加水?dāng)嚢杈鶆?，得高強高韌性輕集料混凝 土。
所述的輕集料為粒徑5 16mm、表觀密度1200 1500 kg/m:i、堆積密度700 1100kg/m:'、 筒壓強度》6. 5MPa的粘土陶粒、頁巖陶?；蚍勖夯姨樟?。
所述的聚合物乳液為苯丙乳液或聚乙烯醇乳液，固含量為20 60% (質(zhì)量)。 所述的水泥為強度等級42. 5或52. 5的普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥。 所述的膨脹劑為UEA系列膨脹劑，限制膨脹率為0. 02 0. 10%。 所述聚丙烯纖維的直徑為20 48 u ra，長度為3 8mm。 所述的聚羧酸高效減水劑，減水率為20 40%。 所述的細集料為河砂或機制砂，細度模數(shù)為2.6 3. 1。
所述礦物摻合料為硅灰、II級粉煤灰中的任意一種或二種混合，二種混合時為任意配比； 硅灰的比表面積20000 30000mVkg; II級粉煤灰的需水量(質(zhì)量)比《105%。 所述有機仿鋼絲纖維的直徑為0. 5 mm 1. Omm，長度為30 50mm。
本發(fā)明通過輕集料吸附聚合物，使輕集料內(nèi)部孔洞內(nèi)壁和微裂紋附著一層聚合物薄膜 (得增韌預(yù)處理輕集料)，在輕集料中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高輕集料的韌性，限制其裂紋的擴 展；進一步采用由水泥、硅灰、膨脹劑、聚丙烯纖維、聚羧酸高效減水劑、聚合物乳液和水 按一定比例配制的增強增韌再處理漿體，彌合輕集料表面微裂紋，纖維在增強增韌層中搭建 成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高輕集料的強度、韌性以及抗變形能力。利用該種增強增韌再處理輕集料、 水、水泥、細集料、礦物摻合料、聚羧酸高效減水劑、有機仿鋼絲纖維和聚合物乳液制備強 度等級LC40 LC70，韌性指數(shù)n:,。為20 30的高強高韌性輕集料混凝土，自重輕，結(jié)構(gòu)耐 久性好，滿足諸如大跨徑橋梁、鋼箱梁橋面鋪裝層等結(jié)構(gòu)工程、高層建筑的要求。
本發(fā)明高強高韌性輕集料混凝土的技術(shù)指標(biāo)
1、預(yù)處理后的輕集料性能指標(biāo)
筒壓強度9. OMPa以上； 顆粒密度1400 1900kg/m';
2、高強高韌性輕集料混凝土的性能指標(biāo)
力學(xué)性能抗彎拉強度》6.0MPa， 28d抗壓強度》50.0MPa;
坍落度160 220rnm;
表觀密度1800 2000kg/m:i;
斷裂韌性指數(shù)n : 20 30;
導(dǎo)熱系數(shù)0. 80 1. 2W/M K;
彈性模量》25.0GPa;
抗?jié)B等級P12以上； 抗凍等級》F300; 疲勞荷載次數(shù)》300萬次。
具體實施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不 僅僅局限于下面的實施例。 實施例1:
高強高韌性輕集料混凝土的制備方法，它包括如下步驟 原材料準(zhǔn)備
輕集料粒徑5 16咖、表觀密度1200 1500 kg/m3、堆積密度700 1100kg/m3、筒壓 強度》6. 5MPa的粘土陶粒；
聚合物乳液苯丙乳液，固含量為50% (質(zhì)量)； 水泥強度等級42. 5的普通硅酸鹽水泥；
所述的膨脹劑為UEA系膨脹劑，限制膨脹率為0.03%; 聚丙烯纖維直徑20um,長度中為3mm; 減水劑聚羧酸高效減水劑，減水率為20 40%; 細集料河砂，細度模數(shù)為2.6 3. 1;
礦物摻合料為II級粉煤灰，需水量(質(zhì)量)《105%;
硅灰比表面積大于20000 30000m2 /kg; 有機仿鋼絲纖維直徑為0. 5咖，長度為30 50mm。
丄)輕集料的增強增韌預(yù)處理
(1) 輕集料的增韌預(yù)處理準(zhǔn)備一個規(guī)格3X5X5ra的密封容器，將輕集料置入密封容 器中，用真空泵抽真空至負壓0.06MPa，然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含 量為50% (質(zhì)量)，保持穩(wěn)定的負壓條件下靜置lh，將靜置后的輕集料撈取在相對濕度60± 5%，溫度25土2'C條件下養(yǎng)護3天，得增韌預(yù)處理輕集料；使聚合物在輕集料屮形成網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)，提高輕集料的韌性，限制其裂紋的擴展；
(2) 增強增韌再處理增強增韌再處理漿體由水泥、硅灰、膨脹劑、聚丙烯纖維、聚
羧酸高效減水劑、聚合物乳液和水組成；按質(zhì)量比為水水泥硅灰膨脹劑=1: 3.1: 0.30: 0.15，選取水、水泥、硅灰和膨脹劑，按水泥用量的1.0% (質(zhì)量)選取聚羧酸高效 減水劑，按水泥用量的6% (質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為50% (質(zhì)量)，
按水泥漿的體積用量為1.0kg/m'i選取聚丙烯纖維；將水泥、硅灰、膨脹劑、聚丙烯纖維、聚 羧酸高效減水劑、聚合物和水?dāng)嚢杈鶆蛑瞥稍鰪娫鲰g再處理漿體；將增韌預(yù)處理輕集料放入 增強增韌再處理漿體中，攪拌3min后取出，在相對濕度90±5%，溫度25士2'C條件下養(yǎng)護3 天，得增強增韌再處理輕集料；使增強增韌再處理漿體在增韌預(yù)處理輕集料表面形成一層厚 度為0.5 lmm高強高韌性層，進一步彌合增韌預(yù)處理輕集料表面微裂紋，聚丙烯纖維在高 強高韌性層中搭建成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高輕集料的強度、韌性以及抗變形能力；
2)高強高韌性輕集料混凝土的制備 高強高韌性輕集料混凝土由水、增強增韌再處理輕集料、水泥、細集料、礦物摻合料、 聚羧酸高效減水劑、有機仿鋼絲纖維和聚合物乳液組成；按質(zhì)量比為水增強增韌再處理 輕集料水泥細集料礦物摻合料=1: 3.10: 2.95: 3.85: 0.20，選取水、增強增韌再處 理輕集料、水泥、細集料和礦物摻合料；按水泥用量的1.0% (質(zhì)量)選取聚羧酸高效減水劑， 按增強增韌再處理輕集料體積的8. 0kg/m3選取有機仿鋼絲纖維，按礦物摻合料和水泥用量的 15% (質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為50% (質(zhì)量)；
將細集料、聚羧酸高效減水劑和聚合物中，先加入增強增韌再處理輕集料、礦物摻合料、 水泥，再加有機仿鋼絲纖維干拌60s，然后再加水?dāng)嚢杈鶆?，得高強高韌性輕集料混凝土； 這樣有機仿鋼絲纖維不易團聚，容易均勻分散。
高強高韌性輕集料混凝土的強度為61.8 MPa，斷裂韌性指數(shù)ru。為28。
實施例2:
高強高韌性輕集料混凝土的制備方法，它包括如下步驟 原材料準(zhǔn)備
輕集料為粒徑5 16mm、表觀密度1200 1500 kg/m3、堆積密度700 1100kg/m:'、筒 壓強度》6. 5MPa的頁巖陶粒；
聚合物乳液為聚乙烯醇乳液，固含量為40%(質(zhì)量)；
水泥為強度等級42. 5的硅酸鹽水泥； 膨脹劑為UEA系膨脹劑，限制膨脹率為0.05%; 聚丙烯纖維為直徑20um,長度為5mm; 聚羧酸高效減水劑，減水率為20 40%;
細集料為河砂，細度模數(shù)為2.6 3. 1;
礦物摻合料為n級粉煤灰，n級粉煤灰的需水量(質(zhì)量)比《105%;
有機仿鋼絲纖維為直徑為O. 5咖，長度為30 50咖；
硅灰比表面積大于20000 30000m2 /kg。
1)輕集料的增強增韌預(yù)處理
(1)輕集料的增韌預(yù)處理準(zhǔn)備一個規(guī)格3X5X5m的密封容器，將輕集料置入密封容
器中，用真空泵抽真空至負壓0.06MPa,然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含 量為40% (質(zhì)量)，保持穩(wěn)定的負壓條件下靜置lh，將靜置后的輕集料撈取在相對濕度60± 5%，溫度25士2'C條件下養(yǎng)護3天，得增韌預(yù)處理輕集料；使聚合物在輕集料中形成網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)，提高輕集料的韌性，限制其裂紋的擴展；
(2)增強增韌再處理增強增韌再處理漿體由水泥、硅灰、膨脹劑、聚丙烯纖維、聚
羧酸高效減水劑、聚合物乳液和水組成；按質(zhì)量比為水水泥硅灰膨脹劑=1: 3.20: 0.3: 0.15，選取水、水泥、硅灰和膨脹劑，按水泥用量的1.4% (質(zhì)量)選取聚羧酸高效減 水劑，按水泥用量的7% (質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為40% (質(zhì)量)，按 水泥漿的體積用量為1.0kg/nf選取聚丙烯纖維；將水泥、硅灰、膨脹劑、聚丙烯纖維、聚羧 酸高效減水劑、聚合物和水?dāng)嚢杈鶆蛑瞥稍鰪娫鲰g再處理漿體；將增韌預(yù)處理輕集料放入增 強增韌再處理漿體中，攪拌3niin后取出，在相對濕度90±5%，溫度25土2'C條件下養(yǎng)護3 天，得增強增韌再處理輕集料；使增強增韌再處理槳體在增韌預(yù)處理輕集料表面形成^層厚 度為0.5 lt腿高強高韌性層，進一步彌合增韌預(yù)處理輕集料表面微裂紋，聚丙烯纖維在高 強高韌性層中搭建成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高輕集料的強度、韌性以及抗變形能力； 2)高強高韌性輕集料混凝土的制備
高強高韌性輕集料混凝土由水、增強增韌再處理輕集料、水泥、細集料、礦物摻合料、 聚羧酸高效減水劑、有機仿鋼絲纖維和聚合物乳液組成；按質(zhì)量比為水增強增韌再處理 輕集料水泥細集料礦物摻合料=1: 3.09: 3.10: 3.91: 0.20，選取水、增強增韌再處 理輕集料、水泥、細集料和礦物摻合料；按水泥用量的1.4% (質(zhì)量)選取聚羧酸高效減水劑， 按增強增韌再處理輕集料體積的9. Okg/W選取有機仿鋼絲纖維，按礦物摻合料和水泥用量的 12% (質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為40% (質(zhì)量)；
將細集料、聚羧酸高效減水劑和聚合物中，先加入增強增鋪再處理輕集料、礦物摻合料、 水泥，再加有機仿鋼絲纖維干拌60s，然后再加水?dāng)嚢杈鶆?，得高強高韌性輕集料混凝土； 這樣有機仿鋼絲纖維不易團聚，容易均勻分散。
高強高韌性輕集料混凝土的強度為63.5 MPa，斷裂韌性指數(shù)i!:,。為29。 實施例3:
高強高韌性輕集料混凝土的制備方法，它包括如下步驟 原材料準(zhǔn)備
輕集料為粒徑5 16mm、表觀密度1200 1500 kg/m3、堆積密度700 il00kg/m3、筒 壓強度》6. 5MPa的粉煤灰陶粒；
聚合物乳液為苯丙乳液，固含量為50%(質(zhì)量)； 水泥為強度等級52. 5的硅酸鹽水泥； 膨脹劑為UEA系膨脹劑，限制膨脹率為0.06%;
聚丙烯纖維為直徑48um，長度為8mm;
聚羧酸高效減水劑，減水率為20 犯％; 細集料為機制砂，細度模數(shù)為2.6 3. 1; 礦物摻合料為n級粉煤灰，n級粉煤灰的需水量(質(zhì)量)比《105%;
有機仿鋼絲纖維為直徑為1.0mm，長度為30 50mm; 硅灰比表面積大于20000 30000m2 /kg。
1) 輕集料的增強增韌預(yù)處理
(1) 輕集料的增韌預(yù)處理準(zhǔn)備一個規(guī)格3X5X5m的密封容器，將輕集料置入密封容 器中，用真空泵抽真空至負壓0.06MPa，然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含 量為50%(質(zhì)量)，保持穩(wěn)定的負壓條件下靜置lh，將靜置后的輕集料撈取在相對濕度60士 5%，溫度25土2'C條件下養(yǎng)護3天，得增韌預(yù)處理輕集料；使聚合物在輕集料中形成網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)，提高輕集料的韌性，限制其裂紋的擴展；
(2) 增強增韌再處理增強增韌再處理漿體由水泥、硅灰、膨脹劑、聚丙烯纖維、聚 羧酸高效減水劑、聚合物乳液和水組成；按質(zhì)量比為水水泥硅灰膨脹劑=1: 3.20: 0.3: 0.15，選取水、水泥、硅灰和膨脹劑，按水泥用量的0.8% (質(zhì)量)選取聚羧酸高效減 水劑，按水泥用量的7% (質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為50% (質(zhì)量)，按 水泥漿的體積用量為1.0kg/nf選取聚丙烯纖維；將水泥、硅灰、膨脹劑、聚丙烯纖維、聚羧 酸高效減水劑、聚合物和水?dāng)嚢杈鶆蛑瞥稍鰪娫鲰g再處理漿體；將增韌預(yù)處理輕集料放入增 強增韌再處理漿體中，攪拌3min后取出，在相對濕度90±5%，溫度25士2'C條件下養(yǎng)護3 天，得增強增韌再處理輕集料；使增強增韌再處理漿體在增韌預(yù)處理輕集料表面形成一層厚 度為0.5 lmm高強高韌性層，進一步彌合增韌預(yù)處理輕集料表面微裂紋，聚丙烯纖維在高 強高韌性層中搭建成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高輕集料的強度、韌性以及抗變形能力；
2) 高強高韌性輕集料混凝土的制備
高強高韌性輕集料混凝土由水、增強增韌再處理輕集料、水泥、細集料、礦物摻合料、
聚羧酸高效減水劑、有機仿鋼絲纖維和聚合物乳液組成；按質(zhì)量比為水增強增韌再處理 輕集料水泥細集料礦物摻合料=1: 3.12: 3.15: 3.86: 0.22，選取水、增強增韌再處 理輕集料、水泥、細集料和礦物慘合料；按水泥用量的0. 8% (質(zhì)量)選取聚羧酸高效減水劑， 按增強增韌再處理輕集料體積的9. 01^/111:'選取有機仿鋼絲纖維，按礦物摻合料和水泥用量的 10% (質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為50% (質(zhì)量)；
將細集料、聚羧酸高效減水劑和聚合物中，先加入增強增韌再處理輕集料、礦物摻合料、 水泥，再加有機仿鋼絲纖維干拌60s，然后再加水?dāng)囻染鶆颍酶邚姼唔g性輕集料混凝土； 這樣有機仿鋼絲纖維不易團聚，容易均勻分散。
高強高韌性輕集料混凝土的強度為62. 5 MPa，斷裂韌性指數(shù)n:,。為28。 實施例4:
高強高韌性輕集料混凝土的制備方法，它包括如下步驟 原材料準(zhǔn)備
輕集料為粒徑5 16mm、表觀密度1200 1500 kg/tn:1、堆積密度700 1100kg/m:1、筒 壓強度》6. 5MPa的粘土陶粒；
聚合物乳液為聚乙烯醇乳液，固含量為40%(質(zhì)量)；
水泥為強度等級42.5的普通硅酸鹽水泥； 膨脹劑為UEA系膨脹劑，限制膨脹率為0.04%; 聚丙烯纖維為直徑20um，長度為8咖； 聚羧酸高效減水劑，減水率為20 40%;
細集料為河砂，細度模數(shù)為2.6 3. 1;
礦物摻合料為n級粉煤灰，n級粉煤灰的需水量(質(zhì)量)比《105%;
所述有機仿鋼絲纖維為直徑為1.0腿，長度為30 50mra; 硅灰比表面積大于20000 30000mVkg。
1) 輕集料的增強增韌預(yù)處理
(1) 輕集料的增韌預(yù)處理準(zhǔn)備一個規(guī)格3X5X5m的密封容器，將輕集料置入密封容 器中，用真空泵抽真空至負壓0.07MPa，然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含 量為40% (質(zhì)量)，保持穩(wěn)定的負壓條件下靜置lh,將靜置后的輕集料撈取在相對濕度60± 5%，溫度25士2。C條件下養(yǎng)護3天，得增韌預(yù)處理輕集料；使聚合物在輕集料中形成網(wǎng)狀結(jié)
構(gòu)，提高輕集料的韌性，限制其裂紋的擴展；
(2) 增強增韌再處理增強增韌再處理漿體由水泥、硅灰、膨脹劑、聚丙烯纖維、聚 羧酸高效減水劑、聚合物乳液和水組成；按質(zhì)量比為水水泥硅灰膨脹劑=1: 3.30: 0.30: 0.15，選取水、水泥、硅灰和膨脹劑，按水泥用量的0.8% (質(zhì)量)選取聚羧酸高效減
水劑，按水泥用量的8% (質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為40% (質(zhì)量)，按 水泥漿的體積用量為1.0kg/ra3選取聚丙烯纖維；將水泥、硅灰、膨脹劑、聚丙烯纖維、聚羧 酸高效減水劑、聚合物和水?dāng)嚢杈鶆蛑瞥稍鰪娫鲰g再處理漿體；將增韌預(yù)處理輕集料放入增
強增韌再處理漿體中，攪拌3min后取出，在相對濕度90±5%，溫度25士2。C條件下養(yǎng)護3
天，得增強增韌再處理輕集料；使增強增韌再處理漿體在增韌預(yù)處理輕集料表面形成一層厚
度為0.5 lmm高強高韌性層，進一步彌合增韌預(yù)處理輕集料表面微裂紋，聚丙烯纖維在高 強高韌性層中搭建成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高輕集料的強度、韌性以及抗變形能力；
2) 高強高韌性輕集料混凝土的制備
高強高韌件輕集料混凝土由水、增強增韌再處理輕集料、水泥、細集料、礦物摻合料、
聚羧酸高效減水劑、有機仿鋼絲纖維和聚合物乳液組成；按質(zhì)量比為水增強增韌再處理 輕集料水泥細集料礦物摻合料=1: 3.10: 3.29: 3.83: 0.19，選取水、增強增韌再處 理輕集料、水泥、細集料和礦物摻合料；按水泥用量的1.2% (質(zhì)量)選取聚羧酸高效減水劑， 按增強增韌再處理輕集料體積的8. 0kg/m3選取有機仿鋼絲纖維，按礦物摻合料和水泥用量的
15% (質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為40% (質(zhì)量)；
將細集料、聚羧酸高效減水劑和聚合物中，先加入增強增韌再處理輕集料、礦物摻合料、
水泥，再加有機仿鋼絲纖維干拌60s,然后再加水?dāng)嚢杈鶆?，得高強高韌性輕集料混凝土；
這樣有機仿鋼絲纖維不易團聚，容易均勻分散。
高強高韌性輕集料混凝土的強度為64. 6 MPa，斷裂韌性指數(shù)r]:,。為27。 實施例5:
高強高韌性輕集料混凝土的制備方法，它包括如下步驟 原材料準(zhǔn)備
輕集料為粒徑5 16mm、表觀密度1200 1500 kg/m3、堆積密度700 1100kg/m3、筒 壓強度》6. 5MPa的頁巖陶粒；
聚合物乳液為苯丙乳液，固含量為20%(質(zhì)量)； 水泥為強度等級42. 5的普通硅酸鹽水泥 膨脹劑為UEA系膨脹劑，限制膨脹率為0.07%; 聚丙烯纖維為直徑20um，長度為3mm; 聚羧酸高效減水劑，減水率為20 40%; 細集料為河砂，細度模數(shù)為2.6 3. 1;
礦物摻合料為硅灰和II級粉煤灰中，硅灰和II級粉煤灰各1/2;硅灰的比表面積20000 30000mVkg; n級粉煤灰的需水量(質(zhì)量)比《105%; 有機仿鋼絲纖維為直徑為0.5,,長度為30mm; 硅灰比表面積大于20000 30000m2 /kg。
1) 輕集料的增強增韌預(yù)處理-
(1) 輕集料的增韌預(yù)處理將輕集料置入密封容器中，用真空泵抽真空至負壓0.05MPa， 然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為20% (質(zhì)量)，保持穩(wěn)定的負壓條件下 靜置0. 5h，將靜置后的輕集料撈取在相對濕度55%，溫度23'C條件下養(yǎng)護1天，得增韌預(yù)處 理輕集料；使聚合物在輕集料中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高輕集料的韌性，限制其裂紋的擴展；
(2) 增強增韌再處理增強增韌再處理漿體由水泥、硅灰、膨脹劑、聚丙烯纖維、聚
羧酸高效減水劑、聚合物乳液和水組成；按質(zhì)量比為水水泥硅灰膨脹劑=1: 3.00:
0.30: 0.10，選取水、水泥、硅灰和膨脹劑，按水泥用量的0.8% (質(zhì)量)選取聚羧酸高效減 水劑，按水泥用量的5% (質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為20% (質(zhì)量)，按 水泥漿的體積用量為1.0kg/m3選取聚丙烯纖維；將水泥、硅灰、膨脹劑、聚丙烯纖維、聚羧 酸高效減水劑、聚合物和水?dāng)嚢杈鶆蛑瞥稍鰪娫鲰g再處理漿體；將增韌預(yù)處理輕集料放入增 強增韌再處理漿體中，攪拌nin后取出，在相對濕度85%,溫度23'C條件下養(yǎng)護2. 5天， 得增強增韌再處理輕集料；使增強增韌再處理漿體在增韌預(yù)處理輕集料表面形成一層厚度為 0. 5 lmm高強高韌性層，進一步彌合增韌預(yù)處理輕集料表面微裂紋，聚丙烯纖維在高強高韌 性層中搭建成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高輕集料的強度、韌性以及抗變形能力；
2) 高強高韌性輕集料混凝土的制備
高強高韌性輕集料混凝土由水、增強增韌再處理輕集料、水泥、細集料、礦物摻合料、 聚羧酸高效減水劑、有機仿鋼絲纖維和聚合物乳液組成；按質(zhì)量比為水增強增韌再處理 輕集料水泥細集料礦物摻合料=1: 3.00: 2.90: 3.80: 0.15，選取水、增強增韌再處
理輕集料、水泥、細集料和礦物摻合料；按水泥用量的0.8 1.65% (質(zhì)量)選取聚羧酸高效 減水劑，按增強增韌再處理輕集料體積的2. 5kg/m3選取有機仿鋼絲纖維，按礦物摻合料和水 泥用量的10% (質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為20% (質(zhì)量)； 將細集料、聚羧酸高效減水劑和聚合物中，先加入增強增韌再處理輕集料、礦物摻合料、 水泥，再加有機仿鋼絲纖維干拌30s，然后再加水?dāng)嚢杈鶆?，得高強高韌性輕集料混凝土。 實施例6:
高強高韌性輕集料混凝土的制備方法，它包括如下步驟 原材料準(zhǔn)備-
輕集料為粒徑5 16鵬、表觀密度1200 1500 kg/m3、堆積密度700 1100kg/m:'、筒 壓強度>6. 5MPa的粉煤灰陶粒；
聚合物乳液為聚乙烯醇乳液，固含量為60%(質(zhì)量)； 水泥為強度等級52.5的普通硅酸鹽水泥； 膨脹劑為DEA系膨脹劑，限制膨脹率為0.05%;
聚丙烯纖維為直徑48um，長度為19mm; 聚羧酸高效減水劑，減水率為20 40%;
細集料為河砂或機制砂，細度模數(shù)為2.6 3. 1;
礦物摻合料為硅灰，硅灰的比表面積20000 30000m2 /kg; 有機仿鋼絲纖維為直徑為1.0mm，長度為50mm; 硅灰比表面積大于20000 30000mVkg。
1) 輕集料的增強增韌預(yù)處理
(1) 輕集料的增韌預(yù)處理將輕集料置入密封容器中，用真空泵抽真空至負壓O. 10MPa， 然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為60% (質(zhì)量)，保持穩(wěn)定的負壓條件下 靜置3h，將靜置后的輕集料撈取在相對濕度65%，溫度27'C條件下養(yǎng)護3天，得增韌預(yù)處理 輕集料；使聚合物在輕集料中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高輕集料的韌性，限制其裂紋的擴展；
(2) 增強增韌再處理增強增韌再處理漿體由水泥、硅灰、膨脹劑、聚丙烯纖維、聚
羧酸高效減水劑、聚合物乳液和水組成；按質(zhì)量比為水水泥硅灰膨脹劑=1: 3.40:
0.60: 0.15，選取水、水泥、硅灰和膨脹劑，按水泥用量的1.65% (質(zhì)量)選取聚羧酸高效 減水劑，按水泥用量的10% (質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為60% (質(zhì)量)，
按水泥漿的體積用量為1.5kg/V選取聚丙烯纖維；將水泥、硅灰、膨脹劑、聚丙烯纖維、聚
羧酸高效減水劑、聚合物和水?dāng)嚢杈鶆蛑瞥稍鰪娫鲰g再處理漿體；將增韌預(yù)處理輕集料放入 增強增韌再處理漿體中，攪拌3min后取出，在相對濕度95%，溫度27'C條件下養(yǎng)護3. 5天， 得增強增韌再處理輕集料；使增強增韌再處理漿體在增韌預(yù)處理輕集料表面形成一層厚度為 0.5 lmm高強高韌性層，進一步彌合增韌預(yù)處理輕集料表面微裂紋，聚丙烯纖維在高強高韌 性層中搭建成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高輕集料的強度、韌性以及抗變形能力；
2) 高強高韌性輕集料混凝土的制備
高強高韌性輕集料混凝土由水、增強增韌再處理輕集料、水泥、細集料、礦物摻合料、 聚羧酸高效減水劑、有機仿鋼絲纖維和聚合物乳液組成；按質(zhì)量比為水增強增韌再處理
輕集料水泥細集料礦物摻合料=1: 3.50: 3.50: 3.95: 0.40，選取水、增強增韌 再處理輕集料、水泥、細集料和礦物摻合料；按水泥用量的1.65% (質(zhì)量)選取聚羧酸高效
減水劑，按增強增韌再處理輕集料體積的9. Okg/m'選取有機仿鋼絲纖維，按礦物摻合料和水 泥用量的20% (質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為60% (質(zhì)量)；
將細集料、聚羧酸高效減水劑和聚合物中，先加入增強增韌再處理輕集料、礦物摻合料、 水泥，再加有機仿鋼絲纖維干拌60s，然后再加水?dāng)嚢杈鶆?，得高強高韌性輕集料混凝土。
權(quán)利要求
1.高強高韌性輕集料混凝土的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)輕集料的增強增韌預(yù)處理(1)輕集料的增韌預(yù)處理將輕集料置入密封容器中，用真空泵抽真空至負壓0.05～0.10MPa，然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為20～60％，保持穩(wěn)定的負壓條件下靜置0.5～3h，將靜置后的輕集料撈取在相對濕度60±5％，溫度25±2℃條件下養(yǎng)護1～3天，得增韌預(yù)處理輕集料；(2)增強增韌再處理按質(zhì)量比為水∶水泥∶硅灰∶膨脹劑＝1∶(3.00～3.40)∶(0.30～0.60)∶(0.10～0.15)，選取水、水泥、硅灰和膨脹劑，按水泥用量的0.8～1.65％(質(zhì)量)選取聚羧酸高效減水劑，按水泥用量的5～10％(質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為20～60％，按水泥漿的體積用量為1.0～1.5kg/m3選取聚丙烯纖維；將水泥、硅灰、膨脹劑、聚丙烯纖維、聚羧酸高效減水劑、聚合物和水?dāng)嚢杈鶆蛑瞥稍鰪娫鲰g再處理漿體；將增韌預(yù)處理輕集料放入增強增韌再處理漿體中，攪拌1～3min后取出，在相對濕度90±5％，溫度25±2℃條件下養(yǎng)護2.5～3.5天，得增強增韌再處理輕集料；2)高強高韌性輕集料混凝土的制備按質(zhì)量比為水∶增強增韌再處理輕集料∶水泥∶細集料∶礦物摻合料＝1∶(3.00～3.50)∶(2.90～3.50)∶(3.80～3.95)∶(0.15～0.40)，選取水、增強增韌再處理輕集料、水泥、細集料和礦物摻合料；按水泥用量的0.8～1.65％(質(zhì)量)選取聚羧酸高效減水劑，按增強增韌再處理輕集料體積的2.5～9.0kg/m3選取有機仿鋼絲纖維，按礦物摻合料和水泥用量的10～20％(質(zhì)量)選取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量為20～60％；將細集料、聚羧酸高效減水劑和聚合物中，先加入增強增韌再處理輕集料、礦物摻合料、水泥，再加有機仿鋼絲纖維干拌30～60s，然后再加水?dāng)嚢杈鶆?，得高強高韌性輕集料混凝土。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強高韌性輕集料混凝土的制備方法，其特征在于所述的輕集料為粒徑5 16mm、表觀密度1200 1500kg/cu.m.、堆積密度700 1100kg/m3、筒壓強 度 ≥6. 5MPa的粘土陶粒、頁巖陶?；蚍勖夯姨樟！?br> 3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強高韌性輕集料混凝土的制備方法，其特征在于所述的聚合物乳液為苯丙乳液或聚乙烯醇乳液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強高韌性輕集料混凝土的制備方法，其特征在于所述聚丙烯纖維的直徑為20 48 mu m，長度為3 19mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強高韌性輕集料混凝土的制備方法，其特征在于所述礦物滲合料為硅灰、II級粉煤灰中的任意一種或二種混合，二種混合時為任意配比；硅灰的比表面積20000 30000㎡ /kg; II級粉煤灰的需水量比≤105%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強高韌性輕集料混凝土的制備方法，其特征在于所述有機仿鋼絲纖維的直徑為0. 5 mm 1. 0mm，長度為30 50mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輕集料混凝土的制備方法。高強高韌性輕集料混凝土的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)輕集料的增強增韌預(yù)處理(1)輕集料的增韌預(yù)處理，輕集料吸附聚合物，得增韌預(yù)處理輕集料；(2)增強增韌再處理將增韌預(yù)處理輕集料放入增強增韌再處理漿體中，攪拌1～3min后取出，在相對濕度90±5％，溫度25±2℃條件下養(yǎng)護2.5～3.5天，得增強增韌再處理輕集料；2)高強高韌性輕集料混凝土的制備將細集料、聚羧酸高效減水劑和聚合物中，先加入增強增韌再處理輕集料、礦物摻合料、水泥，再加有機仿鋼絲纖維干拌30～60s，然后再加水?dāng)嚢杈鶆?，得高強高韌性輕集料混凝土。本發(fā)明方法制備的輕集料混凝土具有高強度、高韌性。
文檔編號C04B28/00GK101172821SQ20071005363
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月25日
發(fā)明者丁慶軍, 何永佳, 呂林女, 清 林, 王發(fā)洲, 王小磊, 焜 田, 田耀剛, 胡曙光, 陳造文, 黃修林 申請人:武漢理工大學(xué)