一种轻质混凝土制造技术

本申请涉及建筑材料领域，具体公开了一种轻质混凝土。一种轻质混凝土，包括如下重量份的原料：水泥350～420份、多层轻质集料450～600份、细集料200～300份、粗集料300～500份、外加剂18～23份、水160～175份；所述纤维状多层轻质集料是以芳纶纤维为芯材，以聚多巴胺层为次外层，以氨基硅油改性二氧化硅颗粒层为最外层的复合材料；本申请中采用的多层轻质集料能够赋予混凝土较好的施工性能，且在水化反应进程中保持优异的增韧特性，克服传统轻质集料易上浮的缺陷，优化轻质混凝土内部结构，从而使得轻质混凝土具备优异的抗压强度、抗折强度以及较低的吸水率。以及较低的吸水率。

【技术实现步骤摘要】
一种轻质混凝土


[0001]本申请涉及建筑材料领域，更具体地说，它涉及一种轻质混凝土。

技术介绍

[0002]近年来，装配式房屋的发展推动了轻质混凝土发展，轻质混凝土与传统的水泥砼相比具备自重轻的特点，便于快速施工、组装。轻质混凝土主要分为多孔混凝土和轻骨料混凝土。
[0003]轻骨料混凝土通过使用轻质集料降低混凝土的自重，而轻质集料的种类较多，相关技术中，常使用的有以下几种：浮石、陶粒、膨胀矿渣与塑料等。轻质集料的加入会带来新的问题：第一，由于轻质集料内存在较多的孔隙，增大了轻质集料与水泥浆料之间的界面强度，从而增加了混凝土的脆性，混凝土的抗折强度的降低；第二，轻质集料本身的强度低于碎石等传统集料，会导致混凝土的抗压强度降低。因此，对于轻质混凝土而言，抗压强度和抗折强度的改善难度大大增加。
[0004]相关研究中，为了改善轻质混凝土的抗折性能，选择加入钢纤维对轻质混凝土进行增韧，但改善效果不佳。并且钢纤维的密度较大，影响轻质混凝土的自重；同时轻集料密度小，易上浮，对密度较大的钢纤维的分散能力较差。
[0005]因此，亟需开发一种轻质混凝土，使得轻质混凝土具备较高的抗压强度和抗折强度。

技术实现思路

[0006]为了解决轻质混凝土的抗压强度和抗折强度低的问题，本申请提供一种轻质混凝土。
[0007]本申请提供一种轻质混凝土，采用如下的技术方案：一种轻质混凝土，包括如下重量份的原料：一种轻质混凝土，包括如下重量份的原料：所述纤维状多层轻质集料是以芳纶纤维为芯材，以聚多巴胺层为次外层，以氨基硅油改性二氧化硅颗粒层为最外层的复合材料。
[0008]通过采用上述技术方案，多巴胺具有较高的粘附性，在弱碱性环境下自聚合形成聚多巴胺，可以直接包覆于芳纶纤维表面，使得芳纶纤维表面带有多个活性基团，改善芳纶纤维表面活性；氨基硅油改性二氧化硅颗粒与聚多巴胺层可通过席夫碱反应接枝，均匀分
布于经过多巴胺改性的芳纶纤维表面，形成多层轻质集料；多层轻质集料表面含有氨基和聚多巴胺层的羟基，具有较好的亲水性和和易性，易于搅拌分散；在水化反应过程中，轻质混凝土内部的强碱性环境破坏多层轻质集料的聚多巴胺层，聚多巴胺层作为保护层，降低内部包覆的芳纶纤维降解的可能性，因此，表面附着有聚多巴胺层的芳纶纤维能够起到较好的增韧、补强作用，且芳纶纤维与砂浆之间的界面相容性较好，在砂浆中保持均匀分散；同时，由于聚多巴胺层降解，氨基硅油改性二氧化硅颗粒能够随着水化反应的进行，逐渐从芳纶纤维表面分离，并均匀分散于砂浆中，克服传统二氧化硅等轻质集料由于密度较小，加工过程中易上浮的缺陷，进一步提高了轻质混凝土的28d抗压强度；因此，多层轻质集料在水化反应过程中与砂浆之间的界面相容性好，能够均匀地、稳定地分散于砂浆中，制得轻质混凝土具备优异的抗压强度和抗折强度；除此之外，多层轻质集料在储存过程中，由于最外层氨基硅油改性二氧化硅颗粒包覆芳纶纤维，氨基硅油改性二氧化硅颗粒可以有效地起到吸收紫外光，降低内部芳纶纤维降解的可能性，多层轻质集料存储性能稳定。
[0009]可选的，所述多层轻质集料的具体制备步骤如下：氨基硅油改性二氧化硅颗粒的制备：将正硅酸乙酯与氨基硅油按照重量比1:(0.15～0.25)混匀，再加入催化剂、乙醇和水后升温至75～80℃，保温反应6～10h，反应结束后真空干燥得到氨基硅油改性二氧化硅颗粒；聚多巴胺改性芳纶纤维的制备：配制pH＝8.5的三羟甲基氨基甲烷
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盐酸缓冲溶液，向三羟甲基氨基甲烷
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盐酸缓冲溶液中加入多巴胺盐酸盐，配制成浓度为2～4g/L的多巴胺溶液；在20～25℃下，向多巴胺溶液中加入芳纶纤维，芳纶纤维和多巴胺的重量比为1:(0.021～0.03)，保温搅拌反应24～48h，洗涤干燥后得到聚多巴胺改性芳纶纤维；多层轻质集料的制备：配制pH＝8.5的三羟甲基氨基甲烷
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盐酸缓冲溶液，向三羟甲基氨基甲烷
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盐酸缓冲溶液中加入氨基硅油改性二氧化硅颗粒和聚多巴胺改性芳纶纤维，氨基硅油改性二氧化硅颗粒和聚多巴胺改性芳纶纤维的重量比为(0.05～0.15):1，在25～50℃的温度下反应8～24h，洗涤干燥得到多层轻质集料。
[0010]通过采用上述技术方案，氨基硅油改性二氧化硅颗粒的尺寸维持在纳米级，且所得的多层轻质集料表面氨基、羟基等活性基团含量适中，能够使得多层轻质集料充分分散于混凝土砂浆中，且对后续轻质混凝土的吸水率影响较小。
[0011]优选的，所述氨基硅油中氮含量为0.4wt％～0.6wt％。
[0012]通过优化氨基硅油中的氨基含量，使得氨基硅油改性二氧化硅表面的氨基含量适中，保证与砂浆界面相容性优越的同时，进一步降低制得的轻质混凝土的吸水率。
[0013]更优选的，所述正硅酸乙酯与氨基硅油的重量比为1:0.21。
[0014]通过采用上述技术方案，氨基硅油在此重量比下与硅溶胶的接枝率较高。
[0015]优选的，所述多巴胺溶液的浓度为3g/L，芳纶纤维和多巴胺的重量比为1:0.03。
[0016]通过采用上述技术方案，聚多巴胺层对芳纶纤维的包覆率适中，在保证聚多巴胺层在水化反应结束后仍然能够较好地包覆芳纶纤维的前提下，降低聚多巴胺层的亲水性对轻质混凝土的影响，进一步降低制得的轻质混凝土的吸水率。
[0017]优选的，所述多层轻质集料、细集料和粗集料的重量比为3:1:2；其中，尺寸为1～
4.5mm的多层轻质集料与尺寸为4.5～9.5mm的多层轻质集料重量比为1:2。
[0018]通过优化集料的级配，多层轻质集料在水化反应过程中可以改善轻质混凝土内部的结构，氨基硅油改性二氧化硅颗粒封堵轻质混凝土中的孔隙，轻质混凝土中的毛细孔含量下降，轻质混凝土中的孔隙率降低，使得轻质混凝土的抗压强度进一步提高，同时轻质混凝土的吸水率进一步降低。
[0019]优选的，所述水泥与水的重量比为0.45。
[0020]通过采用上述技术方案，优化轻质混凝土的水灰比，进一步提高轻质混凝土的强度。
[0021]优选的，所述外加剂为有机硅表面活性剂。更优选的，所述外加剂为端羟基聚二甲基硅氧烷。
[0022]通过采用上述技术方案，有机硅表面活性剂与多层轻质集料联用，在改善轻质混凝土抗压强度、抗折强度和吸水率方面具有协同增效的作用；其原理如下：有机硅表面活性剂能够进一步促进多层轻质集料的分散，且在水化反应的过程中与氨基硅油改性二氧化硅颗粒通过氢键作用附着于细集料和粗集料表面，进一步减少轻质混凝土的有害孔隙数量，优化轻质混凝土内部结构。
[0023]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请中在芳纶纤维表面依次设置聚多巴胺层和氨基硅油改性二氧化硅颗粒层，形成了具备高韧性和高补强作用的多层轻质集料，多层轻质集料由于表面富含氨基、羟基等极性基团，具有较好的施工性能；在水化反应进程中内部的芳纶纤维不易降解，且均匀分散于砂浆中，从而使得轻质混凝土中具备优异的抗折本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻质混凝土，其特征在于，包括如下重量份的原料：水泥
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350～420份多层轻质集料
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450～600份细集料
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200～300份粗集料
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300～500份外加剂
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18～23份水
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160～175份；所述纤维状多层轻质集料是以芳纶纤维为芯材，以聚多巴胺层为次外层，以氨基硅油改性二氧化硅颗粒层为最外层的复合材料。2.根据权利要求1所述的一种轻质混凝土，其特征在于：所述多层轻质集料的具体制备步骤如下：氨基硅油改性二氧化硅颗粒的制备：将正硅酸乙酯与氨基硅油按照重量比1:(0.15～0.25）混匀，再加入催化剂、乙醇和水后升温至75～80℃，保温反应6～10h，反应结束后真空干燥得到氨基硅油改性二氧化硅颗粒；聚多巴胺改性芳纶纤维的制备：配制pH=8.5的三羟甲基氨基甲烷
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盐酸缓冲溶液，向三羟甲基氨基甲烷
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盐酸缓冲溶液中加入多巴胺盐酸盐，配制成浓度为2～4g/L的多巴胺溶液；在20～25℃下，向多巴胺溶液中加入芳纶纤维，芳纶纤维和多...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光明，李维俊，沈龚，董志丰，林文力，蒋云生，任立忠，缪一新，刘成，
申请(专利权)人：无锡交通建设工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：