专利名称：高强高韧性轻集料混凝土的制备方法
技术领域：
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种轻集料混凝土的制备方法。
背景技术：
轻集料混凝土具有轻质、耐久、节能、环保等优点，在大跨度结构工程如钢箱梁桥面铺 装、高层建筑等具有广阔的应用前景，但轻集料混凝土的强度和韧性均较低，实际工程应用
的强度等级不超过LC50，断裂韧性指数n:,。不到i5,难以满足大型工程、高层建筑对强度和
韧性的要求，在很大程度上限制了轻集料混凝土的应用。导致以上问题的主要原因是轻集料 自身的颗粒强度较低，且颗粒布满微裂纹易断裂，轻集料本身多孔、质地软，在荷载的作用 下，易在轻集料内部孔隙或裂纹处产生应力集中，引发裂缝扩展。而轻集料的弹性模量较低， 不能抵制变形和裂缝扩展。针对以上强度和韧性不足的问题，在提高轻集料混凝土强度的技 术方面目前主要有两种方法， 一种是在混凝土中掺加硅灰、使用高标号水泥、增加水泥用量 即提高水泥石的强度等方法，此种方法造价较高，混凝土的收縮、徐变及脆性增大，韧性降 低；另一种方法是提高轻集料的密度，从而到达提高轻集料强度的目的，这样虽然提高了轻 集料的强度，从而提高混凝土强度，但同时也增加了轻集料的自重，使混凝土的密度增大。 在增加高强轻集料混凝土韧性的技术方面，主要通过掺加钢纤维来实现，但这些方法虽然能 有效地改善脆性、提高韧性，但是提高幅度有限，主要是由于集料自身存在大量微裂纹，弹 模较低，易造成应力集中，导致裂纹扩展而断裂，限制了钢纤维的增韧作用，而且会降低混 凝土的工作性，同时，钢纤维的掺量过大会提高轻集料混凝土的自重，且钢纤维会因为发生 锈蚀而大幅度降低轻集料混凝土的性能，导致混凝土发生破坏。使用高强轻集料虽然能够有
效增加混凝土的强度，但是目前高强轻集料的颗粒强度主要在6.0 8.0MPa，且布满微小裂
纹，所以难以配制出高韧性、高强度轻集料混凝土。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强高韧性轻集料混凝土的制备方法，该方法制备的轻集料 混凝土具有高强度、高韧性。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是高强高韧性轻集料混凝土的制备方法，其特 征在于它包括如下步骤
1)轻集料的增强增韧预处理
(1) 轻集料的增韧预处理将轻集料置入密封容器中，用真空泵抽真空至负压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为20 60% (质量)，保持稳 定的负压条件下静置0.5 3h，将静置后的轻集料捞取在相对湿度60±5%，温度25土2'C条 件下养护1 3天，得增韧预处理轻集料；
(2) 增强增韧再处理:按质量比为水水泥硅灰膨胀剂二l: (3.00 3. 40): (0. 30 0.60): (0. 10 0. 15)，选取水、水泥、硅灰和膨胀剂，按水泥用量的0. 8 1.65% (质量) 选取聚羧酸高效减水剂，按水泥用量的5 10% (质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含 量为20 60% (质量)，按水泥浆的体积用量为1.0 1.5kg/n^选取聚丙烯纤维；将水泥、硅 灰、膨胀剂、聚丙烯纤维、聚羧酸高效减水剂、聚合物和水搅拌均匀制成增强增韧再处理浆 体；将增韧预处理轻集料放入增强增韧再处理浆体中，搅拌l 3min后取出，在相对湿度90 ±5%，温度25土2'C条件下养护2.5 3.5天，得增强增韧再处理轻集料； 2)高强高韧性轻集料混凝土的制备
按质量比为水增强增韧再处理轻集料水泥细集料矿物惨合料=1: (3.00 3.50):
(2.90 3.50): (3.80 3.95): (0. 15 0.40),选取水、增强增韧再处理轻集料、水泥、 细集料和矿物掺合料；按水泥用量的0.8 1.65% (质量)选取聚羧酸高效减水剂，按增强增 韧再处理轻集料体积的2.5 9.0kg/i^选取有机仿钢丝纤维，按矿物掺合料和水泥用量的 10 20% (质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为20 60% (质量)；
将细集料、聚羧酸高效减水剂和聚合物中，先加入增强增韧再处理轻集料、矿物掺合料、 水泥，再加有机仿钢丝纤维干拌30 60S，然后再加水搅拌均匀，得高强高韧性轻集料混凝 土。
所述的轻集料为粒径5 16mm、表观密度1200 1500 kg/m:i、堆积密度700 1100kg/m:'、 筒压强度》6. 5MPa的粘土陶粒、页岩陶粒或粉煤灰陶粒。
所述的聚合物乳液为苯丙乳液或聚乙烯醇乳液，固含量为20 60% (质量)。 所述的水泥为强度等级42. 5或52. 5的普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥。 所述的膨胀剂为UEA系列膨胀剂，限制膨胀率为0. 02 0. 10%。 所述聚丙烯纤维的直径为20 48 u ra，长度为3 8mm。 所述的聚羧酸高效减水剂，减水率为20 40%。 所述的细集料为河砂或机制砂，细度模数为2.6 3. 1。
所述矿物掺合料为硅灰、II级粉煤灰中的任意一种或二种混合，二种混合时为任意配比； 硅灰的比表面积20000 30000mVkg; II级粉煤灰的需水量(质量)比《105%。 所述有机仿钢丝纤维的直径为0. 5 mm 1. Omm，长度为30 50mm。
本发明通过轻集料吸附聚合物，使轻集料内部孔洞内壁和微裂纹附着一层聚合物薄膜 (得增韧预处理轻集料)，在轻集料中形成网状结构，提高轻集料的韧性，限制其裂纹的扩 展；进一步采用由水泥、硅灰、膨胀剂、聚丙烯纤维、聚羧酸高效减水剂、聚合物乳液和水 按一定比例配制的增强增韧再处理浆体，弥合轻集料表面微裂纹，纤维在增强增韧层中搭建 成网络结构，提高轻集料的强度、韧性以及抗变形能力。利用该种增强增韧再处理轻集料、 水、水泥、细集料、矿物掺合料、聚羧酸高效减水剂、有机仿钢丝纤维和聚合物乳液制备强 度等级LC40 LC70，韧性指数n:,。为20 30的高强高韧性轻集料混凝土，自重轻，结构耐 久性好，满足诸如大跨径桥梁、钢箱梁桥面铺装层等结构工程、高层建筑的要求。
本发明高强高韧性轻集料混凝土的技术指标
1、预处理后的轻集料性能指标
筒压强度9. OMPa以上； 颗粒密度1400 1900kg/m';
2、高强高韧性轻集料混凝土的性能指标
力学性能抗弯拉强度》6.0MPa， 28d抗压强度》50.0MPa;
坍落度160 220rnm;
表观密度1800 2000kg/m:i;
断裂韧性指数n : 20 30;
导热系数0. 80 1. 2W/M K;
弹性模量》25.0GPa;
抗渗等级P12以上； 抗冻等级》F300; 疲劳荷载次数》300万次。
具体实施例方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不 仅仅局限于下面的实施例。 实施例1:
高强高韧性轻集料混凝土的制备方法，它包括如下步骤 原材料准备
轻集料粒径5 16咖、表观密度1200 1500 kg/m3、堆积密度700 1100kg/m3、筒压 强度》6. 5MPa的粘土陶粒；
聚合物乳液苯丙乳液，固含量为50% (质量)； 水泥强度等级42. 5的普通硅酸盐水泥；
所述的膨胀剂为UEA系膨胀剂，限制膨胀率为0.03%; 聚丙烯纤维直径20um,长度中为3mm; 减水剂聚羧酸高效减水剂，减水率为20 40%; 细集料河砂，细度模数为2.6 3. 1;
矿物掺合料为II级粉煤灰，需水量(质量)《105%;
硅灰比表面积大于20000 30000m2 /kg; 有机仿钢丝纤维直径为0. 5咖，长度为30 50mm。
丄)轻集料的增强增韧预处理
(1) 轻集料的增韧预处理准备一个规格3X5X5ra的密封容器，将轻集料置入密封容 器中，用真空泵抽真空至负压0.06MPa，然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含 量为50% (质量)，保持稳定的负压条件下静置lh，将静置后的轻集料捞取在相对湿度60± 5%，温度25土2'C条件下养护3天，得增韧预处理轻集料；使聚合物在轻集料屮形成网状结 构，提高轻集料的韧性，限制其裂纹的扩展；
(2) 增强增韧再处理增强增韧再处理浆体由水泥、硅灰、膨胀剂、聚丙烯纤维、聚
羧酸高效减水剂、聚合物乳液和水组成；按质量比为水水泥硅灰膨胀剂=1: 3.1: 0.30: 0.15，选取水、水泥、硅灰和膨胀剂，按水泥用量的1.0% (质量)选取聚羧酸高效 减水剂，按水泥用量的6% (质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为50% (质量)，
按水泥浆的体积用量为1.0kg/m'i选取聚丙烯纤维；将水泥、硅灰、膨胀剂、聚丙烯纤维、聚 羧酸高效减水剂、聚合物和水搅拌均匀制成增强增韧再处理浆体；将增韧预处理轻集料放入 增强增韧再处理浆体中，搅拌3min后取出，在相对湿度90±5%，温度25士2'C条件下养护3 天，得增强增韧再处理轻集料；使增强增韧再处理浆体在增韧预处理轻集料表面形成一层厚 度为0.5 lmm高强高韧性层，进一步弥合增韧预处理轻集料表面微裂纹，聚丙烯纤维在高 强高韧性层中搭建成网络结构，提高轻集料的强度、韧性以及抗变形能力；
2)高强高韧性轻集料混凝土的制备 高强高韧性轻集料混凝土由水、增强增韧再处理轻集料、水泥、细集料、矿物掺合料、 聚羧酸高效减水剂、有机仿钢丝纤维和聚合物乳液组成；按质量比为水增强增韧再处理 轻集料水泥细集料矿物掺合料=1: 3.10: 2.95: 3.85: 0.20，选取水、增强增韧再处 理轻集料、水泥、细集料和矿物掺合料；按水泥用量的1.0% (质量)选取聚羧酸高效减水剂， 按增强增韧再处理轻集料体积的8. 0kg/m3选取有机仿钢丝纤维，按矿物掺合料和水泥用量的 15% (质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为50% (质量)；
将细集料、聚羧酸高效减水剂和聚合物中，先加入增强增韧再处理轻集料、矿物掺合料、 水泥，再加有机仿钢丝纤维干拌60s，然后再加水搅拌均匀，得高强高韧性轻集料混凝土； 这样有机仿钢丝纤维不易团聚，容易均匀分散。
高强高韧性轻集料混凝土的强度为61.8 MPa，断裂韧性指数ru。为28。
实施例2:
高强高韧性轻集料混凝土的制备方法，它包括如下步骤 原材料准备
轻集料为粒径5 16mm、表观密度1200 1500 kg/m3、堆积密度700 1100kg/m:'、筒 压强度》6. 5MPa的页岩陶粒；
聚合物乳液为聚乙烯醇乳液，固含量为40%(质量)；
水泥为强度等级42. 5的硅酸盐水泥； 膨胀剂为UEA系膨胀剂，限制膨胀率为0.05%; 聚丙烯纤维为直径20um,长度为5mm; 聚羧酸高效减水剂，减水率为20 40%;
细集料为河砂，细度模数为2.6 3. 1;
矿物掺合料为n级粉煤灰，n级粉煤灰的需水量(质量)比《105%;
有机仿钢丝纤维为直径为O. 5咖，长度为30 50咖；
硅灰比表面积大于20000 30000m2 /kg。
1)轻集料的增强增韧预处理
(1)轻集料的增韧预处理准备一个规格3X5X5m的密封容器，将轻集料置入密封容
器中，用真空泵抽真空至负压0.06MPa,然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含 量为40% (质量)，保持稳定的负压条件下静置lh，将静置后的轻集料捞取在相对湿度60± 5%，温度25士2'C条件下养护3天，得增韧预处理轻集料；使聚合物在轻集料中形成网状结 构，提高轻集料的韧性，限制其裂纹的扩展；
(2)增强增韧再处理增强增韧再处理浆体由水泥、硅灰、膨胀剂、聚丙烯纤维、聚
羧酸高效减水剂、聚合物乳液和水组成；按质量比为水水泥硅灰膨胀剂=1: 3.20: 0.3: 0.15，选取水、水泥、硅灰和膨胀剂，按水泥用量的1.4% (质量)选取聚羧酸高效减 水剂，按水泥用量的7% (质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为40% (质量)，按 水泥浆的体积用量为1.0kg/nf选取聚丙烯纤维；将水泥、硅灰、膨胀剂、聚丙烯纤维、聚羧 酸高效减水剂、聚合物和水搅拌均匀制成增强增韧再处理浆体；将增韧预处理轻集料放入增 强增韧再处理浆体中，搅拌3niin后取出，在相对湿度90±5%，温度25土2'C条件下养护3 天，得增强增韧再处理轻集料；使增强增韧再处理桨体在增韧预处理轻集料表面形成^层厚 度为0.5 lt腿高强高韧性层，进一步弥合增韧预处理轻集料表面微裂纹，聚丙烯纤维在高 强高韧性层中搭建成网络结构，提高轻集料的强度、韧性以及抗变形能力； 2)高强高韧性轻集料混凝土的制备
高强高韧性轻集料混凝土由水、增强增韧再处理轻集料、水泥、细集料、矿物掺合料、 聚羧酸高效减水剂、有机仿钢丝纤维和聚合物乳液组成；按质量比为水增强增韧再处理 轻集料水泥细集料矿物掺合料=1: 3.09: 3.10: 3.91: 0.20，选取水、增强增韧再处 理轻集料、水泥、细集料和矿物掺合料；按水泥用量的1.4% (质量)选取聚羧酸高效减水剂， 按增强增韧再处理轻集料体积的9. Okg/W选取有机仿钢丝纤维，按矿物掺合料和水泥用量的 12% (质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为40% (质量)；
将细集料、聚羧酸高效减水剂和聚合物中，先加入增强增铺再处理轻集料、矿物掺合料、 水泥，再加有机仿钢丝纤维干拌60s，然后再加水搅拌均匀，得高强高韧性轻集料混凝土； 这样有机仿钢丝纤维不易团聚，容易均匀分散。
高强高韧性轻集料混凝土的强度为63.5 MPa，断裂韧性指数i!:,。为29。 实施例3:
高强高韧性轻集料混凝土的制备方法，它包括如下步骤 原材料准备
轻集料为粒径5 16mm、表观密度1200 1500 kg/m3、堆积密度700 il00kg/m3、筒 压强度》6. 5MPa的粉煤灰陶粒；
聚合物乳液为苯丙乳液，固含量为50%(质量)； 水泥为强度等级52. 5的硅酸盐水泥； 膨胀剂为UEA系膨胀剂，限制膨胀率为0.06%;
聚丙烯纤维为直径48um，长度为8mm;
聚羧酸高效减水剂，减水率为20 犯％; 细集料为机制砂，细度模数为2.6 3. 1; 矿物掺合料为n级粉煤灰，n级粉煤灰的需水量(质量)比《105%;
有机仿钢丝纤维为直径为1.0mm，长度为30 50mm; 硅灰比表面积大于20000 30000m2 /kg。
1) 轻集料的增强增韧预处理
(1) 轻集料的增韧预处理准备一个规格3X5X5m的密封容器，将轻集料置入密封容 器中，用真空泵抽真空至负压0.06MPa，然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含 量为50%(质量)，保持稳定的负压条件下静置lh，将静置后的轻集料捞取在相对湿度60士 5%，温度25土2'C条件下养护3天，得增韧预处理轻集料；使聚合物在轻集料中形成网状结 构，提高轻集料的韧性，限制其裂纹的扩展；
(2) 增强增韧再处理增强增韧再处理浆体由水泥、硅灰、膨胀剂、聚丙烯纤维、聚 羧酸高效减水剂、聚合物乳液和水组成；按质量比为水水泥硅灰膨胀剂=1: 3.20: 0.3: 0.15，选取水、水泥、硅灰和膨胀剂，按水泥用量的0.8% (质量)选取聚羧酸高效减 水剂，按水泥用量的7% (质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为50% (质量)，按 水泥浆的体积用量为1.0kg/nf选取聚丙烯纤维；将水泥、硅灰、膨胀剂、聚丙烯纤维、聚羧 酸高效减水剂、聚合物和水搅拌均匀制成增强增韧再处理浆体；将增韧预处理轻集料放入增 强增韧再处理浆体中，搅拌3min后取出，在相对湿度90±5%，温度25士2'C条件下养护3 天，得增强增韧再处理轻集料；使增强增韧再处理浆体在增韧预处理轻集料表面形成一层厚 度为0.5 lmm高强高韧性层，进一步弥合增韧预处理轻集料表面微裂纹，聚丙烯纤维在高 强高韧性层中搭建成网络结构，提高轻集料的强度、韧性以及抗变形能力；
2) 高强高韧性轻集料混凝土的制备
高强高韧性轻集料混凝土由水、增强增韧再处理轻集料、水泥、细集料、矿物掺合料、
聚羧酸高效减水剂、有机仿钢丝纤维和聚合物乳液组成；按质量比为水增强增韧再处理 轻集料水泥细集料矿物掺合料=1: 3.12: 3.15: 3.86: 0.22，选取水、增强增韧再处 理轻集料、水泥、细集料和矿物惨合料；按水泥用量的0. 8% (质量)选取聚羧酸高效减水剂， 按增强增韧再处理轻集料体积的9. 01^/111:'选取有机仿钢丝纤维，按矿物掺合料和水泥用量的 10% (质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为50% (质量)；
将细集料、聚羧酸高效减水剂和聚合物中，先加入增强增韧再处理轻集料、矿物掺合料、 水泥，再加有机仿钢丝纤维干拌60s，然后再加水搅袢均匀，得高强高韧性轻集料混凝土； 这样有机仿钢丝纤维不易团聚，容易均匀分散。
高强高韧性轻集料混凝土的强度为62. 5 MPa，断裂韧性指数n:,。为28。 实施例4:
高强高韧性轻集料混凝土的制备方法，它包括如下步骤 原材料准备
轻集料为粒径5 16mm、表观密度1200 1500 kg/tn:1、堆积密度700 1100kg/m:1、筒 压强度》6. 5MPa的粘土陶粒；
聚合物乳液为聚乙烯醇乳液，固含量为40%(质量)；
水泥为强度等级42.5的普通硅酸盐水泥； 膨胀剂为UEA系膨胀剂，限制膨胀率为0.04%; 聚丙烯纤维为直径20um，长度为8咖； 聚羧酸高效减水剂，减水率为20 40%;
细集料为河砂，细度模数为2.6 3. 1;
矿物掺合料为n级粉煤灰，n级粉煤灰的需水量(质量)比《105%;
所述有机仿钢丝纤维为直径为1.0腿，长度为30 50mra; 硅灰比表面积大于20000 30000mVkg。
1) 轻集料的增强增韧预处理
(1) 轻集料的增韧预处理准备一个规格3X5X5m的密封容器，将轻集料置入密封容 器中，用真空泵抽真空至负压0.07MPa，然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含 量为40% (质量)，保持稳定的负压条件下静置lh,将静置后的轻集料捞取在相对湿度60± 5%，温度25士2。C条件下养护3天，得增韧预处理轻集料；使聚合物在轻集料中形成网状结
构，提高轻集料的韧性，限制其裂纹的扩展；
(2) 增强增韧再处理增强增韧再处理浆体由水泥、硅灰、膨胀剂、聚丙烯纤维、聚 羧酸高效减水剂、聚合物乳液和水组成；按质量比为水水泥硅灰膨胀剂=1: 3.30: 0.30: 0.15，选取水、水泥、硅灰和膨胀剂，按水泥用量的0.8% (质量)选取聚羧酸高效减
水剂，按水泥用量的8% (质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为40% (质量)，按 水泥浆的体积用量为1.0kg/ra3选取聚丙烯纤维；将水泥、硅灰、膨胀剂、聚丙烯纤维、聚羧 酸高效减水剂、聚合物和水搅拌均匀制成增强增韧再处理浆体；将增韧预处理轻集料放入增
强增韧再处理浆体中，搅拌3min后取出，在相对湿度90±5%，温度25士2。C条件下养护3
天，得增强增韧再处理轻集料；使增强增韧再处理浆体在增韧预处理轻集料表面形成一层厚
度为0.5 lmm高强高韧性层，进一步弥合增韧预处理轻集料表面微裂纹，聚丙烯纤维在高 强高韧性层中搭建成网络结构，提高轻集料的强度、韧性以及抗变形能力；
2) 高强高韧性轻集料混凝土的制备
高强高韧件轻集料混凝土由水、增强增韧再处理轻集料、水泥、细集料、矿物掺合料、
聚羧酸高效减水剂、有机仿钢丝纤维和聚合物乳液组成；按质量比为水增强增韧再处理 轻集料水泥细集料矿物掺合料=1: 3.10: 3.29: 3.83: 0.19，选取水、增强增韧再处 理轻集料、水泥、细集料和矿物掺合料；按水泥用量的1.2% (质量)选取聚羧酸高效减水剂， 按增强增韧再处理轻集料体积的8. 0kg/m3选取有机仿钢丝纤维，按矿物掺合料和水泥用量的
15% (质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为40% (质量)；
将细集料、聚羧酸高效减水剂和聚合物中，先加入增强增韧再处理轻集料、矿物掺合料、
水泥，再加有机仿钢丝纤维干拌60s,然后再加水搅拌均匀，得高强高韧性轻集料混凝土；
这样有机仿钢丝纤维不易团聚，容易均匀分散。
高强高韧性轻集料混凝土的强度为64. 6 MPa，断裂韧性指数r]:,。为27。 实施例5:
高强高韧性轻集料混凝土的制备方法，它包括如下步骤 原材料准备
轻集料为粒径5 16mm、表观密度1200 1500 kg/m3、堆积密度700 1100kg/m3、筒 压强度》6. 5MPa的页岩陶粒；
聚合物乳液为苯丙乳液，固含量为20%(质量)； 水泥为强度等级42. 5的普通硅酸盐水泥 膨胀剂为UEA系膨胀剂，限制膨胀率为0.07%; 聚丙烯纤维为直径20um，长度为3mm; 聚羧酸高效减水剂，减水率为20 40%; 细集料为河砂，细度模数为2.6 3. 1;
矿物掺合料为硅灰和II级粉煤灰中，硅灰和II级粉煤灰各1/2;硅灰的比表面积20000 30000mVkg; n级粉煤灰的需水量(质量)比《105%; 有机仿钢丝纤维为直径为0.5,,长度为30mm; 硅灰比表面积大于20000 30000m2 /kg。
1) 轻集料的增强增韧预处理-
(1) 轻集料的增韧预处理将轻集料置入密封容器中，用真空泵抽真空至负压0.05MPa， 然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为20% (质量)，保持稳定的负压条件下 静置0. 5h，将静置后的轻集料捞取在相对湿度55%，温度23'C条件下养护1天，得增韧预处 理轻集料；使聚合物在轻集料中形成网状结构，提高轻集料的韧性，限制其裂纹的扩展；
(2) 增强增韧再处理增强增韧再处理浆体由水泥、硅灰、膨胀剂、聚丙烯纤维、聚
羧酸高效减水剂、聚合物乳液和水组成；按质量比为水水泥硅灰膨胀剂=1: 3.00:
0.30: 0.10，选取水、水泥、硅灰和膨胀剂，按水泥用量的0.8% (质量)选取聚羧酸高效减 水剂，按水泥用量的5% (质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为20% (质量)，按 水泥浆的体积用量为1.0kg/m3选取聚丙烯纤维；将水泥、硅灰、膨胀剂、聚丙烯纤维、聚羧 酸高效减水剂、聚合物和水搅拌均匀制成增强增韧再处理浆体；将增韧预处理轻集料放入增 强增韧再处理浆体中，搅拌nin后取出，在相对湿度85%,温度23'C条件下养护2. 5天， 得增强增韧再处理轻集料；使增强增韧再处理浆体在增韧预处理轻集料表面形成一层厚度为 0. 5 lmm高强高韧性层，进一步弥合增韧预处理轻集料表面微裂纹，聚丙烯纤维在高强高韧 性层中搭建成网络结构，提高轻集料的强度、韧性以及抗变形能力；
2) 高强高韧性轻集料混凝土的制备
高强高韧性轻集料混凝土由水、增强增韧再处理轻集料、水泥、细集料、矿物掺合料、 聚羧酸高效减水剂、有机仿钢丝纤维和聚合物乳液组成；按质量比为水增强增韧再处理 轻集料水泥细集料矿物掺合料=1: 3.00: 2.90: 3.80: 0.15，选取水、增强增韧再处
理轻集料、水泥、细集料和矿物掺合料；按水泥用量的0.8 1.65% (质量)选取聚羧酸高效 减水剂，按增强增韧再处理轻集料体积的2. 5kg/m3选取有机仿钢丝纤维，按矿物掺合料和水 泥用量的10% (质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为20% (质量)； 将细集料、聚羧酸高效减水剂和聚合物中，先加入增强增韧再处理轻集料、矿物掺合料、 水泥，再加有机仿钢丝纤维干拌30s，然后再加水搅拌均匀，得高强高韧性轻集料混凝土。 实施例6:
高强高韧性轻集料混凝土的制备方法，它包括如下步骤 原材料准备-
轻集料为粒径5 16鹏、表观密度1200 1500 kg/m3、堆积密度700 1100kg/m:'、筒 压强度>6. 5MPa的粉煤灰陶粒；
聚合物乳液为聚乙烯醇乳液，固含量为60%(质量)； 水泥为强度等级52.5的普通硅酸盐水泥； 膨胀剂为DEA系膨胀剂，限制膨胀率为0.05%;
聚丙烯纤维为直径48um，长度为19mm; 聚羧酸高效减水剂，减水率为20 40%;
细集料为河砂或机制砂，细度模数为2.6 3. 1;
矿物掺合料为硅灰，硅灰的比表面积20000 30000m2 /kg; 有机仿钢丝纤维为直径为1.0mm，长度为50mm; 硅灰比表面积大于20000 30000mVkg。
1) 轻集料的增强增韧预处理
(1) 轻集料的增韧预处理将轻集料置入密封容器中，用真空泵抽真空至负压O. 10MPa， 然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为60% (质量)，保持稳定的负压条件下 静置3h，将静置后的轻集料捞取在相对湿度65%，温度27'C条件下养护3天，得增韧预处理 轻集料；使聚合物在轻集料中形成网状结构，提高轻集料的韧性，限制其裂纹的扩展；
(2) 增强增韧再处理增强增韧再处理浆体由水泥、硅灰、膨胀剂、聚丙烯纤维、聚
羧酸高效减水剂、聚合物乳液和水组成；按质量比为水水泥硅灰膨胀剂=1: 3.40:
0.60: 0.15，选取水、水泥、硅灰和膨胀剂，按水泥用量的1.65% (质量)选取聚羧酸高效 减水剂，按水泥用量的10% (质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为60% (质量)，
按水泥浆的体积用量为1.5kg/V选取聚丙烯纤维；将水泥、硅灰、膨胀剂、聚丙烯纤维、聚
羧酸高效减水剂、聚合物和水搅拌均匀制成增强增韧再处理浆体；将增韧预处理轻集料放入 增强增韧再处理浆体中，搅拌3min后取出，在相对湿度95%，温度27'C条件下养护3. 5天， 得增强增韧再处理轻集料；使增强增韧再处理浆体在增韧预处理轻集料表面形成一层厚度为 0.5 lmm高强高韧性层，进一步弥合增韧预处理轻集料表面微裂纹，聚丙烯纤维在高强高韧 性层中搭建成网络结构，提高轻集料的强度、韧性以及抗变形能力；
2) 高强高韧性轻集料混凝土的制备
高强高韧性轻集料混凝土由水、增强增韧再处理轻集料、水泥、细集料、矿物掺合料、 聚羧酸高效减水剂、有机仿钢丝纤维和聚合物乳液组成；按质量比为水增强增韧再处理
轻集料水泥细集料矿物掺合料=1: 3.50: 3.50: 3.95: 0.40，选取水、增强增韧 再处理轻集料、水泥、细集料和矿物掺合料；按水泥用量的1.65% (质量)选取聚羧酸高效
减水剂，按增强增韧再处理轻集料体积的9. Okg/m'选取有机仿钢丝纤维，按矿物掺合料和水 泥用量的20% (质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为60% (质量)；
将细集料、聚羧酸高效减水剂和聚合物中，先加入增强增韧再处理轻集料、矿物掺合料、 水泥，再加有机仿钢丝纤维干拌60s，然后再加水搅拌均匀，得高强高韧性轻集料混凝土。
权利要求
1.高强高韧性轻集料混凝土的制备方法，其特征在于它包括如下步骤1)轻集料的增强增韧预处理(1)轻集料的增韧预处理将轻集料置入密封容器中，用真空泵抽真空至负压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为20～60％，保持稳定的负压条件下静置0.5～3h，将静置后的轻集料捞取在相对湿度60±5％，温度25±2℃条件下养护1～3天，得增韧预处理轻集料；(2)增强增韧再处理按质量比为水∶水泥∶硅灰∶膨胀剂＝1∶(3.00～3.40)∶(0.30～0.60)∶(0.10～0.15)，选取水、水泥、硅灰和膨胀剂，按水泥用量的0.8～1.65％(质量)选取聚羧酸高效减水剂，按水泥用量的5～10％(质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为20～60％，按水泥浆的体积用量为1.0～1.5kg/m3选取聚丙烯纤维；将水泥、硅灰、膨胀剂、聚丙烯纤维、聚羧酸高效减水剂、聚合物和水搅拌均匀制成增强增韧再处理浆体；将增韧预处理轻集料放入增强增韧再处理浆体中，搅拌1～3min后取出，在相对湿度90±5％，温度25±2℃条件下养护2.5～3.5天，得增强增韧再处理轻集料；2)高强高韧性轻集料混凝土的制备按质量比为水∶增强增韧再处理轻集料∶水泥∶细集料∶矿物掺合料＝1∶(3.00～3.50)∶(2.90～3.50)∶(3.80～3.95)∶(0.15～0.40)，选取水、增强增韧再处理轻集料、水泥、细集料和矿物掺合料；按水泥用量的0.8～1.65％(质量)选取聚羧酸高效减水剂，按增强增韧再处理轻集料体积的2.5～9.0kg/m3选取有机仿钢丝纤维，按矿物掺合料和水泥用量的10～20％(质量)选取聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为20～60％；将细集料、聚羧酸高效减水剂和聚合物中，先加入增强增韧再处理轻集料、矿物掺合料、水泥，再加有机仿钢丝纤维干拌30～60s，然后再加水搅拌均匀，得高强高韧性轻集料混凝土。
2. 根据权利要求1所述的高强高韧性轻集料混凝土的制备方法，其特征在于所述的轻集料为粒径5 16mm、表观密度1200 1500kg/cu.m.、堆积密度700 1100kg/m3、筒压强 度 ≥6. 5MPa的粘土陶粒、页岩陶粒或粉煤灰陶粒。
3. 根据权利要求1所述的高强高韧性轻集料混凝土的制备方法，其特征在于所述的聚合物乳液为苯丙乳液或聚乙烯醇乳液。
4. 根据权利要求1所述的高强高韧性轻集料混凝土的制备方法，其特征在于所述聚丙烯纤维的直径为20 48 mu m，长度为3 19mm。
5. 根据权利要求1所述的高强高韧性轻集料混凝土的制备方法，其特征在于所述矿物渗合料为硅灰、II级粉煤灰中的任意一种或二种混合，二种混合时为任意配比；硅灰的比表面积20000 30000㎡ /kg; II级粉煤灰的需水量比≤105%。
6. 根据权利要求1所述的高强高韧性轻集料混凝土的制备方法，其特征在于所述有机仿钢丝纤维的直径为0. 5 mm 1. 0mm，长度为30 50mm。
全文摘要
本发明涉及一种轻集料混凝土的制备方法。高强高韧性轻集料混凝土的制备方法，其特征在于它包括如下步骤1)轻集料的增强增韧预处理(1)轻集料的增韧预处理，轻集料吸附聚合物，得增韧预处理轻集料；(2)增强增韧再处理将增韧预处理轻集料放入增强增韧再处理浆体中，搅拌1～3min后取出，在相对湿度90±5％，温度25±2℃条件下养护2.5～3.5天，得增强增韧再处理轻集料；2)高强高韧性轻集料混凝土的制备将细集料、聚羧酸高效减水剂和聚合物中，先加入增强增韧再处理轻集料、矿物掺合料、水泥，再加有机仿钢丝纤维干拌30～60s，然后再加水搅拌均匀，得高强高韧性轻集料混凝土。本发明方法制备的轻集料混凝土具有高强度、高韧性。
文档编号C04B28/00GK101172821SQ20071005363
公开日2008年5月7日 申请日期2007年10月25日 优先权日2007年10月25日
发明者丁庆军, 何永佳, 吕林女, 清 林, 王发洲, 王小磊, 焜 田, 田耀刚, 胡曙光, 陈造文, 黄修林 申请人:武汉理工大学