本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高韧性蒸压加气混凝土及其制备方法。
背景技术：
在现有的加气混凝土产品中，水泥-石灰-粉煤灰加气混凝土因其具有材料来源广泛、产品质量较好，实现了粉煤灰的综合利用，占据较大的市场份额。近年来随着环境治理的多项措施出台，火力发电企业逐渐减少，粉煤灰的产量降低，导致粉煤灰价格上涨，此外由于粉煤灰分散性较强，导致坯体易塌模，成品脆性大，在运输以及使用过程中容易出现空鼓、破损、开裂等问题，为了改善这一现象，通常需要增加蒸压加气混凝土的韧性，本发明的混凝土增韧用改性埃洛石，采用增韧效能优异的改性埃洛石和羟乙基纤维素，通过多步骤表面改性反应，将两种增韧材料有效结合，从而形成一种独特的复合增韧体系。制备出的改性埃洛石能在混凝土中充分分散，有效发挥材料协同增韧的效果，赋予混凝土良好的韧性、各向同性、抗疲劳性，是一种高性能混凝土增韧材料。本发明的混凝土增韧用改性埃洛石可以很方便地与其它混凝土组分混合均匀，是一种高性能混凝土增韧材料，制备的高韧性蒸压加气混凝土及其制备方法具有很好的强度与韧性，可以广泛的应用于房屋建筑领域。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高韧性蒸压加气混凝土及其制备方法，本发明采用一种可用于混凝土增韧的改性埃洛石，它是采用经活化处理的埃洛石首先与氯化亚砜反应，然后与双官能团有机化合物反应，使埃洛石表面负载活泼官能团，再与三聚氯氰反应，得到表面存在活泼含氯三嗪环的埃洛石，最后与羟乙基纤维素通过亲核取代反应制备得到。该改性埃洛石中，羟乙基纤维素和埃洛石的质量含量比约为0.1-0.3:1。
一种高韧性蒸压加气混凝土，所用原料按重量份计包括：
煅烧赤泥粉15-20份、粉煤灰24-32份、生石膏5-10份、生石灰12-18份、淀粉接枝阴离子-非离子基团内养护材料3-5份,增韧材料2-3份、水泥20-30份、减水剂1-2份、聚丙烯酸酯1-2份,tris-hcl缓冲溶液2-5份，水10-18份。
所述增韧材料为改性埃洛石，其制备方法，包括以下步骤：
（1）将经活化处理的埃洛石和氯化亚砜在有机溶剂j中，在30-50℃下搅拌5-12h后，在20khz、100kw的超声波清洗机中于60-80℃下超声8-12h，然后以3500-5000rpm的转速离心20-30min，分离固体并经有机溶剂k洗净后，再在30-40℃下真空干燥24-48h；
（2）将上述步骤（1）处理的埃洛石、双官能团有机化合物和3-甲基吡啶在有机溶剂j中混合，在40-50℃下搅拌3-12h后，在氮气保护下、在20khz、100kw的超声波清洗机中于80-90℃下超声反应5-8h后，蒸除3-甲基吡啶和有机溶剂j，再经混合溶剂l洗净后，在10-20℃下真空干燥24-36h；
（3）将上述步骤（2）处理的埃洛石和三聚氯氰在四氢呋喃中混合，在0-10℃下搅拌12-24h，在20khz、100kw的超声波清洗机中于0-10℃下超声2-6h后，再在0-10℃下反应30-72h后，经四氢呋喃洗净，在10-15℃下真空干燥24-48h；
（4）将上述步骤（3）处理的埃洛石在n-甲基吡咯烷酮中溶解后，加入到溶解有羟乙基纤维素的吡啶溶液中，在10-20℃下搅拌3-10h，在40khz、200kw的超声波清洗机中于10-20℃下超声1-3h，在氮气保护下升温至40-60℃恒温反应24-48h后，再升温至83-95℃恒温反应24-48h，蒸除溶剂，用水洗净后，在50℃下真空干燥24-48h后得到改性埃洛石产品。
上述步骤（1）中经活化处理的埃洛石为1-20kg，氯化亚砜为5-50kg；有机溶剂j为30-200l。
上述步骤（1）中的有机溶剂j为二甲苯、n-甲基吡咯烷酮或n,n’-二甲基甲酰胺中的一种。
上述步骤（1）中的有机溶剂k为四氢呋喃或丙酮中的一种。
上述步骤（2）中的埃洛石为3-20kg；双官能团有机化合物为1-5kg；3-甲基吡啶为1-5l；有机溶剂j为50-200l。
上述步骤（2）中的双官能团有机化合物为乙二醇和1,3-丙二醇中的一种。
上述步骤（2）中的混合溶剂l由乙醇、丙酮和水组成，其中乙醇、丙酮和水的体积比为3:1:6。
上述步骤（3）中的埃洛石为2-18kg；三聚氯氰为0.5-5kg；四氢呋喃为50-200l。
上述步骤（4）中的埃洛石为2-15kg；n-甲基吡咯烷酮为50-260l；羟乙基纤维素为1-5kg；吡啶为20-80l。
上述步骤（4）中的羟乙基纤维素的粘均分子量为5000-30000，取代度为0.5-2.5。
在上述步骤（1）中所述经活化处理的埃洛石的活化处理包括以下步骤：
1）取埃洛石，经机械粉碎处理并用400目筛选后待用；
2）在两个相同的12l尼龙罐中各装入55颗直径为5mm的不锈钢球和50颗直径为10mm的不锈钢球，然后分别加入经步骤1）处理后的埃洛石5kg，再分别滴加500ml无水乙醇，并用尼龙盖密封；将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中，在转速为300rpm、且每60分钟自动转换旋转方向的条件下球磨45-50h后，得到平均长度为180-200nm的短切埃洛石；
3）取步骤2）短切处理后的埃洛石加入到ph为8、浓度为12wt%的tween40的水溶液中超声20h，过滤，用水洗净后，于65-67℃下真空干燥24h后得到活化处理的埃洛石。
所述的埃洛石为市售，其主要规格：性状：白色粉末；密度：2.4-2.5g/cm3；组成成分：sio2：58.23、al2o3：40.96、fe2o3：0.34、tio2：0.15、p2o5：0.14；管外径：40-60nm；管内径：15-20nm；长度：<1.1μm；比表面积：52.6m2/g。
所述的tween40(casno.9005-66-7)为市售，其主要规格：性状：琥珀色油状液体；酸值(kohmg/g)：≤2.0；羟值(kohmg/g)：85-100；hlb值：15.5；皂化值(kohmg/g)：40-55；水份(%)：≤2.5。
b将煅烧赤泥粉、粉煤灰、生石膏、生石灰、淀粉接枝阴离子-非离子基团内养护材料,复合增韧材料、水泥、减水剂、聚丙烯酸酯,tris-hcl按比例混合，进行干搅拌15分钟，然后加入适量水，再次搅拌30分钟，然后制备成混凝土制品，标养28天，就得到了高韧性蒸压加气混凝土产品。
与已有技术相比，本发明的技术方案有如下有益效果：
本发明所提供的混凝土增韧用改性埃洛石环境友好，在水中具有良好的分散性。该改性埃洛石的制备条件容易满足，且原料来源丰富，成本较低。
本发明的混凝土增韧用改性埃洛石，采用增韧效能优异的改性埃洛石和羟乙基纤维素，通过多步骤表面改性反应，将两种增韧材料有效结合，从而形成一种独特的复合增韧体系。制备出的改性埃洛石能够在混凝土中充分分散，有效发挥材料协同增韧的效果，赋予混凝土整体具有良好的韧性、各向同性、抗疲劳性，是一种高性能混凝土增韧材料，本发明的混凝土增韧用改性埃洛石可以很方便地与其它混凝土组分混合分散均匀。
具体实施方法
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的包括范围不限于此：
实施例1
一种高韧性蒸压加气混凝土，主要原料按重量份计包括：
煅烧赤泥粉15份、粉煤灰24份、生石膏5份、生石灰12份、淀粉接枝阴离子-非离子基团内养护材料3份,增韧材料2份、水泥20份、减水剂1份、聚丙烯酸酯1份,tris-hcl缓冲溶液2份，水10份。
所述增韧材料为改性埃洛石，其制备方法，包括以下步骤：
（1）将经活化处理的埃洛石和氯化亚砜在有机溶剂j中，在30℃下搅拌5h后，在20khz、100kw的超声波清洗机中于60℃下超声8h，然后以3500rpm的转速离心20min，分离固体并经有机溶剂k洗净后，再在30℃下真空干燥24h；
（2）将上述步骤（1）处理的埃洛石、双官能团有机化合物和3-甲基吡啶在有机溶剂j中混合，在40℃下搅拌3h后，在氮气保护下、在20khz、100kw的超声波清洗机中于80℃下超声反应5h后，蒸除3-甲基吡啶和有机溶剂j，再经混合溶剂l洗净后，在10℃下真空干燥24h；
（3）将上述步骤（2）处理的埃洛石和三聚氯氰在四氢呋喃中混合，在0℃下搅拌12h，在20khz、100kw的超声波清洗机中于0℃下超声2h后，再在0℃下反应30h后，经四氢呋喃洗净，在10℃下真空干燥24h；
（4）将上述步骤（3）处理的埃洛石在n-甲基吡咯烷酮中溶解后，加入到溶解有羟乙基纤维素的吡啶溶液中，在10℃下搅拌3h，在40khz、200kw的超声波清洗机中于10℃下超声1h，在氮气保护下升温至40℃恒温反应24h后，再升温至83℃恒温反应24h，蒸除溶剂，用水洗净后，在50℃下真空干燥24h后得到改性埃洛石产品。
所述有机溶剂j为二甲苯；所述有机溶剂k为四氢呋喃；所述双官能团有机化合物为乙二醇；所述混合溶剂l由乙醇、丙酮和水组成，其中乙醇、丙酮和水的体积比为3:1:6。
步骤（1）中经活化处理的埃洛石为3kg，氯化亚砜为5kg；有机溶剂j为30l。
步骤（2）中的埃洛石为3kg；双官能团有机化合物为1kg；3-甲基吡啶为1l；有机溶剂j为50l。
步骤（3）中的埃洛石为2kg；三聚氯氰为0.5kg；四氢呋喃为50l。
步骤（4）中的埃洛石为2kg；n-甲基吡咯烷酮为50l；羟乙基纤维素为1kg；吡啶为20l。
步骤（4）中的羟乙基纤维素的粘均分子量为5000，取代度为0.5。
步骤（1）中所述经活化处理的埃洛石的活化处理包括以下步骤：
1）取埃洛石，经机械粉碎处理并用400目筛选后待用；
2）在两个相同的12l尼龙罐中各装入55颗直径为5mm的不锈钢球和50颗直径为10mm的不锈钢球，然后分别加入经步骤1）处理后的埃洛石5kg，再分别滴加500ml无水乙醇，并用尼龙盖密封；将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中，在转速为300rpm、且每60分钟自动转换旋转方向的条件下球磨45h后，得到平均长度为200nm的短切埃洛石；
3）取步骤2）短切处理后的埃洛石加入到ph为8、浓度为12wt%的tween40的水溶液中超声20h，过滤，用水洗净后，于65℃下真空干燥24h后得到活化处理的埃洛石。
所述的埃洛石为市售，其主要规格：性状：白色粉末；密度：2.4-2.5g/cm3；组成成分：sio2：58.23、al2o3：40.96、fe2o3：0.34、tio2：0.15、p2o5：0.14；管外径：40-60nm；管内径：15-20nm；长度：<1.1μm；比表面积：52.6m2/g。
所述的tween40(casno.9005-66-7)为市售，其主要规格：性状：琥珀色油状液体；酸值(kohmg/g)：≤2.0；羟值(kohmg/g)：85-100；hlb值：15.5；皂化值(kohmg/g)：40-55；水份(%)：≤2.5。
高韧性蒸压加气混凝土的制备方法，将煅烧赤泥粉、粉煤灰、生石膏、生石灰、水泥、淀粉接枝阴离子-非离子基团内养护材料,复合增韧材料、减水剂、聚丙烯酸酯,tris-hcl按比例混合，进行干搅拌15分钟，然后加入适量水，再次搅拌30分钟，然后制备成混凝土制品，标养28天，就得到了高韧性蒸压加气混凝土产品。
实施例2
一种高韧性蒸压加气混凝土，主要原料按重量份计包括：
煅烧赤泥粉18份、粉煤灰30份、生石膏8份、生石灰15份、淀粉接枝阴离子-非离子基团内养护材料4份,增韧材料2份、水泥25份、减水剂2份、聚丙烯酸酯2份,tris-hcl缓冲溶液3份，水15份。
所述增韧材料为改性埃洛石，其制备方法，包括以下步骤：
（1）将经活化处理的埃洛石和氯化亚砜在有机溶剂j中，在40℃下搅拌8h后，在20khz、100kw的超声波清洗机中于70℃下超声10h，然后以4000rpm的转速离心25min，分离固体并经有机溶剂k洗净后，再在35℃下真空干燥36h；
（2）将上述步骤（1）处理的埃洛石、双官能团有机化合物和3-甲基吡啶在有机溶剂j中混合，在45℃下搅拌8h后，在氮气保护下、在20khz、100kw的超声波清洗机中于85℃下超声反应6h后，蒸除3-甲基吡啶和有机溶剂j，再经混合溶剂l洗净后，在15℃下真空干燥30h；
（3）将上述步骤（2）处理的埃洛石和三聚氯氰在四氢呋喃中混合，在5℃下搅拌18h，在20khz、100kw的超声波清洗机中于5℃下超声4h后，再在5℃下反应51h后，经四氢呋喃洗净，在12℃下真空干燥36h；
（4）将上述步骤（3）处理的埃洛石在n-甲基吡咯烷酮中溶解后，加入到溶解有羟乙基纤维素的吡啶溶液中，在15℃下搅拌7h，在40khz、200kw的超声波清洗机中于15℃下超声2h，在氮气保护下升温至50℃恒温反应36h后，再升温至90℃恒温反应36h，蒸除溶剂，用水洗净后，在50℃下真空干燥36h后得到改性埃洛石产品。
所述有机溶剂j为n-甲基吡咯烷酮；所述有机溶剂k为丙酮；所述双官能团有机化合物为1,3-丙二醇；所述混合溶剂l由乙醇、丙酮和水组成，其中乙醇、丙酮和水的体积比为3:1:6。
步骤（1）中经活化处理的埃洛石为10kg，氯化亚砜为20kg；有机溶剂j为100l。
步骤（2）中的埃洛石为10kg；双官能团有机化合物为3kg；3-甲基吡啶为3l；有机溶剂j为150l。
步骤（3）中的埃洛石为10kg；三聚氯氰为2kg；四氢呋喃为100l。
步骤（4）中的埃洛石为10kg；n-甲基吡咯烷酮为150l；羟乙基纤维素为3kg；吡啶为50l。
步骤（4）中的羟乙基纤维素的粘均分子量为10000，取代度为1.0。
步骤（1）中所述经活化处理的埃洛石的活化处理包括以下步骤：
1）取埃洛石，经机械粉碎处理并用400目筛选后待用；
2）在两个相同的12l尼龙罐中各装入55颗直径为5mm的不锈钢球和50颗直径为10mm的不锈钢球，然后分别加入经步骤1）处理后的埃洛石5kg，再分别滴加500ml无水乙醇，并用尼龙盖密封；将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中，在转速为300rpm、且每60分钟自动转换旋转方向的条件下球磨48h后，得到平均长度为190nm的短切埃洛石；
3）取步骤2）短切处理后的埃洛石加入到ph为8、浓度为12wt%的tween40的水溶液中超声20h，过滤，用水洗净后，于66℃下真空干燥24h后得到活化处理的埃洛石。
所述的埃洛石为市售，其主要规格：性状：白色粉末；密度：2.4-2.5g/cm3；组成成分：sio2：58.23、al2o3：40.96、fe2o3：0.34、tio2：0.15、p2o5：0.14；管外径：40-60nm；管内径：15-20nm；长度：<1.1μm；比表面积：52.6m2/g。
所述的tween40(casno.9005-66-7)为市售，其主要规格：性状：琥珀色油状液体；酸值(kohmg/g)：≤2.0；羟值(kohmg/g)：85-100；hlb值：15.5；皂化值(kohmg/g)：40-55；水份(%)：≤2.5。
高韧性蒸压加气混凝土的制备方法，将煅烧赤泥粉、粉煤灰、生石膏、生石灰、水泥、淀粉接枝阴离子-非离子基团内养护材料,复合增韧材料、减水剂、聚丙烯酸酯,tris-hcl按比例混合，进行干搅拌15分钟，然后加入适量水，再次搅拌30分钟，然后制备成混凝土制品，标养28天，就得到了高韧性蒸压加气混凝土产品。
实施例3
一种高韧性蒸压加气混凝土，主要原料按重量份计包括：
煅烧赤泥粉20份、粉煤灰32份、生石膏10份、生石灰18份、淀粉接枝阴离子-非离子基团内养护材料5份,增韧材料3份、水泥30份、减水剂2份、聚丙烯酸酯2份,tris-hcl缓冲溶液5份，水18份。
所述增韧材料为改性埃洛石，其制备方法，包括以下步骤：
（1）将经活化处理的埃洛石和氯化亚砜在有机溶剂j中，在50℃下搅拌12h后，在20khz、100kw的超声波清洗机中于80℃下超声12h，然后以5000rpm的转速离心30min，分离固体并经有机溶剂k洗净后，再在40℃下真空干燥48h；
（2）将上述步骤（1）处理的埃洛石、双官能团有机化合物和3-甲基吡啶在有机溶剂j中混合，在50℃下搅拌12h后，在氮气保护下、在20khz、100kw的超声波清洗机中于90℃下超声反应8h后，蒸除3-甲基吡啶和有机溶剂j，再经混合溶剂l洗净后，在20℃下真空干燥36h；
（3）将上述步骤（2）处理的埃洛石和三聚氯氰在四氢呋喃中混合，在10℃下搅拌24h，在20khz、100kw的超声波清洗机中于10℃下超声6h后，再在10℃下反应72h后，经四氢呋喃洗净，在15℃下真空干燥48h；
（4）将上述步骤（3）处理的埃洛石在n-甲基吡咯烷酮中溶解后，加入到溶解有羟乙基纤维素的吡啶溶液中，在20℃下搅拌10h，在40khz、200kw的超声波清洗机中于20℃下超声3h，在氮气保护下升温至60℃恒温反应48h后，再升温至95℃恒温反应48h，蒸除溶剂，用水洗净后，在50℃下真空干燥48h后得到改性埃洛石产品。
所述有机溶剂j为n,n’-二甲基甲酰胺；所述有机溶剂k为四氢呋喃；所述双官能团有机化合物为乙二醇；所述混合溶剂l由乙醇、丙酮和水组成，其中乙醇、丙酮和水的体积比为3:1:6。
步骤（1）中经活化处理的埃洛石为20kg，氯化亚砜为50kg；有机溶剂j为200l。
步骤（2）中的埃洛石为20kg；双官能团有机化合物为5kg；3-甲基吡啶为5l；有机溶剂j为200l。
步骤（3）中的埃洛石为18kg；三聚氯氰为5kg；四氢呋喃为200l。
步骤（4）中的埃洛石为15kg；n-甲基吡咯烷酮为260l；羟乙基纤维素为5kg；吡啶为80l。
步骤（4）中的羟乙基纤维素的粘均分子量为30000，取代度为2.5。
步骤（1）中所述经活化处理的埃洛石的活化处理包括以下步骤：
1）取埃洛石，经机械粉碎处理并用400目筛选后待用；
2）在两个相同的12l尼龙罐中各装入55颗直径为5mm的不锈钢球和50颗直径为10mm的不锈钢球，然后分别加入经步骤1）处理后的埃洛石5kg，再分别滴加500ml无水乙醇，并用尼龙盖密封；将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中，在转速为300rpm、且每60分钟自动转换旋转方向的条件下球磨50h后，得到平均长度为200nm的短切埃洛石；
3）取步骤2）短切处理后的埃洛石加入到ph为8、浓度为12wt%的tween40的水溶液中超声20h，过滤，用水洗净后，于67℃下真空干燥24h后得到活化处理的埃洛石。
所述的埃洛石为市售，其主要规格：性状：白色粉末；密度：2.4-2.5g/cm3；组成成分：sio2：58.23、al2o3：40.96、fe2o3：0.34、tio2：0.15、p2o5：0.14；管外径：40-60nm；管内径：15-20nm；长度：<1.1μm；比表面积：52.6m2/g。
所述的tween40(casno.9005-66-7)为市售，其主要规格：性状：琥珀色油状液体；酸值(kohmg/g)：≤2.0；羟值(kohmg/g)：85-100；hlb值：15.5；皂化值(kohmg/g)：40-55；水份(%)：≤2.5。
高韧性蒸压加气混凝土的制备方法，将煅烧赤泥粉、粉煤灰、生石膏、生石灰、水泥、淀粉接枝阴离子-非离子基团内养护材料,复合增韧材料、减水剂、聚丙烯酸酯,tris-hcl按比例混合，进行干搅拌15分钟，然后加入适量水，再次搅拌30分钟，然后制备成混凝土制品，标养28天，就得到了高韧性蒸压加气混凝土产品。
本发明制备得到的高韧性蒸压加气混凝土产品抗压强度：4.68-5.76mpa；劈裂抗拉强度：0.50-0.80mpa；平均容重：664kg/m3；导热系数：0.031-0.041(w/m.k)；吸声系数：0.23-0.33。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。