本发明公开一种改性火山渣轻集料及其制备方法，涉及到一种改性火山渣轻集料及制备方法，属于建筑材料技术领域。
技术背景
随着建筑技术的日新月异，建筑正朝着高层、大跨度的方向发展，而普通混凝土自重大的缺点也日益凸显，解决的途径一是提高普通混凝土的强度，二是发展和生产轻集料混凝土。轻集料混凝土除了轻质的特性以外，其保温隔热、耐火、隔音及抗震等性能也是普通混凝土所无法比拟的；在对建筑节能环保要求不断增加的21世纪，轻集料混凝土有着广阔的发展前景。
近年来轻集料混凝土发展非常迅速，火山渣是一种资源丰富的天然轻集料，火山渣混凝土和火山渣混凝土制品，不但比强度高：如40~50mpa的轻集料混凝土体积密度可保持在1700kg/m3～1900kg/m3，比普通混凝土轻1/5左右。更具有隔热、保温、保湿功能：体积密度为1750kg/m3的轻集料混凝土的导热系数大大低于普通密度混凝土的导热系数，较传统的实心粘士砖或普通混凝土可节能约30%~50%。而且耐火性好：耐火能力是普通混凝土的4倍。在650℃高温下，轻集料混凝土能维持室温时强度的85%，而普通混凝土只能维持35%~75%。同时抗震性能、耐久性、抗裂性，抗无碱-集料效应均优于普通混凝土。
但由于火山渣的特殊连通孔洞结构，导致火山渣轻集料混凝土存在着诸多有待解决的问题，如可泵性差、拌合后混凝土实际表观密度超过计算值等，经过分析此类问题都是由于火山渣的多孔结构所造成的（如图1），火山渣多孔结构吸水会导致混凝土拌和物的坍落度很快损失，而且吸水率越大，坍落度损失越快，同时由于轻集料和水泥砂浆的密度差大，易分层离析。但其主要应用优势又完全依赖于多孔特性，所以有效保证孔隙特点成为火山渣混凝土发展的重要研究方向。所以本发明将提供一种改性火山渣轻集料及其制备方法。
技术实现要素：
本发明提供了一种改性火山渣轻集料，可以有效改善火山渣多孔结构吸水、吸浆的一系列缺点，且保温性能更加优异，具有极高的实际应用价值。
本发明还公开了一种改性火山渣轻集料的制备方法，主要以火山渣、粉状硅气凝胶、水玻璃、可再分散乳胶粉、纤维素醚、聚氧化乙烯、木质素纤维、十二烷基磺酸钠、硅灰和水组成。组成材料在超声负压方法下，利用超声波增加改性材料作用效果，从而有效改善火山渣的物理性能，提高火山渣混凝土综合性能。
本发明的一种改性火山渣轻集料及其制备方法是由以下重量百分比的原料制成的：火山渣60-90份、粉状硅气凝胶1-10份、水玻璃5-30份、可再分散乳胶粉0.5-5份、纤维素醚0.01-4份、聚氧化乙烯0.01-1份、木质素纤维0.01-3份、十二烷基磺酸钠0.01-6份、硅灰2-10份和水5-30份组成。
1、本发明进一步提供了一种改性火山渣轻集料的制备方法，所述方法的具体步骤如下：
1）按重量称取火山渣，加入负压超声装置；
2）按重量比称取粉状硅气凝胶、水玻璃、可再分散乳胶粉、纤维素醚、聚氧化乙烯、木质素纤维、十二烷基磺酸钠、硅灰和水几种组成材料并搅拌混合均匀；
3）将步骤2）中混合材料徐徐加入负压超声装置中，保持负压和超声同时进行的条件下，搅拌火山渣与混合材料；低速搅拌至混合材料全部加入，停拌5-15s，再高速搅拌60-120s后即得到本发明的改性火山渣；
4）其中步骤1）中粉状硅气凝胶颗粒大小介于0.01-0.1mm。
本发明的积极效果在于：本发明提供了一种改性火山渣轻集料及其制备方法，其中包含了一种改性火山渣轻集料。主要利用粉状硅气凝胶的特殊性能与真空负压方法的有效作用，有效的对火山渣连通孔隙进行填充、封堵、隔离，不但可以有效降低火山渣的吸水率，而且可以利用硅气凝胶的优良保温、隔热、防火特性，进一步增加火山渣轻集料混凝土的保温与防火性能。
附图说明：
图1火山渣的多孔结构；
图2改性后火山渣显微图像。
具体实施方式：
通过以下实施例进一步举例描述本发明，并不以任何方式限制本发明，在不背离本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
实施例1：
1）按重量称取火山渣60份，加入负压超声装置；
2）按重量比称取粉状硅气凝胶2份、水玻璃10份、可再分散乳胶粉1份、纤维素醚0.05份、聚氧化乙烯0.05份、木质素纤维0.1份、十二烷基磺酸钠0.05份、硅灰5份和水21.75份几种组成材料并搅拌混合均匀；
3）将步骤2）中混合材料徐徐加入负压超声装置中，保持负压和超声同时进行的条件下，搅拌火山渣与混合材料。低速搅拌至混合材料全部加入，停拌5s，再高速搅拌60s后即得到本发明的改性火山渣。
4）其中步骤1）中粉状硅气凝胶颗粒大小介于0.03-0.5mm。
实施例2：
1）按重量称取火山渣60份，加入负压超声装置；
2）按重量比称取粉状硅气凝胶5份、水玻璃10份、可再分散乳胶粉1份、纤维素醚0.05份、聚氧化乙烯0.05份、木质素纤维0.1份、十二烷基磺酸钠0.05份、硅灰5份和水18.75份几种组成材料并搅拌混合均匀；
3）将步骤2）中混合材料徐徐加入负压超声装置中，保持负压和超声同时进行的条件下，搅拌火山渣与混合材料。低速搅拌至混合材料全部加入，停拌5s，再高速搅拌60s后即得到本发明的改性火山渣。
4）其中步骤1）中粉状硅气凝胶颗粒大小介于0.03-0.5mm。
实施例3：
1）按重量称取火山渣70份，加入负压超声装置；
2）按重量比称取粉状硅气凝胶2份、水玻璃10份、可再分散乳胶粉1份、纤维素醚0.05份、聚氧化乙烯0.05份、木质素纤维0.1份、十二烷基磺酸钠0.05份、硅灰5份和水11.75份几种组成材料并搅拌混合均匀；
3）将步骤2）中混合材料徐徐加入负压超声装置中，保持负压和超声同时进行的条件下，搅拌火山渣与混合材料。低速搅拌至混合材料全部加入，停拌5s，再高速搅拌60s后即得到本发明的改性火山渣。
4）其中步骤1）中粉状硅气凝胶颗粒大小介于0.03-0.5mm。
实施例4：
1）按重量称取火山渣70份，加入负压超声装置；
2）按重量比称取粉状硅气凝胶5份、水玻璃10份、可再分散乳胶粉1份、纤维素醚0.05份、聚氧化乙烯0.05份、木质素纤维0.1份、十二烷基磺酸钠0.05份、硅灰5份和水8.75份几种组成材料并搅拌混合均匀；
3）将步骤2）中混合材料徐徐加入负压超声装置中，保持负压和超声同时进行的条件下，搅拌火山渣与混合材料。低速搅拌至混合材料全部加入，停拌5s，再高速搅拌60s后即得到本发明的改性火山渣。
4）其中步骤1）中粉状硅气凝胶颗粒大小介于0.03-0.5mm。
试验例
对实施例1-4所制备的改性火山渣轻集料性能按照《建筑用卵石、碎石》gb/t14685-2011，《建筑节能工程施工质量验收规范》gb50411-2007进行，测试结果如表1，改性后火山渣显微图像如图2。
表1各实施例的改性火山渣轻集料性能测试结果
表1的实验数据表明，实施例1至实施例4的改性火山渣轻集料在堆积密度不明显增加的条件下，改性后的火山渣导热系数及吸水率均出现了明显的下降，而且实施例4导热系数下降49.1%，吸水率下降75.3%。所以本发明得到一种作用效果非常优异的改性火山渣轻集料及其改性方法。