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CN101172821A - 高强高韧性轻集料混凝土的制备方法 - Google Patents

高强高韧性轻集料混凝土的制备方法 Download PDF

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CN101172821A CNA2007100536343A CN200710053634A CN101172821A CN 101172821 A CN101172821 A CN 101172821A CN A2007100536343 A CNA2007100536343 A CN A2007100536343A CN 200710053634 A CN200710053634 A CN 200710053634A CN 101172821 A CN101172821 A CN 101172821A
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Abstract

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。

Description

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η30不到15，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，混凝土的收缩、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0.05～0.10MPa，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％(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±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％(质量)，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％(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1200～1500kg/m3、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。
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20～48μm，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20000～30000m2/kg；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0.5mm～1.0mm，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η30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：9.0MPa以上；
颗粒密度：1400～1900kg/m3；
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：160～220mm；
表观密度：1800～2000kg/m3；
断裂韧性指数η30：20～30；
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5～16mm、表观密度1200～1500kg/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20μm，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0.5mm，长度为30～50mm。
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3×5×5m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1h，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∶3.1∶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/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3min后取出，在相对湿度90±5％，温度25±2℃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0.5～1mm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61.8MPa，断裂韧性指数η30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1200～1500kg/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：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20μm，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II级粉煤灰，II级粉煤灰的需水量(质量)比≤105％；
有机仿钢丝纤维为：直径为0.5mm，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3×5×5m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1h，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/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3min后取出，在相对湿度90±5％，温度25±2℃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0.5～1mm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9.0kg/m3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63.5MPa，断裂韧性指数η30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1200～1500kg/m3、堆积密度700～1100kg/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48μm，长度为8mm；
聚羧酸高效减水剂，减水率为20～40％；
细集料为：机制砂，细度模数为2.6～3.1；
矿物掺合料为II级粉煤灰，II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3×5×5m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1h，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/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3min后取出，在相对湿度90±5％，温度25±2℃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0.5～1mm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、细集料和矿物掺合料；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9.0kg/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62.5MPa，断裂韧性指数η30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1200～1500kg/m3、堆积密度700～1100kg/m3、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20μm，长度为8mm；
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II级粉煤灰，II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1.0mm，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3×5×5m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1h，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/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3min后取出，在相对湿度90±5％，温度25±2℃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0.5～1mm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∶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η30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1200～1500kg/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20μm，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20000～30000m2/kg；II级粉煤灰的需水量(质量)比≤105％；
有机仿钢丝纤维为：直径为0.5mm，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℃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1min后取出，在相对湿度85％，温度23℃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0.5～1mm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5～16mm、表观密度1200～1500kg/m3、堆积密度700～1100kg/m3、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：UEA系膨胀剂，限制膨胀率为0.05％；
聚丙烯纤维为：直径48μm，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20000～30000m2/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0.10MPa，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℃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/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3min后取出，在相对湿度95％，温度27℃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0.5～1mm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9.0kg/m3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。

Claims (6)

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/m3、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20～48μm，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20000～30000m2/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0.5mm～1.0mm，长度为30～50mm。
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