一种增强层、一种增强型轻骨料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于混凝土技术领域，具体涉及一种增强层、一种增强型轻骨料及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的增强层的制备原料包括6～28份碳矿化胶凝材料，2～8份水，0.2～2份碳矿化增强剂和0.3～1.2份减水剂；所述碳矿化胶凝材料中含有钙。本发明专利技术提供的增强型轻骨料，包括轻骨料和轻骨料表面的增强层。本发明专利技术提供的增强型轻骨料的制备方法，包括以下步骤：将碳矿化胶凝材料、碳矿化增强剂、减水剂和水混合，得到浆液；将所述浆液包裹轻骨料后在二氧化碳气氛中进行碳矿化反应，得到所述增强型轻骨料。碳矿化胶凝材料经过碳矿化反应后在轻骨料表面生成碳酸钙，有效提高了轻骨料的力学强度，扩大了轻骨料的应用范围。扩大了轻骨料的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种增强层、一种增强型轻骨料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于混凝土
，具体涉及一种增强层、一种增强型轻骨料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]现代土木工程的结构不断朝着超高、大跨度发展，传统混凝土由于自重大，已经不能满足超高、大跨度等的建设需求。配制传统混凝土的砂石骨料，其堆积密度大多为1500～1800kg/m3；轻骨料是指堆积密度不超过1200kg/m3的粗细骨料的总称。轻骨料由于内部孔隙率较高，可以显著降低骨料的自重，从而降低混凝土的重量。同时随着国家对装配式建筑的大力推广，大量使用传统混凝土无疑会增加运输成本，无法满足实际工程要求。轻骨料混凝土的使用不仅可使混凝土结构轻质化，推动高层和大跨度等大型工程的发展，同时可大大降低混凝土运输成本。
[0003]然而轻骨料内部孔隙率高的特点也导致其自身材料强度较低，高掺量使用时会显著降低混凝土的力学性能的缺陷，这极大地限制了轻骨料混凝土的应用。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种增强层、一种增强型轻骨料及其制备方法和应用，本专利技术提供的增强型轻骨料具有较高的力学强度，扩大了轻骨料的应用范围。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种增强层，所述增强层的制备原料包括以下原料：
[0006]6～28份碳矿化胶凝材料，2～8份水，0.2～2份碳矿化增强剂和0.3～1.2份减水剂；所述碳矿化胶凝材料中含有钙。
[0007]优选的，所述碳矿化胶凝材料包括硅酸钙，所述硅酸钙包括γ型硅酸二钙、硅酸一钙和二硅酸三钙中的一种或多种。
[0008]优选的，所述碳矿化增强剂包括壳聚糖、无定型硅质材料、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或多种。
[0009]本专利技术提供了一种增强型轻骨料，包括轻骨料和轻骨料表面的增强层，所述增强层为上述技术方案所述增强层。
[0010]优选的，所述增强层的厚度为1.5～4mm。
[0011]优选的，所述轻骨料包括陶粒、陶砂、膨胀珍珠岩、浮石、火山渣和煤渣中的一种或多种；
[0012]所述轻骨料的堆积密度为100～1200kg/m3；
[0013]所述轻骨料和碳矿化胶凝材料的质量比为100:6～28。
[0014]本专利技术提供了上述技术方案所述增强型轻骨料的制备方法，包括以下步骤：
[0015]将碳矿化胶凝材料、碳矿化增强剂、减水剂和水混合，得到浆液；
[0016]将所述浆液包裹轻骨料后在二氧化碳气氛中进行碳矿化反应，得到所述增强型轻
骨料。
[0017]优选的，所述二氧化碳和碳矿化胶凝材料中钙的摩尔比为1～2:1；所述二氧化碳的压力为0.1～0.3MPa；
[0018]所述碳矿化反应的温度为5～90℃；所述碳矿化反应的时间为2～24h。
[0019]优选的，所述混合包括以下步骤：
[0020]将碳矿化增强剂、减水剂和水进行第一混合，得到第一混合溶液；
[0021]将所述第一混合溶液和碳矿化胶凝材料进行第二混合，得到所述浆液。
[0022]本专利技术提供了上述技术方案所述增强型轻骨料或上述技术方案所述制备方法制备得到的增强型轻骨料在超高层、大跨度或可移动建筑中的应用。
[0023]本专利技术提供了一种增强层，所述增强层的制备原料包括以下原料：碳矿化胶凝材料6～28份，水2～8份，碳矿化增强剂0.2～2份和减水剂0.3～1.2份；所述碳矿化胶凝材料中含有钙。在本专利技术中，碳矿化胶凝材料与二氧化碳反应生成碳酸钙，提高了增强层的力学强度。在本专利技术中，所述碳矿化增强剂可以在碳矿化反应中促进钙离子溶出，诱导更多碳酸钙生成，从而提高力学强度。
[0024]本专利技术提供了一种增强型轻骨料，包括轻骨料和轻骨料表面的增强层，所述增强层为上述技术方案中的增强层。在本专利技术中，所述增强层具有较高的力学强度，提高了轻骨料的强度，扩大了轻骨料的应用范围。
[0025]本专利技术提供了上述技术方案所述增强型轻骨料的制备方法，包括以下步骤：将碳矿化胶凝材料、碳矿化增强剂、减水剂和水混合，得到浆液；将所述浆液包裹轻骨料后在二氧化碳气氛中进行碳矿化反应，得到所述增强型轻骨料。在本专利技术中，所述碳矿化胶凝材料具有低水化活性和高碳化活性，碳矿化胶凝材料经过碳矿化反应后在轻骨料表面生成碳酸钙，有效提高了轻骨料的力学强度。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种增强层，所述增强层的制备原料包括以下原料：
[0027]6～28份碳矿化胶凝材料，2～8份水，0.2～2份碳矿化增强剂和0.3～1.2份减水剂；所述碳矿化胶凝材料中含有钙。
[0028]在本专利技术中，如果没有特殊说明所需原料为常规市售产品即可。
[0029]在本专利技术中，所述增强层的制备原料包括6～28份碳矿化胶凝材料，优选为9～25份，更优选为18～23份。在本专利技术中，所述碳矿化胶凝材料优选为硅酸钙，所述硅酸钙优选包括γ型硅酸二钙(γ
‑
C2S)、硅酸一钙(CS)和二硅酸三钙(C3S2)中的一种或多种，更优选为γ型硅酸二钙或二硅酸三钙，更进一步优选为γ型硅酸二钙。在本专利技术中，当所述碳矿化胶凝材料为两种以上上述具体物质时，本专利技术对具体物质的配比无特殊限定，采用任意配比即可。在本专利技术中，所述碳矿化胶凝材料的平均粒度优选为<150μm，更优选为<100μm。在本专利技术中，所述碳矿化胶凝材料的密度优选为2800～3000kg/m3，更优选为2900～2950kg/m3。
[0030]以碳矿化胶凝材料的质量份数为基准，在本专利技术中，所述增强层的制备原料包括2～8份水，优选为3～6份，更优选为4～5份。
[0031]以碳矿化胶凝材料的质量份数为基准，在本专利技术中，所述增强层的制备原料包括0.2～2份碳矿化增强剂，优选为0.5～2份，更优选为1～1.5份。在本专利技术中，所述碳矿化增
强剂优选包括壳聚糖、无定型硅质材料、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或多种，更优选为壳聚糖或聚乙烯醇。在本专利技术中，当所述碳矿化增强剂为两种以上上述具体物质时，本专利技术对具体物质的配比无特殊限定，采用任意配比即可。
[0032]以碳矿化胶凝材料的质量份数为基准，在本专利技术中，所述增强层的制备原料包括0.3～1.2份减水剂，优选为0.35～1份，更优选为0.72～0.9份。在本专利技术中，所述减水剂优选为聚羧酸系减水剂。在本专利技术中，所述聚羧酸系减水剂的减水率优选为20～30％，更优选为23～28％。
[0033]本专利技术提供了一种增强型轻骨料，包括轻骨料和轻骨料表面的增强层，所述增强层为上述技术方案所述增强层。
[0034]在本专利技术中，所述增强型轻骨料包括轻骨料，所述轻骨料的堆积密度优选为100～1200kg/m3，更优选为428～782kg/m3。在本专利技术中，所述轻骨料的筒压强度优选为4～7MPa，更优选为5～6MPa。在本专利技术中，所述轻骨料的粒径优选为10～30mm，更优选为15～20mm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强层，其特征在于，所述增强层的制备原料包括以下原料：6～28份碳矿化胶凝材料，2～8份水，0.2～2份碳矿化增强剂和0.3～1.2份减水剂；所述碳矿化胶凝材料中含有钙。2.根据权利要求1所述增强层，其特征在于，所述碳矿化胶凝材料包括硅酸钙，所述硅酸钙包括γ型硅酸二钙、硅酸一钙和二硅酸三钙中的一种或多种。3.根据权利要求1所述增强层，其特征在于，所述碳矿化增强剂包括壳聚糖、无定型硅质材料、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或多种。4.一种增强型轻骨料，包括轻骨料和轻骨料表面的增强层，所述增强层为权利要求1～3任一项所述增强层。5.根据权利要求1所述增强型轻骨料，其特征在于，所述增强层的厚度为1.5～4mm。6.根据权利要求4所述增强型轻骨料，其特征在于，所述轻骨料包括陶粒、陶砂、膨胀珍珠岩、浮石、火山渣和煤渣中的一种或多种；所述轻骨料的堆积密度为100～1200kg/m3；所述轻...

【专利技术属性】
技术研发人员：王发洲，黄煌煌，刘志超，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：