高比强抗干缩的轻质材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高比强抗干缩的轻质材料及制备方法，其原料以重量份计包括：水泥350～390份，粉煤灰0～80份，砂450～900份，粘土陶砂120～240份，粘土陶粒220～350份，减水剂3～5份。本发明专利技术将粘土陶砂和粘土陶粒进行常压浸泡处理至饱和面干状态后与其他原料混合制得。本发明专利技术利用陶砂取代部分天然砂，并提前将陶砂、陶粒预湿处理至饱和面干状态，利用前期吸水

【技术实现步骤摘要】
高比强抗干缩的轻质材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料及制备，具体涉及一种高比强抗干缩的轻质材料及制备方法。

技术介绍

[0002]以陶粒和陶砂为轻集料制备的陶粒砂轻混凝土可广泛应用于工业及民用建筑的内隔墙板，在降低内隔墙板容重的同时，提高强度并能有效降低内隔墙板在后期使用过程中产生的收缩与开裂的风险。目前，天然河砂、湖砂仍是制备陶粒砂轻混凝土的重要原料之一，但随着工业化和城镇化进程不断推进，天然河砂、湖砂等不可再生资源不断被过度开采，严重破坏了河湖的生态系统。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种高比强抗干缩的轻质材料，解决现有陶粒砂轻混凝土采用天然砂作为主要原料不利于资源可持续发展，存在干燥收缩的问题。
[0004]技术方案：本专利技术所述的高比强抗干缩的轻质材料，以重量份计包括以下原料：
[0005]水泥350～390份，粉煤灰0～80份，砂450～900份，粘土陶砂120～240份，粘土陶粒220～350份，减水剂3～5份。
[0006]优选的是，所述粉煤灰以质量百分比计包括以下氧化物：SiO
2 30～40％、Al2O
3 33～38％、CaO3～9％、Fe2O
3 2～8％。
[0007]所述的砂为天然河砂，表观密度为2620～2650kg/m3,细度模数为2.3～3.0，含泥量≤2.0％，含水率＜0.2％，级配满足以下条件：4～8目粒径的比例≤5wt％，8～30目粒径的比例为30％～40％，30～50目粒径的比例为50～70wt％，50～100目粒径的比例为10～20wt％。
[0008]稳定地制备出符合实际生产使用要求的产品，所述粘土陶砂形态为球状颗粒，颗粒粒径≤5mm，1h吸水率≤15％，筒压强度≥2.0MPa，表观密度≤1000kg/m3。
[0009]所述粘土陶粒形态为球体颗粒，颗粒粒径分布为5
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10mm，1h吸水率≤10％，筒压强度≥1.5MPa表观密度≤800kg/m3。
[0010]所述减水剂为聚羧酸系减水剂，减水率≥20％。
[0011]本专利技术所述的高比强抗干缩的轻质材料的制备方法，包括以下步骤：
[0012]将粘土陶砂和粘土陶粒进行常压浸泡处理至饱和面干状态；
[0013]将水泥、粉煤灰、砂在强制式搅拌机中进行混合搅拌至均匀状态；
[0014]加入粘土陶粒和粘土陶砂搅拌，使其表面充分包裹粉料；
[0015]最后将拌合用水和减水剂按照配比加入搅拌形成均匀的陶粒砂轻混凝土拌合物。
[0016]技术机理：
[0017]粘土烧结陶粒是以黏土、亚黏土为主要原料，表面是多孔的釉质构造,具有较小的表观密度(750～1000kg/m3)，短时间内吸水率较高，同时具有一定的筒压强度，利用部分粉
煤灰取代水泥作为胶凝组分，一方面消纳工业生产中的固体废弃物，另一方面在水化后期能发挥火山灰效应进一步密实轻质材料内部的孔隙结构，改善强度的同时减少胶凝材料用量，降低由水泥水化产生的干燥收缩；粘土陶粒和陶砂是具有质轻多孔特性的球状颗粒，饱和面干状态下能够防止陶粒继续吸收浆体中的水分，有效提高混凝土的流动性；同时利用陶砂取代部分天然砂，能够降低混凝土的容重，减少天然砂的使用量，实现资源可持续发展；并且饱水后的陶粒和陶砂在养护后期能够发挥“内养护”效应，为水泥持续水化提供反应介质，使得材料内部生成更多的水化产物，填充孔隙，提高轻质材料的抗压强度和抗干缩能力。
[0018]有益效果：本专利技术使用轻质陶粒、陶砂作为骨料取代普通石子和部分天然河砂，与普通混凝土容重相比，能有效降低普通混凝土自身容重的30～40％，同时大幅减少天然砂的使用量，节约资源，陶粒、陶砂都是呈圆球状颗粒，充分预湿至饱和面干状态后，能够有效包裹浆体，减少骨料之间的摩擦，改善新拌混凝土的流动性，提高轻质材料的密实度，此外陶砂的加入能够降低浆体与骨料之间的密度差，有效防止陶粒上浮；陶粒与陶砂通过与天然河砂形成连续颗粒级配，在养护后期能够发挥轻集料的“内养护”作用，通过释放吸收的水分为水泥充分水化持续提供反应条件，从而生成更多的水化产物，提高该轻质材料的力学性能，抗压强度能够达到LC15～LC20,与陶粒(5
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10mm)作为骨料的轻质材料相比，同等密度等级下抗压强度能够提高20～35％，且28d干燥收缩能有效降低到400～580μm/m。
附图说明
[0019]图1为各个实施例和对比例的比强度图；
[0020]图2为各个实施例和对比例的收缩性能数据图。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例对本专利技术进行进一步说明。
[0022]实施例1
[0023]本实施例公开的高比强抗干缩的轻质材料，其组成为：水泥：390份、粉煤灰：0份、河砂：418份、粘土陶砂：160份、粘土陶粒：316份、减水剂：3.5份。水泥为普通硅酸盐水泥。粉煤灰按照质量百分比包括以下氧化物：SiO
2 30～40％、Al2O
3 33～38％、CaO 3～9％、Fe2O
3 2～8％。天然河砂细度模数为2.3～3.0，含泥量≤2.0％，含水率＜0.2％，级配满足以下条件：粒径满足4～8目比例≤5wt％，粒径8～30目比例为30％～40％，粒径30～50目比例为50～70wt％，50～100目比例为10～20wt％。粘土烧结陶砂颗粒为球状颗粒，粒径分布为0
‑
5mm，1h吸水率≤15％，筒压强度≥2.0MPa，表观密度≤1000kg/m3。所述的粘土烧结陶粒颗粒为球状颗粒，粒径分布为5
‑
10mm，1h吸水率≤15％，筒压强度≥1.5MPa表观密度≤800kg/m3。
[0024]将上述原材料经过搅拌、加水搅拌，控制坍落拓展度为320～520mm制备轻质复合材料。标准养护至28d测得抗压强度为16.3MPa，干表观密度为1278kg/m3，比强度为0.01275，并按照GB/T50082
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2009进行干燥收缩测试，测得28d干燥收缩为573μm/m。
[0025]实施例2
[0026]本实施例公开的高比强抗干缩的轻质材料，其组成为：水泥：390份、粉煤灰：0份、
河砂：693份、粘土陶砂：160份、粘土陶粒：235份、减水剂：3.5份。水泥为普通硅酸盐水泥。粉煤灰按照质量百分比包括以下氧化物：SiO
2 30～40％、Al2O
3 33～38％、CaO 3～9％、Fe2O
3 2～8％。天然河砂细度模数为2.3～3.0，含泥量≤2.0％，含水率＜0.2％，级配满足以下条件：粒径满足4～8目比例≤5wt％，粒径8～30目比例为30％～40％，粒径30～50目比例为50～70wt％，50～100目比例为10～20wt％。粘土烧结陶砂颗粒为球状颗粒，粒径分布为0
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5mm，1h吸水率≤15％，筒压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高比强抗干缩的轻质材料，其特征在于，其原料以重量份计包括：水泥350～390份，粉煤灰0～80份，砂450～900份，粘土陶砂120～240份，粘土陶粒220～350份，减水剂3～5份。2.根据权利要求1所述的高比强抗干缩的轻质材料，其特征在于，所述粉煤灰以质量百分比计包括以下氧化物：SiO
2 30～40％、Al2O
3 33～38％、CaO3～9％、Fe2O
3 2～8％。3.根据权利要求1所述的高比强抗干缩的轻质材料，其特征在于，所述的砂为天然河砂，表观密度为2620～2650kg/m3,细度模数为2.3～3.0，含泥量≤2.0％，含水率＜0.2％，级配满足以下条件：4～8目粒径的比例≤5wt％，8～30目粒径的比例为30％～40％，30～50目粒径的比例为50～70wt％，50～100目粒径的比例为10～20wt％。4.根据权利要求1所述的高比强抗干缩的轻质...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建明，曹显志，郭照恒，王阳，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：