[发明专利]超高强度气泡类轻质填筑材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种气泡类轻质填筑材料，具体涉及一种可用于地下结构、桥梁工程、桥面整体化层、道路路基路面及房建领域等承重结构物减荷的超高强度气泡类轻质填筑材料。

背景技术

目前，气泡类轻质材料，是通过发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后通过泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质填筑材料，其具有质轻、耐压、耐久等优点。但是，气泡类轻质材料由于密度小，孔隙率大，因此强度偏低，影响其实用价值及应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种的密度低、强度高及施工性能优良的超高强度气泡类轻质填筑材料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：超高强度气泡类轻质填筑材料，其主要成分包括水泥、硅灰、矿渣、粉煤灰、适量的水和适量的气泡，其中硅灰与水泥的重量百分比为5%～40%，矿渣与水泥的重量百分比为1%～20%，粉煤灰与水泥的重量百分比为10%～50%，减水剂与水泥的重量百分比为0.5%～2.5%。

所述的减水剂是30%固含量的聚羧酸减水剂。

本发明还添加有石英砂，石英砂与水泥的重量百分比为0%～150%。

本发明还添加有陶粒，陶粒与水泥的重量百分比为0%～20%。

本发明的超高强度气泡类轻质填筑材料在密度不大于1600Kg/m³情况下强度能达到50MPa，在密度不大于1300Kg/m³情况下强度能达到35MPa，在密度不大于1000Kg/m³情况下强度能达到8MPa，在密度不大于800Kg/m³情况下强度能达到5MPa。

所述的聚羧酸减水剂，在水泥分散体系中，它们能够吸附在水泥粒子表面上，使粒子表面能降低并形成带负电的强电场，在同种静电斥力作用下，使包裹着水的水泥絮状粒子被分散，释放出包裹水，使水泥浆体的流动性大大提高，能在极低水胶比情况下流动成型。

本发明在普通气泡类轻质填筑材料中掺入矿物掺合料，各种矿物掺合料的作用如下：

硅灰：硅灰的高活性火山灰效应，硅灰微粒的平均粒径很小，比表面积很大，掺入混凝土中后在减水剂作用下提供了很大的内部水化面积，增加了浆体凝聚力提高了孔壁的强度；而且未水化的部分是极佳的填充材料，其颗粒可以充填到胶结物质极小的孔隙中。在低水胶比时，掺入硅灰，则水泥石中的微结构主要由结晶不良的水化物，形成低孔隙率的更加致密的基质构成。随着硅灰含量的增加，Ca(OH)₂转变为硅酸钙水化物的数量增加，也即水泥石中的Ca(OH)₂含量随硅灰掺量的增大而降低，而剩余的Ca(OH)₂与不含硅灰的硅酸盐水泥相比，易于形成更细小的颗粒，从而泡沫混凝土的基体强度增大，总体强度增大；

矿渣：当矿渣细度<450 m²/kg时，不但矿渣的潜在活性不能得到充分发挥，且由于矿渣的掺人，相对减少了参与水化的水泥量，从而使水化产物更少，混凝土强度降低。只有当矿渣细度更小时，才能发挥其火山灰效应和微集料效应，提高强度；

粉煤灰：水胶比极低条件下，水泥和硅灰都不可能充分水化。因此，利用粉煤灰的水化缓慢的特点，掺入它能够使体系的水胶比继续降低，同时，取代一部分水泥之后，相当于水泥减少了，即水灰比（水/水泥）随粉煤灰掺量增加在增大，这样就营造了一个良好的动态水化填充环境：即首先水泥在较大水灰比的条件下水化的相对充分，从而产生较强的填充效果并提供更多的Ca(OH)₂，使随后硅灰和粉煤灰的火山灰反应也因此可以较好地进行。在低水胶比、高胶凝材料用量的环境中，粉煤灰矿物减水剂的作用明显；

陶粒：高强结构陶粒作为轻骨料，本身密度低，强度高，掺入泡沫混凝土中可以降低密度，减少气泡掺量，从而提高强度；

石英砂：可增加气泡类轻质填筑材料的硬度。