[发明专利]一种高韧性轻质混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高韧性轻质混凝土，按重量份计包括如下组分：水泥30‑60份、陶粒20‑50份、粉煤灰20‑40份、细砂10‑30份、纳米二氧化硅5‑15份、脱硫石膏8‑15份、石英砂5‑10份、复合增韧材料10‑20份、聚丙烯酸酯5‑10份、减水剂1‑5份、生石灰1‑3份、发泡剂2‑4份、膨胀剂0.4‑1.6份、甲基丙烯酸2‑9份、甲酸钙2‑6份、新戊二醇2‑8份和超细微珠10‑20份，以增强增韧性能优异的氮化硼为基础材料经过一系列化学反应进行表面修饰形成混凝土用添加材料，赋予混凝土良好的微观界面结合、各同向性、韧性和抗疲劳性，同时能够在混凝土中充分分散，增加混凝土的韧性和强度从而得到高强高韧性的轻质混凝土。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种高韧性轻质混凝土及其制备方法。

背景技术

在《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见的通知》中规定：沿海城市与其他土地资源稀缺的城市从2000年6月开始禁止使用实心粘土砖，以保护我国有限的土地资源，发展不用土或少用土的页岩陶粒、粉煤灰陶粒等已经成为建筑领域的热门研究，有利于保护土地资源、促进生态文明。在国外，陶粒混凝土已经广泛运用于建筑砌块和大型墙板中，甚至用于承重结构中，其经济效益十分明显。随着经济的发展合计数的进步，人们对建筑材料的要求也不断提高，不但要求混凝土具有高强度。耐久的要求，而且混凝土还应满足轻质、环保的要求。

然而，目前混凝土和加气混凝土都属于脆性材料，很容易因收缩而产生微裂缝，甚至完全破坏。一般来说轻质混凝土的强度很低(一般低于5MPa)，无法满足建筑结构的要求，只能做非承重的隔墙。因此，在承重结构使用轻质混凝土需要进行强度调节，同时需要提高混凝土的韧性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高韧性轻质混凝土及其制备方法，是以氮化硼纳米管为基础材料，通过多步表面改性反应，分别将氮化硼纳米管与具有良好水溶性和界面相容性的聚氧化乙烯共价键合、与具有优异界面相容性和水溶性的超支化聚合物链制成不同的改性氮化硼纳米管，再复合而成增韧材料，两种组分材料有效结合，在混凝土中充分分散，使混凝土整体具有良好的韧性、抗疲劳性及各向同性，从而制得高韧性轻质混凝土。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高韧性轻质混凝土，按重量份计包括如下组分：水泥30-60份、陶粒20-50份、粉煤灰20-40份、细砂10-30份、纳米二氧化硅5-15份、脱硫石膏8-15份、石英砂5-10份、复合增韧材料10-20份、聚丙烯酸酯5-10份、减水剂1-5份、生石灰1-3份、发泡剂2-4份、膨胀剂0.4-1.6份、甲基丙烯酸2-9份、甲酸钙2-6份、新戊二醇2-8份和超细微珠10-20份。

其中，所述陶粒为页岩陶粒、黏土陶粒、煤矸石陶粒、粉煤灰陶粒中的一种或几种混合物，其直径为10-20mm；所述减水剂为萘系高效减水剂，其减水率为18-24％；所述超细微珠为从粉煤灰中分选出来的空心玻璃微珠，密度为2.49g/cm³，比表面积为1200m²/kg；所述细砂为河沙，其细度模数为2.5-3.5，堆积密度为1500-1800kg/m³；所述发泡剂为动植物蛋白发泡剂、松香皂类发泡剂或洗涤类表面活性剂中的一种；所述膨胀剂为低碱型混凝土膨胀剂。

其中，所述复合增韧材料为改性氮化硼纳米管材料，由A组分改性氮化硼纳米管和B组分改性氮化硼纳米管组成；所述A组分改性氮化硼纳米管采用经活化处理的氮化硼纳米管首先与三官能团有机化合物反应，然后与聚氧化乙烯经亲核取代反应制得；所述B组分改性氮化硼纳米管采用经活化处理的氮化硼纳米管和引发剂在有机溶剂N中混合，并与单体化合物、乙醇与蒸馏水反应制得；所述B组分改性氮化硼纳米管和A组分改性氮化硼纳米管的质量配比为0.3-0.6:1。