[发明专利]一种高强度防水型泡沫轻质土及其制备方法

说明书

本申请涉及混凝土的领域，具体公开了一种高强度防水型泡沫轻质土及其制备方法。轻质土包括河底淤泥、水泥、外掺料、纳米硼纤维、纳米PMMA微球、丙烯酸叔丁酯、发泡剂、水；其制备方法为：将河底淤泥、水泥、外掺料、纳米硼纤维和70%的水混合，即得第一混料，将纳米PMMA纤维和丙烯酸叔丁酯混合，即得第二混料；将发泡剂用水稀释，随后与第一混料和第二混料混合，浇筑并静置养护，成型后即得泡沫轻质土。本申请利用纳米硼纤维和纳米PMMA微球提高轻质土的强度，同时利用丙烯酸叔丁酯改善轻质土的防水性，扩大轻质土的应用范围。

技术领域

本申请涉及混凝土的领域，更具体地说，它涉及一种高强度防水型泡沫轻质土及其制备方法。

背景技术

轻质土也叫气泡轻质土，轻质土是通过气泡机的发泡系统将发泡剂用机械的方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡剂的泵送系统进行现浇施工或模具成型，具有质量轻、整体性好、凝结自立性以及保温隔热等特点，可用于桥台台背回填、道路加宽、桥梁减跨、陡坡路堤、滑坡路基、软土路基减荷、地下结构减荷等工程。

目前，轻质土由于内部气泡群的存在，导致整体的强度较低，难以满足高强度要求的部分工程施工，使轻质土的应用领域受限。

发明内容

为了提高轻质土的整体强度，扩大应用领域，本申请提供一种高强度防水型泡沫轻质土及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种高强度防水型泡沫轻质土，采用如下的技术方案：

一种高强度防水型泡沫轻质土，包括以下重量份数的原料：

河底淤泥：38份-46份；

水泥：35份-44份；

外掺料：38份-48份；

纳米硼纤维：15份-26份；

纳米PMMA微球：18份-31份；

丙烯酸叔丁酯：21份-28份；

发泡剂：4份-7份；

水：45份-57份。

通过采用上述技术方案，纳米硼纤维是一种轻质且强度大的无机碳纤维，纤维相互之间通过羟基之间的氢键交错结合，产生一个交错的网络结构，使轻质土各部位连接强度增大；纳米PMMA微球颗粒小，且圆滑，在软质土体系中分散性良好，同时纳米PMMA微球可以相互交联形成三维立体结构，且稳定性高，加强软质土结构的强度；丙烯酸叔丁酯可以填充在纳米PMMA微球构建的三维立体结构内部，丙烯酸叔丁酯的亲油基团和纳米PMMA微球的亲油触角相结合，提供粘结力，从而加强立体结构的强度；由于丙烯酸叔丁酯携带有大量憎水基团，可以阻隔水分子的通过，提高轻质土结构的防水性，同时可以阻断体系中水分的流失，防止成型过程中气泡的毛细水流失，保证气泡的完整性，减少轻质土的变形。

优选的，所述纳米硼纤维为改性纳米硼纤维，所述改性纳米硼纤维由以下步骤制备而成：将45份-59份的纳米硼纤维加入55份-70份体积浓度为50％的甲醇溶液分散介质中，超声处理30min-40min，随后加入26份-38份的聚乙二醇，通入氮气保护，在温度条件为95℃-115℃条件下反应，反应时间为3h-5h，冷却至室温后抽滤，真空干燥后，即得改性纳米硼纤维。

通过采用上述技术方案，将聚乙二醇结合到纳米硼纤维表面，聚乙二醇具有亲水和亲油基团，可以提高纳米硼纤维与纳米PMMA微球和丙烯酸叔丁酯的结合度，使轻质土整体的抗压强度提高。

优选的，所述原料组分还包括有椰油酰胺丙基甜菜碱，所述椰油酰胺丙基甜菜碱的重量份数为6份-13份。

通过采用上述技术方案，椰油酰胺丙基甜菜碱可以增加体系的粘稠度，稳定泡沫的界面强度，椰油酰胺丙基甜菜碱具有的亲水基团可以结合水分子，阻止泡沫表面的毛细水流失，防止泡沫在混凝土成型过程中破裂，从而避免轻质土在成型过程中变形严重，减少坍落损失度。

优选的，所述椰油酰胺丙基甜菜碱和丙烯酸叔丁酯的质量比为2:5。