[发明专利]一种基于表面改性轻质集料及其制备方法和一种轻量混凝土

说明书

本发明公开了一种基于表面改性轻质集料及其制备方法和一种轻量混凝土。该基于表面改性轻质集料包括EPS泡沫颗粒和覆盖在EPS泡沫颗粒表面的包覆层，其中包覆层通过以下质量份的原料制备得到：普通硅酸盐水泥1000份、纳米二氧化硅15～30份和聚羧酸减水剂3～5份，水胶比0.35～0.4。其制备为：将包覆层原料混合后喷涂在经浸水处理的EPS泡沫颗粒上，然后进行造粒并在造粒过程中去除水分，最后养护即得表面多孔、颗粒均匀的轻质集料，制备简单，操作方便；所得轻质集料增加了EPS泡沫颗粒的亲水性能，避免EPS的分层，强度高、堆积密度低，用于轻量混凝土中兼具轻质节能、保温隔音、经济环保等特性，易于推广应用。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种基于表面改性轻质集料及其制备方法和一种轻量混凝土。

背景技术

据统计，我国每年数十万吨的可发性聚苯乙烯泡沫(EPS)被用于商业包装、一次性餐具或绝缘材料等领域，部分消耗后被扔弃，造成了严重的环境污染。将废旧EPS资源化回收引入混凝土中，不仅可有效解决“白色污染”问题，还可实现混凝土轻质保温、隔音降噪、抗震吸能，达到建筑材料功能复合化、提高室内舒适性与降低建筑能耗的目的，也是目前建筑节能领域研究的热点，具有极大市场竞争优势和广泛的应用前景。目前，国内外研发人员对EPS混凝土做了大量研究，但大多数主要还停留在对EPS混凝土配合比设计等方面，而对EPS混凝土的水泥胶凝材料基体研究等方面的研究较为欠缺，有待进一步完善相关基础理论与应用技术。

发明内容

本发明的目的在于针对现有建筑材料中存在的上述不足，提供一种基于表面改性轻质集料及其制备方法和一种轻量混凝土，所得轻质集料强度高、堆积密度低，用于混凝土中兼具轻质节能、保温隔音、经济环保等特性。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种基于表面改性轻质集料，包括EPS泡沫颗粒和覆盖在EPS泡沫颗粒表面的包覆层，其中所述包覆层通过以下质量份的原料制备得到：普通硅酸盐水泥1000份、纳米二氧化硅15～30份和聚羧酸减水剂3～5份，水胶比为0.35～0.4。

按上述方案，所述EPS泡沫颗粒粒径为3～5mm。

按上述方案，包覆层厚度为1.8～2.4mm。

按上述方案，所述普通硅酸盐水泥强度等级为42.5，比表面积为350～370m²/kg，初凝时间为25～40min，终凝时间为180～240min，28d自由膨胀率为0.00～0.15％，标准稠度为25～30％；C₂S和C₃S含量大于70％，CaO/SiO₂≥2.0％，烧失量不大于1.5％，符合GB1752007通用硅酸盐水泥标准的要求。

按上述方案，所述聚羧酸减水剂，减水率为14～40％。

提供一种上述基于表面改性轻质集料的制备方法，具体包括以下步骤：

1)将纳米二氧化硅15～30份、普通硅酸盐水泥1000份和聚羧酸减水剂3～5份，按照水胶比0.35～0.40搅拌混合得混合浆料；

2)将EPS泡沫颗粒经泡水润湿处理，然后将步骤1)所得混合浆料喷涂在EPS泡沫颗粒表面，通过成球工艺得到球状的坯料，并在成球过程中通以热风除去坯料表层水分，得到表面多孔、颗粒均匀的球状的坯料，再经养护即得表面改性轻集料。

按上述方案，所述步骤2)中，所述EPS泡沫颗粒泡水润湿处理时间为0.5～1h。

按上述方案，所述步骤2)中，喷涂厚度为1.8～2.4mm。

按上述方案，所述步骤2)中，养护条件为：温度20±3℃、相对湿度≥90％下进行标准养护28d。