高強度保溫全輕混凝土及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種高強度保溫全輕混凝土，特別涉及一種用于建筑樓地面和分層樓 板的具有保溫隔熱功能和自重小的全輕混凝土。
【背景技術】
[0002] 隨著節能建筑推廣應用工作的深入，分戶樓板必須采取保溫措施才能達到建筑節 能65%的基本門檻要求。目前分戶樓板保溫層用材料有無機保溫砂漿、聚苯顆粒保溫砂 漿、泡沫混凝土、苯板、復合硅酸鹽板，但是，這些保溫層強度低，要求在其表面做一層保護 層（通常用細石混凝土），這樣一是施工工序復雜，二是保護層與保溫層材性差異較大，容 易空鼓開裂。由于保溫層材料強度低必須增設鋼絲網和細石混凝土保護層，以免引起開裂。 目前樓板保溫層存在的問題主要有：①抗壓強度均偏低，系統完成后容易造成地面開裂、保 溫層起拱等問題；②有機材料防火性能差，存在安全隱患；③施工工序都較復雜，需設抗裂 層和保護層，鋪設耐堿玻纖網格布或鋼絲網。
[0003] 全輕混凝土是由輕砂、輕粗集料、水泥、水等配制而成的干表觀密度不大于 1950kg/m3的混凝土。當建筑地面和分層樓板保溫層采用的全輕混凝土強度等級不低于 LC15級時，保溫層與面層之間可不設水泥混凝土保護層。這樣，應用全輕混凝土作建筑樓樓 地面和分層樓板保溫系統不僅在施工過程中一次成型，省掉了鋪設鋼絲網片及細石混凝土 保護層這兩道工序，同時具備了承重和保溫性能，大大節省了成本。
[0004] 全輕混凝土公開研究成果較少，主要有，2014年《新型建筑材料》第2期刊登文章 "膨脹玻璃珠改性低品質陶粒全輕混凝土的性能研究"，該文用膨脹玻璃珠改性配制出干密 度低至891kg/m3的全輕混凝土，但強度太低28天抗壓強度僅13. 3MPa、施工性差坍落度僅 120-150mm。2013年《硅酸鹽通報》第10期刊登文章"纖維素醚和砂率對全輕混凝土性能 影響研究"，該文用纖維素醚對全輕混凝土施工性有明顯改善作用，但很大程度上降低了全 輕混凝土的強度，綜合考慮后只配制出抗壓強度為15. 3MPa、干密度為1109kg/m3的全輕混 凝土。2013年《新型建筑材料》第8期刊登文章"基于可壓縮堆積模型的全輕混凝土配制 方案"，該文用外加劑增強、玻化微珠降低導熱系數，但沒找到強度和導熱系數的理想平衡 點。2012年"第三屆全國特種混凝土技術及首屆全國瀝青混凝土技術學術交流會暨中國 土木工程學會混凝土質量專業委員會2012年年會論文集"刊登文章"全輕混凝土栗送技 術研究與應用"，該文定性討論了全輕混凝土栗送施工難點，主要提出了一種全輕混凝土可 能性簡易檢測方法"含氣量測定儀模擬打壓法"。專利"制作砌塊用全輕混凝土"（申請號 91109874. 7,公開號CN1059894A)，配制的全輕混凝土密度為957kg/m3,但強度太低抗壓強 度僅有10. 5MPa。2013年《水利發電》第5期刊登文章"混合纖維增強全輕混凝土彎曲韌性 試驗研究"，該文研究在密度1800-1900kg/m3基礎上討論鋼纖維和聚丙烯纖維對輕骨料混 凝土、全輕混凝土韌性影響。2009年《建筑科學》第9期刊登文章"高溫后全輕混凝土性能 及其微觀分析"，該文在密度1800-1900kg/m3的基礎上研究了常溫到1000°C溫度對全輕混 凝土外觀、強度影響。
[0005] 在全輕混凝土建筑樓地面和分層樓板保溫工程研究和應用過程中，存在幾個關鍵 問題，①強度與密度的矛盾。一般來說強度越高，密度越大，從而導熱系數越大，保溫隔熱性 能越差。②全輕混凝土施工過程中，與結構層基層粘結差問題、全輕混凝土輕集料上浮問 題、壓實收面困難問題。③硬化后開裂空鼓問題。
【發明內容】
[0006] 有鑒于此，本發明的目的是配制一種高強度保溫全輕混凝土。該高強度保溫混凝 土解決了全輕混凝土強度和密度的矛盾，保溫效果好，且省掉了鋪設鋼絲網片及細石混凝 土保護層這兩道工序，施工和易性性能良好。
[0007] 本發明的目的是通過以下技術手段實現的：一種高強度保溫全輕混凝土，按重量 份包括以下組分：普通硅酸鹽水泥25. 1-30. 8,II級粉煤灰6. 3-7. 7,減水劑0. 38-0. 46,保 水劑0. 06-0. 08,漂珠1-6,陶瓷空心微珠1-6,聚丙烯纖維0. 08-0. 1，陶粒39. 20-48. 86,陶 砂0-26. 9。所述水泥為粉狀水硬性無機膠凝材料。加水攪拌后成漿體，能在空氣中硬化或 者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結在一起。所述粉煤灰是從煤燃燒后的 煙氣中收捕下來的細灰，粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。我國火電廠粉煤灰的主 要氧化物組成為 ：310231203、？60、？6 203、0&0、1102等。11級粉煤灰特別適用于配制栗送混 凝土、大體積混凝土、抗滲結構混凝土、抗硫酸鹽混凝土和抗軟水侵蝕混凝土及地下、水下 工程混凝土、壓漿混凝土和碾壓混凝土等。
[0008] 進一步，所述減水劑為奈系粉劑減水劑。所述減水劑是指在保持砂漿基本相同的 條件下，能夠減少拌合用水量的添加劑。減水劑一般為表面活性劑，屬陰離子型表面活性 劑，能夠吸附于水泥顆粒表面，具有減水和提高水泥砂漿和混凝土強度的作用。
[0009] 進一步，所述保水劑為纖維素醚。由于保水劑纖維素醚對全輕混凝土強度有劣化 作用，目前沒有人將其用于全輕混凝土。本發明采取減水劑等措施彌補和增強全輕混凝土 的強度，用纖維素醚提高保水性從而使得施工性能好、輕集料不易上浮、硬化后不易空鼓。
[0010] 進一步，所述漂珠的粒徑為〇. 03-0. 15mm。所述漂珠是一種能浮于水面的粉煤灰空 心球，呈灰白色，壁薄中空，重量很輕，表面封閉而光滑，熱導率小，耐火度多16KTC。漂珠的 化學成份以二氧化硅和三氧化二鋁為主，具有顆粒細、中空、質輕、高強度、耐磨、耐高溫、保 溫絕緣、絕緣阻燃等多種特性，是廣泛應用于耐火行業的原料之一。目前，有關于采用陶粒 陶砂以降低混凝土密度的相關報道，沒有人將漂珠用于全輕混凝土以降低密度，這是本發 明的一個創新點所在。
[0011] 進一步，所述陶瓷空心微珠的粒徑為0. 2-40ym，壁厚為1. 2-1. 8ym。所述陶瓷空 心微珠是由鈦/硼硅酸鹽原料經高科技加工而成，是一種輕質非金屬多功能材料，主要成 分為Ti02、5102等，平均粒徑為18.4ym，壁厚l-2ym，標準的球形，松散，流動性好，中空、 有堅硬的外殼。陶瓷空心微珠顏填料與普通的實心玻璃微珠相比，具有質輕、密度小、低導 熱、絕熱性能好等優點；與其他輕質填料相比，具有比面積小、抗壓強度高、熔點高、熱反射 率高、熱傳導系數和熱收縮系數小、化學穩定性良好等優勢；該顏填料還具有優良的保溫隔 熱隔音效果，鮮艷、穩定的彩色，無毒、自潤滑、高分散等優點。目前，有關于采用陶粒陶砂以 降低混凝土密度的相關報道，沒有人將陶瓷空心微珠用于全輕混凝土以降低密度，這是本 發明的另一個創新點所在。
[0012] 進一步，所述陶粒為5-12mm頁巖陶粒。頁巖陶粒以粘土質頁巖、板巖等經破碎、篩 分、或粉磨后成球，燒脹而成，陶粒的外觀特征大部分呈圓形或橢圓形球體，但也有一些仿 碎石陶粒不是圓形或橢圓形球體，而呈不規則碎石狀。它的表面是一層堅硬的外殼，這層外 殼呈陶質或釉質，具有隔水保氣作用，并且賦予陶粒較高的強度。陶粒的最大特點是外表堅 硬，而內部有許許多多的微孔。這些微孔賦予陶粒質輕的特性。陶粒混凝土由于質量輕，彈 性模量低，抗變形性能好，故具有較好的抗震性能。由于陶粒不含有這些火性巖石成分，堿 含量也非常低，所以它在使用過程中不會與水泥發生堿集料反應。
[0013] 進一步，所述聚丙烯纖維的長度為10_20mm。所述