本發(fā)明涉及一種界面增強(qiáng)輕質(zhì)混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
可發(fā)性聚苯乙烯泡沫(expandablepolystyrene，eps)是一種輕質(zhì)內(nèi)部含有閉孔結(jié)構(gòu)的泡沫，將eps泡沫顆粒料摻入砂漿或混凝土中能制備不同表觀密度的輕質(zhì)混凝土。近年來(lái)，隨著高層建筑的不斷涌現(xiàn)，對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土需求量越來(lái)越大。eps輕質(zhì)混凝土具有密度大，質(zhì)量輕等特點(diǎn)，因而在建筑施工上有了越來(lái)越普遍的應(yīng)用。然而，eps顆粒具有兩大弱點(diǎn)，一是特別輕，在混凝土攪拌過(guò)程中易產(chǎn)生離析，其二是憎水，與水泥漿體界面粘結(jié)力弱，這兩大缺陷嚴(yán)重制約了eps混凝土技術(shù)的應(yīng)用和推廣。
在已有的研究報(bào)道中，大多采用一些高成本的界面添加劑，如環(huán)氧樹(shù)脂或水溶性乙烯丙酸脂，這大大提高了eps混凝土的價(jià)格；同時(shí)，目前報(bào)道的eps混凝土主要集中在強(qiáng)度較低的范圍內(nèi)，這大大限制了其應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種界面增強(qiáng)輕質(zhì)混凝土及其制備方法，密度低、隔音性能好、強(qiáng)度高，混凝土不易沿eps-水泥界面開(kāi)裂。
本發(fā)明為解決上述提出的問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：
一種界面增強(qiáng)輕質(zhì)混凝土，其原料按重量份數(shù)計(jì)包括：水泥147～150份，水25～50份，減水劑0.2～0.7份，纖維素醚0.1～0.7份，有機(jī)硅乳液偶聯(lián)改性發(fā)泡聚苯乙烯(簡(jiǎn)稱(chēng)為：改性eps，下同)顆粒6～12份。
按上述方案，所述有機(jī)硅乳液偶聯(lián)改性發(fā)泡聚苯乙烯顆粒的制備方法為：按照有機(jī)硅乳液與發(fā)泡聚苯乙烯顆粒質(zhì)量比1:5-12，將有機(jī)硅乳液噴涂于發(fā)泡聚苯乙烯(eps)顆粒表面，攪拌分散并在50～70℃烘干30～180分鐘，即可完成改性。
按上述方案，所述有機(jī)硅乳液為中性硅溶膠水溶液與烯丙基聚醚、烯丙基硅氧烷、甲基丙烯酸丁酯混合共聚合得到的乳液。
上述有機(jī)硅乳液的具體制備過(guò)程如下：中性硅溶膠水溶液與烯丙基聚醚水溶液、烯丙基硅氧烷水溶液、純甲基丙烯酸丁酯按體積比1：(0.01-0.1)：(0.01-0.1)：(1-2)混合，超聲分散后得到共混物；然后，往共混物中添加0.1-0.2g/l雙氧水與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-10％聚乙烯醇1788水溶液，添加的雙氧水與聚乙烯醇水溶液的體積分別為共混物總體積的0.1-1％與0.5-2％，并在100-3000rpm轉(zhuǎn)速條件下攪拌升溫至70-85℃，反應(yīng)3-3.5小時(shí)，制得有機(jī)硅乳液。其中，中性硅溶膠的質(zhì)量濃度為30-40％；烯丙基聚乙二醚摩爾質(zhì)量為1500-3000g/mol，水溶液濃度為0.1-0.5mol/l；烯丙基硅烷為kh570，水溶液濃度為0.01-0.05mol/l。
按上述方案，所述發(fā)泡聚苯乙烯為粒徑0.2～0.3mm、0.4～0.5mm兩種級(jí)配按體積比為1：(10～20)混合而成，密度為15-30kg/m3，以一種面心立方緊密堆積的方式緊密結(jié)合，結(jié)合時(shí)四面體空隙半徑比為0.225～0.200:1，八面體空隙半徑比為0.414～0.400:1。
按上述方案，所述原料中纖維素醚的重量份數(shù)優(yōu)選0.1份。
按上述方案，所述原料中水泥與水的重量比優(yōu)選0.29。
按上述方案，所述纖維素醚選自甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素醚等中的一種或兩種以上按任意比例混合。
本發(fā)明所述界面增強(qiáng)輕質(zhì)混凝土的制備方法，按配比準(zhǔn)備上述原料，經(jīng)分散，攪拌混合，成型，即可得到界面增強(qiáng)輕質(zhì)混凝土。其中，分散常用設(shè)備為塑料常用高速混料分散機(jī)，攪拌混合常用設(shè)備為混凝土常用攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間為5～10分鐘。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
1、本發(fā)明提供的界面增強(qiáng)輕質(zhì)混凝土，加入顆粒級(jí)配后的改性eps，可提高改性eps的填充率和改性eps顆粒在水泥基體的比表面積；同時(shí)，偶聯(lián)改性處理后的eps與水泥漿體粘接強(qiáng)度提高，使混凝土的重量大大減輕并緊密結(jié)合；而加入的纖維素醚使?jié){體粘度增加，eps顆粒不易上浮，并更均勻分布；
2、本發(fā)明中eps顆粒界面采用有機(jī)硅乳液作為界面劑進(jìn)行偶聯(lián)改性，界面劑附著eps顆粒表面，粘結(jié)性能好，體系界面粘結(jié)強(qiáng)度大大提高，體系結(jié)合得更加緊密，混凝土不易沿eps-水泥界面開(kāi)裂，從而提高輕質(zhì)混凝土強(qiáng)度，滿(mǎn)足施工質(zhì)量要求；
3、本發(fā)明具有制備方法簡(jiǎn)單、制品密度低、強(qiáng)度高等特點(diǎn)。因其內(nèi)部含有eps，而eps內(nèi)含多處氣孔，還具有隔音性能好的特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
下述實(shí)施例中，所述水泥為p.o42.5水泥，由華新水泥廠生產(chǎn)；所述減水劑為cg-d3聚羧酸減水劑，減水率25％～35％；發(fā)泡聚苯乙烯顆粒為龍王牌發(fā)泡顆粒；纖維素醚是采用赫克力士(中國(guó))有限公司生產(chǎn)的羥丙基甲基纖維素醚(hpmc)，粘度值為100000pa·s。
實(shí)施例1
一種界面增強(qiáng)輕質(zhì)混凝土，按照重量份計(jì)由以下組分組成：水泥150份，水43份，減水劑0.4份，纖維素醚0.1份，有機(jī)硅乳液偶聯(lián)改性發(fā)泡聚苯乙烯(改性eps)12份。
上述界面增強(qiáng)輕質(zhì)混凝土的制備方法，具體步驟如下：
一、有機(jī)硅乳液制備：有機(jī)硅乳液為中性硅溶膠水溶液與烯丙基聚醚、烯丙基硅氧烷、甲基丙烯酸丁酯混合共聚合得到的乳液，具體制備過(guò)程如下：中性硅溶膠水溶液與烯丙基聚醚水溶液、烯丙基硅氧烷水溶液、純甲基丙烯酸丁酯按體積比1：0.05：0.05：1混合，超聲分散后得到共混物；然后，往共混物中添加0.1g/l雙氧水與質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％的聚乙烯醇1788水溶液，添加的雙氧水與飽和聚乙烯醇水溶液的體積分別為共混物體積的0.5％與1％，并在800rpm轉(zhuǎn)速條件下攪拌升溫至85℃，反應(yīng)3小時(shí)，制得有機(jī)硅乳液。其中，中性硅溶膠的質(zhì)量濃度為30％；烯丙基聚乙二醚摩爾質(zhì)量為1500g/mol，水溶液濃度為0.334mol/l；烯丙基硅烷為kh570，水溶液濃度為0.026mol/l。
二、有機(jī)硅乳液偶聯(lián)改性發(fā)泡聚苯乙烯顆粒(改性eps顆粒)的制備：取粒徑為0.4～0.5mm、0.2～0.3mm兩種粒徑發(fā)泡聚苯乙烯顆粒(eps顆粒)，因密度一致，稱(chēng)重量份數(shù)分別為11份、1份，以一種面心立方緊密堆積的方式緊密結(jié)合，結(jié)合時(shí)四面體空隙半徑比為0.225～0.200:1，八面體空隙半徑比為0.414～0.400:1；將步驟一所得有機(jī)硅乳液1份噴涂于12份eps顆粒表面，攪拌分散并在70℃烘干60分鐘，即可得到eps顆粒；
三、將各原料按照重量份數(shù)稱(chēng)取：水泥150份，水43份，減水劑0.4份，纖維素醚0.1份，步驟二所得改性eps顆粒；將水、減水劑與纖維素醚放入高速混料分散機(jī)內(nèi)充分混合分散，得到共混物；將得到的共混物與水泥、改性eps顆粒放入攪拌機(jī)內(nèi)攪拌混合，經(jīng)成型得到界面增強(qiáng)輕質(zhì)混凝土。
所制備界面增強(qiáng)輕質(zhì)混凝土容重為1015.625kg/m3，7d強(qiáng)度可達(dá)16.63mpa。
該界面增強(qiáng)輕質(zhì)混凝土其內(nèi)部含有eps，而eps內(nèi)含多處氣孔，具有隔音性能好的特點(diǎn)，并添加了增稠劑纖維素醚，使體系粘度增加，以有機(jī)硅乳液作為界面劑進(jìn)行偶聯(lián)改性，界面劑附著eps顆粒表面，粘結(jié)性能好，體系界面粘結(jié)強(qiáng)度大大提高，體系結(jié)合得更加緊密，混凝土不易沿eps-水泥界面開(kāi)裂，從而提高輕質(zhì)混凝土強(qiáng)度，滿(mǎn)足施工質(zhì)量要求。
實(shí)施例2-10
實(shí)施例2-10中各組分按照重量份計(jì)如表1所示，具體原料以及制備方法均與實(shí)施例1相同。
表1
實(shí)施例2-10所制備界面增強(qiáng)輕質(zhì)混凝土容重為800-1200kg/m3，7d強(qiáng)度可達(dá)10-20mpa。其中，摻入的水含量不宜太少，適量的水有利于混凝土成型，并對(duì)混凝土強(qiáng)度有一定影響，水摻入量越多，混凝土強(qiáng)度越低，優(yōu)選35-45份。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。