CN103693916B - 一种轻骨料混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轻骨料混凝土及其制备方法，属于混凝土制备技术领域。轻骨料混凝土，包括如下原料：水泥、粉煤灰、矿渣粉、改性轻质硅锰渣细骨料、普通特细砂、轻质粗骨料、减水剂、水；其中，所述改性轻质硅锰渣细骨料为有机盐改性的轻质硅锰渣；所述轻质硅锰渣的粒径为0~5mm、细度模数为3.1~3.6、表观密度为1600~2000kg/m3，堆积密度为700~1000kg/m3、压碎指标为10~50%。本发明所述轻骨料混凝土，具有成本低、性能稳定的优点，同时在降低混凝土成本的同时，大大提高了硅锰渣的利用率，有利于减少硅锰渣带来的环境污染问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性硅锰渣及利用该硅锰渣制备的混凝土及混凝土的制备方法，属于混凝土技术领域。
背景技术
轻骨料混凝土是指采用轻质粗骨料、轻质细骨料（或普通砂）、胶凝材料和水配制而成的干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。其中，由轻质细骨料作骨料配制而成的轻骨料混凝土为全轻混凝土；由普通砂或部分轻质细骨料做细骨料配制而成的轻骨料混凝土为砂轻混凝土。轻骨料混凝土以其轻质、高强、保温、隔热、抗震、耐磨等功能特点，广泛应用于各类工程。
现有技术中，轻质粗骨料主要有天然轻质粗骨料（如浮石、凝灰岩、珍珠岩等）、人造轻质粗骨料（如页岩陶粒、粘土陶粒）、工业废料轻质粗骨料（如炉渣、自然煤矸石、粉煤灰陶粒等），轻质细骨料主要有轻砂、膨胀珍珠岩粉、自然煤矸石粉等。诸如中国专利文献CN1167738A公开了一种轻骨料混凝土制品，其由17.2~20w%的水泥、41~44wt%的粒化的煤矸石轻粗集料（即轻质粗骨料）、23.5~26wt%的轻细集料（即轻质细骨料）、0.13~13.3wt%的水和钢筋配制而成，其中所述轻粗集料选取粒径为5~30mm、堆积密度为1100~1200kg/m2、筒压强度为7~8MPa、吸水率为7~8%的碎石型轻粗集料；轻细集料选取粒径为0~5mm、堆积密度为1050~1150kg/m3、细度模数为2.8~4.0的煤矸石轻细集料。
上述技术中制备得到的轻骨料混凝土制品以煤矸石为轻粗、细集料制成，具有废渣利用率高，成本低，制品容重低、强度高的优点。但是，上述技术中，制备得到的混凝土制品还需要在特殊的养护装置，即空腹钢板热膜台座中进行干-湿热养护，才能使混凝土制品的结构改善，水化充分，以促进后期制品水化强度增长，而特殊养护装置和养护方法会使轻骨料混凝土制品的成本增加。此外，上述技术采用煤矸石为轻粗、细集料直接用于制备轻骨料混凝土时，由于煤矸石的吸水率大，容易造成轻骨料混凝土的流动性差，而轻骨料流动性差不利于混凝土的泵送施工，也会对轻骨料混凝土的抗冻性能带来不利影响。
在配制高性能轻骨料混凝土时，为了避免上述技术问题的出现，现有技术中，在选择轻质粗骨料和轻质细骨料时，常选择强度高、吸水率低的轻质粗骨料或轻质细骨料。目前，常用的强度高、吸水率低的轻质粗骨料或轻质细骨料主要有粉煤灰陶粒。但是粉煤灰陶粒的制备过程需要高温烧制，而高温烧制一方面会带来环境污染，另一方面也会使粉煤灰陶粒的成本大大提高。此外，轻质粗骨料和轻质细骨料的吸收率也不是越低越好，因为如果轻质粗骨料和轻质细骨料的吸水率过低，会消弱骨料与水泥之间界面的粘结力，使轻骨料混凝土的各项性能指标受到影响。而由于粉煤灰陶粒在烧制过程中，粉煤灰陶粒的表面会形成一层致密的外壳，使得粉煤灰陶粒的吸水率过低，将其作为轻质细骨料或轻质粗骨料用于轻骨料混凝土时，严重影响了骨料与水泥之间界面的粘结力，对轻骨料混凝土的性能产生不利影响。如何寻找一种强度高、吸水率适中、成本低的轻骨料是轻骨料混凝土领域急需解决的问题。
硅锰渣是铁合金企业用锰矿、富锰渣、石灰、焦炭和硅石等原料在矿热炉中冶炼硅锰合金时排放的高温炉渣经过水淬或在空气中自然冷却形成的一种工业废渣。据相关企业统计和报道，每生产1t硅锰合金将产生1.2~1.3t硅锰渣，近10年来，每年约有300万t硅锰渣产生，这些硅锰渣未经任何处理直接丢弃，或排入河、海中，或筑坝堆置起来，不仅占用大量土地，而且还污染环境，同时也造成可利用资源的浪费，因此综合利用废弃的硅锰渣，让其变废为宝已是当务之急。
现有技术中，已经有硅锰渣用于轻骨料混凝土的报道。因为不经处理的硅锰渣同样存在吸水率高的问题，直接用于轻骨料混凝土时，易造成轻骨料混凝土的流动性差，抗冻性能不良的问题。此外硅锰渣作为轻骨料直接用于轻骨料混凝土时，硅锰渣会与水泥水化时产生的Ca（OH）2作用，从而造成碱骨料反应，而碱骨料反应会对轻骨料混凝土的稳定性带来很大影响。因此，现有技术中再将其用于轻骨料混凝土时，需要先对硅锰渣进行特殊工艺处理。诸如，在文献《利用工业废渣生产非承重填充墙轻质混凝土砌块及其应用》（郑笑秋等，科技纵横，2008年11月，第26~29页）中，介绍了将硅锰合金废渣（即硅锰渣）加工成符合GB2842《天然轻骨料》有关指标要求的膨渣和膨珠，将其用于轻骨料混凝土。虽然上述文献公开了硅锰渣经特殊工艺处理得到膨渣和膨珠后可作为轻骨料用于轻骨料混凝土，但是，硅锰渣经特殊处理形成膨渣和膨珠的工艺复杂，且会大大增加硅锰渣的处理成本，用于轻骨料混凝土时，也相应增加了轻骨料混凝土的成本。此外，硅锰渣经特殊工艺处理得到的膨渣和膨珠，也可能存在吸水率过低，从而导致轻骨料与水泥的粘结力较低，造成轻骨料混凝土的稳定性受到影响。
发明内容
本发明所要解决的是现有技术中硅锰渣用于轻骨料混凝土时，需要经特殊处理形成膨渣和膨珠，而特殊处理的工艺复杂、且会大大增加硅锰渣的处理成本，此外，经特殊工艺处理得到的膨渣和膨珠，也可能存在吸水率过低，从而导致轻骨料与水泥的粘结力较低，造成轻骨料混凝土的稳定性受到影响，进而提供一种的工艺简单、成本低的以硅锰渣作为轻质细骨料的轻骨料混凝土及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了 一种轻骨料混凝土，包括如下原料：水泥、细骨料、轻质粗骨料、减水剂、水；所述细骨料包括有机盐改性的轻质硅锰渣和普通特细砂。
所述轻质硅锰渣的粒径为0.1~5mm、细度模数为3.1~3.6、表观密度为1600~2000kg/m3，堆积密度为700~1000kg/m3、压碎指标为10~30%；
所述普通特细砂的粒径为0.1~1.2mm、细度模数为0.9～1.3。
以每立方米轻骨料混凝土计，由如下原料组成：水泥250~500kg、细骨料420~516kg、轻质粗骨料579~675kg、减水剂3.8~16.1kg、水148~175kg；
其中，细骨料中有机盐改性的轻质硅锰渣占细骨料质量的20~30wt%。
所述有机盐的用量占轻质硅锰渣质量的0.2~0.5wt%。
所述有机盐为含羟基的有机盐或含氨基的有机盐。
所述含羟基的有机盐为柠檬酸盐、酒石酸盐、葡萄糖酸盐中的任意一种或几种；所述含氨基的有机盐为对氨基苯磺酸钠、氨基葡萄糖盐酸盐、氨基葡萄糖硫酸盐中的任意一种或几种。
以每立方米轻骨料混凝土计，还包括粉煤灰30~50kg。
以每立方米轻骨料混凝土计，还包括矿渣粉60~90kg。
本发明还提供了一种所述轻骨料混凝土的制备方法，包括如下步骤：
（1）将一定量的硅锰渣和一定量的有机盐混合均匀，得到有机盐改性的硅锰渣；
（2）向有机盐改性的硅锰渣中加入一定量的普通特细砂，混合均匀，得到细骨料；
（3）向细骨料中加入一定量的水泥、减水剂和水充分搅拌，得到水泥砂浆；
（4）向所述水泥砂浆中加入一定量量的轻质粗骨料，搅拌均匀，得到轻骨料混凝土。
还向所述步骤（3）中加入一定量的粉煤灰、或一定量的矿渣粉、或一定量的粉煤灰和矿渣粉。
本发明轻骨料混凝土及利用该活性掺合料制备得到的混凝土与现有技术相比具有如下优点：
（1）本发明所述轻骨料混凝土，首先选择有机盐改性的轻质硅锰渣和普通特细砂的混合物作为细骨料，与水泥、轻质粗骨料、减水剂和水，共同组成轻骨料混凝土。本发明所述细骨料中含有部分有机盐改性的轻质硅锰渣，一方面，采用轻质硅锰渣作为部分细骨料，可以降低细骨料的密度，另一方面，有机盐改性的轻质硅锰渣中，有机盐与轻质硅锰渣相互作用，有机盐中的长链结构可以对轻质硅锰渣起到包覆作用，经有机盐包覆后的轻质硅锰渣作为细骨料用于轻骨料混凝土时，不但可以减缓轻质硅锰渣自身的吸水率，还可以减缓硅锰渣与水泥水化产生的Ca（OH）2的反应速率，从而降低了硅锰渣作为轻质细骨料时的碱骨料反应，不会对轻骨料混凝土的稳定性产生不良影响。此外，混凝土中的部分水分子还会被有机盐的长链结构束缚，使有机盐具有储水作用，在轻骨料混凝土成型后的初期，水泥砂浆中的部分水分被轻质硅锰渣表面的有机盐束缚，使水泥与细骨料界面处水灰比降低，从而提高水泥与细骨料之间界面的粘结强度和早期强度；而在后期，混凝土中的水分逐渐减少，吸收了一定水分的有机盐则又会逐步释放出水分，使混凝土得到充分的潮湿养护，从而使轻骨料混凝土具有优异的性能。本发明所述硅锰渣经有机盐改性后即可作为轻质细骨料用于轻骨料混凝土，具有工艺简单、处理成本低的优点，克服了现有技术中硅锰渣必须经特殊工艺处理得到膨渣和膨珠后才可以作为轻骨料时存在的工艺复杂、处理成本高的问题；以本发明所述改性硅锰渣为原料制备得到的轻骨料混凝土28d抗压强度可以达到23.7~71.6MPa，且稳定性好，混凝土干表观密度为1850kg/m3，符合轻骨料混凝土质量要求。在降低轻骨料混凝土成本的同时，大大提高了轻骨料混凝土的性能。
（2）本发明轻骨料混凝土，进一步限定了所述轻质硅锰渣的粒径为0.1~5mm、细度模数为3.1~3.6、表观密度为1600~2000kg/m3，堆积密度为700~1000kg/m3、压碎指标为10~30%；所述普通特细砂的粒径为0.1~1.2mm、细度模数为0.9～1.3，选用上述具有特定性能参数的轻质硅锰渣进行有机盐改性后，再与具有上述特定性能参数的普通特细砂混合组成细骨料时，制备得到的轻骨料混凝土具有优异的抗压强度，其抗压强度可以达到60MPa以上，轻骨料混凝土的抗压强度甚至高于采用经特殊工艺处理得到膨渣和膨珠的轻骨料混凝土的抗压强度。
（3）本发明轻骨料混凝土，进一步选择羟基羧酸盐或氨基羧酸盐对硅锰渣进行改性，因为羟基羧酸盐或氨基羧酸盐分子中含有-OH、-COO-或氨基（-NH2），而硅锰渣表面都吸附有水分子，羟基羧酸盐或氨基羧酸盐分子中含有的部分-OH、-COO-或氨基（-NH2）与硅锰渣表面的水分子之间可以形成氢键，吸附在硅锰渣表面，而由于硅锰渣表面被有机盐覆盖，还避免了硅锰渣与水泥水化产物的二次反应，避免碱骨料反应的发生，此外，羟基羧酸盐或氨基羧酸盐分子中含有的部分-OH、-COO-或氨基（-NH2）还可以吸附一定量的轻骨料混凝土中的拌合水，通过控制羟基羧酸盐或氨基羧酸盐的添加量能够更加合理地控制使有机盐的储水作用，在轻骨料混凝土成型后的初期，使水泥与细骨料界面处水灰比降低，从而提高水泥与细骨料之间界面的粘结强度和早期强度；而在后期，混凝土中的水分逐渐减少，吸收了一定水分的有机盐则又会逐步释放出水分，使混凝土得到充分的潮湿养护，从而使轻骨料混凝土具有优异的性能。
（4）本发明所述轻骨料混凝土的制备方法，先将轻质硅锰渣与有机盐混合均匀，使二者充分接触，便于硅锰渣的表面被有机盐均匀包覆；再投入普通特细砂，与改性的轻质硅锰渣混合均匀；然后投入水泥，或水泥、粉煤灰，或水泥、矿渣粉，或水泥、粉煤灰、矿渣粉，与减水剂和水充分搅拌；最后投入轻质粗骨料，拌合均匀制得轻骨料混凝土。经有机盐及普通特细砂包覆后的轻质硅锰渣作为细骨料制备轻骨料混凝土时，一方面可以减缓轻质硅锰渣自身的吸水率，另一方面，也可以减缓硅锰渣与水泥水化产生的Ca（OH）2的反应速率，从而降低了硅锰渣作为轻质细骨料时的碱骨料反应，不会对轻骨料混凝土的稳定性产生不良影响；此外，混凝土中的部分水分子还会被有机盐的长链结构束缚，使有机盐具有储水作用，在轻骨料混凝土成型后的初期，水泥砂浆中的部分水分被轻质硅锰渣表面的有机盐束缚，使水泥与细骨料界面处水灰比降低，从而提高水泥与细骨料之间界面的粘结强度和早期强度；而在后期，混凝土中的水分逐渐减少，吸收了一定水分的有机盐则又会逐步释放出水分，使混凝土得到充分的潮湿养护，从而使轻骨料混凝土具有优异的性能。本发明所述轻骨料混凝土的制备方法，具有生产工艺简单、成本低、性能稳定的优点，同时在降低混凝土成本的同时，大大提高了硅锰渣的利用率，有利于减少硅锰渣带来的环境污染问题。采用本发明所述方法制备得到的轻骨料混凝土28d抗压强度可以达到71.6MPa，且稳定性好，混凝土干表观密度为1850kg/m3，符合轻骨料混凝土质量要求。在降低轻骨料混凝土成本的同时，大大提高了轻骨料混凝土的性能。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
本发明所述实施例中所用原材料如非特指，均为市售产品，具体选择如下：
水泥：市售P·O42.5水泥；
轻质硅锰渣：实施例1、2、4、5、6、9、10中所述轻质硅锰渣的性能参数如下：细度模数3.1~3.6，含泥量小于2wt%，泥块含量小于0.5wt%，压碎指标小于50%，表观密度小于2000kg/m3，堆积密度小于1000kg/m3，大同丰宇；实施例3、7、8中所述轻质硅锰渣按实施例中要求的性能参数选择；所有实施例中的轻质硅锰渣均为市售产品；
普通特细砂：粒径0.1-1.2mm，细度模数为0.9～1.3，产地北京密云；
轻粗骨料：市售碎石型粘土陶粒、碎石型页岩陶粒、碎石型粉煤灰陶粒，粒径5~20mm，连续级配，密度400~900kg/m3，筒压强度3.0~8.0MPa。
矿渣粉：S95级，北京兴达；
粉煤灰：Ⅱ级，北京兴达。
减水剂：北京恒安聚羧酸高性能减水剂；
有机盐：市售柠檬酸钠、酒石酸钠、葡萄糖酸钠、对氨基苯磺酸钠、氨基葡萄糖盐酸盐、氨基葡萄糖硫酸盐、酒石酸钾。
水：自来水。
实施例1
本实施例所述LC40轻骨料混凝土的配方如下：以每立方米混凝土计，水泥为330kg、矿渣粉75kg、粉煤灰40kg、轻质粗骨料为620kg、改性硅锰渣为113.23kg、普通特细砂357kg、水161kg、减水剂10.2kg；其中，所述轻质粗骨料选择筒压强度为6.5MPa的900级粉煤灰陶粒，改性硅锰渣选择经柠檬酸钠改性的硅锰渣，改性硅锰渣中硅锰渣质量为113kg、柠檬酸钠质量为0.226kg。
本实施例所述混凝土的制备方法如下：
（1）将特定量的硅锰渣和特定量的柠檬酸钠混合均匀，得到改性硅锰渣；
（2）向改性硅锰渣中加入特定量普通特细砂，混合均匀，得到细骨料；
（3）向细骨料中依次加入特定量的水泥、粉煤灰、矿渣粉、减水剂和水充分搅拌，得到水泥砂浆；
（4）向所述水泥砂浆中加入特定量的轻质粗骨料，搅拌均匀，得到轻骨料混凝土。
实施例2
本实施例所述LC30轻骨料混凝土的配方如下：以每立方米混凝土计，水泥为300kg、矿渣粉90kg、、轻质粗骨料为595kg、改性硅锰渣为125.37kg、普通特细砂355kg、水167kg、减水剂8.3kg；其中，所述轻质粗骨料选择筒压强度为6.0MPa的800级粘土陶粒，改性硅锰渣选择经葡萄糖酸钠改性的硅锰渣，改性硅锰渣中硅锰渣质量为125kg、葡萄糖酸钠0.37kg。
本实施例所述混凝土的制备方法如下：
（1）将特定量的硅锰渣和特定量的葡萄糖酸钠混合均匀，得到改性硅锰渣；
（2）向改性硅锰渣中加入特定量普通特细砂，混合均匀，得到细骨料；
（3）向细骨料中依次加入特定量的水泥、矿渣粉、减水剂和水充分搅拌，得到水泥砂浆；
（4）向所述水泥砂浆中加入特定量的轻质粗骨料，搅拌均匀，得到轻骨料混凝土。
实施例3
本实施例所述LC60轻骨料混凝土的配方如下：以每立方米混凝土计，水泥为410kg、矿渣粉90kg、粉煤灰50kg、轻质粗骨料为675kg、改性硅锰渣为84.34kg、普通特细砂336kg、水148kg、减水剂16.1kg；其中，所述轻质粗骨料选择筒压强度为8.0MPa的900级页岩陶粒，改性硅锰渣选择经酒石酸钠改性的硅锰渣，改性硅锰渣中硅锰渣质量为84kg、酒石酸钠质量为0.34kg；
其中，本实施例中所述硅锰渣选择粒径为2 ~3mm、细度模数为3.3、表观密度为1800kg/m3，堆积密度为850kg/m3、压碎指标为10%；所述普通特细砂的粒径为0.5~0.8mm、细度模数为1.1。
本实施例所述混凝土的制备方法如下：
（1）将特定量的硅锰渣和特定量的酒石酸钠混合均匀，得到改性硅锰渣；
（2）向改性硅锰渣中加入特定量普通特细砂，混合均匀，得到细骨料；
（3）向细骨料中依次加入特定量的水泥、粉煤灰、矿渣粉、减水剂和水充分搅拌，得到水泥砂浆；
（4）向所述水泥砂浆中加入特定量的轻质粗骨料，搅拌均匀，得到轻骨料混凝土。
实施例4
本实施例所述LC20轻骨料混凝土的配方如下：以每立方米混凝土计，水泥为250kg、矿渣粉60kg、粉煤灰30kg、轻质粗骨料为579kg、改性硅锰渣为155.77kg、普通特细砂361kg、水175kg、减水剂5.8kg；其中，所述轻质粗骨料选择筒压强度为3.0MPa的600级粘土陶粒，改性硅锰渣选择经氨基葡萄糖盐酸盐改性的硅锰渣，改性硅锰渣中硅锰渣质量为155kg、氨基葡萄糖盐酸盐质量为0.77kg。
本实施例所述混凝土的制备方法如下：
（1）将特定量的硅锰渣和特定量的氨基葡萄糖盐酸盐混合均匀，得到改性硅锰渣；
（2）向改性硅锰渣中加入特定量普通特细砂，混合均匀，得到细骨料；
（3）向细骨料中依次加入特定量的水泥、粉煤灰、矿渣粉、减水剂和水充分搅拌，得到水泥砂浆；
（4）向所述水泥砂浆中加入特定量的轻质粗骨料，搅拌均匀，得到轻骨料混凝土。
实施例5
本实施例所述LC35轻骨料混凝土的配方如下：以每立方米混凝土计，水泥为310kg、矿渣粉75kg、粉煤灰40kg、轻质粗骨料为610kg、改性硅锰渣为119.41kg、普通特细砂356kg、水164kg、减水剂9.4kg；其中，所述轻质粗骨料选择筒压强度为6.3MPa的800级粘土陶粒，改性硅锰渣选择经氨基葡萄糖硫酸盐改性的硅锰渣，改性硅锰渣中硅锰渣质量为119kg、氨基葡萄糖硫酸盐质量为0.41kg。
本实施例所述混凝土的制备方法如下：
（1）将特定量的硅锰渣和特定量的氨基葡萄糖硫酸盐混合均匀，得到改性硅锰渣；
（2）向改性硅锰渣中加入特定量普通特细砂，混合均匀，得到细骨料；
（3）向细骨料中依次加入特定量的水泥、粉煤灰、矿渣粉、减水剂和水充分搅拌，得到水泥砂浆；
（4）向所述水泥砂浆中加入特定量的轻质粗骨料，搅拌均匀，得到轻骨料混凝土。
实施例6
本实施例所述LC45轻骨料混凝土的配方如下：以每立方米混凝土计，水泥为370kg、粉煤灰50kg、轻质粗骨料为630kg、改性硅锰渣为108.49kg、普通特细砂343kg、水158kg、减水剂11.9kg；其中，所述轻质粗骨料选择筒压强度为6.8MPa的900级粉煤灰陶粒，改性硅锰渣选择经氨基苯磺酸钠改性的硅锰渣，改性硅锰渣中硅锰渣质量为108kg、氨基苯磺酸钠质量为0.49kg。
本实施例所述混凝土的制备方法如下：
（1）将特定量的硅锰渣和特定量的对氨基苯磺酸钠混合均匀，得到改性硅锰渣；
（2）向改性硅锰渣中加入特定量普通特细砂，混合均匀，得到细骨料；
（3）向细骨料中依次加入特定量的水泥、粉煤灰、减水剂和水充分搅拌，得到水泥砂浆；
（4）向所述水泥砂浆中加入特定量的轻质粗骨料，搅拌均匀，得到轻骨料混凝土。
实施例7
本实施例所述LC50轻骨料混凝土的配方如下：以每立方米混凝土计，水泥为370kg、矿渣粉85kg、粉煤灰45kg、轻质粗骨料为640kg、改性硅锰渣为96.48kg、普通特细砂339kg、水154kg、减水剂13.5kg；其中，所述轻质粗骨料选择筒压强度为7.6MPa的900级粘土陶粒，改性硅锰渣选择经酒石酸钾改性的硅锰渣，改性硅锰渣中硅锰渣质量为96kg、酒石酸钾质量为0.48kg；
其中，本实施例中所述硅锰渣选择粒径为3~5mm、细度模数为3.6、表观密度为2000kg/m3，堆积密度为1000kg/m3、压碎指标为20%；所述普通特细砂的粒径为0.1~0.8mm、细度模数为0.9。
本实施例所述混凝土的制备方法如下：
（1）将特定量的硅锰渣和特定量的酒石酸钾混合均匀，得到改性硅锰渣；
（2）向改性硅锰渣中加入特定量普通特细砂，混合均匀，得到细骨料；
（3）向细骨料中依次加入特定量的水泥、粉煤灰、矿渣粉、减水剂和水充分搅拌，得到水泥砂浆；
（4）向所述水泥砂浆中加入特定量的轻质粗骨料，搅拌均匀，得到轻骨料混凝土。
实施例8
本实施例所述LC55轻骨料混凝土的配方如下：以每立方米混凝土计，水泥为500kg、轻质粗骨料为675kg、改性硅锰渣为84.17kg、普通特细砂336kg、水148kg、减水剂16.1kg；其中，所述轻质粗骨料选择筒压强度为7.8MPa的900级页岩陶粒，改性硅锰渣选择经葡萄糖酸钠改性的硅锰渣，改性硅锰渣中硅锰渣质量为84kg、葡萄糖酸钠质量为0.17kg；
其中，本实施例中所述硅锰渣选择粒径为0.1 ~2mm、细度模数为3.1、表观密度为1600kg/m3，堆积密度为700kg/m3、压碎指标为30%；所述普通特细砂的粒径为0.8~1.2mm、细度模数为1.3。
本实施例所述混凝土的制备方法如下：
（1）将特定量的硅锰渣和特定量的葡萄糖酸钠混合均匀，得到改性硅锰渣；
（2）向改性硅锰渣中加入特定量普通特细砂，混合均匀，得到细骨料；
（3）向细骨料中依次加入特定量的水泥、减水剂和水充分搅拌，得到水泥砂浆；
（4）向所述水泥砂浆中加入特定量的轻质粗骨料，搅拌均匀，得到轻骨料混凝土。
实施例9
本实施例所述LC15轻骨料混凝土的配方如下：以每立方米混凝土计，水泥为250kg、轻质粗骨料为579kg、改性硅锰渣为155.77kg、普通特细砂361kg、水175kg、减水剂3.8kg；其中，所述轻质粗骨料选择筒压强度为3.0MPa的400级粘土陶粒，改性硅锰渣选择经柠檬酸钠改性的硅锰渣，改性硅锰渣中硅锰渣质量为155kg、柠檬酸钠质量为0.77kg。
本实施例所述混凝土的制备方法如下：
（1）将特定量的硅锰渣和特定量的柠檬酸钠混合均匀，得到改性硅锰渣；
（2）向改性硅锰渣中加入特定量普通特细砂，混合均匀，得到细骨料；
（3）向细骨料中依次加入特定量的水泥、减水剂和水充分搅拌，得到水泥砂浆；
（4）向所述水泥砂浆中加入特定量的轻质粗骨料，搅拌均匀，得到轻骨料混凝土。
实施例10
本实施例所述LC35轻骨料混凝土的配方如下：以每立方米混凝土计，水泥为370kg、轻质粗骨料为630kg、改性硅锰渣为177.41kg、普通特细砂351kg、水162kg、减水剂10.1kg；其中，所述轻质粗骨料选择筒压强度为6.2MPa的800级粘土陶粒，改性硅锰渣选择经酒石酸钠改性的硅锰渣，改性硅锰渣中硅锰渣质量为177kg、酒石酸钠质量为0.41kg。
本实施例所述混凝土的制备方法如下：
（1）将特定量的硅锰渣和特定量的酒石酸钠混合均匀，得到改性硅锰渣；
（2）向改性硅锰渣中加入特定量普通特细砂，混合均匀，得到细骨料；
（3）向细骨料中依次加入特定量的水泥、减水剂和水充分搅拌，得到水泥砂浆；
（4）向所述水泥砂浆中加入特定量的轻质粗骨料，搅拌均匀，得到轻骨料混凝土。
对实施例1~10中制备得到的轻骨料混凝土进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1 轻骨料混凝土的性能测试结果
| 实施例编号 | 坍落度（mm） | 28d抗压强度(MPa) | 表观密度(kg/m3) |
| 1 | 180 | 52.7 | 1740 |
| 2 | 170 | 41.9 | 1710 |
| 3 | 180 | 71.6 | 1850 |
| 4 | 160 | 29.2 | 1680 |
| 5 | 170 | 45.8 | 1720 |
| 6 | 175 | 58.5 | 1760 |
| 7 | 170 | 62.1 | 1790 |
| 8 | 175 | 69.4 | 1820 |
| 9 | 160 | 23.7 | 1600 |
| 10 | 180 | 43.5 | 1710 |
由上述测试结果可知，本发明轻骨料混凝土中轻质硅锰渣的添加量占细骨料总质量的20~30wt%时，制备得到的混凝土拌合物粘聚性能、流动性能和可能性能均良好，混凝土的力学性能均满足施工要求，拌合物坍落度可达160~180mm，28d抗压强度可达23.7~71.6MPa，混凝土干表观密度为1600~1850kg/m3，达到轻骨料混凝土要求。由于本发明轻骨料混凝土中硅锰渣具有较大的掺量，大幅降低了普通砂子或轻质细骨料的用量，不仅降低了单方混凝土的成本，还为硅锰渣的应用提供一种新途径，而且可以缓解目前砂石料紧缺的现状，减少硅锰渣的堆放，具有良好的经济、环保和社会效益。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种轻骨料混凝土，包括如下原料：水泥、细骨料、轻质粗骨料、减水剂、水；其特征在于，所述细骨料包括有机盐改性的轻质硅锰渣和普通特细砂；
其中，所述有机盐为含羟基的有机盐或含氨基的有机盐；所述含羟基的有机盐为柠檬酸盐、酒石酸盐、葡萄糖酸盐中的任意一种或几种；所述含氨基的有机盐为对氨基苯磺酸钠、氨基葡萄糖盐酸盐、氨基葡萄糖硫酸盐中的任意一种或几种。
2.根据权利要求1轻骨料混凝土，其特征在于，所述轻质硅锰渣的粒径为0.1～5mm、细度模数为3.1～3.6、表观密度为1600～2000kg/m3，堆积密度为700～1000kg/m3、压碎指标为10～30％；所述普通特细砂的粒径为0.1～1.2mm、细度模数为0.9～1.3。
3.根据权利要求1或2轻骨料混凝土，其特征在于，以每立方米轻骨料混凝土计，由如下原料组成：水泥250～500kg、细骨料420～516kg、轻质粗骨料579～675kg、减水剂3.8～16.1kg、水148～175kg；
其中，细骨料中有机盐改性的轻质硅锰渣占细骨料质量的20～30wt％。
4.根据权利要求3轻骨料混凝土，其特征在于，所述有机盐的用量占轻质硅锰渣质量的0.2～0.5wt％。
5.根据权利要求1或2所述轻骨料混凝土，其特征在于，以每立方米轻骨料混凝土计，还包括粉煤灰30～50kg。
6.根据权利要求1或2所述轻骨料混凝土，其特征在于，以每立方米轻骨料混凝土计，还包括矿渣粉60～90kg。
7.权利要求1～6任一所述轻骨料混凝土的制备方法，包括如下步骤：
(1)将一定量的硅锰渣和一定量的有机盐混合均匀，得到有机盐改性的硅锰渣；
(2)向有机盐改性的硅锰渣中加入一定量的普通特细砂，混合均匀，得到细骨料；
(3)向细骨料中加入一定量的水泥、减水剂和水充分搅拌，得到水泥砂浆；
(4)向所述水泥砂浆中加入一定量量的轻质粗骨料，搅拌均匀，得到轻骨料混凝土。
8.根据权利要求7所述轻骨料混凝土的制备方法，其特征在于，还向所述步骤(3)中加入一定量的粉煤灰、或一定量的矿渣粉、或一定量的粉煤灰和矿渣粉。
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