CN112500065A - 一种高强轻质混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种高强轻质混凝土及其制备方法。其中一种高强轻质混凝土，包括硅酸盐水泥、橡胶颗粒、增强材料、空心玻璃微珠、粉煤灰、减水剂、发泡剂、活性超细粉和水制备得到，其中橡胶颗粒经改性处理，通过对橡胶颗粒进行改性，提高橡胶颗粒与无机材料之间的交联性和粘结强度，进而提高混凝土内空气空腔的密闭性和混凝土的强度。同时，本申请中提供了一种混凝土的制备方法，先对硅酸盐水泥、增强材料、空心玻璃微珠、粉煤灰、减水剂、发泡剂进行混合，再加入橡胶颗粒，最后加入活性超细粉，可以提高制备得到的混凝土的机械强度。

Description

一种高强轻质混凝土及其制备方法

技术领域

本申请涉及混凝土领域，更具体地说，它涉及一种高强轻质混凝土及其制备方法。

背景技术

轻质混凝土是一种新型混凝土材料，一般通过在混凝土制备过程中，通过发泡剂使混凝土内产生气泡的方法制备得到。由于轻质混凝土中有大量的气泡存在，因此其密度较低，且具有较好的隔热、隔音性能，有着广泛的运用前景。

为满足环保的要求，在混凝土加工过程中，常会掺入部分从汽车轮胎中回收的废弃橡胶，既缓解了废轮胎造成的污染问题，也有利于提高混凝土的韧性。

然而，在轻质混凝土中，由于体系中存在较多孔隙结构，橡胶颗粒有时与混凝土中的骨料结构难以紧密的结合，导致混凝土内无法形成密闭的空气空腔。因此在轻质混凝土中添加废旧橡胶材料，容易造成轻质高强混凝土的强度降低。

发明内容

为了实现在轻质高强混凝土中掺杂橡胶的同时，减少橡胶掺入对轻质高强混凝土强度的影响，本申请提供一种轻质高强混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种轻质高强混凝土，采用如下的技术方案：

一种高强轻质混凝土，由如下质量份的原料制备得到：

硅酸盐水泥：320～450份；

橡胶颗粒：30～80份；

增强材料：200～335份；

空心玻璃微珠：120～190份；

粉煤灰：135～190份；

减水剂：22～30份；

活性超细粉：80～150份；

发泡剂：15～20份；

水；200～300份。

其中，所述橡胶颗粒在使用前，先经如下步骤进行改性：

S1、将橡胶颗粒加热至70～110℃，保持7～12min；

S2、向步骤S1中处理完毕的橡胶颗粒中继续通入温度为170～200℃的空气，每千克橡胶颗粒对应的气流量为0.5～1m³/s，通气时间为30～50min；

S3、将步骤S2中处理完毕的橡胶颗粒冷却至室温。

在上述技术方案中，空心玻璃微珠密度较小，其作为骨料在体系中，有助于降低体系的密度，实现轻质的效果。橡胶颗粒可通过废旧轮胎等材料回收得到，在改性过程中，在较高的温度和空气中的氧气的催化处理下，橡胶颗粒表面可以氧化并形成一定的活性基团，从而具有较好的交联性能，有助于提高橡胶颗粒在体系中的分散性能和交联性能，一方面可以实现在混凝土加工过程中橡胶颗粒的均匀分散，不易沉降和团聚，同时有助于橡胶颗粒与混凝土中的硅氧体系形成偶联结构，进一步强化橡胶颗粒在混凝土体系中的粘结性能，进而提高混凝土内空气空腔的密闭性，从而实现轻质高强的效果。

优选的，在步骤S1中，所述橡胶颗粒先浸泡于改性液中进行改性，再加热至70～110℃，保持2～6h，其中改性液的具体包括如下质量分数成分：

碘：0.4～0.9％；

碘化锂：1.2～3％；

余量为水。

通过碘和碘化锂对橡胶颗粒进行预改性处理，有助于碘离子在橡胶颗粒的表面发生取代反应，在碘离子取代后，碘化锂也可以掺入答橡胶颗粒中，一方面通过碘原子的作用，可以提高橡胶颗粒的耐热性能，使之后在后续加热过程中不易因过热而老化，保护橡胶颗粒中的高分子链，减少其断裂。同时，通过碘化锂在橡胶颗粒的内部形成类似网络的结构，也有助于提高橡胶颗粒本身的强度。另外，碘化锂本身也可以提高碘的水溶性，进而促进碘对橡胶颗粒的表面进行取代。

优选的，所述改性液中还包括占改性液总质量0.4～2.0％的水溶性壳聚糖。

水溶性壳聚糖可以提供一定的粘性，同时其表面有较多的活性基团，在橡胶颗粒表面吸附，并提高橡胶颗粒的耐热性和耐候性。同时，水溶性壳聚糖还能提供一定的抗菌活性和耐腐蚀性。橡胶颗粒在经水溶性壳聚糖改性后，锂离子和碘离子被吸附与水溶性壳聚糖中，有助于其在混凝土内形成交联结构，进一步提高混凝土的强度。

优选的，在步骤S1中，所述橡胶颗粒浸泡于改性液中进行改性的过程中，温度为42～45℃。

在上述温度范围内，有助于改性的快速进行，使橡胶颗粒在充分反应的同时，也不易因温度过高而发生其他副反应导致橡胶颗粒本身强度降低，因此其制备得到的混凝土具有更加优秀的力学性能。

优选的，所述活性超细粉为质量比为1:(0.6～0.85)的超细硅粉和稻壳灰。

超细硅粉和稻壳灰具有较好的活性，有助于提高水泥的二次水化过程，从而使混凝土整体具有更好的强度。

优选的，所述增强材料具体按质量分数如下：

海泡石：30～40％；

三聚氰胺：3～10％；

高强页岩陶粒：余量。

所述海泡石的粒径为5～10mm。

高强页岩陶粒可以有效改善混凝土的强度，海泡石则具有较好的吸附性能。三聚氰胺可以吸附在海泡石上，具有一定的阻燃效果和耐热效果。同时三聚氰胺与有机相之间相容性良好，有助于海泡石与橡胶颗粒的相容性。且海泡石中的大量孔隙结构可以进一步降低混凝土的密度。通过海泡石和高强页岩陶粒的共同作用，可以在不提高混凝土密度的前提下，大幅提高混凝土的机械性能。

优选的，所述海泡石通过如下方法进行改性：将海泡石浸泡于pH值为5.3～6.2的磷酸缓冲溶液中，并在体系中加入质量比为(200～400):(35～20):1的阳离子表面活性剂、硬脂酸甘油单酯和碘离子金属盐，所述碘离子金属盐为碘化钠、碘化钾、碘化锂中的一种，浸泡时间为30～50h，浸泡完毕后将海泡石取出并在70～120℃条件下烘干。

在上述过程中，对海泡石进行改性的过程中，海泡石可以吸附碘离子，从而在海泡石表面形成一定的电荷。弱酸性的条件有助于海泡石表面活性反应的发生，因此含有上述改性过的海泡石的增强材料在掺入混凝土后可以进一步提高混凝土的机械性能。

优选的，所述增强材料还包括占增强材料总质量1.2～4％的硅烷偶联剂和占增强材料总质量2.5～6％的硫酸钙晶须。

硅烷偶联剂可以连接有机相和无机相，在混凝土加工过程中，可以进一步提高橡胶颗粒与空心玻璃微珠等无机材料之间的连接强度，提高混凝土整体的强度。硫酸钙晶须一方面可以与海泡石结合，提高海泡石的强度，同时可以在体系中对孔隙结构进行支撑，从而进一步提高混凝土内气泡的留存量。

第二方面，本申请提供一种用于制备上述高强轻质混凝土的制备方法)，采用如下的技术方案：

一种用于制备上述的高强轻质混凝土的制备方法，包括如下步骤：

增强材料配制：将增强材料中的各组分混合并搅拌均匀，备用；

初步拌和：将空心玻璃微珠、增强材料、发泡剂和硅酸盐水泥混合并加入占水的总质量40～45％的水搅拌1～2min，得到第一混合体系；

二次拌和：向第一混合体系中加入橡胶颗粒，继续搅拌1～2min，得到第二混合体系；三次拌和：向第二混合体系中加入活性超细粉、减水剂和剩余的水，几乎搅拌2～3min，得到第三混合体系；

成型：将第三混合体系装模、养护、脱模、得到高强轻质混凝土。

在上述技术方案中，先对空心玻璃微珠灯组份进行拌和和发泡，再将橡胶颗粒加入其中，橡胶颗粒加入其中后，可以通过橡胶颗粒对产生的气泡进行限位，并通过橡胶颗粒改性后表面产生的活性对混凝土中的空隙结构进行封闭，随后加入活性超细粉、减水剂和剩余的水，产生二次水化效应，进一步提高混凝土的强度和混凝土内气体空隙的封闭性。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、在本申请中，通过对橡胶颗粒进行氧化改性，使橡胶颗粒表面形成活性结构，具有提高了橡胶颗粒的偶联性能，使橡胶颗粒可以与混凝土内部结构形成更加紧密的连接结构，提高了混凝土内气孔的封闭程度和留存率，进而提高了制得的混凝土的机械强度和力学性能。

2、本申请中进一步地通过碘和碘化锂对橡胶颗粒进行改性，使橡胶颗粒本身获得较好的耐热性能，同时对橡胶颗粒的力学性能及制得的混凝土的强度均有明显的提高。

3、在本申请中，通过先初步拌和、再加入橡胶颗粒，搅拌均匀后再加入活性超细粉，可以进一步提高制得的混凝土的强度。

具体实施方式

以下结合制备例、实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。

在以下制备例、实施例和对比例中，部分原料的来源、规格、参数及型号如表1所示。

表1、部分物料来源及规格表

在以下制备例、实施例和对比例中，每份物料指10g物料。

制备例1～11

增强材料，通过如表2中的物料按质量分组合而成。

表2、制备例1～11的成分表

制备例序号	高强页岩陶粒	海泡石	三聚氰胺	硅烷偶联剂	硫酸钙晶须
						制备例1	60％	35％	5％	0	0
制备例2	50％	40％	10％	0	0
						制备例3	67％	30％	3％	0	0
制备例4	93％	0	3％	0	0
						制备例5	65％	35％	0	0	0
制备例6	52.5％	35％	5％	0	2.5％
						制备例7	51％	35％	5％	0	4％
制备例8	49％	35％	5％	0	6％
						制备例9	58.8％	35％	5％	1.2％	0
制备例10	56％	35％	5％	4％	0
						制备例11	53.5％	35％	5％	2.5％	4％

其中，海泡石的粒径范围为5～10mm。

制备例12

增强材料，与制备例11的区别在于，海泡石在使用前通过如下方法进行改性：将海泡石浸泡于pH值为5.8的磷酸缓冲溶液中，并在体系中加入质量比为200:35:1的阳离子表面活性剂、硬脂酸甘油单酯和碘离子金属盐，碘离子金属盐为碘化钠，阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵，浸泡时间为30h，浸泡完毕后将海泡石取出并在120℃条件下烘干。

制备例13

增强材料，与制备例12的区别在于，浸泡时间为50h，烘干温度为120℃。

制备例14,

增强材料，与制备例12的区别在于，磷酸缓冲溶液的pH值为5.3。

制备例15

增强材料，与制备例12的区别在于，磷酸缓冲溶液的pH值为6.2。

制备例16

增强材料，与制备例12的区别在于，磷酸缓冲溶液的pH值为7.4。

制备例17

增强材料，与制备例12的区别在于，阳离子表面活性剂、硬脂酸甘油单酯和碘离子金属盐的质量比为300:30:1。

制备例18

增强材料，与制备例12的区别在于，阳离子表面活性剂、硬脂酸甘油单酯和碘离子金属盐的质量比为400:35:1。

制备例19

增强材料，与制备例12的区别在于，不含阳离子活性剂，改为等量的磷酸缓冲溶液。

制备例20

增强材料，与制备例12的区别在于，不含碘离子金属盐，改为等量的磷酸缓冲溶液。

制备例21

增强材料，与制备例12的区别在于，碘离子金属盐为碘化钠。

制备例22

增强材料，与制备例12的区别在于，碘离子金属盐为碘化锂。

实施例1～7

一种高强轻质混凝土，其原料组成如表3所示。

表3、实施例1～7中的物料成分表

其中，增强材料为制备例1中的增强材料。

该高强轻质混凝土通过如下方式进行制备得到。

增强材料配制：按照制备例1中的组分将增强材料混合并搅拌均匀，备用；

初步拌和：将空心玻璃微珠、增强材料、发泡剂和硅酸盐水泥混合并加入占水的总质量40％的水搅拌1min，得到第一混合体系；

二次拌和：向第一混合体系中加入橡胶颗粒，继续搅拌1min，得到第二混合体系；

三次拌和：向第二混合体系中加入活性超细粉、减水剂和剩余的水，几乎搅拌2min，得到第三混合体系；

成型：将第三混合体系装模、养护、脱模、得到高强轻质混凝土。

其中，橡胶颗粒在使用前经如下步骤进行改性：

S1、将橡胶颗粒加热至90℃，保持10min；

S2、向步骤S1中处理完毕的橡胶颗粒中继续通入温度为180℃的空气，每千克橡胶颗粒对应的气流量为0.8m²/s，通气时间为40min；

S3、将步骤S2中处理完毕的橡胶颗粒冷却至室温。

实施例8

一种高强轻质混凝土，与实施例3的区别在于，橡胶颗粒的改性步骤具体如下：

S1、将橡胶颗粒加热至110℃，保持12min；

S2、向步骤S1中处理完毕的橡胶颗粒中继续通入温度为200℃的空气，每千克橡胶颗粒对应的气流量为1m²/s，通气时间为50min；

S3、将步骤S2中处理完毕的橡胶颗粒冷却至室温。

实施例9

一种高强轻质混凝土，与实施例3的区别在于，橡胶颗粒的改性步骤具体如下：

S1、将橡胶颗粒加热至70℃，保持7min；

S2、向步骤S1中处理完毕的橡胶颗粒中继续通入温度为170℃的空气，每千克橡胶颗粒对应的气流量为0.5m²/s，通气时间为30min；

S3、将步骤S2中处理完毕的橡胶颗粒冷却至室温。

实施例10～17

一种高强轻质混凝土，与实施例3的区别在于，在步骤S1中，橡胶颗粒先浸泡于改性液中进行改性，浸泡时间为2h，浸泡温度为42℃；随后再进行加热处理。改性液的成分具体如表4所示。

表4、实施例10～15中改性液成分

实施例18

一种高强轻质混凝土，与实施例14的区别在于，橡胶颗粒在改性液中的浸泡时间为6h，浸泡温度为45℃。

实施例19，一种高强轻质混凝土，与实施例14的区别在于，橡胶颗粒在改性液中的浸泡温度为50℃。

实施例20

一种高强轻质混凝土，与实施例14的区别在于，橡胶颗粒在改性液中的浸泡温度为40℃。

实施例21

一种高强轻质混凝土，与实施例3的区别在于，橡胶颗粒的改性步骤具体如下：

S1、向橡胶颗粒中继续通入温度为170℃的空气，每千克橡胶颗粒对应的气流量为0.5m²/s，通气时间为30min；

S2、将步骤S1中处理完毕的橡胶颗粒冷却至室温。

实施例22～42

一种高强轻质混凝土，与实施例14的区别在于，其中使用的增强材料分别为制备例2～22中的增强材料。

实施例43

一种高强轻质混凝土，与实施例32的区别在于，在初步拌和步骤中，加入的水占水总质量的45％，搅拌时间为2min，在二次拌和中，搅拌时间为2min，在三次拌和中，搅拌时间为3min。

针对上述实施例，设置如下对比例与其进行对比。

对比例1

一种高强轻质混凝土，与实施例3的区别在于，用等量石子替换增强材料。

对比例2

一种高强轻质混凝土，与实施例3的区别在于，用等量的河沙替代活性超细粉。

对比例3

一种高强轻质混凝土，与实施例3的区别在于，在初步拌和步骤中，将全部水加入。

对比例4

一种高强轻质混凝土，与实施例3的区别在于，将初步拌和、二次拌和和三次拌和步骤合并为如下步骤：

拌和：将橡胶颗粒、空心玻璃微珠、增强材料、发泡剂、硅酸盐水泥、活性超细粉、减水剂和水混合，并搅拌2～3min，得到混合体系；

在成型步骤中，将混合体系装模、养护、脱模，得到高强轻质混凝土。

对比例5

一种高强轻质混凝土，与实施例3的区别在于，橡胶颗粒不经改性处理。

针对上述实施例和对比例，设置如下实验验证该高强轻质混凝土的性质。

实验1、表观密度实验：参照我国《轻骨料混凝土技术规程》(JGJ51-2002)中干表观密度试验方法，采用破碎试件烘干法进行测定。

实验2、将混凝土制成10cm*10cm*10cm的混凝土块，养护28日，测定其抗压强度。

实验3、将混凝土制成10cm*10cm*300cm的混凝土块，养护28日，测定其轴心抗压强度。

实验4、将混凝土制成10cm*10cm*400cm的混凝土块，养护28日，测定其抗折强度。

实验2～4参照GB/T50081-2019中的试验方法进行。

实验5、根据GB50164-2011《混凝土质量控制标准》的规定，测定混凝土的抗渗性能。

首先，对实施例1～7及对比例1～5进行实验1和实验5，结果如表5所示。

表5、实施例1～7及对比例1～4在实验1和实验5中的实验结果

通过上述实验结果可知，相较于对比例6，在实施例1～7中，通过对橡胶颗粒进行改性，并通过如实施例1～7中所述的方法进行混凝土的拌和，可以大幅提高制得的轻质混凝土中孔隙的封闭性，从另一角度，也提高了混凝土的抗渗性能。由于橡胶颗粒经过了表面改性，因此橡胶颗粒与混凝土骨架结构中的成分可以发生更加紧密的结合，因此有助于通过橡胶颗粒的辅助，提高混凝土内气孔的封闭程度，进而减少了混凝土的渗水性能，并实现了轻质的目的。

在对比例1和对比例2中，石子和河沙作为原料掺入会使整体的密度变大，进而无法实现轻质的目的，导致制得的混凝土在水中快速下沉。对比例3中，在初步拌和中就将水全部加入，会导致在拌和过程中混凝土早期水化反应过快，同时整体的粘稠度不足，产生的气泡容易从体系中溢出，从而减少了气体在体系中的留存，进而减少了混凝土内气泡的数量，导致整体密度升高，在水中快速下沉。对比例4中，将所有物料一同实现拌和，活性超细粉在后续过程中加入二次水化作用被削弱，导致混凝土的内部框架结构不稳定，且产生的气泡容易破裂。而在实施例1～7中，活性超细粉和减水剂在后续加入，一方面起到进一步封闭气孔的作用，同时也有助于保持各组分在拌和过程中的稳定性和流动性，从而提高了混凝土的加工性能。

在上述实验的基础上，进一步对实施例1～7进行实验2～4，其结果如表6所示。

表6、实施例1～7在实验2～4中的实验结果

编号	抗压强度(MPa)	轴心抗压强度(MPa)	抗折强度(MPa)
				实施例1	48.4	40.7	4.9
实施例2	49.2	39.2	4.7
				实施例3	48.3	40.4	4.9
实施例4	48.6	40.1	4.8
				实施例5	49.0	39.6	4.6
实施例6	45.1	37.5	4.4
				实施例7	45.5	37.3	4.3

通过上述实验数据可知，在本申请中制备得到的混凝土基本能够满达到C50的要求，但是在实施例6和实施例7中，活性超细粉的分别缺少了草席硅粉和稻壳灰，进而导致整体强度下降。超细硅粉本身具有较好的强度结构，有提升混凝土强度的效果，而稻壳灰则具有较高的比表面积和较好的结晶度，其表面容易产生活性位点，可以更好地促进水化反应的进行，二者相辅相成，共同提高了该高强轻质混凝土的强度性能。

进一步地，对实施例8～21进行实验2～5，并与实施例3进行对比，其结果如表7所示。

表7、实施例3及实施例10～21的实验数据对比

编号	抗压强度(MPa)	轴心抗压强度(MPa)	抗折强度(MPa)	抗渗等级
					实施例3	48.3	40.4	4.9	P8
实施例10	49.6	41.5	5.1	P10
					实施例11	50.1	41.2	5.1	P10
实施例12	50.5	41.4	5.2	P10
					实施例13	52.4	44.0	5.4	P10
实施例14	52.9	43.9	5.4	P10
					实施例15	52.6	44.2	5.3	P10
实施例16	47.9	40.1	4.8	P8
					实施例17	48.2	39.8	4.6	P8
实施例18	52.8	44.4	5.3	P10
					实施例19	51.4	42.7	5.1	P10
实施例20	51.8	43.3	5.1	P10
					实施例21	47.9	39.6	4.8	P6

实施例8和实施例9在实施例3的基础上，调节了两次加热的参数，对实验结果无明显影响。但是实施例21中，略去了第一次加热，导致了制得的混凝土强度和抗渗性能降低。其原理可能为，第一次加热的过程中，对橡胶的表面进行了初步的氧化，并在表面形成了醛基、羧基等基团，上述基团可以在橡胶内部形成一定的偶联结构，提高了橡胶颗粒的耐热性能。

在实施例10～20中，在对橡胶颗粒进行加热前，先将橡胶颗粒置于改性液中进行改性。在实施例10～12中，改性液中含有碘化锂和碘单质，能够在橡胶表面发生碘取代，碘取代后的橡胶颗粒交联性能更强，有助于提高其在混凝土内的粘结能力，进而提高了混凝土的机械强度。缺少碘化锂会使碘的分散性和反应性能下降。实施例13～15中，进一步添加了水溶性壳聚糖，在本申请中，水溶性壳聚糖采用羧甲基改性的壳聚糖，增大了壳聚糖的水溶性，壳聚糖具有一定的粘性，在改性过程中，在橡胶颗粒表面被碘取代后，壳聚糖可以吸附与橡胶颗粒的表面，并通过壳聚糖上的多孔吸附结构，吸附部分碘离子和锂离子，改善橡胶颗粒的耐受性和耐热性，并提供一定的抗菌性和耐腐蚀性。同时，碘离子和锂离子可以在混凝土内形成配位偶联的结构，进一步提了混凝土的强度和交联性。此外，碘原子有一定的疏水作用，其原子尺寸较大，进一步提高了混凝土内气孔的密闭性。

在实施例18～20中，对橡胶颗粒在改性液中的浸泡温度做了一定的调整，证明当浸泡温度为42～45℃时，改性的效果最佳。

进一步地，对实施例22～31进行试验2～4，其实验结果如表8所示。

表8、实施例22～31的实验数据对比

编号	抗压强度(MPa)	轴心抗压强度(MPa)	抗折强度(MPa)
				实施例22	52.8	44.1	5.4
实施例23	52.8	43.8	5.5
				实施例24	49.7	40.2	4.8
实施例25	50.1	42.0	5.1
				实施例26	53.8	45.6	6.0
实施例27	53.9	46.1	6.2
				实施例28	53.6	45.9	6.2
实施例29	53.5	46.0	5.7
				实施例30	53.2	45.7	5.7
实施例31	56.8	47.1	6.5

在实施例22～42中，对增强材料剂进行了调整，分别对应使用了制备例2～22中的增强材料。其中，实施例22～31相较于实施例21，依次采用了制备例2～11中的增强材料，其对增强材料的成分进行了调整。增强材料中主要成分为高强页岩陶粒，其为混凝土材料提供了最为基础的强度。在高强页岩陶粒的基础上，添加海泡石和三聚氰胺有助于提高整体的强度，通过实施例24、实施例25与实施例21的区别可以得出这个结论。其原理可能在于，海泡石具有一定的多孔结构，天然的孔隙结构为气体提供了储存空间，进一步提高了混凝土加工过程中产生的气泡的存留率，同时三聚氰胺与有机相和无机相均具有较好的相容性，通过三聚氰胺可以提高橡胶颗粒与海泡石、高强页岩陶粒之间的连接关系，进而使橡胶颗粒可以有效地对吸附于海泡石表面的气体进行留存。

进一步地，在实施例26～31中，添加了硅烷偶联剂和硫酸钙晶须中的至少一种。硅烷偶联剂可以起到提高无机相和有机相之间的偶联程度的作用，在体系内形成网格状的结构，一方面提高了混凝土的强度，同时也进一步提高了混凝土内气体空腔的封闭性。硫酸钙晶须均有较好的强度和刚度，在混凝土体系中可以有效增强混凝土的抗折强度，同时也有助于混凝土内气体的留存，凸显轻质高强的特点。

进一步地，对实施例32～43进行试验2～4，其结果如表9所示。

表9、实施例32～43的实验数据对比

在实施例32～42中，进一步对海泡石进行了改性。在改性过程中，通过阳离子改性剂、硬脂酸甘油单酯和碘离子金属盐的共同作用，可以提高制得的混凝土的强度，且具有一定的显著性。其原理可能在于，在上述改性过程中，碘离子可以吸附于海泡石的表面，使海泡石表面带一定的电荷，而整体反应条件为弱酸性，因此海泡石表面能够形成一定的活性位点，进一步促进了碘离子的吸附作用。碘离子在吸附后有助于促进水化反应的进行，同时形成一定的配位偶联结构，进一步提高了混凝土的强度。在上述过程中，硬脂酸甘油单酯可以起到增容的作用，同时也具有一定的发泡效果，阳离子表面活性剂则能够在碘离子吸附于海泡石表面后进一步覆盖于海泡石表面上，同时具有与碘原子配位的效果，进而通过配位效应使海泡石上被阳离子表面活性剂改性，从而提高了海泡石材料的强度和耐磨性能，同样增大了混凝土的各方面机械性能。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种高强轻质混凝土，其特征在于，由如下质量份的原料制备得到：

硅酸盐水泥：320～450份；

橡胶颗粒：30～80份；

增强材料：200～335份；

空心玻璃微珠：120～190份；

粉煤灰：135～190份；

减水剂：22～30份；

活性超细粉：80～150份；

发泡剂：15～20份；

水；200～300份；

其中，所述橡胶颗粒在使用前，先经如下步骤进行改性：

S1、将橡胶颗粒加热至70～110℃，保持7～12min；

S2、向步骤S1中处理完毕的橡胶颗粒中继续通入温度为170～200℃的空气，每千克橡胶颗粒对应的气流量为0.5～1m³/s，通气时间为30～50min；

S3、将步骤S2中处理完毕的橡胶颗粒冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的一种高强轻质混凝土，其特征在于：在步骤S1中，所述橡胶颗粒先浸泡于改性液中进行改性，再加热至70～110℃，保持2～6h，其中改性液的具体包括如下质量分数成分：

碘：0.4～0.9%；

碘化锂：1.2～3%；

余量为水。

3.根据权利要求2所述的一种高强轻质混凝土，其特征在于：所述改性液中还包括占改性液总质量0.4～2.0%的水溶性壳聚糖。

4.根据权利要求2所述的一种高强轻质混凝土，其特征在于：在步骤S1中，所述橡胶颗粒浸泡于改性液中进行改性的过程中，温度为42～45℃。

5.根据权利要求1所述的一种高强轻质混凝土，其特征在于，所述活性超细粉为质量比为1:（0.6～0.85）的超细硅粉和稻壳灰。

6.根据权利要求1所述的一种高强轻质混凝土，其特征在于，所述增强材料具体按质量分数如下：

海泡石：30～40%；

三聚氰胺：3～10%；

高强页岩陶粒：余量；

所述海泡石的粒径为5～10mm。

7.根据权利要求6所述的一种高强轻质混凝土，其特征在于，所述海泡石通过如下方法进行改性：将海泡石浸泡于pH值为5.3～6.2的磷酸缓冲溶液中，并在体系中加入质量比为（200～400）:（35～20）:1的阳离子表面活性剂、硬脂酸甘油单酯和碘离子金属盐，所述碘离子金属盐为碘化钠、碘化钾、碘化锂中的一种，浸泡时间为30～50h，浸泡完毕后将海泡石取出并在70～120℃条件下烘干。

8.根据权利要求7所述的一种高强轻质混凝土，其特征在于，所述增强材料还包括占增强材料总质量1.2～4%的硅烷偶联剂和占增强材料总质量2.5～6%的硫酸钙晶须。

9.一种用于制备如权利要求1～8中任意一项所述的高强轻质混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

增强材料配制：将增强材料中的各组分混合并搅拌均匀，备用；

初步拌和：将空心玻璃微珠、增强材料、发泡剂和硅酸盐水泥混合并加入占水的总质量40～45%的水搅拌1～2min，得到第一混合体系；

二次拌和：向第一混合体系中加入橡胶颗粒，继续搅拌1～2min，得到第二混合体系；

三次拌和：向第二混合体系中加入活性超细粉、减水剂和剩余的水，几乎搅拌2～3min，得到第三混合体系；

成型：将第三混合体系装模、养护、脱模、得到高强轻质混凝土。