CN114956862A - 一种trc用高强轻骨料水泥基体及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种适用于纤维编织网增强混凝土的轻骨料水泥基体及其制备方法和应用。所述轻骨料水泥基体包括水泥403~448重量份、轻骨料陶砂817~826重量份、粉煤灰160~228重量份、硅灰30~40重量份、减水剂3~5重量份。本发明可以获得流动性、自密实性良好，适用于纤维编织网的水泥胶砂基体，使用轻骨料进行配制适用于纤维编织网增强混凝土，做到保证高强度力学性能的同时，可以实现TRC结构的轻量化，相较于常规TRC结构轻量化30%~40%。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种适用于纤维编织网混凝土的轻骨料水泥基体及其制备方法。
背景技术
随着中国经济社会的发展，国内新型住宅和商业房产结构体系的发展，建筑产业也在向着绿色化、工业化的方向转型。在这样的发展趋势下，预制装配式建筑施工是目前国家政策所倡导引领的方向。然而传统的混凝土由于自重大、韧性差的劣势，对装配式预制构件的吊装及运输一直有着很大的限制，并且还会出现混凝土被压碎而钢筋未能及时发挥作用的韧性不足的现象。装配式结构建筑市场、行业绿色转型发展需要一种兼顾轻质、高韧这两个优势的新型高性能复合材料。
现行的纤维编织网增强混凝土技术主要在基体的研究、TRC力学性能和耐久性研究、纤维编织网和精细混凝土黏结性能的研究、TRC在建筑结构方面的研究，但是囿于TRC的基体仍然是普通混凝土，自重较大，密度通常在2300kg/m3以上，在一些应用场景如大跨工程、大型盾构隧道构件、TRC外挂墙板、装配模块式构件等方面，施工存在较大的桎梏。
发明内容
基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供一种适用于纤维编织网混凝土（TRC）的轻骨料水泥胶砂基体，用轻骨料陶砂应用于传统纤维编织网混凝土中作为新型基体，在保证高强度的基础上实现现有TRC的进一步轻质化，促进建筑产业的工业化绿色化转型升级。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种轻骨料水泥胶砂基体，包括水泥403~448重量份、轻骨料陶砂817~826重量份、粉煤灰160~228重量份、硅灰30~40重量份、减水剂3~5重量份。
作为优选方案，所述减水剂为具有防潮效果的聚羧酸减水剂。
作为优选方案，所述轻骨料陶砂孔径小于或等于2.36mm。
本发明还提供了轻骨料水泥胶砂基体的制备方法，包括以下步骤：
（S.1）称量原材料胶凝材料、拌合水、减水剂的用量；
（S.2）搅拌胶凝材料、陶砂、拌合水、减水剂；
（S.3）根据水泥胶砂的流动度调整减水剂的用量，直到得到轻骨料水泥胶砂基体。
作为优选方案，所述步骤（S.2）中的陶砂进行提前浸润所述提前时间为1-2小时。
作为优选方案，所述步骤（S.2）中搅拌顺序为先干拌胶凝材料、陶砂，再将拌合水倒入搅拌机内搅拌；将减水剂与剩余拌合水倒入搅拌机内搅拌。
作为优选方案，所述步骤（S.2）胶凝材料、陶砂、拌合水、减水剂同时混合。
作为优选方案，所述步骤（S.2）中胶凝材料包括水泥、粉煤灰、硅灰。
作为优选方案，所述减水剂重量为胶凝材料的0.5%~0.8%，优选0.6%。
作为优选方案，所述步骤（2）中，先胶凝材料混合搅拌时间为30-50s，再加入陶砂混合搅拌时间为30-50s，再倒入50%拌合水搅拌1-2min。
作为优选方案，所述轻骨料水泥胶砂基体应用于大跨工程、大型盾构隧道构件、TRC外挂墙板、装配模块式构件，所述轻骨料水泥胶砂基体可以适配纤维编织网增强混凝土。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
（1）本发明可以获得自密实性、流动性良好，适用于纤维编织网的水泥胶砂基体。
（2）本发明使用轻骨料进行配制适用于纤维编织网增强混凝土，做到保证高强度力学性能的同时，可以实现混凝土的密度低，TRC基体的轻量化，相较于常规TRC基体轻量化30%~40%。
附图说明
图1是本发明的轻骨料水泥基体制备流程。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面描述了本发明的一些实施例。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例替换获得其他的实施方式，这些替换同样属于本发明的保护范围之内。
本发明实施例中的水泥采用浙江杭州产的小野田52.5级的普通硅酸盐水泥，水泥质量符合国家标准《通用硅酸盐水泥》GB 175-2007中的要求；所用粉煤灰采用浙江杭州产的I级粉煤灰，各项指标符合《用于水泥及混凝土中的粉煤灰》GB 1596-2005的规定；所用硅灰采用浙江杭州产的高活性硅灰。
所用骨料采用湖北宜昌光大陶砂有限公司产的700级陶砂，根据GBT 17431.2-2010《轻集料及其试验方法》测定其表观密度为1740kg/m3，1h吸水率为20%。细度模数为1.7，陶砂的级配见表1。
拌合用水与养护用水均为浙江大学普通自来水。
表1 发明所用陶砂的级配
按照发明技术内容所介绍的制备流程进行基体制备，具体流程可参照图1。
一种适用于纤维编织网混凝土的轻骨料水泥胶砂基体制备流程，包括以下制备步骤：
S1：先对所用陶砂进行吸水率的测定，采用GBT 17431.2-2010《轻集料及其试验方法》中所规定的试验方法进行测定；
S2：提前24h将所需陶砂放至高温烘箱内烘干至恒重，根据测定的吸水率，提前1小时将烘干的陶砂进行提前浸润；
S3：准备并清洗搅拌机，倒扣沥干后待用，并称量好胶凝材料、拌合水、减水剂等各原材料的用量；
S4：先干拌胶凝材料、陶砂1min，再将50%拌合水倒入搅拌机内搅拌1min；
S5：将一定量减水剂与剩余50%拌合水倒入搅拌机内搅拌1min；
S6：最后根据水泥胶砂的流动度调整减水剂的用量，直到得到流动度良好的轻骨料水泥胶砂基体。
通过采用上述技术方案，可以获得自密实性、流动性良好，适用于纤维编织网的水泥胶砂基体。同时，通过提前浸润陶砂的做法，可以促进其内养护，达到减少早期收缩的作用。最后，通过缓慢加入减水剂，可以使减水剂充分发挥其效果，以高效得到自密实性、流动性良好的基体。
在S1中，采用GBT 17431.2-2010《轻集料及其试验方法》中所规定的测定吸水率的方法对陶砂进行测定，取三次试验的平均值，最终陶砂的1h吸水率测定为20%。
S2中，烘箱使用的是101-2型电热鼓风恒温干燥箱，提前24h将陶砂在50℃恒温状态下烘干至恒重，根据1h吸水率，用20%的水量对称量好的陶砂进行浸润。
通过采用上述技术方案，提前24h烘干陶砂能够严格控制骨料的含水量，在搅拌前1h提前对陶砂进行浸润，可以使陶砂预先达到饱和面干的状态，使拌合水充分与胶凝材料反应而不至于被陶砂吸收，同时达到内养护减少早期收缩的效果。
S3中，所用搅拌机为SC-20L型混凝土搅拌机，SJD200L型强制式单卧轴混凝土搅拌机，称量工具为华志牌精确天平。
S4中，顺序为先将各胶凝材料混合搅拌30s，再加入陶砂混合搅拌30s，再倒入50%拌合水搅拌1min。
通过采用上述技术方案，由于本试验所用胶凝材料种类较多，含水泥、粉煤灰、硅灰，先将各胶凝材料搅拌30s混凝均匀，再加入陶砂搅拌30s，最后倒入50%拌合水搅拌1min，使其与胶凝材料充分进行水化反应，减少搅拌过程中水分的散失。
S5中，先倒入50%用量的减水剂，搅拌30s至减水剂发挥作用，再在搅拌过程中缓慢加入剩余水量。
S5中，所用减水剂为具有防潮效果的巴斯夫聚羧酸高性能减水剂粉体。
S6中，若拌合物流动性未达到理想状态时，可适当加入减水剂粉末，并每次加入减水剂粉末后搅拌30s后再观察拌合物状态。
S6中，最终搅拌状态应达到水泥胶砂混合均匀，将其用手抓起可凝聚成团，45度倾斜后，5~10秒内可缓慢流下。
通过采用上述技术方案，严格控制不同组分间水的用量以控制水胶比不变，通过利用加入不同剂量减水剂粉末以控制水泥胶砂的粘聚状态，并最终可制备成工作性能良好的适用于纤维编织网混凝土的水泥胶砂基体。
实施例1
本实施例提供一种轻骨料混凝土，其用SJD200L型强制式单卧轴混凝土搅拌机拌料、插捣成型方式将混凝土成型而得。
该混凝土的成分主要包括水泥、陶砂、粉煤灰、硅灰、减水剂及水。粉煤灰替代率为25%，故水泥、粉煤灰、硅灰的重量比14:5:1，各成分的具体用量见表2。
上述混凝土的制备工艺包括以下步骤（流程图可参照图1）：
首先测定轻骨料陶砂的吸水率、密度、细度模数及颗粒级配；将陶砂提前1h根据其吸水率进行浸润；准备并清洗搅拌机，称量好试验所用材料；将称好的胶凝材料（水泥、粉煤灰、硅灰）投入搅拌机搅拌；将称量好的陶砂投入搅拌，使水泥颗粒均匀覆盖陶砂表面；加入水进行搅拌；边搅拌边缓慢加入减水剂直到最终获得密实均匀具有良好流动性的轻骨料混凝土。控制水胶比为0.51，水砂比0.39，减水剂用量为胶凝材料的0.6%。最终搅拌状态应达到水泥胶砂混合均匀，将其用手抓起可凝聚成团，45度倾斜后，5~10秒内可缓慢流下。
实施例2
本实施例提供一种轻骨料混凝土，其用SJD200L型强制式单卧轴混凝土搅拌机拌料、插捣成型方式将混凝土成型而得。
该混凝土的成分主要包括水泥、陶砂、粉煤灰、硅灰、减水剂及水。粉煤灰替代率为30%，故水泥、粉煤灰、硅灰的重量比13:6:1，各成分的具体用量见表2。
上述混凝土的制备工艺包括以下步骤（流程图可参照图1）：
首先测定轻骨料陶砂的吸水率、密度、细度模数及颗粒级配；将陶砂提前1h根据其吸水率进行浸润；准备并清洗搅拌机，称量好试验所用材料；将称好的胶凝材料（水泥、粉煤灰、硅灰）投入搅拌机搅拌；将称量好的陶砂投入搅拌，使水泥颗粒均匀覆盖陶砂表面；加入水进行搅拌；边搅拌边缓慢加入减水剂直到最终获得密实均匀具有良好流动性的轻骨料混凝土。控制水胶比为0.51，水砂比0.39，减水剂用量为胶凝材料的0.6%。最终搅拌状态应达到水泥胶砂混合均匀，将其用手抓起可凝聚成团，45度倾斜后，5~10秒内可缓慢流下。
实施例3
本实施例提供一种轻骨料混凝土，其用SJD200L型强制式单卧轴混凝土搅拌机拌料、插捣成型方式将混凝土成型而得。
该混凝土的成分主要包括水泥、陶砂、粉煤灰、硅灰、减水剂及水。粉煤灰替代率为35%，故水泥、粉煤灰、硅灰的重量比12:7:1，各成分的具体用量见表2。
上述混凝土的制备工艺包括以下步骤（流程图可参照图1）：
首先测定轻骨料陶砂的吸水率、密度、细度模数及颗粒级配；将陶砂提前1h根据其吸水率进行浸润；准备并清洗搅拌机，称量好试验所用材料；将称好的胶凝材料（水泥、粉煤灰、硅灰）投入搅拌机搅拌；将称量好的陶砂投入搅拌，使水泥颗粒均匀覆盖陶砂表面；加入水进行搅拌；边搅拌边缓慢加入减水剂直到最终获得密实均匀具有良好流动性的轻骨料混凝土。控制水胶比为0.51，水砂比0.39，减水剂用量为胶凝材料的0.6%。最终搅拌状态应达到水泥胶砂混合均匀，将其用手抓起可凝聚成团，45度倾斜后，5~10秒内可缓慢流下。
实施例4
本实施例与实施例2的区别在于：轻骨料陶砂不进行提前浸润，浸润的水量直接作为拌合水在搅拌过程添加，因此最终用水量即为拌合水用量，为318kg；各成分的具体用量见表2。
实施例5
本实施例与实施例2的区别在于：制备混凝土的时候将各原料同时混合；各成分的具体用量见表2。
对比例1
本对比例提供一种传统TRC所用的精细混凝土，其用SJD200L型强制式单卧轴混凝土搅拌机拌料、插捣成型方式将混凝土成型而得。
该混凝土的成分主要包括水泥、石英砂、粉煤灰、硅灰、减水剂及水。水泥、粉煤灰、硅灰的重量比13:6:1，由于石英砂的密度与陶砂不同，因此其用量根据密度重新进行配合比设计；各成分的具体用量见表2。
上述混凝土的制备工艺包括以下步骤（流程图可参照图1）：
首先测定石英砂的吸水率、密度、细度模数及颗粒级配；由于石英砂吸水率较低，因此不需要提前浸润；准备并清洗搅拌机，称量好试验所用材料；将称好的胶凝材料（水泥、粉煤灰、硅灰）投入搅拌机搅拌；将称量好的石英砂投入搅拌，使水泥颗粒均匀覆盖石英砂表面；加入水进行搅拌；边搅拌边缓慢加入减水剂直到最终获得均匀具有良好流动性的轻骨料混凝土。控制水胶比为0.51，水砂比0.25，减水剂用量为胶凝材料的0.6%。最终搅拌状态应达到水泥胶砂混合均匀，将其用手抓起可凝聚成团，45度倾斜后，5~10秒内可缓慢流下。
表2试验过程每立方米材料用量
试验例1
力学性能检测试验
按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》的要求对所制备的轻骨料水泥胶砂进行力学性能测试。试块尺寸为40mm×40mm×160mm，每组6个试块，用SJD200L型强制式单卧轴混凝土搅拌机拌料、插捣成型方式使试件成型，试件成型经24h脱模后在温度20±3℃、湿度90±5%的标准养护室进行水浴养护，养护至7d、28d后进行抗折抗压强度试验。
抗折抗压强度测定标准：将试件擦拭干净，测量尺寸，并检查其外观。试件尺寸测量精确至1mm，并据此计算试件的断折截面高度宽度、承压面积。抗折强度取2~3个试块的平均值。抗压强度根据规范采用棱柱体试块断折后形成的残块，结合加载头形成40mm×40mm×40mm的立方体试块，抗压强度取4~6个试块的平均值。试验过程中采用等力控制加载，抗折强度测定的速率为50kN/min，抗压强度测定的速率为100kN/min。
长方体抗折强度为fcf=1.5FL/(bhh)。
其中，fcf表示混凝土立方体试件抗折强度（Mpa），F表示受折时的破坏荷载（N），L表示两支点间的距离（mm），b表示试件截面宽度(mm)，h表示试件截面高度（mm）；且只有当断面发生在两个加荷点之间时，才能计算抗折强度，否则该试件之结果无效
立方体抗压强度为fcc=P/A。
其中，fcc表示混凝土立方体试件抗压强度（Mpa），P表示破坏荷载（N），A表示试件承压面积（mm2）。
试验例2
密度检测试验
密度测定标准：将试件擦拭干净，测量尺寸，并检查其外观，用精度为1mm的铁制尺进行测量，试件尺寸测量精确至1mm，计算其体积。也可用排水法测定其体积，最终体积取两者平均数。测量完毕后将试件放在101-2型电热鼓风恒温干燥箱中50℃烘干24h至重量无变化，用华志牌精确天平称量其重量，试件重量精确到0.01g。
长方体表观密度为ρ=m/V。
其中，ρ表示混凝土长方体的密度（kg/m3），m表示混凝土重量（kg），V表示混凝土体积（m3）。
相关的测试结果见表3所示。
表3混凝土的配合比设计及力学强度、密度
由表3数据可以看出，按照实施例1-5中方法制备出的水泥基体的密度在1770kg/m3~1785kg/m3之间，符合轻骨料混凝土的定义。相较于对比例1，密度降低了30%左右，证明该发明的轻骨料水泥基体可以实现TRC的轻量化。
按照实施例1-5中方法制备出的水泥基体的7天、28天抗折抗压强度低于对比例1，抗折强度平均低18%，抗压强度平均低25%，其中表现最好的是水泥、粉煤灰、硅灰的重量比13:6:1、且使用本发明使用的制备方法的实施例2，虽然抗折强度与抗压强度低于对比例，但是轻量化程度可达34%，证明发明的的轻骨料水泥基体可以保证基体一定的强度，在做到大幅下降重量的情况，保证较好的力学性能。其中，不提前浸润陶砂的实施例4和不使用该发明的搅拌制备方法的实施例5的抗折抗压强度均略低于实施例2，证明该轻骨料水泥基体制备方法能够充分发挥基体的力学性能，而不使用该制备方法的水泥基体力学性能欠佳。
按照实施例1-5中方法制备出的水泥基体的比强度均较高，均比对比例1高，其中表现最好的是水泥、粉煤灰、硅灰的重量比13:6:1、且使用本发明使用的制备方法的实施例2，其比强度能达到34.27×10-3MPa·kg-1·m-1。由此可见，本申请的使用轻骨料进行配制适用于纤维编织网增强混凝土的制备方法可以实现TRC的轻量化，且最佳配合比为水泥、粉煤灰、硅灰的重量比13:6:1。
试验例3
流动度试验
按照《GB/T 2419-2005水泥胶砂流动度测定方法》的要求对水泥基体进行流动度的检测。使用NLD-3型水泥胶砂电动跳桌。
流动度测定标准：先将跳桌空跳一个周期25次。在制备水泥胶砂时，用潮湿棉布擦拭跳桌台面、试模内壁、捣棒以及与胶砂接触的用具，将试模放在跳桌台面中央并用潮湿棉布覆盖。将拌好的胶砂分两层迅速装入试模，第一层装至截锥圆模高度约三分之二处，用小刀在互相垂直的两个方向各华五次，再用捣棒由边缘至中心均匀捣压15次；随后装第二层胶砂，装至高出截锥圆模约20mm，用小刀在互相垂直的两个方向各华五次，再用捣棒由边缘至中心均匀捣压10次。捣压完毕，取下模套，将小刀倾斜，从中间向边缘分两次以近水平的角度抹去高出截锥圆模的胶砂，将截锥圆模垂直向上轻轻提出。立即开动跳桌，以每秒一次的频率，在25s±1s内完成25次跳动。
水泥胶砂流动度为用卡尺测量胶砂底面相互垂直的两个方向直径，计算平均值取整，单位为mm。
试验例4
自密实性试验
坍落扩展度试验
按照《自密实混凝土应用技术规程》（JGJ/T283-2012）的要求对水泥基体进行填充性的检测。
坍落扩展度和扩展时间试验主要由两部分组成，第一部分为常规的坍落度筒，应符合现行行业标准《混凝土坍落度仪》JG/T248的规定。尺寸上径 100mm，下径 200mm，高度为 300mm；第二部分为硬质的不吸水光滑正方形平板，边长为 1000mm。
试验进行时，将坍落度筒放在中心，在拌合物不产生离析的状态下，利用盛料容器一次性将混凝土拌合物均匀填满坍落度筒，且不得捣实或振动。用刮刀刮除坍落度筒顶部及周围余料，使拌合物与坍落度筒的上缘齐平后，随即将坍落度筒沿铅直方向匀速地向上快速提出300mm左右的高度，提起时间宜控制在2s。待停止流动后，测量展开圆形的最大直径，以及与最大直径呈垂直方向的直径。扩展度为两个直径的平均值，测量应精确至1mm，结果修正至5mm。测定扩展达到 500mm 的时间（T50）时，应自坍落度筒提起离开地面时开始，至扩展开的混凝土外缘初接触到平板上所绘直径500mm的圆周为止，应采用秒表测定时间，精确到0.1s。
J环扩展度试验
按照《自密实混凝土应用技术规程》（JGJ/T283-2012）的要求对水泥基体进行间隙通过性的检测。
J环中心直径和厚度应分别为 300mm、25mm，并用螺母和垫圈将 16 根φ 16×100mm 圆钢所在圆环上，圆钢中心间距为58.9mm。
试验进行时，润湿底板、J环和坍落度筒，坍落度筒内壁和底板上应无明水，底板放在坚实的水平面上，J环放在底板中心。将坍落度筒倒置在底板中心，并与J环同心，然后将水泥基一次性填充至满。用刮刀刮除坍落度筒顶部及周围余料，随即将坍落度筒沿铅直方向匀速地向上快速提出300mm左右的高度，提起时间宜控制在2s。待停止流动后，测量展开扩展面的最大直径以及与最大直径呈垂直方向的直径。自开始入料至提起坍落度筒应在1.5min内完成。扩展度为两个直径的平均值，测量应精确至1mm，结果修正至5mm。
相关的测试结果见表4所示。
表4混凝土的配合比设计及流动度、自密实性
自密实性相关指标见表5所示。
表5 混凝土拌合物自密实性性能指标
由表4数据可以看出，按照实施例1-5中方法制备出的水泥基体的流动度明显均要好于对比例1，证明该发明的轻骨料水泥基体可以在制作TRC时能够穿过纤维网，充分填充模型的角落。
由表4数据和表5指标可知，混凝土自密实性能包括填充性、间隙通过率。其中填充率主要是通过坍落扩展度与扩展时间来评价，间隙通过性能主要是通过坍落扩展度与J环扩展度差值来评价。按照实施例1-5中方法制备出的水泥基体的流动度与对比例1的自密实性均良好，均能满足自密实性检测，证明该发明的轻骨料水泥基体质量均匀一致，不泌水、不离析，可替代传统TRC基体。
综上所述，本发明的轻骨料基体可以适配纤维编织网增强混凝土，该轻骨料混凝土包括以下重量份数组分：水泥403~448重量份、轻骨料陶砂817~826重量份、粉煤灰160~228重量份、硅灰30~40重量份、减水剂3~5重量份。本发明可以获得自密实性、流动性良好，适用于纤维编织网的水泥胶砂基体；使用轻骨料进行配制适用于纤维编织网增强混凝土，做到保证高强度力学性能的同时，可以实现混凝土的密度低，TRC基体的轻量化，相较于常规TRC基体轻量化30%~40%。
以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的技术构思，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种轻骨料水泥基体，其特征在于：包括水泥403~448重量份、轻骨料陶砂817~826重量份、粉煤灰160~228重量份、硅灰30~40重量份、减水剂3~5重量份。
2.根据权利要求1所述的一种轻骨料水泥胶砂基体，其特征在于：所述减水剂为具有防潮效果的聚羧酸减水剂。
3.根据权利要求1所述的一种轻骨料水泥胶砂基体，其特征在于：所述轻骨料陶砂孔径小于或等于2.36mm。
4.根据权利要求1所述的一种轻骨料水泥胶砂基体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（S.1）称量原材料胶凝材料、拌合水、减水剂的用量；
（S.2）搅拌胶凝材料、陶砂、拌合水、减水剂；
（S.3）根据水泥胶砂的流动度调整减水剂的用量，直到得到轻骨料水泥胶砂基体。
5.根据权利要求4所述的一种轻骨料水泥胶砂基体的制备方法，其特征在于：所述步骤（S.2）中的陶砂进行提前浸润，所述提前时间为1-2小时，胶凝材料混合搅拌时间为30-50s，加入陶砂混合搅拌时间为30-50s，倒入50%拌合水搅拌1-2min。
6.根据权利要求4所述的一种轻骨料水泥胶砂基体的制备方法，其特征在于：所述步骤（S.2）中搅拌顺序为先干拌胶凝材料、陶砂，再将拌合水倒入搅拌机内搅拌；将减水剂与剩余拌合水倒入搅拌机内搅拌。
7.根据权利要求4所述的一种轻骨料水泥胶砂基体的制备方法，其特征在于：所述步骤（S.2）中，所述胶凝材料、陶砂、拌合水、减水剂同时混合。
8.根据权利要求4所述的一种轻骨料水泥胶砂基体的制备方法，其特征在于：所述步骤（S.2）中胶凝材料包括水泥、粉煤灰、硅灰。
9.根据权利要求4所述的一种轻骨料水泥胶砂基体的制备方法，其特征在于：所述减水剂重量为胶凝材料的0.5%~0.8%。
10.根据权利要求1所述的一种轻骨料水泥胶砂基体的应用，其特征在于：所述轻骨料水泥胶砂基体应用于大跨工程、大型盾构隧道构件、TRC外挂墙板、装配模块式构件。
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| CN106116313A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 安徽海龙建筑工业有限公司 | 一种轻质高强自密实混凝土 |
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