CN116425486B - 一种木质骨料轻质保温混凝土及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种木质骨料轻质保温混凝土及其制备工艺。所述混凝土包括水泥、细骨料、核壳木质粗骨料、石墨烯悬浮液、减水剂和水。所述核壳木质粗骨料、石墨烯悬浮液的制备包括：(I)将木质骨料置于硅烷偶联剂的醇溶液中浸渍，然后取出木质骨料用醇液冲洗，得改性木质骨料；同时收集冲所得冲洗液。(II)将水泥、粉煤灰与湿法脱硫、脱硝产生的吸附剂溶液混合制成浆料。将所述浆料包覆在改性木质骨料表面，将其烘干后得到核壳木质粗骨料。(III)将石墨烯与所述冲洗液混合后分散均匀，即得石墨烯悬浮液。本发明克服了将木质骨料直接加到混凝土中时存在的易导致混凝土开裂、强度下降以及制备的混凝土耐候性不足的问题。

Description

一种木质骨料轻质保温混凝土及其制备工艺
技术领域
本发明涉及轻质混凝土制备技术领域，具体涉及一种木质骨料轻质保温混凝土及其制备工艺。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
轻质混凝土一般是指利用轻质的粗、细骨料，水泥和水制成的一种密度较普通混凝土明显降低的混凝土材料，与同标号的混凝土相比，轻质混凝土可减轻自重20～30％以上，因此这种混凝土具有自重轻、强度高、保温隔热、防震抗渗等方面的优势。目前，轻质混凝土已经广泛应用于建筑工程领域，如有保温要求的墙体、屋面或各种热工构筑物的保温层。另外，轻质混凝土有助于降低结构自重，提高抗震性能。对于装配式建筑而言，轻质混凝土制备的预制构件还便于运输和吊装。目前，常用的混凝土轻质骨料主要包括浮石、炉渣、多孔凝灰岩、自燃煤矸石、膨胀矿渣珠、烧结陶粒等。这些矿物类骨料普遍具有多孔性质，因此密度较鹅卵石、碎石、河砂等传统骨料要小。但这类轻质骨料的密度仍然较大，对混凝土的自重的降低程度和保温性的提高程度有限。
近些年，木质骨料作为轻质混凝土的骨料逐渐引起了研究人员的关注，这种骨料较上述的多孔类轻质骨料密度更小，而且也具有提高混凝土抗震性和保温性的作用。另外，木质骨料可采用废弃木材、树枝、家具边角料等破碎后制成，其来源广泛可再生，制作过程更加简单，可作为上述矿物类骨料的替代品。然而，木材具有吸水性强的特点，其作为骨料加到混凝土中后容易吸水而影响水泥水化程度，进而影响混凝土的强度。同时，吸水后的木质骨料容易膨胀，进而造成混凝土在水化阶段容易出现开裂的现象。另外，木质骨料(尤其是吸水后)还存在易腐烂的问题，导致其制备的混凝土的耐候性不足。
发明内容
本发明提供一种木质骨料轻质保温混凝土及其制备工艺，其有效克服了将木质骨料直接加到混凝土中时存在的易导致混凝土强度下降的问题，有助于改善木质骨料轻质混凝土的耐候性。具体地，本发明的技术方案如下所示。
第一方面，本发明公开一种木质骨料轻质保温混凝土，以重量份计，所述混凝土的原料组成包括：水泥220～300份、细骨料435～580份、核壳木质粗骨料600～810份、石墨烯悬浮液15～22份、减水剂3.4～5.5份、水105～141份。所述核壳木质粗骨料、石墨烯悬浮液的制备方法包括步骤：
(I)将木质骨料置于硅烷偶联剂的醇溶液中进行浸渍。完成后取出所述木质骨料并用醇液进行冲洗，以洗去所述木质骨表层中的硅烷偶联剂，干燥后得到改性木质骨料；同时收集所述冲洗得到的冲洗液，备用。
(II)将水泥、粉煤灰与湿法脱硫、脱硝产生的吸附剂溶液混合制成浆料；其中：所述吸附剂溶液中至少含有硫酸钠、亚硫酸钠、硝酸盐、亚硝酸盐。然后将所述浆料包覆在改性木质骨料表面，将其烘干后得到核壳木质粗骨料。
(III)将石墨烯与所述冲洗液混合后分散均匀，即得石墨烯悬浮液。
进一步地，步骤(I)中，所述硅烷偶联剂的醇溶液由硅烷偶联剂和醇液组成，其中所述硅烷偶联剂的质量分数为15～22％。所述醇液包括甲醇、乙醇、异丙醇等中的任意一种。
进一步地，步骤(I)中，所述木质骨料与硅烷偶联剂的醇溶液的比例为1g：25～40ml，也可以选择其他任意适合的比例，保证对所述木质骨料充分浸渍即可。可选地，所述木质骨料的粒径在5～10mm之间。
进一步地，步骤(I)中，所述浸渍的时间为15～24h。优选地，所述浸渍过程中进行超声振荡处理，以促进硅烷偶联剂向木质骨料中渗透。
进一步地，步骤(I)中，所述冲洗时木质骨料与醇液的比例为1g：10～18ml，所述醇液包括甲醇、乙醇、异丙醇等中的任意一种。可选地，所述冲洗为连续或反复冲洗，且冲洗总时间为10～20min。本步骤的所述醇液优选能够溶解前一步骤采用的硅烷偶联剂的醇液，以更好地洗去所述木质骨表面、表层中的硅烷偶联剂，形成表面亲水内部疏水的改性木质骨料。
进一步地，步骤(I)中，所述干燥温度为40～60℃，时间为1.5～2h。
进一步地，步骤(II)中，所述浆料中水泥、粉煤灰、吸附剂溶液的比例为10～20重量份：3～6重量份：18～24重量份。优选地，所述浆料中的水泥与所述混凝土原料组成中的水泥相同。所述吸附剂溶液为湿法脱硫、脱硝产生的废液，在湿法脱硫工艺中以氢氧化钠溶液为吸附剂对烟气中的酸性气体——二氧化硫、三氧化硫进行吸收，得到含有硫酸钠、亚硫酸钠的吸附剂溶液A。同时以氢氧化钙或氢氧化钠溶液为吸附剂对脱硫后的进行脱硝处理，吸收其中的氮氧化物(如NO2、N2O3)后形成含有硝酸盐、亚硝酸盐的吸附剂溶液B。优选地，将所述吸附剂溶液A、吸附剂溶液B混合后，调节其中的硫酸钠质量分数为17～25％之间，亚硫酸钠质量分数为10～15％之间，硝酸盐浓质量分数为20～30％之间、亚硝酸钠质量分数为10～20％之间。所述调节的方式包括加水、加相应的溶质等。
进一步地，步骤(II)中，所述改性木质骨料与浆料的比例为1～2重量份：3～5重量份，也可以采用其他任意适合的比例，使所述改性木质骨料表面全面挂浆即可。优选地，挂浆后取出所述改性木质骨料控干，然后在40～55℃烘干40～60min，完成后取出自然冷却至室温，即得所述核壳木质粗骨料。
进一步地，步骤(III)中，所述石墨烯与冲洗液的比例为1g：10～15ml。所述冲洗液主要是由醇液和硅烷偶联剂组成，从而利用所述硅烷偶联剂对石墨烯进行表面改性处理，增加石墨烯的分散性，减少团聚。另外，所述醇液进入混凝土中后在水化热作用下挥发，有助于降低混凝土密度。
进一步地，所述水泥包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥等中的任意一种。
进一步地，所述细骨料包括天然河砂、人工沙等。可选地，所述细骨料的粒径在0.5～2.0mm之间。
进一步地，所述减水剂包括聚羧酸减水剂、萘系减水剂、脂肪族减水剂等中的任意一种。可选地，所述减水剂的减水率为20～30％。
第二方面，本发明公开一种木质骨料轻质保温混凝土的制备工艺，包括如下步骤：
(1)将所述水泥、细骨料、核壳木质粗骨料混合均匀，即得干拌料。
(2)将所述干拌料与水、石墨烯悬浮液、减水剂混合均匀，即得所述木质骨料轻质保温混凝土的浆料。
与现有技术相比，本发明至少具有以下方面的有益效果：木质骨料虽然是一种具有很好的应用潜力的轻质混凝土骨料，但由于其存在的吸水性强的特点，加到混凝土中后容易吸水而影响水泥水化程度，进而影响混凝土的强度，以及吸水后的木质骨料容易膨胀造成混凝土在水化阶段开裂的问题。再加上木质骨料吸水储水后易腐烂的问题，导致其制备的混凝土的耐候性不足。为此，本发明将木质骨料制备成核壳木质粗骨料，有效改善了木质骨料轻质混凝土的强度和耐候性。这是由于：
首先，本发明用硅烷偶联剂的醇溶液对木质骨料进行深度浸渍，使硅烷偶联剂渗透到木质骨料内部形成疏水性木质骨料，避免木质骨料吸水膨胀和腐烂的问题.然而，本发明发现这种疏水性木质骨料加入混凝土中后不易和混凝土浆料浸润，导致木质骨料与混凝土基体间出现了明显的界面分层问题，这种混凝土受到载荷后容易开裂，强度不足。因此单纯地对木质骨料进行疏水改性带来了额外的问题。为克服上述问题，本发明进一步利用醇液对上述的疏水性木质骨料进行冲洗去除其表面和表层中的硅烷偶联剂，从而使所述木料转变为内部疏水、表层亲水的结构，其不仅能够有效降低木质骨料从混凝土浆料中的吸水程度，避免骨料膨胀导致混凝土在水化阶段开裂，影响混凝土强度的问题，同时还能够有效缓解木质骨料容易吸水储水造成腐烂的问题，提高混凝土的耐候性。另一方面，降低木质骨料从混凝土浆料中的吸水程度可有效避免水泥没有足够的水分进行充分水化而影响混凝土强度的问题。
进一步地，本发明以水泥、粉煤灰与湿法脱硫、脱硝产生的吸附剂溶液/废液为原料制成浆料后，将其包覆在上述改性木质骨料的表面形成核壳木质粗骨料。首先，清洗了木质骨料表层中的硅烷偶联剂后骨料表面具有更好的亲水性，该木质骨料和所述浆料能够充分浸润使浆料水化后牢固地结合在骨料表面，防止浆料层脱落。其次，所述废液中含有的硫酸钠和亚硫酸钠形成复合碱激发剂对所述粉煤灰进行激发，使其水化转化为胶凝材料，有助于浆料牢固地结合在木质骨料表面。再次，在木质骨料掺加到混凝土中后，所述废液中的硝酸盐、亚硝酸盐不仅可促进骨料表面上所述浆料层的早期水化程度，而且扩散到浆料层外部混凝土中后可促进水泥的早期水化程度，有助于消除木质骨料与混凝土基体之间的界面，使两者结合更加紧密，提高混凝土强度。另外，所述硝酸盐、亚硝酸盐也是良好的防腐剂，其分布在所述木质骨料的木质内核周围破坏微生物的生存环境，有利于防止木质骨料腐烂。另外，本发明的上述方法充分利用了烟气脱硫脱硝产生的废液的特点对粉煤灰进行激发实现资源化利用，由于粉煤灰本身是从所述烟气中过滤下来的细灰，本发明实现了烟气净化处理产生的固废和废液的双重资源化利用。
进一步地，本发明采用上述冲洗疏水性木质骨料工序中产生的冲洗液对石墨烯进行改性处理。本发明发现所述冲洗液主要是由醇液和冲洗下来的硅烷偶联剂组成，从而利用所述硅烷偶联剂对石墨烯表面改性处理，增加石墨烯的分散性，减少团聚，有助于石墨烯能够更加均匀地分散在混凝土中，不仅有助于提升混凝土的强度，而且消除了木质骨料改性处理过程中产生的废液。另外，所述醇液可作为石墨烯的分散液便于将石墨粉分散到混凝土中，同时所述醇液进入混凝土中后在水化热作用下挥发，有助于降低混凝土密度。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1为下列实施例1制备的中核壳木质粗骨料的效果图。
图2为下列实施例1的木质骨料轻质保温混凝土制备的混凝土试件的效果图。
图3为下列实施例2制备的中核壳木质粗骨料的效果图。
图4为下列实施例2的木质骨料轻质保温混凝土制备的混凝土试件的效果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
除非另行定义，本发明中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本发明所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得，如无特殊说明，本发明所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。本发明中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
实施例1
一种木质骨料轻质保温混凝土的制备，包括如下步骤：
(I)将废弃木材破碎后形成粒径分布在5～8mm之间的木质骨料，备用。将硅烷偶联剂KH550加到无水乙醇中制成质量分数为20％的醇溶液。然后按照1g：30ml的比例将所述木质骨料置于所述醇溶液中浸渍18h。完成后过滤出所述木质骨料，并用无水乙醇反复冲洗20min，冲洗时所述木质骨料与醇液的比例为1g：15ml，完成后得到将所述木质骨料在50℃干燥2h，即得改性木质骨料；同时收集所述冲洗得到的冲洗液，备用。
(II)将普通硅酸盐水泥、II级粉煤灰与湿法脱硫、脱硝产生的吸附剂溶液按照16重量份：4.5重量份：21重量份的比例混合制成浆料。其中：所述吸附剂溶液是由某企业对烟气进行湿法脱硫产生的吸附剂废液A与脱硝产生的吸附剂废液B混合后加水、加入相应溶质后调配而成。其中硫酸钠质量分数为20.3％，亚硫酸钠质量分数为12.7％，硝酸钠质量分数为24.6％、亚硝酸钠质量分数为16.2％。然后按照所述改性木质骨料与浆料1：3的比例，将所述改性木质骨料浸入浆料中进行挂浆，所述改性木质骨料表面全面挂浆后取出，并在50℃烘干45min，完成后取出自然冷却至室温，即得核壳木质粗骨料(如图1所示)。
(III)将石墨烯与所述冲洗液按照1g：13ml的比例混合后超声分散均匀，即得石墨烯悬浮液。
(IV)取以下原料：普通硅酸盐水泥275重量份、细骨料540重量份、本实施例制备的核壳木质粗骨料730重量份、本实施例制备的石墨烯悬浮液18重量份、减水剂5.0重量份、水132重量份。其中：所述细骨料为粒径分布在0.5～1.0mm间的河砂，所述减水剂为减水率30％的聚羧酸减水剂。
(V)将所述水泥、细骨料、核壳木质粗骨料置于搅拌机中搅拌5min形成干拌料。然后加入所述水和石墨烯悬浮液继续搅拌10min，即得轻质混凝土浆料。
(1)根据《JGJ 51-1990轻集料混凝土技术规程》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件(如图2所示)在龄期为28d时的抗压强度A。同时，将另外的试件埋在土壤中，28天后测试其抗压强度B，测试结果为：抗压强度A＝42.83MPa、抗压强度B＝42.17MPa，可以看出，本实施例制备的木质骨料轻质混凝土具有良好的强度和耐候性。
(2)分别根据《JGJ51-90轻集料混凝土技术规程》、《JG/T 435-2014无机轻集料防火保温板通用技术要求》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件的干表观密度以及导热系数。测试结果为：干表观密度1476.1kg/m3，传热系数0.76W/m·K。
实施例2
一种木质骨料轻质保温混凝土的制备，包括如下步骤：
(I)将废弃木材破碎后形成粒径分布在7～10mm之间的木质骨料，备用。将硅烷偶联剂KH570加到无水甲醇中制成质量分数为15％的醇溶液。然后按照1g：40ml的比例将所述木质骨料置于所述醇溶液中浸渍24h。完成后过滤出所述木质骨料，并用无水甲醇反复冲洗10min，冲洗时所述木质骨料与醇液的比例为1g：10ml，完成后得到将所述木质骨料在60℃干燥1.5h，即得改性木质骨料；同时收集所述冲洗得到的冲洗液，备用。
(II)将普通硅酸盐水泥、II级粉煤灰与湿法脱硫、脱硝产生的吸附剂溶液按照10重量份：3重量份：16重量份的比例混合制成浆料。其中：所述吸附剂溶液是由某企业对烟气进行湿法脱硫产生的吸附剂废液A与脱硝产生的吸附剂废液B混合后加水、加入相应溶质后调配而成。其中硫酸钠质量分数为25％，亚硫酸钠质量分数为10％，硝酸钠质量分数为20％、亚硝酸钠质量分数为10％。然后按照所述改性木质骨料与浆料2：5的比例，将所述改性木质骨料浸入浆料中进行挂浆，所述改性木质骨料表面全面挂浆后取出，并在40℃烘干60min，完成后取出自然冷却至室温，即得核壳木质粗骨料(如图3所示)。
(III)将石墨烯与所述冲洗液按照1g：15ml的比例混合后超声分散均匀，即得石墨烯悬浮液。
(IV)取以下原料：普通硅酸盐水泥220重量份、细骨料435重量份、本实施例制备的核壳木质粗骨料600重量份、本实施例制备的石墨烯悬浮液15重量份、减水剂3.4重量份、水105重量份。其中：所述细骨料为粒径分布在1.0～2.0mm间的河砂，所述减水剂为减水率25％的聚羧酸减水剂。
(V)将所述水泥、细骨料、核壳木质粗骨料置于搅拌机中搅拌5min形成干拌料。然后加入所述水和石墨烯悬浮液继续搅拌10min，即得轻质混凝土浆料。
(1)根据《JGJ 51-1990轻集料混凝土技术规程》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件(如图4所示)在龄期为28d时的抗压强度A。同时，将另外的试件埋在土壤中，28天后测试其抗压强度B，测试结果为：抗压强度A＝43.51MPa、抗压强度B＝42.96MPa，可以看出，本实施例制备的木质骨料轻质混凝土具有良好的强度和耐候性。
(2)分别根据《JGJ51-90轻集料混凝土技术规程》、《JG/T 435-2014无机轻集料防火保温板通用技术要求》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件的干表观密度以及导热系数。测试结果为：干表观密度1479.4kg/m3，传热系数0.84W/m·K。
实施例3
一种木质骨料轻质保温混凝土的制备，包括如下步骤：
(I)将废弃木材破碎后形成粒径分布在8～10mm之间的木质骨料，备用。将硅烷偶联剂KH570加到异丙醇中制成质量分数为22％的醇溶液。然后按照1g：25ml的比例将所述木质骨料置于所述醇溶液中浸渍15h。完成后过滤出所述木质骨料，并用异丙醇反复冲洗15min，冲洗时所述木质骨料与醇液的比例为1g：18ml，完成后得到将所述木质骨料在40℃干燥2h，即得改性木质骨料；同时收集所述冲洗得到的冲洗液，备用。
(II)将普通硅酸盐水泥、II级粉煤灰与湿法脱硫、脱硝产生的吸附剂溶液按照20重量份：6重量份：24重量份的比例混合制成浆料。其中：所述吸附剂溶液是由某企业对烟气进行湿法脱硫产生的吸附剂废液A与脱硝产生的吸附剂废液B混合后加水、加入相应溶质后调配而成。其中硫酸钠质量分数为17％，亚硫酸钠质量分数为15％，硝酸钠质量分数为30％、亚硝酸钠质量分数为20％。然后按照所述改性木质骨料与浆料1.5：4的比例，将所述改性木质骨料浸入浆料中进行挂浆，所述改性木质骨料表面全面挂浆后取出，并在55℃烘干40min，完成后取出自然冷却至室温，即得核壳木质粗骨料。
(III)将石墨烯与所述冲洗液按照1g：10ml的比例混合后超声分散均匀，即得石墨烯悬浮液。
(IV)取以下原料：普通硅酸盐水泥300重量份、细骨料580重量份、本实施例制备的核壳木质粗骨料810重量份、本实施例制备的石墨烯悬浮液22重量份、减水剂5.5重量份、水141重量份。其中：所述细骨料为粒径分布在0.5～1.5mm间的河砂，所述减水剂为减水率20％的聚羧酸减水剂。
(V)将所述水泥、细骨料、核壳木质粗骨料置于搅拌机中搅拌5min形成干拌料。然后加入所述水和石墨烯悬浮液继续搅拌10min，即得轻质混凝土浆料。
(1)根据《JGJ 51-1990轻集料混凝土技术规程》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件在龄期为28d时的抗压强度A。同时，将另外的试件埋在土壤中，28天后测试其抗压强度B，测试结果为：抗压强度A＝42.32MPa、抗压强度B＝41.73MPa，，可以看出，本实施例制备的木质骨料轻质混凝土具有良好的强度和耐候性。
(2)分别根据《JGJ51-90轻集料混凝土技术规程》、《JG/T 435-2014无机轻集料防火保温板通用技术要求》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件的干表观密度以及导热系数。测试结果为：干表观密度1483.7kg/m3，传热系数0.79W/m·K。
实施例4
一种木质骨料轻质保温混凝土的制备，包括如下步骤：
(I)取以下原料：普通硅酸盐水泥275重量份、细骨料540重量份、木质粗骨料730重量份、实施例1制备的石墨烯悬浮液18重量份、减水剂5.0重量份、水132重量份。其中：所述细骨料为粒径分布在0.5～1.0mm间的河砂，所述减水剂为减水率30％的聚羧酸减水剂，所述木质骨料是由废弃木材破碎后形成的粒径分布在5～8mm之间的颗粒物。
(II)将所述水泥、细骨料、核壳木质粗骨料置于搅拌机中搅拌5min形成干拌料。然后加入所述水和石墨烯悬浮液继续搅拌10min，即得轻质混凝土浆料。
(1)根据《JGJ 51-1990轻集料混凝土技术规程》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件在龄期为28d时的抗压强度A。同时，将另外的试件埋在土壤中，28天后测试其抗压强度B，测试结果为：抗压强度A＝30.27MPa、抗压强度B＝25.8MPa，可以看出，本实施例制备的木质骨料轻质混凝土的强度和耐候性均出现了较大幅度的下降。
(2)分别根据《JGJ51-90轻集料混凝土技术规程》、《JG/T 435-2014无机轻集料防火保温板通用技术要求》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件的干表观密度以及导热系数。测试结果为：干表观密度1434.2kg/m3，传热系数0.87W/m·K。
实施例5
一种木质骨料轻质保温混凝土的制备，包括如下步骤：
(I)取以下原料：普通硅酸盐水泥275重量份、细骨料540重量份、实施例1制备的核壳木质粗骨料730重量份、石墨烯1重量份、减水剂5.0重量份、水132重量份。其中：所述细骨料为粒径分布在0.5～1.0mm间的河砂，所述减水剂为减水率30％的聚羧酸减水剂。
(II)将所述水泥、细骨料、核壳木质粗骨料置于搅拌机中搅拌5min形成干拌料。然后加入所述水和石墨烯悬浮液继续搅拌10min，即得轻质混凝土浆料。
(1)根据《JGJ 51-1990轻集料混凝土技术规程》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件在龄期为28d时的抗压强度A。同时，将另外的试件埋在土壤中，28天后测试其抗压强度B，测试结果为：抗压强度A＝35.17MPa、抗压强度B＝34.26MPa，可以看出，本实施例制备的木质骨料轻质混凝土在经过埋在土壤中28天处理后强度没有出现大幅度下降，说明本实施例轻质混凝土的耐候性良好。
(2)分别根据《JGJ51-90轻集料混凝土技术规程》、《JG/T 435-2014无机轻集料防火保温板通用技术要求》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件的干表观密度以及导热系数。测试结果为：干表观密度1477.5kg/m3，传热系数0.82W/m·K。
实施例6
一种木质骨料轻质保温混凝土的制备，包括如下步骤：
(I)将废弃木材破碎后形成粒径分布在7～10mm之间的木质骨料，备用。将硅烷偶联剂KH570加到无水甲醇中制成质量分数为15％的醇溶液。然后按照1g：40ml的比例将所述木质骨料置于所述醇溶液中浸渍24h。完成后过滤出所述木质骨料，并用无水甲醇反复冲洗10min，冲洗时所述木质骨料与醇液的比例为1g：10ml，完成后得到将所述木质骨料在60℃干燥1.5h，即得改性木质骨料；同时收集所述冲洗得到的冲洗液，备用。
(II)将普通硅酸盐水泥、II级粉煤灰与水按照10重量份：3重量份：16重量份的比例混合制成浆料。然后按照所述改性木质骨料与浆料2：5的比例，将所述改性木质骨料浸入浆料中进行挂浆，所述改性木质骨料表面全面挂浆后取出，并在40℃烘干60min，完成后取出自然冷却至室温，即得核壳木质粗骨料。
(III)将石墨烯与所述冲洗液按照1g：15ml的比例混合后超声分散均匀，即得石墨烯悬浮液。
(IV)取以下原料：普通硅酸盐水泥220重量份、细骨料435重量份、本实施例制备的核壳木质粗骨料600重量份、本实施例制备的石墨烯悬浮液15重量份、减水剂3.4重量份、水105重量份。其中：所述细骨料为粒径分布在1.0～2.0mm间的河砂，所述减水剂为减水率25％的聚羧酸减水剂。
(V)将所述水泥、细骨料、核壳木质粗骨料置于搅拌机中搅拌5min形成干拌料。然后加入所述水和石墨烯悬浮液继续搅拌10min，即得轻质混凝土浆料。
(1)根据《JGJ 51-1990轻集料混凝土技术规程》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件在龄期为28d时的抗压强度A。同时，将另外的试件埋在土壤中，28天后测试其抗压强度B，测试结果为：抗压强度A＝36.28MPa、抗压强度B＝31.61MPa，可以看出，本实施例制备的木质骨料轻质混凝土的强度和耐候性均出现了较大幅度的下降。
(2)分别根据《JGJ51-90轻集料混凝土技术规程》、《JG/T 435-2014无机轻集料防火保温板通用技术要求》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件的干表观密度以及导热系数。测试结果为：干表观密度1478.1kg/m3，传热系数0.85W/m·K。
实施例7
一种木质骨料轻质保温混凝土的制备，包括如下步骤：
(I)取以下原料：普通硅酸盐水泥220重量份、细骨料435重量份、粗骨料600重量份、减水剂3.4重量份、水105重量份。其中：所述细骨料为粒径分布在1.0～2.0mm间的河砂，所述减水剂为减水率25％的聚羧酸减水剂。所述粗骨料是粒径分布在7～10mm之间的碎石。
(II)将所述水泥、细骨料、核壳木质粗骨料置于搅拌机中搅拌5min形成干拌料。然后加入所述水和石墨烯悬浮液继续搅拌10min，即得轻质混凝土浆料。
(1)根据《JGJ 51-1990轻集料混凝土技术规程》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件在龄期为28d时的抗压强度A。同时，将另外的试件埋在土壤中，28天后测试其抗压强度B，测试结果为：抗压强度A＝48.70MPa、抗压强度B＝48.67MPa。
(2)分别根据《JGJ51-90轻集料混凝土技术规程》、《JG/T 435-2014无机轻集料防火保温板通用技术要求》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件的干表观密度以及导热系数。测试结果为：干表观密度2441.8kg/m3，传热系数1.72W/m·K。
实施例8
一种木质骨料轻质保温混凝土的制备，步骤(II)、(IV)、(V)同上述实施例3，区别在于：(I)将废弃木材破碎后形成粒径分布在8～10mm之间的木质骨料，备用。将硅烷偶联剂KH570加到异丙醇中制成质量分数为22％的醇溶液。然后按照1g：25ml的比例将所述木质骨料置于所述醇溶液中浸渍15h。完成后过滤出所述木质骨料在40℃干燥2h，即得改性木质骨料；。(III)将石墨烯与实施例3所述的冲洗液按照1g：10ml的比例混合后超声分散均匀，即得石墨烯悬浮液。
(1)根据《JGJ 51-1990轻集料混凝土技术规程》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件在龄期为28d时的抗压强度A。同时，将另外的试件埋在土壤中，28天后测试其抗压强度B，测试结果为：抗压强度A＝33.04MPa、抗压强度B＝33.21MPa。
(2)分别根据《JGJ51-90轻集料混凝土技术规程》、《JG/T 435-2014无机轻集料防火保温板通用技术要求》测试采用本实施例的轻质混凝土浆料制备的试件的干表观密度以及导热系数。测试结果为：干表观密度1481.6kg/m3，传热系数0.80W/m·K。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种木质骨料轻质保温混凝土，其特征在于，以重量份计，所述混凝土的原料组成包括：水泥220～300份、细骨料435～580份、核壳木质粗骨料600～810份、石墨烯悬浮液15～22份、减水剂3.4～5.5份、水105～141份；
其中，所述核壳木质粗骨料、石墨烯悬浮液的制备方法包括如下步骤：
(I)将木质骨料置于硅烷偶联剂的醇溶液中进行浸渍；完成后取出所述木质骨料并用醇液进行冲洗，干燥后得到改性木质骨料；同时收集所述冲洗得到的冲洗液，备用；
(II)将水泥、粉煤灰与湿法脱硫、脱硝产生的吸附剂溶液混合制成浆料；其中：所述吸附剂溶液中含有硫酸钠、亚硫酸钠、硝酸盐、亚硝酸盐；然后将所述浆料包覆在改性木质骨料表面，将其烘干后得到核壳木质粗骨料；
(III)将石墨烯与所述冲洗液混合后分散均匀，即得石墨烯悬浮液；
步骤(I)中，所述硅烷偶联剂的醇溶液由硅烷偶联剂和醇液组成，其中所述硅烷偶联剂的质量分数为15～22％；所述醇液包括甲醇、乙醇、异丙醇中的任意一种；
步骤(I)中，所述木质骨料与硅烷偶联剂的醇溶液的比例为1g：25～40ml；
步骤(I)中，所述浸渍的时间为15～24h；
步骤(I)中，所述冲洗时木质骨料与醇液的比例为1g：10～18ml，所述醇液包括甲醇、乙醇、异丙醇中的任意一种；所述冲洗为连续或反复冲洗，且冲洗总时间为10～20min；本步骤的所述醇液为能够溶解前一步骤采用的硅烷偶联剂的醇液；
步骤(I)中，所述干燥温度为40～60℃，时间为1.5～2h；
步骤(II)中，所述浆料中水泥、粉煤灰、吸附剂溶液的比例为10～20重量份：3～6重量份：18～24重量份；
所述浆料中的水泥与所述混凝土原料组成中的水泥相同；
所述吸附剂溶液由含有硫酸钠、亚硫酸钠的吸附剂溶液A与含有硝酸盐、亚硝酸盐的吸附剂溶液B按照2.8～3.5：1的体积比组成。
2.根据权利要求1所述的木质骨料轻质保温混凝土，其特征在于，所述木质骨料的粒径在5～10mm之间。
3.根据权利要求1所述的木质骨料轻质保温混凝土，其特征在于，所述浸渍过程中进行超声振荡处理。
4.根据权利要求1所述的木质骨料轻质保温混凝土，其特征在于，步骤(II)中，所述改性木质骨料与浆料的比例为1～2重量份：3～5重量份。
5.根据权利要求4所述的木质骨料轻质保温混凝土，其特征在于，所述改性木质骨料表面全面挂浆后取出改性木质骨料控干，然后在40～55℃烘干40～60min，完成后取出自然冷却至室温，即得所述核壳木质粗骨料。
6.根据权利要求1所述的木质骨料轻质保温混凝土，其特征在于，步骤(III)中，所述石墨烯与冲洗液的比例为1g：10～15ml。
7.根据权利要求1-6任一项所述的木质骨料轻质保温混凝土，其特征在于，所述水泥包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥中的任意一种。
8.根据权利要求1-6任一项所述的木质骨料轻质保温混凝土，其特征在于，所述细骨料包括天然河砂、人工沙中的至少一种。
9.根据权利要求1-6任一项所述的木质骨料轻质保温混凝土，其特征在于，所述细骨料的粒径在0.5～2.0mm之间。
10.根据权利要求1-6任一项所述的木质骨料轻质保温混凝土，其特征在于，所述减水剂包括聚羧酸减水剂、萘系减水剂、脂肪族减水剂中的任意一种。
11.根据权利要求1-6任一项所述的木质骨料轻质保温混凝土，其特征在于，所述减水剂的减水率为20～30％。
12.权利要求1-11任一项所述的木质骨料轻质保温混凝土的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将所述水泥、细骨料、核壳木质粗骨料混合均匀，即得干拌料；
(2)将所述干拌料与水、石墨烯悬浮液、减水剂混合均匀，即得所述木质骨料轻质保温混凝土的浆料。
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