本發(fā)明屬于建筑材料，具體涉及一種高強(qiáng)全輕混凝土及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)代土木工程對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量、能源效率和消防安全提出了新的要求。在應(yīng)對這些需求時(shí)，輕質(zhì)混凝土成為了一種重要的解決方案之一。相較于普通混凝土，輕質(zhì)混凝土的基本特點(diǎn)包括更低的體積密度和更優(yōu)異的保溫性能。因此，它不僅被視為一種建筑材料，還被廣泛應(yīng)用于保溫材料和美學(xué)建筑飾面。從抗震的角度來看，輕集料混凝土由于自重較輕，具有顯著的優(yōu)勢。此外，輕集料通常是膨脹材料，因此在隔音和隔熱方面也非常有效。通過部分或全部使用輕集料混凝土替代普通混凝土，可以大幅減少結(jié)構(gòu)的恒載，從而帶來相當(dāng)大的好處。輕骨料混凝土在我國工程中的應(yīng)用仍然存在著一個(gè)主要問題，即輕骨料混凝土的強(qiáng)度較低。現(xiàn)有的輕質(zhì)混凝土強(qiáng)度較低。目前所使用的輕骨料混凝土強(qiáng)度等級主要集中在lc40以下，這使得其使用范圍具有局限性，同時(shí)在應(yīng)用過程中的工作性差，主要是干燥陶粒在吸水后導(dǎo)致混凝土攪拌物坍落度下降，當(dāng)吸水率越大時(shí)，坍落度損失越大，而且，由于陶粒和水泥砂漿密度存在較大的差異，導(dǎo)致陶?；炷猎跀嚢柽^程中易出現(xiàn)分層離析的問題，因此，陶粒混凝土易分層離析、坍落度損失大，加之在壓力的作用下，輕集料易出現(xiàn)吸收混凝土中的水分的問題，多種因素導(dǎo)致泵送陶?；炷烈壮霈F(xiàn)堵泵的問題。

2、因此，提供一種勻質(zhì)性好、強(qiáng)度高的全輕混凝土是當(dāng)務(wù)之急。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種高強(qiáng)全輕混凝土改善了輕質(zhì)混凝土勻質(zhì)性，保證大流動(dòng)性的良好工作性能及高強(qiáng)度。所述混凝土塌落度≥240mm，擴(kuò)展度≥550mm，工作性能良好，達(dá)到lc60強(qiáng)度等級，同時(shí)解決了全輕混凝土勻質(zhì)性差、強(qiáng)度低的問題。

2、本發(fā)明還提出上述高強(qiáng)全輕混凝土的制備方法。

3、本發(fā)明還提出上述高強(qiáng)全輕混凝土在高層建筑中的應(yīng)用。

4、根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提出了一種高強(qiáng)全輕混凝土，按重量份計(jì)，制備原料包括：水泥500～540份、礦粉90～110份、粉煤灰50～60份、陶砂400～500份、頁巖陶粒350～380份和羥丙基纖維素60～70份。

5、根據(jù)本發(fā)明的第一方面的實(shí)施例至少具有以下有益效果：

6、本發(fā)明中在配制高強(qiáng)全輕混凝土?xí)r，加入羥丙基纖維素作為改性劑，解決了配制lc60高強(qiáng)全輕混凝土?xí)r，輕質(zhì)骨料上浮的問題，同時(shí)做到了輕質(zhì)高強(qiáng)，解決高強(qiáng)全輕混凝土流動(dòng)度小的問題，得到的強(qiáng)全輕混凝土工作性能良好，減輕了高層建筑的自重，能更好的抗搖擺所造成的影響；

7、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述水泥包括p.o42.5級水泥。

8、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述礦粉包括s95級礦粉。

9、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述粉煤灰包括ii級粉煤灰。

10、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述陶砂的表觀密度為920kg/m3，所述陶砂的堆積密度為523kg/m3，所述陶砂的復(fù)配細(xì)度2.5～3.1。

11、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述頁巖陶粒的表觀密度為1090kg/m3。

12、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述頁巖陶粒的堆積密度為698kg/m3。

13、本發(fā)明中的粗骨料為碎石型頁巖陶粒，細(xì)骨料為陶砂解決了全輕混凝土和易性差，不易泵送的問題，即本發(fā)明所得到一種摻hpmc泵送lc60高強(qiáng)全輕混凝土。

14、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述頁巖陶粒的孔隙率31％。

15、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述頁巖陶粒的筒壓強(qiáng)度6.2mpa。

16、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述頁巖陶粒的1h吸水率16.2％。

17、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述頁巖陶粒的粒徑5～16mm。

18、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述高強(qiáng)全輕混凝土的制備原料還包括：聚羧酸減水劑；

19、所述羧酸減水劑的減水率為25～28％。

20、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述高強(qiáng)全輕混凝土的制備原料還包括水。

21、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述高強(qiáng)全輕混凝土的制備原料還包括：氨基磺酸鹽、改性木質(zhì)纖維和硅溶膠；

22、所述改性木質(zhì)纖維的制備原料包括：木質(zhì)纖維、枝接劑和引發(fā)劑。

23、本發(fā)明中，枝接劑的引入使木質(zhì)纖維表面變得更加親水，從而增強(qiáng)其與水基液體(如混凝土漿料)的相容性，提高木質(zhì)纖維與混凝土基體的粘結(jié)性：經(jīng)過接枝聚合處理的木質(zhì)纖維在混凝土中具有更好的分散性和穩(wěn)定性，可以有效降低混凝土的收縮裂縫、提高抗拉強(qiáng)度和耐久性。

24、木質(zhì)纖維通過其天然的纖維結(jié)構(gòu)，在混凝土中形成氣泡，并提供結(jié)構(gòu)支撐。

25、一方面，改性木質(zhì)纖維上的羧基(-cooh)與氨基磺酸鹽類表面活性劑中的氨基發(fā)生酰胺化反應(yīng)，形成酰胺鍵，有助于將表面活性劑分子牢固地吸附在木質(zhì)纖維表面，形成一層分子膜，可以減小液體中氣泡的孔徑，使氣泡更加穩(wěn)定。在混凝土中，有助于減少混凝土中的氣孔的孔徑，降低混凝土中的孔隙率，提高混凝土的密實(shí)性和抗?jié)B性，改善混凝土的均勻性、密實(shí)性和耐久性。另一方面，修飾后的木質(zhì)纖維表面具有氨基官能團(tuán)，提供了活性位點(diǎn)，與水泥水化產(chǎn)物中的ca2+離子結(jié)合有助于促進(jìn)水泥的二次水化反應(yīng)，進(jìn)而促進(jìn)混凝土的硬化和強(qiáng)度。

26、硅溶膠在改性木質(zhì)纖維表面可能形成硅氧簇聚體結(jié)構(gòu)。這些聚體可能通過化學(xué)鍵與木質(zhì)纖維表面結(jié)合，形成一層硅氧簇聚體保護(hù)層。能夠起到：1.有助于防止木質(zhì)纖維在混凝土中的分解和破壞，提高其在混凝土中的穩(wěn)定性和耐久性，2.硅氧簇聚體與水泥顆粒表面的硅酸鹽結(jié)合，增加水泥顆粒的分散性，并促進(jìn)水泥顆粒與水之間的接觸；3.硅溶膠與水泥顆粒表面的相互作用有助于促進(jìn)水泥的二次水化反應(yīng)促進(jìn)釋放出金屬離子，如鈣離子(ca2+)，與水泥中的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，例如鈣離子與水泥中的硅酸鹽和水形成更多的c-s-h凝膠。這有助于增強(qiáng)水泥的力學(xué)性能和耐久性，提高混凝土的整體性能。

27、硅溶膠可能在改性木質(zhì)纖維表面形成硅氧簇聚體結(jié)構(gòu)。這些硅氧簇聚體可能與水泥顆粒表面的硅酸鹽結(jié)合，增加水泥顆粒的分散性，促進(jìn)水泥顆粒與水之間的接觸，從而促進(jìn)水泥的二次水化反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物中可能含有金屬離子，如鈣離子(ca2+)、鋁離子(al3+)等。這些金屬離子可能與水泥中的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，促進(jìn)水泥的二次水化反應(yīng)。當(dāng)鈣離子與水泥中的硅酸鹽和水發(fā)生反應(yīng)時(shí)，生成的c-s-h凝膠增加。c-s-h凝膠是水泥水化產(chǎn)物的主要成分之一，它在水泥硬化過程中起著關(guān)鍵作用。因此，鈣離子的加入可能會(huì)促進(jìn)更多的c-s-h凝膠形成，可以增強(qiáng)水泥基材料的力學(xué)性能和耐久性。

28、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述氨基磺酸鹽包括：氨基磺酸鈉和氨基磺酸鉀中的至少一種。

29、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述硅溶膠包括納米級硅溶膠水溶液，所述硅溶膠的粒徑為10-30nm。

30、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述枝接劑包括甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酰氯、乙烯基酰氯硅烷和丙烯酰胺中的至少一種。

31、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述引發(fā)劑包括過硫酸銨和過硫酸鉀中的至少一種。

32、根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提出了一種高強(qiáng)全輕混凝土的制備方法，包括以下步驟：將所述高強(qiáng)全輕混凝土的制備原料混合，攪拌后澆注。

33、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述改性木質(zhì)纖維的制備方法包括：將所述木質(zhì)纖維、所述枝接劑和所述引發(fā)劑混合反應(yīng)。

34、根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提出了一種所述的高強(qiáng)全輕混凝土在高層建筑中的應(yīng)用。