本發(fā)明涉及混凝土，具體涉及一種輕質(zhì)高韌性混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、隨著可用土地面積的不斷減小，建筑物的高度被不斷增加，傳統(tǒng)混凝土材料暴露出越來越多的缺陷，例如傳統(tǒng)混凝土的脆性較大，在受到拉伸或沖擊荷載時容易開裂，且一旦出現(xiàn)裂縫，裂縫擴展迅速，影響結(jié)構(gòu)的安全性和使用,壽命嚴重影響了建筑行業(yè)的發(fā)展進程。
2、輕質(zhì)高韌性混凝土是一種新型建筑材料，它結(jié)合了輕質(zhì)混凝土和高韌性材料的優(yōu)點。這種混凝土不僅密度較低，從而減輕了結(jié)構(gòu)自重，而且具有較高的韌性和耐久性，能夠在保持強度的同時有效吸收能量，減少裂縫的擴展。
3、目前，市場上已有一些嘗試結(jié)合輕質(zhì)和高韌性的混凝土產(chǎn)品，但在實際應(yīng)用中仍存在諸多問題。例如，部分輕質(zhì)高韌性混凝土的力學性能無法達到預(yù)期，尤其是在高強度和高韌性之間的平衡難以實現(xiàn)。因此，如何在保證混凝土輕質(zhì)化的同時，進一步提升其強度、韌性和耐久性，仍然是亟待解決的技術(shù)難題。
4、在混凝土制作過程中發(fā)現(xiàn)，輕骨料混凝土發(fā)生嚴重的骨料上浮現(xiàn)象，其自身勻質(zhì)性難以保證，嚴重影響了工程質(zhì)量。究其原因主要是，輕質(zhì)混凝土使用的輕骨料容重小，在混凝土中易上浮。如何有效控制輕質(zhì)混凝土中輕骨料的上浮是保證其工程使用性能的重要前提，基于此，本發(fā)明提供一種輕質(zhì)高韌性混凝土及其制備方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種輕質(zhì)高韌性混凝土及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
2、本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明提供了一種輕質(zhì)高韌性混凝土，包括以下重量份原料：
4、水泥43-45份、粉煤灰13-15份、硅灰11-12份、水11-13份、頁巖陶砂5-7份、頁巖陶粒7-21份、減水劑1-1.5份、消泡劑0.05-0.07份、鋼纖維4.5-5.5份、聚丙烯纖維0.12-0.16份；
5、所述聚丙烯纖維還經(jīng)過改性處理，具體的改性方法為：
6、將聚丙烯纖維先于60-65℃下預(yù)熱1h，將預(yù)熱的聚丙烯纖維于足量的硫酸溶液中攪拌充分，然后水洗、抽濾、干燥；
7、將干燥的聚丙烯纖維于聚丙烯纖維總量3-5倍的改性液中超聲改性處理，超聲結(jié)束，抽濾、干燥，即可；
8、其中改性液包括以下重量份原料：2-5份質(zhì)量分數(shù)5%的硅酸鈉溶液、3-5份質(zhì)量分數(shù)2%的鹽酸多巴胺溶液、5-8份氮化硼和2-3份鈦酸鈣。
9、優(yōu)選地，所述水泥為52.5的普通硅酸鹽水泥；
10、所述粉煤灰為一級粉煤灰；
11、所述硅灰的比表面積≥19000m2/kg，其中sio2含量≥90％。
12、優(yōu)選地，所述所述頁巖陶砂為900級,容重為900kg/m3～1400kg/m3，由0-5mm尺寸構(gòu)成，其中0-3mm、3-5mm的頁巖陶砂質(zhì)量占比分別為80%、20%，筒壓強度大于4mpa，化學成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣。
13、所屬頁巖陶粒容重為1000kg/m3～1400kg/m3，由5-10mm尺寸構(gòu)成，形狀為不規(guī)則多面體，筒壓強度大于3mpa，24h吸水率為9%，堆積孔隙率大于26%。
14、優(yōu)選地，所述減水劑為聚羧酸減水劑；
15、所述消泡劑主要成分為改性有機硅；
16、改性有機硅采用201710482754.9一種氧化石墨烯改性有機硅消泡劑及其制備方法中實施例1的現(xiàn)有技術(shù)方法制成。
17、所述鋼纖維為鍍銅型細直鋼纖維，長度為12mm，直徑為0.12mm。
18、聚丙烯纖維經(jīng)過預(yù)熱，再酸處理，優(yōu)化其活性效能，同時經(jīng)過改性液改進優(yōu)化，改性液中的硅酸鈉溶液、質(zhì)量分數(shù)2%的鹽酸多巴胺溶液、氮化硼和鈦酸鈣混合調(diào)和，通過原料之間的調(diào)和協(xié)效，對聚丙烯纖維改進，從而優(yōu)化纖維在體系中的性能改進效果。
19、優(yōu)選地，所述硫酸溶液的質(zhì)量分數(shù)為5-8%。
20、優(yōu)選地，所述超聲改性處理的超聲功率為450-500w，超聲1h。
21、優(yōu)選地，所述聚丙烯纖維為長度12mm，直徑27μm，抗拉強度625mpa。
22、本發(fā)明還提供了一種輕質(zhì)高韌性混凝土的制備方法，包括以下步驟：
23、s1.對頁巖陶粒進行預(yù)濕處理,獲得預(yù)濕過的頁巖陶粒；
24、s2.將所述水泥、粉煤灰和硅灰加入強制式攪拌機中內(nèi)部干攪1min，原料得到充分混合,得到第一混合體；
25、s3.將水與減水劑、消泡劑進行混合并攪拌均勻得到第二混合體，再將第二混合體加入到第一混合體中繼續(xù)混合均勻，得到砂漿；
26、再向s3的砂漿中加入頁巖陶砂、預(yù)濕過的頁巖陶粒，攪拌1-2min，使頁巖陶砂和預(yù)濕過的頁巖陶粒能被砂漿包裹;
27、s4.最后向攪拌設(shè)備加入鋼纖維與聚丙烯纖維并充分攪拌1-2min，即可使混凝土成型；
28、s5.將所述混凝土于模具中成型，并進行保濕養(yǎng)護即可。
29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
30、本發(fā)明通過加入輕質(zhì)頁巖陶粒成功降低混凝土容重（達到1900kg/m3），并且沒有造成混凝土的性能發(fā)生大的變化；同時加入適量鋼纖維解決傳統(tǒng)混凝土脆性大的問題，提高其韌性；并且在混凝土中加入聚丙烯纖維，成功解決了輕骨料上浮的問題，保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
31、輕質(zhì)高性能混凝土，一方面，通過陶粒和陶砂等輕質(zhì)組分的摻加，大幅降低了混凝土的表觀密度，達到了輕質(zhì)高性能混凝土目的；同時使用合理配比，使得輕質(zhì)骨料在混凝土中均勻分布，從而應(yīng)力分布均勻；另一方面，在基體混凝土加入鋼纖維，可以有效抑制混凝土宏觀裂縫的產(chǎn)生，而且能夠提高混凝土的抗裂、抗拉、抗彎、抗沖擊性能，顯著提升輕質(zhì)混凝土的韌性。
32、本發(fā)明中所述消泡劑的主要成分為改性有機硅，能夠破壞泡沫膜，使泡沫迅速消失，從而使混凝土表面更加緊密、能有效地抑制混凝土產(chǎn)生的氣泡，大大改善混凝土的防裂性能、抗沖磨性能。
33、本發(fā)明所述聚丙烯纖維能夠成功抑制頁巖陶粒的上浮，聚丙烯纖維作為一種微細的增強材料添加到含有輕骨料的混凝土或砂漿中，通過其在混合物內(nèi)部形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效增加了拌合物的黏聚性。這種增強的黏聚性能阻止輕骨料顆粒向上遷移或漂浮至表面，從而確保了輕骨料在混凝土或砂漿中的均勻分布，提高了最終產(chǎn)品的質(zhì)量和耐久性。
1.一種輕質(zhì)高韌性混凝土，其特征在于，包括以下重量份原料：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)高韌性混凝土，其特征在于，所述水泥為52.5的普通硅酸鹽水泥；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)高韌性混凝土，其特征在于，所述所述頁巖陶砂為900級,容重為900kg/m3～1400kg/m3，由0-5mm尺寸構(gòu)成，其中0-3mm、3-5mm的頁巖陶砂質(zhì)量占比分別為80%、20%，筒壓強度大于4mpa，化學成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣；所屬頁巖陶粒容重為1000kg/m3～1400kg/m3，由5-10mm尺寸構(gòu)成，形狀為不規(guī)則多面體，筒壓強度大于3mpa，24h吸水率為9%，堆積孔隙率大于26%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)高韌性混凝土，其特征在于，所述減水劑為聚羧酸減水劑；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)高韌性混凝土，其特征在于，所述硫酸溶液的質(zhì)量分數(shù)為5-8%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)高韌性混凝土，其特征在于，所述超聲改性處理的超聲功率為450-500w，超聲1h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)高韌性混凝土，其特征在于，所述聚丙烯纖維為長度12mm，直徑27μm，抗拉強度625mpa。
8.如權(quán)利要求1-7任一項所述一種輕質(zhì)高韌性混凝土的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：