一種陶?；炷良捌渲苽浞椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種陶?；炷良捌渲苽浞椒?。
【背景技術(shù)】
[0002]國務(wù)院辦公廳《關(guān)于推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提高住宅質(zhì)量的若干意見的通知》規(guī)定:沿海城市與其他土地資源稀缺的城市從2000年6月開始禁止使用實(shí)心粘土磚，以保護(hù)我國有限的土地資源。而發(fā)展不用土或少用土的頁巖陶粒、粉煤灰陶粒等有利于保護(hù)土地資源、促進(jìn)生態(tài)文明。
[0003]在國外，陶?；炷烈呀?jīng)廣泛運(yùn)用于建筑砌塊和大型墻板中，甚至用于承重結(jié)構(gòu)中，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。相對于代替粘土磚作為外墻材料的加氣砌塊，加氣陶?；炷疗鰤K在密度相當(dāng)?shù)那疤嵯?，由于有陶粒作為骨料，?qiáng)度有所提高。除了一般混凝土密度低的優(yōu)點(diǎn)之外，陶粒混凝土由于采用頁巖、城市建筑垃圾或者淤泥生產(chǎn)的陶粒代替石子作為骨料，還具有保溫效果好、耐侵蝕、隔音效果好、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。隨著中國近年來快速的城市化進(jìn)程，陶粒混凝土的使用范圍將會越來越廣。然而，目前對再生骨料混凝土承重結(jié)構(gòu)的抗震與抗沖擊性能方面的試驗(yàn)研究很少，與之對應(yīng)的是適合承重結(jié)構(gòu)用的陶粒混凝土研究也很少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種陶?；炷良捌渲苽浞椒?，所得陶?；炷辆哂泻芎玫目箾_擊，抗震與抗裂性能，適合用于建筑承重結(jié)構(gòu)，可彌補(bǔ)目前國內(nèi)此方面研究的不足。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種陶粒混凝土，其原料組成按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為:水泥10-15%、水4-10%、粗骨料50%-56%、細(xì)砂15-20%、含改性木纖維的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂增韌乳液0.3_1%、十二烷基磺酸鈉0.02-0.10%、聚丙烯酸酯0.5-1%、三乙醇胺0.01-0.05%、熟石膏5_10%、水玻璃0.5-1%,減水劑0.1-0.5%，上述各原料的重量百分?jǐn)?shù)之和為100% ；
所述粗骨料為陶粒與天然粗骨料的混合物，混合物中陶粒所占的重量百分?jǐn)?shù)為
20%-100%ο
[0006]所述改性木纖維的制備方法包括以下步驟:
1)將100-150重量份經(jīng)活化處理后的木粉加入到含有50-80重量份偶聯(lián)劑的水溶液中，攪拌0.4 h后加熱到60-62°C，再攪拌5-8 h后過濾，過濾后的木粉置于工業(yè)離心機(jī)中，500 r/min離心15 min后取出；
2)將處理后的木粉在50-55°C下真空干燥24h后，冷卻到20-28 °C，然后將木粉和100-120重量份馬來酸酐接枝共聚物裝入高速混合機(jī)中，300 r/min轉(zhuǎn)動混合1_2 h后加熱至80-100。。，再在400-450 r/min下混合10-15 min后，冷卻到45°C，放料，得到初混料；
3)將初混料裝入雙螺桿擠出機(jī)中，于160-170°C、50-60r/min下混煉0.5 h后擠出；
4)將所得混煉料進(jìn)行粉碎，得到粒度為50-70目的改性木纖維；
所述活化處理是將干燥的木粉添加到高速混合機(jī)中，80-90°C下進(jìn)行攪拌，并分兩次加入木粉重量2%的鋁酸酯偶聯(lián)劑，兩次加入時間間隔3-4min，加入后再攪拌5_6min ；
所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
[0007]所述含改性木纖維的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂增韌乳液的制備方法包括以下步驟:
1)將100-120重量份聚酯多元醇于30min內(nèi)加熱到90_110°C；
2)然后將聚酯多元醇降溫至45°C后，加入20-25重量份二苯基甲烷二異氰酸酯，再升溫到70 °C，反應(yīng)3h后冷卻至室溫；
3)再加入10-12重量份三羥甲基丙烷和10-12重量份2，3-丁二醇，振蕩攪拌均勻，然后與150-200重量份環(huán)氧樹脂、10-15重量份三苯基膦一起加入到80-100重量份正丁醇中；
4)在攪拌的同時于0.6h內(nèi)升溫至75°C，并在75 °C下繼續(xù)攪拌1 h后冷卻至25-30 °C，用氨水調(diào)節(jié)乳液的pH值至8;
5)25-30°C下將30-50重量份改性木纖維加入到步驟4)所得乳液中，并在25 °C繼續(xù)攪拌1 h，得到所述含改性木纖維的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂增韌乳液；
所述的氨水為含氨質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-28%的水溶液。
[0008]所述陶?；炷恋闹苽浞椒òㄈ缦虏襟E:
1)將水泥、水、粗骨料、細(xì)砂加入攪拌機(jī)攪拌5-10min;
2)停止攪拌，加入含改性木纖維的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂增韌乳液、十二烷基磺酸鈉、聚丙烯酸酯、三乙醇胺、熟石膏、水玻璃、減水劑加入，快速攪拌20-30min后進(jìn)行振搗、澆注、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，得到所述陶粒混凝土。
[0009]我國擁有大量的林木資源，與碳纖維、鋼纖維、玻璃纖維、福塔纖維、鋼絲/鋼絲網(wǎng)纖維、聚乙烯醇纖維、聚酯纖維、杜拉纖維等比較，木纖維來源廣泛、成本較低、易于加工且環(huán)境友好。作為天然高分子材料之一的木纖維，其分子鏈中含有大量的羥基活性基團(tuán)，具有很強(qiáng)的親水性，可以與混凝土成型過程中的水化產(chǎn)物，如氫氧化鈣、硅酸鈣凝膠、鈣礬石等之間能形成氫鍵等分子間作用力，這有利于增強(qiáng)混凝土的微觀應(yīng)力應(yīng)變性能。本發(fā)明首次采用一種改性木纖維對混凝土進(jìn)行增韌。該木纖維先后經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑和馬來酸酐接枝三元共聚物改性后，其力學(xué)性能更加優(yōu)良，且耐老化和耐水解性能得到顯著改善，是一種理想的混凝土增韌纖維材料。
[0010]環(huán)氧樹脂具有許多優(yōu)點(diǎn)，如優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、電器絕緣性以及收縮率低等。然而單一環(huán)氧樹脂固化后交聯(lián)密度高，呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，存在內(nèi)應(yīng)力大、質(zhì)脆、耐沖擊性差、容易開裂等缺點(diǎn)，難以滿足混凝土增韌的工程技術(shù)要求，使其應(yīng)用受到一定的限制。長期以來，對環(huán)氧樹脂進(jìn)行增韌改性一直是一個重要的研究內(nèi)容。聚氨酯是一類性能優(yōu)良的高分子，有高耐沖擊強(qiáng)度和優(yōu)異的耐低溫性能，用聚氨酯改性環(huán)氧樹脂可以使兩者優(yōu)勢互補(bǔ)。環(huán)氧樹脂乳液經(jīng)過聚氨酯改性，能夠形成微觀互穿網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，從而使混凝土材料表現(xiàn)出良好的韌性、強(qiáng)度、抗疲勞性及各向同性，再加入改性木纖維形成復(fù)合增韌材料，可以更好地發(fā)揮兩種材料協(xié)同增韌的效果，給混凝土的性能帶來極大的改善。
[0011]目前的輕質(zhì)混凝土多采用陶粒作為輕質(zhì)粗骨料，以天然砂作為細(xì)骨料，但陶粒具有空隙率高、吸水率高，壓碎指標(biāo)低等缺點(diǎn)，易使所制備的混凝土強(qiáng)度較低。本發(fā)明使用陶粒替代20%-100%天然粗骨料，可有效減少砂石資源的耗用，環(huán)氧樹脂的固化與超細(xì)礦物粉能很好的填充陶?；炷恋目紫?，添加聚丙烯酸酯可增加混凝土的密實(shí)性、抗裂性能、抗沖擊性能和抗?jié)B性能，復(fù)合增韌材料的使用還增加了陶?；炷恋捻g性，使本發(fā)明制得的陶?；炷辆哂泻芎玫目箾_擊，抗震與抗裂性能，其28天抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到30-60MPa，為高強(qiáng)高韌性陶粒混凝土，適合用于建筑承重結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明所述的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。
[0013]所述偶聯(lián)劑選擇美國聯(lián)碳公司牌號為A-151或A-171的硅烷偶聯(lián)劑。
[0014]實(shí)施例1:
1.改性木纖維的制備:
1)將干燥的木粉添加到高速混合機(jī)中，80°c下進(jìn)行攪拌，并分兩次加入木粉重量2%的鋁酸酯偶聯(lián)劑，兩次加入時間間隔3min，加入后再攪拌5min，得活化處理后的木粉；
2)將100重量份經(jīng)活化處理后的木粉加入到含有50重量份A-151硅烷偶聯(lián)劑的水溶液中，攪拌0.4 h后加熱到60°C，再攪拌8 h后過濾，過濾后的木粉置于工業(yè)離心機(jī)中，500r/min離心15 min后取出；
3)將處理后的木粉在50°C下真空干燥24h后，冷卻到20°C，然后將木粉和100重量份馬來酸酐接枝共聚物裝入高速混合機(jī)中，300 r/min轉(zhuǎn)動混合1-2 h后加熱至80°C，再在400 r/min下混合15 min后，冷卻到45°C，放料，得到初混料；
4)將初混料裝入雙螺桿擠出機(jī)中，于160°C、60r/min下混煉0.5 h后擠出；
5)將所得混煉料進(jìn)行粉碎，得到粒度為50目的改性木纖維；
2.含改性木纖維的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂增韌乳液的制備:
1)將100重量份聚酯多元醇于30min內(nèi)加熱到90°C；
2)然后將聚酯多元醇降溫至45°C后，加入20-25重量份二苯基甲烷二異氰酸酯，再升溫到70 °C，反應(yīng)3h后冷卻至室溫；
3)再加入10重量份三羥甲基丙烷和10重量份2，3-丁二醇，振蕩攪拌均勻，然后與150重量份環(huán)氧樹脂、10重量份三苯基膦一起加入到80重量份正丁醇中；
4)在攪拌的同時于0.6h內(nèi)升溫至75°C，并在75°C下繼續(xù)攪拌1 h后冷卻至25°C，用含氨質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的氨水溶液調(diào)節(jié)乳液的pH值至8 ;
5)25°C下將30重量份改性木纖維加入到步驟4)所得乳液中，并在25 °(:繼續(xù)攪拌1h，得到所述含改性木纖維的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂增韌乳液。
[0015]3.陶?；炷恋闹苽?
1)將水泥、水、陶粒、天然粗骨料、細(xì)砂加入攪拌機(jī)攪拌5min；
2)停止攪拌，加入含改性木纖維的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂增韌乳液、十二烷基磺酸鈉、聚丙烯酸酯、三乙醇胺、熟石膏、水玻璃、減水劑加入，快速攪拌20min后進(jìn)行振搗、澆注、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，得到所述陶粒混凝土。
[0016]其原料組成按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為:水泥12%、水10%、陶粒30%、天然粗骨料25.4%、細(xì)砂15%、含改性木纖維的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂增韌乳液1%、十二烷基磺酸鈉0.02%、聚丙烯酸酯0.55%、三乙醇胺0.03%、熟石膏5%、水玻璃0.5%、減水劑0.5%。
[0017]經(jīng)檢測，本實(shí)施例所得陶粒混凝土 28天抗壓強(qiáng)度為59.7MPa，28天劈裂強(qiáng)度為4.75MPa，28天彈性模量為32.8GPa，表明陶粒混凝土具有很好的強(qiáng)度與韌性，能很