一种疏水型气泡混合轻质土的制作方法

1.本发明属于道路建筑材料技术领域，特别是涉及一种疏水型气泡混合轻质土。


背景技术：

2.随着我国经济建设的快速发展，使得交通需求迅速增加，导致基础设施建设规模也在逐步加大。在基础设施建设过程中，逐步展现出了系列技术性难题。比如在软土地基路段桥头跳车问题、高路堤边坡失稳问题、新旧路基沉降差问题。这些问题不仅会影响交通的正常运行，同时也会增加养护与维修的成本，甚至由于这些问题极易导致交通事故的发生，给社会和人民的生命财产带来巨大损失。针对上述这些问题，传统设计与施工技术并不能较好的解决，必须依靠相关新材料、新设备和新技术，至此轻质材料在公路工程路基的研究应用成为了热点。
3.气泡混合轻质土是由水泥、水及可选组份集料、掺和料和外加剂按照一定的配合比合拌均匀制成料浆，然后再与由发泡剂水溶液经物理发泡方式制成的细小泡沫充分混合均匀，在施工现场或工厂浇筑成型，并在一定的条件下进行养护，硬化后含有大量微小气泡的多孔混凝土材料，具有质量轻、流动性好、直立性强、施工方便、保温隔热效果好、抗震性能好、环境影响小等优点，在道路改扩建、桥台台背回填、减荷填筑、软基处理等领域得到了广泛应用。但是，气泡混合轻质土密度小，孔隙率大，在饱和水环境和压力水环境下，其吸水率较高，水在泡沫混凝土中的渗透深度较高，不利于泡沫轻质土长期服役性能。


技术实现要素：

4.本发明主要解决的技术问题是提供一种疏水型气泡混合轻质土，采用本技术制备的一种疏水型气泡混合轻质土在饱和水环境和压力水环境下，其吸水率得到了显著降低，且容重变化幅度放缓，渗透高度变小，具有一定疏水性。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种疏水型气泡混合轻质土，以质量分数计，原料的配方组成为：
6.水泥160
‑
480份；
7.粉煤灰0
‑
250份；
8.矿粉0
‑
320份；
9.硅灰0
‑
60份；
10.减水剂1
‑
2份；
11.稳泡剂5
‑
8份；
12.泡沫65
‑
75份；
13.复合疏水剂1
‑
3份；
14.水170
‑
300份；
15.所述复合疏水剂为具备憎水性的可再分散乳胶粉和低粘度羟丙基甲基纤维素以及聚丙烯酰胺复合而成。
16.进一步地说，所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥或52.5普通硅酸盐水泥或52.5ⅱ型硅酸盐水泥。
17.进一步地说，所述粉煤灰为超细粉煤灰、一级粉煤灰和二级粉煤灰中的一种。
18.进一步地说，所述矿粉的比表面积不低于400m2/kg。
19.进一步地说，所述硅灰中二氧化硅含量不低于88.0％，且硅灰的比表面积不低于15m2/g。
20.进一步地说，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，且减水率不低于25％。
21.进一步地说，所述稳泡剂为一种液膜分子结构致密剂，有效成分不低于92％。
22.进一步地说，所述泡沫为泡沫剂经稀释后利用物理发泡制成的密度为48
‑
52kg/m3的泡沫群。
23.进一步地说，以质量百分比计，所述复合疏水剂包括30～45％可再分散乳胶粉、50～65％低粘度羟丙基甲基纤维素和5～15％聚丙烯酰胺。
24.一种疏水型气泡混合轻质土的制备方法，首先将水泥、粉煤灰、矿粉、硅灰和复合疏水剂搅拌均匀成干混合料a，然后将减水剂和稳泡剂加入水中搅拌均匀成液态混合物b，再液态混合物b加入干混合料a中搅拌成均匀的混合浆体，最后加入经机械发泡而成的泡沫群c，搅拌混合成均匀的气泡混合轻质土料浆，浇筑成型，脱模养护后，得到所述的疏水型气泡混合轻质土。
25.本发明的有益效果至少具有以下几点：
26.本发明的复合疏水剂采用的憎水性可再分散乳胶粉是一种遇水可再分散的憎水性的乙烯/月桂酸乙烯酯/氯乙烯三元共聚胶粉，通过碱活化和表面成膜技术，它能够赋予气泡混合轻质土外表面显著而长久的憎水性，并使材料的吸水性大幅度地降低，而且其与气泡的相容性好，不易破泡；同时复掺低粘度羟丙基甲基纤维素，由于羟丙基甲基纤维素对水泥基浆体具有一定保水作用，可以使水泥和矿粉掺和料水化更充分，增加气泡混合轻质土的密实度，而且选用低粘度纤维素不会显著改变气泡混合轻质土的流动性；再复掺聚丙烯酰胺，利用其抗水分散性，可较好的使浇筑后的气泡混合轻质土遇水不分散、不离析，进一步达到疏水目的。
具体实施方式
27.下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
28.以下实施例和对比例中，复合疏水剂的组分含量为质量百分比。
29.实施例1：一种疏水型气泡混合轻质土，主要成分及其质量份数为42.5普通硅酸盐水泥310份，二级粉煤灰140份，硅灰50份，减水剂2份，稳泡剂8份，泡沫70份，复合疏水剂2份，水290份。
30.所述复合疏水剂包括40％可再分散乳胶粉、55％低粘度羟丙基甲基纤维素和5％聚丙烯酰胺。
31.制备方法：首先将42.5普通硅酸盐水泥、二级粉煤灰、硅灰和复合疏水剂搅拌成均匀的干混合料；然后将减水剂、稳泡剂加入水中搅拌均匀成液态混合物，再液态混合物加入干混合料中搅拌成均匀的混合浆体；最后加入经机械发泡而成的泡沫群，混合成均匀的气
泡混合轻质土料浆，浇筑成型，脱模养护后，得到所述的疏水性气泡混合轻质土。
32.实施例2：一种疏水型气泡混合轻质土，主要成分及其质量份数为52.5普通硅酸盐水泥130份，矿粉320份，硅灰50份，减水剂1份，稳泡剂6份，泡沫70份，复合疏水剂3份，水275份。
33.所述复合疏水剂包括30％可再分散乳胶粉、65％低粘度羟丙基甲基纤维素和5％聚丙烯酰胺。
34.制备方法：首先将52.5普通硅酸盐水泥、矿粉、硅灰和复合疏水剂搅拌成均匀的干混合料；然后将减水剂、稳泡剂加入水中搅拌均匀成液态混合物，再液态混合物加入干混合料中搅拌成均匀的混合浆体；最后加入经机械发泡而成的泡沫群，混合成均匀的气泡混合轻质土料浆，浇筑成型，脱模养护后，得到所述的疏水性气泡混合轻质土。
35.实施例3：一种疏水型气泡混合轻质土，主要成分及其质量份数为52.5硅酸盐水泥160份，一级粉煤灰250份，矿粉100份，减水剂1份，稳泡剂5份，泡沫65份，复合疏水剂1份，水300份。
36.所述复合疏水剂包括45％可再分散乳胶粉、50％低粘度羟丙基甲基纤维素和5％聚丙烯酰胺。
37.制备方法：首先将52.5ⅱ型硅酸盐水泥、一级粉煤灰、矿粉和复合疏水剂搅拌成均匀的干混合料；然后将减水剂、稳泡剂加入水中搅拌均匀成液态混合物，再液态混合物加入干混合料中搅拌成均匀的混合浆体；最后加入经机械发泡而成的泡沫群，混合成均匀的气泡混合轻质土料浆，浇筑成型，脱模养护后，得到所述的疏水性气泡混合轻质土。
38.实施例4：一种疏水型气泡混合轻质土，主要成分及其质量份数为42.5普通硅酸盐水泥480份，超细粉煤灰100份，矿粉200份，硅灰60份，减水剂2份，稳泡剂7份，泡沫75份，复合疏水剂2份，水170份。
39.所述复合疏水剂包括35％可再分散乳胶粉、50％低粘度羟丙基甲基纤维素和15％聚丙烯酰胺。
40.制备方法：首先将42.5普通硅酸盐水泥、超细粉煤灰、矿粉、硅灰和复合疏水剂搅拌成均匀的干混合料；然后将减水剂、稳泡剂加入水中搅拌均匀成液态混合物，再液态混合物加入干混合料中搅拌成均匀的混合浆体；最后加入经机械发泡而成的泡沫群，混合成均匀的气泡混合轻质土料浆，浇筑成型，脱模养护后，得到所述的疏水性气泡混合轻质土。
41.实施例5：一种疏水型气泡混合轻质土，主要成分及其质量份数为52.5普通硅酸盐水泥200份，一级粉煤灰200份，矿粉300份，硅灰30份，减水剂1份，稳泡剂8份，泡沫72份，复合疏水剂3份，水200份。
42.所述复合疏水剂包括30％可再分散乳胶粉、60％低粘度羟丙基甲基纤维素和10％聚丙烯酰胺。
43.制备方法：首先将52.5普通硅酸盐水泥、一级粉煤灰、矿粉、硅灰和复合疏水剂搅拌成均匀的干混合料；然后将减水剂、稳泡剂加入水中搅拌均匀成液态混合物，再液态混合物加入干混合料中搅拌成均匀的混合浆体；最后加入经机械发泡而成的泡沫群，混合成均匀的气泡混合轻质土料浆，浇筑成型，脱模养护后，得到所述的疏水性气泡混合轻质土。
44.实施例1
‑
实施例5中，
45.矿粉可选市场上常见的400目或600目或800目三种类型的矿粉。
46.减水剂为标准型聚羧酸高性能减水剂，不含其它功能性组分，如消泡、缓凝、保坍等。
47.对比例1：
48.与实施例1的区别在于，所述复合疏水剂包括90％可再分散乳胶粉和10％聚丙烯酰胺，不含低粘度羟丙基甲基纤维素。
49.对比例2：
50.与实施例1的区别在于，所述复合疏水剂包括90％低粘度羟丙基甲基纤维素和10％聚丙烯酰胺，不含可再分散乳胶粉。
51.对实施例1
‑
实施例5制备得到的疏水性气泡混合轻质土以及对比例1
‑
2进行吸水率试验和渗透深度试验，具体操作如下：
52.吸水率试验方法：取在标准环境中封闭养生28天后的预制泡沫混凝土试块：100mm
×
100mm
×
100mm立方体试块，一组3块，将试块放入电热鼓风干燥箱内，在(60
±
5)℃下保温24h，然后在(80
±
5)℃下保温24h，再在(105
±
5)℃下烘至恒重，称重得平均恒重质量为m0；将恒重后的试块放入水温为(20
±
5)℃的恒温水槽内，然后加水至试块高度的1/3，保持24h；后加水至试块高度的2/3，保持24h；再加水高出试块30mm以上，保持24h；将试块从水中取出，抹去表面水分，立即称取试块质量，一组得平均质量m1，求出质量吸水率w。
53.渗透深度试验方法：气泡混合轻质土内部含有大量的孔隙，由于空气对x射线的衰减可忽略不计，故二维图像上显示为黑色区域。而浆体具有一定的密实度，x射线穿过浆体时产生一定程度的衰减，反应在二维图像上为灰度区域，根据灰度值的变化可直接确定泡沫混凝土的内部结构。当基体吸水后，造成试样灰度值的变化，对每张ct扫描的图片的灰度值进行统计计算，将ct图片转变为自底到高的灰度值，从而得出吸水区和干燥区的界限，并得出平均渗透深度。
54.实验结果如下表所示：
[0055] 吸水率(％)28d强度(mpa)渗透深度(mm)实施例114.71.0516.45实施例28.71.659.21实施例312.31.2712.27实施例413.51.2113.21实施例511.21.4911.05对比例124.11.3521.07对比例219.41.7318.21
[0056]
由上表的测试结果可知，本发明疏水型气泡混合轻质土的吸水率在8.7
‑
14.7％，渗透深度能够达到9.21
‑
16.45mm，其性能远优于对比例的轻质土。
[0057]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。