一种核壳结构轻骨料及其制备方法与流程

本发明涉及建筑材料，特别涉及一种核壳结构轻骨料及其制备方法。

背景技术：

1、进入21世纪以来，中国的建筑业和房地产行业的总产值在不断增加。建筑的新建与拆建过程中，无可避免的会消耗许多自然资源，并且产生许多建筑垃圾，能源的消耗与建筑垃圾的排放势必会引发严峻的环境问题，建筑废弃物再生料的推广符合市场经济发展的需要，能有效的节约河砂等不可再生的自然资源，保护生态环境，将建筑废弃混凝土破碎、筛分重新作为原材料进行再利用，是能有效保护环境的重要举措，有显著的社会效益、经济效益以及生态意义。例如将工业固废破碎后制成再生细骨料。磷石膏是磷化工产生的废渣，主要成分为二水石膏(caso4·2h2o)，含量一般在85％以上，并且含有少量的磷酸盐、硫酸盐、氟酸盐、重金属元素等杂质。随着磷化工行业的发展，磷石膏的排放量越来越大，但是磷石膏本身并无胶凝活性，限制了其大量应用。

2、轻骨料混凝土具有自重轻、强度高等优点，可改善混凝土自重大的问题。由于轻骨料是一种多孔结构，吸水率大，为了减少配制混凝土时对状态影响大，需要提前预湿，此外，高层建筑的混凝土输送方式主要为泵送，因此，泵送轻骨料混凝土在实际工程中逐渐推广应用。但由于常见轻骨料页岩陶粒或黏土陶粒在制作时需要高温烧结，能源消耗大；在常压、加压下有吸水返水特性；在配制陶粒混凝土泵送时，这种吸水返水特性会引起堵泵现象，在页岩陶粒或黏土陶粒的各项技术指标中，吸水返水特性对轻骨料混凝土工作性能和力学性能影响较大。因此，发明一种利用再生细骨料、磷石膏制备的轻骨料，显得很有必要。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种核壳结构轻骨料及其制备方法，本发明的核壳结构轻骨料固废利用率高、无需高温处理、吸水率低、筒压强度和密度范围可调控，同时配置出来的轻骨料混凝土无需预湿、特别适合泵送施工。具体通过以下技术实现。

2、一种核壳结构轻骨料，包括核结构和壳结构；

3、所述核结构包括如下重量份的组分：再生细骨料0.10-0.30份、磷石膏0.25-0.50份、矿粉0.05-0.25份、水泥0.04-0.10份、发泡剂0.01-0.04份、减水剂0.03-0.05份，激发剂0.02-0.04份，水0.05-0.6份；

4、所述壳结构包括如下重量份的组分：水泥0.5-0.9份、减水剂0.003-0.007份、憎水剂0.003-0.006份、可再分散乳胶粉0.005-0.015份、水0.12-0.28份。

5、优选地，核结构和壳结构的厚度比为(3-12):1。

6、优选地，再生细骨料为粒径＜3.5mm的固体颗粒。

7、优选地，磷石膏的粒径＜0.3mm。

8、优选地，在上述核结构或壳结构中，水泥包括po42.5水泥、pi42.5水泥、pii42.5水泥中的至少一种。

9、优选地，矿粉包括s75和/或s95矿粉。

10、优选地，在上述核结构或壳结构中，减水剂包括聚羧酸减水剂，固含量≥20％。

11、优选地，发泡剂包括松香树脂型发泡剂、蛋白型发泡剂、合成聚醚型发泡剂、复合型发泡剂中的至少一种。

12、优选地，激发剂包括水玻璃、na2co3、na2so4、naoh中的至少一种。

13、优选地，憎水剂包括硬脂酸钙、甲基硅酸钠、有机硅防水剂中的至少一种。

14、优选地，可再分散乳胶粉包括乙烯-醋酸乙烯乳液胶粉、苯丙乳液胶粉、丁苯乳液胶粉、丙烯酸乳液胶粉中的至少一种。

15、上述核壳结构轻骨料的制备方法，包括以下步骤：

16、将水泥、再生细骨料、磷石膏、矿粉混匀，加入水、减水剂和激发剂搅匀，得到浆体i；

17、将发泡剂用水稀释后进行发泡，产生泡沫，将所述泡沫加入所述浆体i中搅匀，得到料浆；

18、将所述料浆进行养护，切割成块，搅拌，得到轻质内核颗粒；

19、将水泥、减水剂、可再分散乳胶粉、憎水剂和水混匀，得到浆体ii；

20、将所述轻质内核颗粒加入所述浆体ii中，浸渍，分散，摊铺，养护，得到核壳结构轻骨料。

21、优选地，轻质内核颗粒的粒径为4-15mm。

22、由于水泥属于不可再生资源，本发明采用水泥-矿粉-磷石膏-再生细骨料体系辅以激发剂，不仅可以激发磷石膏的活性，还可以克服因磷石膏的缓凝作用而出现的塌模现象，因而能够增大磷石膏替代水泥的应用比例，同时再生细骨料作为骨架提高强度，能够大量消纳磷石膏和再生骨料，通过控制加入的泡沫体积量来灵活调整核结构的密度；将轻质内核颗粒切割后，利用内核表面的蜂窝结构和较强的吸水特性，通过浸渍工艺，在核结构的表面牢固的吸附浆体，并能使表面浆体短时间内失去塑性，防止黏连；除了调整浸渍浆体的配比强度外还可以通过控制浸渍时间获得不同厚度的表面壳体，从而实现核壳结构轻骨料达到不同的筒压强度。壳结构浆体自身具有很高的致密性，可再分散乳胶粉形成的乳液具有成膜效应，能够阻断水分的渗透，憎水剂的加入能够进一步提高壳体的疏水性，使得核壳结构轻骨料的吸水率很低，在配制混凝土时无需预湿。

23、与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

24、本发明的核壳结构轻骨料具有无需高温处理、压力吸水率低(可低至1.8％)、压力返水率低(可低至0.19％)、筒压强度(0.60-10.8mpa)和密度(130-890kg/m3)范围可调控的优点；同时同时配置出来的轻骨料混凝土无需预湿，特别适合泵送施工；本发明的核壳结构轻骨料提高了磷石膏的应用比例，不仅提高了固废利用率，同时节约了水泥，降低了成本，节约了能源。

技术特征：

1.一种核壳结构轻骨料，其特征在于，包括核结构和壳结构；

2.根据权利要求1所述的核壳结构轻骨料，其特征在于，所述核结构与所述壳结构的厚度比为(3-12):1。

3.根据权利要求1所述的核壳结构轻骨料，其特征在于，所述再生细骨料的粒径＜3.5mm。

4.根据权利要求1所述的核壳结构轻骨料，其特征在于，所述磷石膏的粒径＜0.3mm。

5.根据权利要求1所述的核壳结构轻骨料，其特征在于，所述发泡剂包括松香树脂型发泡剂、蛋白型发泡剂、合成聚醚型发泡剂、复合型发泡剂中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的核壳结构轻骨料，其特征在于，所述激发剂包括水玻璃、na2co3、na2so4、naoh中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的核壳结构轻骨料，其特征在于，所述憎水剂包括硬脂酸钙、甲基硅酸钠、有机硅防水剂中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的核壳结构轻骨料，其特征在于，所述可再分散乳胶粉包括乙烯-醋酸乙烯乳液胶粉、苯丙乳液胶粉、丁苯乳液胶粉、丙烯酸乳液胶粉中的至少一种。

9.权利要求1-8任一项所述的核壳结构轻骨料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述轻质内核颗粒的粒径为4-15mm。

技术总结本发明公开了一种核壳结构轻骨料及其制备方法，属于建筑材料技术领域。所述核壳结构轻骨料，包括核结构和壳结构；核结构包括如下重量份的组分：再生细骨料0.10‑0.20份、磷石膏0.25‑0.50份、矿粉0.05‑0.25份、水泥0.04‑0.10份、发泡剂0.01‑0.03份、减水剂0.03‑0.05份，激发剂0.02‑0.04份，水0.25‑0.5份；壳结构包括如下重量份的组分：水泥0.5‑0.9份、减水剂0.003‑0.006份、憎水剂0.003‑0.006份、可再分散乳胶粉0.005‑0.015、水0.12‑0.28。本发明的核壳结构轻骨料具有固废利用率高、无需高温处理、吸水率低、筒压强度和密度范围可调控的优点，同时配置出来的混凝土无需预湿、特别适合泵送施工。技术研发人员：陈健,代柱端,黄波,周晓阳受保护的技术使用者：湖北筑选新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27