CN102875181A

CN102875181A - 一种eps轻集料混凝土及其制备方法

Info

Publication number: CN102875181A
Application number: CN2012100988159A
Authority: CN
Inventors: 张雪松
Original assignee: China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority date: 2012-04-06
Filing date: 2012-04-06
Publication date: 2013-01-16

Abstract

本发明提供了一种EPS轻集料混凝土及其制备方法，有效的解决了混凝土在结构方面轻质、均匀和密实的要求，同时具有优异的综合性能；EPS轻集料混凝土容重可达550kg/m³，立方体抗压强度可达到1.3MPa，强度满足使用要求，且轻集料混凝土具有良好的热工性能和耐久性能；混凝土在抗压试验中，变形破坏前有较大变形，韧性提高。所述轻集料混凝土原料包括水泥350份、粉煤灰90-120份，硅灰30-70份，河砂120-140份，水190-210份，EPS颗粒15-21份，珍珠岩40-60份和减水剂2-6份。由本发明的配比和制备方法得到的轻集料混凝土，结构上均匀密实，各项性能制备满足设计要求，具有较好的应用前景。

Description

一种EPS轻集料混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于多孔的砂浆、混凝土、人造石或陶瓷制品及其制造方法领域，具体讲涉及一种EPS轻集料混凝土及其制备方法。

背景技术

随着我国墙体改革事业的不断推进，以及节能新标准的颁布，粘土砖因其固有的缺陷将逐渐被取缔。随着保护环境意识的加强，各国都很重视将垃圾废料作为建筑材料这方面的研究，也发展了许多回收技术，有的已制定出相应的技术规范。而废弃的聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)的化学性能稳定、不易腐蚀，对环境是一种污染；但是，它又是一种保温性能非常好的轻质材料。所以，用打碎机将聚苯乙烯泡沫塑料打碎成颗粒，并用这种颗粒作为骨料制成的轻集料混凝土，具有造价低，取材容易，轻质、节能、利废，的优点；是一种环保、保温型建筑材料。用该混凝土做成的建筑产品具有保温性能好、整体性好、施工简单、快捷、节能、利废、环保等特点。从以上分析我们可以看出：用EPS轻集料混凝土制成的保温砌块是代替粘土砖的一种优秀的产品；它的广泛应用必将大大推动我国墙改工作的进行及建筑业的发展，并具有非常重要的工程实用价值和社会效益。

EPS颗粒是一种保温性能非常好的材料，但是这种材料特殊性能也会给混凝土带来一些问题：一是EPS颗粒的密度比粉煤灰水泥砂浆小得多，在搅拌成型工艺过程中容易出现EPS颗粒上浮，物料分层现象；二是EPS颗粒的粒径如果太大，可能引起水泥浆体相对不足，造成EPS轻集料混凝土的孔洞较多。这两个方面的因素严重降低了EPS轻集料混凝土的均匀密实程度。三是EPS颗粒是一种有机材料，其表面具有亲油性，而水泥是一种无机材料，以离子型化合物为主，因而其表面基团具有强烈的吸水性。这两种材料截然不同的表面性质导致了其表面难以及结合。

因此，为了提高聚苯乙烯轻集料混凝土的性能，包括力学性能、热工性能和耐久性能，对聚苯乙烯轻集料混凝土的结构进行优化设计，有必要从聚苯乙烯轻集料混凝土的原料配比和制备工艺上进行改进，使得混凝土在宏观上结构均匀密实；在微观上，EPS颗粒和水泥砂浆之间的界面粘结性能较好，并且混凝土的立方体抗压强度能到达一定等级。这对轻集料混凝土的广泛应用具有重大意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种EPS轻集料混凝土及其制备方法，有效的解决了混凝土在结构方面轻质、均匀和密实的要求，同时具有优异的综合性能；EPS轻集料混凝土容重大于650kg/m³，立方体抗压强度可达到1.6MPa，强度满足使用要求，且轻集料混凝土具有良好的热工性能和耐久性能；混凝土在抗压试验中，变形破坏前有较大变形，韧性提高。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：

一种EPS轻集料混凝土，其改进之处在于所述轻集料混凝土包含以下重量份原料：

本发明的另一优选技术方案为：所述轻集料混凝土包含以下重量份原料：

本发明的又一优选技术方案为：所述轻集料混凝土包含以下重量份原料：

本发明的再一优选技术方案为：所述轻集料混凝土包含以下重量份原料：

其中：所述减水剂为UNF-5非引气型高效减水剂。

其中：水泥为普通硅酸盐水泥；

其中：所述硅灰的粒度0.1μm-0.2μm，密度2.0-2.4g/cm³，堆积密度200-350kg/m³，比表面积15000-25000m²/kg；

所述河砂选用中砂，砂率按体积计为20-25％，堆积密度为1225-1325kg/m³，吸水率为0.95-1.05％；

所述EPS颗粒的密度为10～20kg/m³；

所述珍珠岩为膨胀珍珠岩。

一种制备如权利要求1-4任意所述的轻集料混凝土方法，其改进之处在于所述方法包括如下步骤：

1)搅拌工艺

将水泥、粉煤灰、硅灰、珍珠岩、减水剂、河砂与20-30％的水经搅拌机搅拌得到低水灰比净浆；

其中：搅拌时间为5-15s；

将剩余的水和EPS颗粒加入到净浆中进行搅拌得到拌合料；

其中：搅拌时间为5-15s；

2)成型工艺

将拌合料转移到放置于振动台上的模具中，在模具上表面用平板覆盖并对平板施加压力，控制振动台使得平板和模具同时振动3-30s，振动结束后，将平板沿物料平面水平抽出；

其中：振动频率为2860次/min，振幅为0.3-0.6mm；

3)养护工艺

带模养护2-5天；

其中：带模养护温度为25-30℃，养护湿度为60-100％；

脱模，将混凝土浇水后贴膜，进行自然养护14-30天；

其中：贴膜养护温度为25-30℃，养护湿度为60-100％；

养护结束后，成品混凝土的容重为650-750Kg/m³，含水量为35-48Kg/m³。

本发明的再一优选技术方案为：所述养护工艺中，带模养护湿度为70-100％，所述贴膜养护湿度为70-100％。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1)轻集料混凝土在结构上满足了轻质、均匀和密实的要求

按照本发明的配比和制备工艺得到的轻集料混凝土，在微观组织照片中，没有发现大孔和连通孔，EPS颗粒和水泥混合砂浆的界面粘接状况良好，EPS轻集料混凝土的容重大于500kg/m³，混凝土的孔结构分布均匀；

2)轻集料混凝土的力学性能、热工性能和耐久性能匹配良好

由于轻集料混凝土在结构上表现良好，所以也对应优异的综合性能，其立方体抗压试验中，抗压强度达到了1.3MPa，抗折强度达到了0.45MPa；另外其导热系数大于0.1W/(m.k)，保温性能良好；

3)本发明的轻集料混凝土的制备工艺流程简单，养护工艺简单易实施，降低了对工作人员的要求；

4)本发明是一种环保技术方案，有利于废弃材料的利于和能源的节约，且产品性能优异，具有较大的经济价值。

此外，本发明的优点还包括：

EPS颗粒是一种有机材料，其表面具有亲油性，而水泥是一种无机材料，以离子型化合物为主，因而其表面积团具有强烈的吸水性，这两种截然不同材料的表面性质导致了其表面难以结合；采用本专利提出的解决界面粘结性的措施，可以解决EPS颗粒与水泥砂浆粘接不好的难题，进而改善了这种混凝土的力学性能。

由于EPS颗粒容重很小，在混凝土搅拌成型过程中容易上浮，发生分层离析，难以形成均匀密实的混凝土。针对这一问题，本专利采用低水灰比加压振动成型工艺，通过控制振动的时间和频率来使EPS颗粒均匀分布在EPS轻集料混凝土中，同时掺入膨胀珍珠岩可使EPS颗粒的分层度进一步降低。

EPS颗粒的掺量和粒径是决定EPS轻集料混凝土热工性能的关键参数，随着EPS颗粒的掺量增多和粒径的增大，可能引起水泥浆体相对不足，造成EPS轻集料混凝土的孔洞较多，容易导致其保温性能变差，力学性能降低。针对这一问题本专利给出了EPS颗粒的掺量和粒径两个参量的范围，减小EPS轻集料混凝土的气孔尺寸同时增大EPS轻集料混凝土的孔隙率，从而使得该混凝土的导热系数变小，并具有良好的力学性能。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明：

图1是EPS轻集料混凝土制备工艺；

图2是EPS轻集料混凝土立方体抗压破坏试件的裂缝；

图3是硅灰的掺量对EPS轻集料混凝土抗压强度影响示意图。

具体实施方式

下面结合实例对本发明进行详细的说明。

聚苯乙烯轻集料混凝土是一种新型的轻骨料混凝土，它具有优越的热工性能和显著的经济效益越来越受到工程界的重视，本发明根据聚苯乙烯轻集料混凝土结构上的要求和组成材料的特点确定了该混凝土的基本配比和施工工艺。

轻集料混凝土的原料包括：凝胶材料、骨架材料、水、热工材料和外加剂；胶凝材料包括硅酸盐水泥、粉煤灰和硅灰，河砂是骨架材料，水为该混凝土的拌和材料，EPS颗粒和珍珠岩是保温材料，即热工材料，外加剂是减水剂。其中混凝土中各原料的特性及作用如下：

凝胶材料：

普通硅酸盐水泥：

EPS轻集料混凝土所用的胶凝材料主要是普通硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥是EPS轻集料混凝土最主要的胶凝材料，对其力学性能起主要的作用。普通硅酸盐水泥标号越高，掺量越多，EPS轻集料混凝土的立方体抗压强度越高。本次试验采用天津水泥厂生产的骆驼牌低碱普通硅酸盐水泥，标号42.5。

粉煤灰

粉煤灰掺入EPS轻集料混凝土后，会对EPS轻集料混凝土的结构和性能产生影响，主要表现在三个基本方面：第一，形态效应：粉煤灰中含有大量的玻璃微珠，粒形完整，表面光滑因此能明显地改善EPS轻集料混凝土的和易性；且密度均小于水泥颗粒，能使EPS轻集料混凝土中浆体的体积增加，因此粉煤灰可以明显地改善EPS轻集料混凝土的和易性。第二，活性效应：粉煤灰中的SiO₂，Al₂O₃等硅酸盐玻璃体，与水泥、拌和水后产生碱性激发剂Ca(OH)₂发生化学反应，生成水化硅酸钙等凝胶，对砂浆起到增强作用。第三，微集料效应：粉煤灰微粒在水泥浆体中分散状态良好，有助于新拌EPS轻集料混凝土和硬化EPS轻集料混凝土均匀性的改善，粉煤灰微集料填充性的作用，也有助于EPS轻集料混凝土中孔隙和毛细孔的充填和细化。在配置EPS轻集料混凝土时，加入粉煤灰的目的主要利用粉煤灰的形态效应，即在不增加EPS轻集料混凝土的容重的情况下，使EPS轻集料混凝土中浆体的体积增加，填充到EPS轻集料混凝土的孔隙中去；从而有利于EPS轻集料混凝土形成密实的结构。

硅灰

硅灰是一种非常细的粉末，主要成分是颗粒极细(0.1μm～0.2μm)的无定形二氧化硅。它的平均粒径比水泥小100倍。硅灰颜色在浅灰色与深灰色之间，密度2.2g/cm³左右，比水泥(31g/cm³)要轻，与粉煤灰相似，堆积密度一般在200～350kg/m³。硅灰比表面积介于15000～25000m²/kg。硅灰物理性质，决定了硅灰的微小颗粒具有高度的分散性，可以充分地填充在水化水泥颗粒之间，提高浆体硬化后的密实度。硅灰在EPS轻集料混凝土中的作用主要有三个方面：第一，火山灰效应：硅灰的火山灰效应能将对强度不利的氢氧化钙转化成C-S-H凝胶，并填充在水泥水化产物之间，有力地促进了EPS轻集料混凝土强度增长。同时，硅灰与C-H反应，C-H不断被消耗会加快水泥的水化速率，提高EPS轻集料混凝土的早期强度。硅灰中的SiO₂可以和石灰及高碱度的水化硅酸钙产生二次反应，生成强度更高、稳定性更优的低碱度水化硅酸钙。第二，界面效应：在EPS颗粒和水泥砂浆界面过滤区形成的氢氧化钙(C -H)要多于其它区域，填充于水泥浆体中微小硅灰颗粒可以成为C-H的“晶种”，使C-H晶体的尺寸更小，取向更随机；另外，由于硅灰的火山灰效应可以在EPS颗粒和水泥砂浆界面过滤区生成更多和品质更优的C-S-H凝胶这使得EPS轻集料混凝土中水泥净浆与EPS颗粒的界面粘结强度提高。第三，填充效应：在EPS轻集料混凝土中小于水泥颗粒直径100倍的硅灰，填充于水泥浆体的孔隙间，其效果如同水泥颗粒填充在骨料空隙之间和细骨料填充在粗骨料空隙之间一样，从微观尺度上增加了EPS轻集料混凝土的密实度。从以上分析中我们可以看出：由于硅灰含有95％以上的活性化学成分SiO₂，在EPS轻集料混凝土可生成更多和品质更优的C-S-H凝胶；既改善了EPS轻集料混凝土的力学性能，又提高了EPS轻集料混凝土中水泥净浆与EPS颗粒的界面粘结强度。此外，由于硅灰颗粒极细，可以填充和阻塞EPS轻集料混凝土的孔道。所以，我们在EPS轻集料混凝土应用硅灰的目的为：改善EPS轻集料混凝土的力学性能、界面结构和孔结构。

EPS颗粒与水泥砂浆的界面过渡区显著的结构特征是：C-H晶体(Ca(OH)₂)富集并产生取向性，晶体的平均尺寸较大，即界面存在着大量有缺陷的疏松的网络结构。因此要增强EPS颗粒与水泥砂浆界面区，减少界面层和基体之间的差异，必须减少C-H晶体含量、打乱其取向性，降低其孔隙率。本专利选用优质硅灰作为活性矿物掺料加入到EPS轻集料混凝土中，使硅灰中的SiO₂和石灰及高碱度的水化硅酸钙产生二次反应，生成强度更高、稳定性更优的低碱度水化硅酸钙(C-S-H)；这样就减少了对水泥砂浆和EPS颗粒界面粘接起不利作用的C-H晶体，增加了对水泥砂浆和EPS颗粒界面粘接界面粘接起决定性作用的C-S-H凝胶体(水化硅酸钙)的含量和品质。另外，加入活性矿物掺加料后，随着混凝土龄期的增长，新生的水化物不断的填充界面区孔隙，不仅使总孔隙率降低，而且使界面区的有害大孔减少了。图3反映了加入硅灰后EPS轻集料混凝土立方体抗压强度增长的情况(图中O、A和B代表硅灰的掺量分别为水泥质量的0％、5％和10％)。从图中可以看出：当硅灰的掺量为水泥质量的5％时，抗压强度可以提高15％左右；而当硅灰的掺量为水泥质量的10％时抗压强度可以提高20％左右。这是由于EPS轻集料混凝土掺入硅灰后，改善了水泥砂浆和EPS颗粒之间的界面结构，从而提高了EPS轻集料混凝土力学性能。

骨架材料

河砂是构成EPS轻集料混凝土弹性骨架最重要的材料，它和硅酸盐水泥共同对EPS轻集料混凝土的力学性能起重要的作用。本次试验用砂是洁净圆形颗粒的天然河砂。此河砂的堆积密度为1225-1325kg/m³，吸水率为0.95-1.05％。砂的粗细与颗粒级配如下面表所示。所以此砂属于中砂。砂率是一项非常重要的试验参数。因为砂子是本试验容重最大的材料，砂率的选择直接影响到EPS轻集料混凝土的密度和其力学性能。在刚开始探索EPS轻集料混凝土的试验配方时，砂率是根据EPS颗粒所形成空隙来确定的，把EPS颗粒按等径球体最紧密堆积模型计算，其空隙率为26％，尽管EPS颗粒不可能成为最紧密堆积，而且砂浆应在整个体系中形成连续相，但考虑到除了砂子以外，粉煤灰等其它材料也填充在空隙中，所以砂率选择在按体积计在20～25％之间。

河砂的物理性能

河砂是构成EPS轻集料混凝土弹性骨架最重要的材料，它和硅酸盐水泥共同对对EPS轻集料混凝土的力学性能起重要的作用。本专利所使用的砂是洁净圆形颗粒的天然河砂。此河砂的堆积密度为1274kg/m3，吸水率为1％。砂的粗细与颗粒级配如下面表所示：

表1 砂样分析结果

水

在拌合混凝土和养护用的水中，不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，如油脂、糖类、酸碱性等。凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用来拌制和养护混凝土。

热工材料：

EPS颗粒

EPS颗粒为EPS轻集料混凝土所用到热工材料，在EPS轻集料混凝土各种组成材料中，对其导热性能影响最大的材料就是EPS颗粒。EPS颗粒的生产工艺使得其内部的气泡形成封闭状，因此即使EPS颗粒长时间浸泡在水中，水也不会浸入气泡内。这样就保证了材料的吸水率小含气量高，受水浸湿时仍具有较好的隔热效果。EPS轻集料混凝土是用再生EPS颗粒作为混凝土中的粗骨料，并掺加外加剂组成的新型材料。泡沫聚苯乙烯(EPS)颗粒密度非常低(本次试验所用的破碎EPS颗粒，密度大约为10kg/m³左右；原生EPS颗粒，密度大约为20kg/m³左右)，绝热性能优于其它材料。把它作为混凝土的骨料而制成的轻集料混凝土，具有密度低，导热系数小，隔声、抗震的优点，而且造价低廉，节能利废，是一种经济效益和社会效益都很高的保温材料。EPS材料具有很好的塑性变形的能力。当把EPS颗粒掺入到混凝土中，将极大的使该种混凝土的变形的能力大大的提高，成为一种柔性的混凝土。EPS材料的抗压强度是很低的，所以EPS颗粒本身对EPS轻集料混凝土的抗压强度贡献很小，它在混凝土中的作用主要起保温、隔热作用。

EPS颗粒掺入量是决定EPS轻集料混凝土热工性能关键因素。EPS颗粒掺量的多少不仅决定着EPS轻集料混凝土的容重，也同时决定着EPS轻集料混凝土的热工性能。表2给出了EPS颗粒掺入量对EPS轻集料混凝土热工性能的影响。可以看出：随着EPS颗粒掺入量的增多EPS轻集料混凝土的密度下降，导热系数减小，但EPS颗粒掺入量过多，将导致EPS轻集料混凝土立方体抗压强度显著减低。本专利选择EPS颗粒掺量的范围是：18Kg/m³～21Kg/m³之间。

表2 EPS轻集料混凝土导热系数的测定试验结果

其中：

K₁₁～K₁₆-未掺加PVA的EPS轻集料混凝土，EPS颗粒的掺量15～27kg/m³；

L₁₁～L₁₆-掺加PVA的EPS轻集料混凝土，EPS颗粒的掺量15～27kg/m³。

当EPS轻集料混凝土体积密度不变时，该混凝土的气孔率和单位体积内上所含固体物质的总量为定值；在这种情况下，EPS轻集料混凝土的导热系数主要取决于该材料内部的气孔尺寸、气孔数量、气孔形状及气孔相互之间的连通状况。如果EPS颗粒的粒度越大，该材料的孔径就越大，并容易造成孔与孔之间相互连通；这样孔中的空气产生对流，增加了热量的传导，材料的导热系数就会显著增大。因此，当材料的体积密度确定之后，减小EPS颗粒的粒度会使EPS轻集料混凝土孔洞尺寸的变小，孔隙率增大，从而使得该混凝土的导热系数变小。表3反映了EPS颗粒的粒度对EPS轻集料混凝土的热工性能的影响，可以看出：EPS颗粒越小该混凝土的导热系数也越小，本专利选择EPS颗粒粒径的范围是：2mm～3mm之间。

表3 EPS颗粒粒度和导热系数对应关系

珍珠岩

珍珠岩选用膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩是以珍珠岩矿石，经破碎、筛分、预热，在高热(1260℃左右)中悬浮瞬间焙烧、体积骤然膨胀而成。颜色为白或灰白，颗粒结构，成蜂窝泡沫状，质量很轻，耐酸、耐碱性能均好。具有保温、吸声、绝热、防震、不燃、无毒、无味等特点。膨胀珍珠岩是一种轻质保温材料，在EPS轻集料混凝土中主要起保温、填充、抑制EPS颗粒上浮的作用。由于笔者选用的膨胀珍珠岩的粒度较EPS颗粒小，它可以填充在EPS颗粒的空隙中；同时膨胀珍珠岩的密度较EPS颗粒大，所以在搅拌时EPS颗粒的上浮现象受到膨胀珍珠岩的限制；此外加入膨胀珍珠岩起到使EPS轻集料泡沫混凝土易于成型的作用。试验表明：随着膨胀珍珠岩颗粒的增加，EPS轻集料混凝土的密度降低，需水量增大，分层度进一步降低，EPS轻集料混凝土的和易性改善。尽管膨胀珍珠岩的增加，导致EPS轻集料混凝土的吸水率增大，软化系数降低，但膨胀珍珠岩掺量不超过10％时，EPS轻集料混凝土的耐水性仍较好，膨胀珍珠岩掺量以5％为宜。

本专利所选用的膨胀珍珠岩物理性能、化学成分和粒度组成如下表所示：

表4 膨胀珍珠岩的组成和性能

外加剂

EPS轻集料混凝土所用的外加剂为天津建筑研究院生产的UNF-5非引气型高效减水剂。这种减水剂是一种“表面活性剂”掺入水泥浆后，水泥粒子因吸附UNF-5高效减水剂的阴离子而带负电荷，致使离子周围的水产生极性，同离子相斥，阻止了水泥离子的相互接近，引起分散和分离的效果，从而提高了水泥颗粒的吸附和扩散作用，抑制了水泥浆体的凝集倾向，增大了水泥颗粒与水的接触面积，使水泥得以充分水化。在其扩散水泥颗粒的过程中，同时释放出凝聚体所包围的游离水，改善了和易性，减少拌水量，相应的降低了水灰比，为节约单方水泥用量和提高强度创造了条件。UNF-5高效减水剂能够提高混凝土拌合物和易性，该高效减水剂提高混凝土拌和物和易性的原因可以归纳为：吸附—分散作用、润滑作用。此外，高效减水剂可以使拌合物的坍落度有明显的增大，但坍落度的经时损失也随之加大。通过增大高效减水剂的掺量并与粉煤灰复合使用，可以有效的降低EPS轻集料混凝土坍落度的经时损失率。粉煤灰因其巨大的表面积，对高效减水剂起了载体的作用，降低了它的饱和浓度，从而可以明显的改善浆体的流动性。

EPS轻集料混凝土的制备工艺

结合EPS轻集料混凝土的特点，采用工艺流程如技术附图1所示。此工艺技术从搅拌工艺、成型工艺和养护工艺三个方面予以介绍：

搅拌工艺

搅拌工艺对制作均匀密实的EPS轻集料混凝土非常关键，根据原料配合比，先将水泥、粉煤灰、硅灰、珍珠岩和部分水搅拌成低水灰比净浆，将净浆再和EPS颗粒一起搅拌，最后加剩余水搅拌匀。

加压振动成型工艺

由于EPS颗粒的密度比水泥砂浆小得多，当采用通常的振动成型工艺时会出现严重的分层现象；致使EPS轻集料混凝土质量不均匀，大大降低了它的性能。为了克服这一缺陷，应采用低水灰比加压振动成型工艺，振动时用平板覆盖在模具上，稍施压力，使板与模具同时振动。在振动过程中，上浮的EPS颗粒受板的压力限制，使EPS颗粒均匀分布。这里振动时间是一个很重要的参数：当振动时间低于最佳时间分布不均匀；而超过最佳时间，混合料又会出现泌水离析现象。低水灰比的压制振动成型，其振动时间可比普通混凝土稍长些，便于物料均匀分散，振动时间应以表面泛浆为限。压板表面应光滑，不阻碍混凝土混合料的水平移动。振动结束后，压板应沿物料平面水平抽出，可对表面抹光。切不可垂直向上提起，以防由于压板对混合料的吸力使制品产生内部裂纹。另外，EPS颗粒很轻，如果振动频率过大，振动时EPS颗粒反而会浮起来。因此，在浇捣时要调节好适当的振动频率。试验表明：当控制振动台的振动频率为2860次/分，振幅为0.3～0.6mm，可制作出较为均匀密实的EPS轻集料混凝土。

养护工艺

EPS轻集料混凝土的养护工艺有三要素、即养护温度、养护湿度和延续时间，这三个参数应根据混凝土所使用的原材料进行合理的选择。由于EPS轻集料混凝土加压密实成型后，并不能保证其外型的稳定，因此不可马上进行脱模养护；而应带模养护2～5天待该混凝土有一定的强度后，才可脱膜进行养护，带模养护温度为室温，温度约25-30℃，养护湿度为60-100％。EPS轻集料混凝土养护时有其自身的特点：如果在其表面覆以养护薄膜，在养护期由于EPS轻集料混凝土的强度混凝土的隔热性，可使EPS轻集料混凝土的温度回升得较快。所以可以利用这一效应来加速EPS轻集料混凝土的凝结。在EPS混凝土试件成型后采用了自然养护工艺、在采用自然养护时，应采取覆盖浇水、喷膜保温、保温防冻等措施，贴膜的自然养护条件为温度约25-30℃，养护湿度为60-100％，养护时间为14-30天。

实施例1：

本实例中选取原料配比为：水泥350份，粉煤灰110份，硅灰70份，河砂126份，水198份，EPS颗粒15份，珍珠岩40份，减水剂2份；

硅灰的粒度0.1μm，密度2.4g/cm³，堆积密度350kg/m³，比表面积25000m²/kg；

河砂砂率按体积计为20％，堆积密度为1325kg/m³，吸水率为1.0％；

EPS颗粒的密度为10kg/m³；

制备工艺：

搅拌工艺

室温下，将水泥、粉煤灰、硅灰、珍珠岩、减水剂、河砂与20-30％的水经搅拌机搅拌10s得到低水灰比净浆；将剩余的水和EPS颗粒加入到净浆中进行搅拌10s得到拌合料；

成型工艺

将搅拌料转移到放置于振动台上的模具中，在模具上表面用平板覆盖并对平板施加压力，控制振动台使得平板和模具同时振动10s，振动结束后，将平板沿物料平面水平抽出；

其中：振动频率为2860次/min，振幅为0.3mm；

养护工艺

带模在温度为25-30℃，湿度为60％的环境下养护2天；

脱模，将混凝土浇水后贴膜，在温度为25-30℃，湿度为60％的环境下自然养护14天；

养护结束后，成品混凝土的容重为650Kg/m³，含水量为40Kg/m³。

实施例2：

本实例中选取原料配比为：水泥350份，粉煤灰90份，硅灰50份，河砂120份，水190份，EPS颗粒18份，珍珠岩50份，减水剂4份；

硅灰的粒度0.15μm，密度2.2g/cm³，堆积密度280kg/m³，比表面积20000m²/kg；

河砂砂率按体积计为22％，堆积密度为1275kg/m³，吸水率为0.95％；

EPS颗粒的密度为15kg/m³；

制备工艺：

搅拌工艺

室温下，将水泥、粉煤灰、硅灰、珍珠岩、减水剂、河砂与20-30％的水经搅拌机搅拌5s得到低水灰比净浆；将剩余的水和EPS颗粒加入到净浆中进行搅拌5s得到拌合料；

成型工艺

将搅拌料转移到放置于振动台上的模具中，在模具上表面用平板覆盖并对平板施加压力，控制振动台使得平板和模具同时振动3s，振动结束后，将平板沿物料平面水平抽出；

其中：振动频率为2860次/min，振幅为0.45mm；

养护工艺

带模在温度为25-30℃，湿度为80％的环境下养护4天；

脱模，将混凝土浇水后贴膜，在温度为25-30℃，湿度为80％的环境下自然养护22天；

养护结束后，成品混凝土的容重为550Kg/m³，含水量为36Kg/m³。

实施例3：

本实例中选取原料配比为：水泥350份，粉煤灰120份，硅灰30份，河砂140份，水210份，EPS颗粒21份，珍珠岩60份，减水剂6份；

硅灰的粒度0.2μm，密度2.0g/cm³，堆积密度200kg/m³，比表面积15000m²/kg；

河砂砂率按体积计为25％，堆积密度为1225kg/m³，吸水率为1.05％；

EPS颗粒的密度为20kg/m³；

制备工艺：

搅拌工艺

室温下，将水泥、粉煤灰、硅灰、珍珠岩、减水剂、河砂与20-30％的水经搅拌机搅拌15s得到低水灰比净浆；将剩余的水和EPS颗粒加入到净浆中进行搅拌15s得到拌合料；

成型工艺

将搅拌料转移到放置于振动台上的模具中，在模具上表面用平板覆盖并对平板施加压力，控制振动台使得平板和模具同时振动30s，振动结束后，将平板沿物料平面水平抽出；

其中：振动频率为2860次/min，振幅为0.6mm；

养护工艺

带模在温度为25-30℃，湿度为100％的环境下养护5天；

脱模，将混凝土浇水后贴膜，在温度为25-30℃，湿度为100％的环境下自然养护30天；

养护结束后，成品混凝土的容重为750Kg/m3，含水量为48Kg/m³。

EPS轻集料混凝土的物理-力学性能

EPS轻集料混凝土对结构方面的要求是：轻质、均匀、密实。要达到这个要求，必须在宏观上保证所选的材料的配比和工艺合适；在微观上要避免出现有害大孔和连通孔，并且要保证EPS颗粒和水泥混合砂浆的界面的粘接牢固。EPS轻集料混凝土结构的好坏直接影响到该材料的各项性能。力学性能是EPS轻集料混凝土的重要指标。这一指标包括EPS轻集料混凝土的立方体抗压强度、抗折强度和轴心抗压强度。其中立方体抗压强度是最为重要的指标，提高立方体的抗压强度是在保证EPS轻集料混凝土热工性能为限制条件的。水泥、粉煤灰和硅灰等复合凝胶材料的使用是保证EPS轻集料混凝土力学性能的基础。热工性能是以该材料的力学性能为基础的。这里EPS颗粒的用量、大小、对EPS轻集料混凝土的热工性能起了决定性的作用。EPS颗粒的直径越大，该混凝土的孔径也越大，这样增加了空气的对流，使该材料的导热性能下降；另外，由于EPS颗粒是极好的轻质保温材料，它的用量的增大可使材料导热系数下降，增强材料的热工性能；但同时使材料的密度下降，强度降低。对EPS轻集料混凝土耐久性能的研究：主要包括，抗渗性能和抗冻性能两个指标。这两个指标与EPS轻集料混凝土的孔结构有着重要的关系。孔径的大小和孔的连通状况对EPS轻集料混凝土的耐久性能起了关键性的作用——孔径越大，孔与孔之间越连通该材料的耐久性能越差，相反就越好。表5则给出了实施例中EPS轻集料混凝土的物理-力学性能。在EPS轻集料混凝土中，由于EPS颗粒质软且掺量较大使得EPS轻集料混凝土材料和一般的混凝土材料相比塑性变形的能力要大的多。在立方体抗压试验中，试件要经过很大的变形才破坏，快到破坏时会在试件的中部出现裂缝，如图2中线条标记所示，这说明EPS轻集料混凝土材料是一种“延性”材料，用于墙体中对结构的抗震性能有利。

本发明各实施例轻集料混凝土的性能指标如表5所示：

表5 EPS轻集料混凝土的性能指标

此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。