CN101172881A - 一种泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种泡沫混凝土及其制备方法。该泡沫混凝土包括干料、外掺料、发泡剂和水，其中干料由水泥、粉煤灰和生石灰粉组成，各组分所占干料总重量的百分比分别为30～35％∶55～60％∶5～10％；外掺料由甲基纤维素、酰胺和抗裂纤维组成，各组分所占水泥重量的百分比分别为0.5～1％∶0.5～1.0％∶0.2～0.5％；发泡剂为干料重量百分比的1～2％；水为干料重量百分比的0.3～0.35％。该泡沫混凝土将干料通过外掺法经预拌、混匀、加发泡剂搅拌、浇注成型、自然养护后制得。这种泡沫混凝土具有拌合物和易性好、易于加泡稳泡、成泡率高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种轻质建筑材料及其制备方法，尤其涉及一种泡沫混凝土及其制备方法。
背景技术
目前，具有轻质、保温、隔热、隔音、耐火功能的泡沫混凝土在建筑施工中得到了广泛应用。
泡沫混凝土通常是用机械方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料(砂、粉煤灰)、钙质材料(水泥、石灰)、水及各种外加剂(通常采用奈系减水剂、早强剂)等组成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙，因此具有良好的保温隔热性能，通常密度等级在300～1200kg/m3范围的泡沫混凝土，导热系数在0.08～0.3W/(m·k)之间。
泡沫混凝土的生产方法有湿砂浆法和干砂浆法两种。湿砂浆法通常是在混凝土搅拌站将水泥、砂与水等搅拌成砂浆，并用汽车式搅拌机车运至工地，再将单独制成的泡沫加入砂浆，搅拌机将泡沫及砂浆拌匀，然后将制备好的泡沫混凝土注入泵车输送或现场直接施工。干砂浆法是将各干组份(水泥、粉煤灰等)通过散装运输或传动系统输送至施工现场，干组份与水在施工现场拌合，然后将单独制成的泡沫加入砂浆，两者在均化器内拌合，然后用于现场施工。
由于这种泡沫混凝土稠度较小，其粘稠度不能克服泡沫的表面扩张力，料浆中不同位置的泡沫，其直径随时间而出现不同程度的增大，从而使其泡沫直径偏大，大小不一，加泡稳泡、成泡率能力下降；同时这种泡沫混凝土保水性能不足，水分流失较快，水泥水化所需用水量减少，从而加速了泡沫的破碎速度，降低了成泡率，并促使混凝土的流动度下降，施工性能也随之下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种拌合物和易性良好、易于加泡稳泡、成泡率高的泡沫混凝土及其制备方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种泡沫混凝土，包括干料、外掺料、发泡剂和水，其特征在于：所述干料由水泥、粉煤灰和生石灰粉组成，各组分所占干料总重量的百分比分别为30～35％∶55～60％∶5～10％；所述外掺料由甲基纤维素、酰胺和抗裂纤维组成，各组分所占水泥重量的百分比分别为0.5～1％∶0.5～1.0％∶0.2～0.5％；所述发泡剂为干料重量百分比的1～2％；所述水为干料重量百分比的0.3～0.35％。
所述水泥为强度等级32.5级、42.5级或52.5级的普通硅酸盐水泥。
所述粉煤灰为一级粉煤灰。
所述生石灰粉为建筑用生石灰粉。
所述甲基纤维素为甲基纤维素醚。
所述酰胺为聚丙乙烯酰胺。
所述抗裂纤维为聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维。
所述发泡剂为动物胶类表面活性剂。
一种制备上述泡沫混凝土的方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量各组分；
(2)将水泥、粉煤灰、生石灰、甲基纤维素、酰胺、抗裂纤维依次倒入搅拌机中预拌，混合均匀；
(3)加水搅拌至拌合物均匀；
(4)发泡剂倒入发泡机中发泡，并将发出的泡沫直接加到搅拌机内搅拌；泡沫注入完毕再搅拌，然后测量容重、出料、浇注成型、洒水自然养护28天即可。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、由于甲基纤维素具有表面活性，其分子中存在亲水和憎水基团，有乳化、保护胶体和相的稳定性作用；而聚丙乙烯酰胺具有高分子量、中性充电和高效凝聚的特性，因此当添加至泡沫混凝土中可使其保持较高的含水量，有效地降低了水分的蒸发速度，从而起到保水效果，使拌合物具有良好的和易性。
2、由于生石灰的强烈水化放热特性可使水分从材料的里层向外层移动，加速干燥过程，同时聚丙乙烯酰胺的高效凝聚作用，可使泡沫混凝土产生较好的稠化作用，因此加泡稳泡效率提高，成泡率可达98％以上。
3、由于抗裂纤维对裂缝所具有的阻裂作用，对混凝土内部由于失水干燥等因素引起的局部应力集中而导致的裂纹有抑制作用，从而减少了混凝土内部贯通裂纹，克服了传统泡沫混凝土由于外界水随贯通的裂纹通道扩散进入基体的高吸水率问题，改善了抗冻性。
4、由于本发明料浆和易性好、稳泡时间长(10min泡沫损失率小于5％)，使得泡沫混凝土成型浇注阶段的料浆具有自流平、不泌水、气泡损失小、满足混凝土的可泵性要求等特点。
5、经试验，采用本发明制得的泡沫混凝土与同一等级的传统的泡沫混凝土相比，其抗冻性增强、收缩率较小，导热系数也不同程度地得到降低。
具体实施方式
实施例1①原材料：水泥选用永登祁连山水泥有限公司生产的42.5级普通硅酸盐水泥，其性能指标符合GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》的规定；粉煤灰选用兰州第二热电公司生产的一级粉煤灰，其性能指标符合GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中粉煤灰》的规定，；生石灰选用兰州第二热电公司生产的一级生石灰，其性能指标符合JC/T480-92《建筑生石灰粉》的规定；甲基纤维素选用瓦克化学有限公司生产的甲基纤维素醚(MC)；酰胺选用北京安顺达装饰材料有限公司产品，其性能指标符合GB/T13940-1992《聚丙乙烯酰胺》的规定；发泡剂选用兰州海锋建材科技有限公司产品；抗裂纤维选用上海天策贸易有限公司产品，其性能指标符合JT/T525-2004《聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维》的规定。
②配制总量为200kg的泡沫混凝土需水泥70kg、粉煤灰120kg、生石灰10kg、甲基纤维素为700g、酰胺为700g、抗裂纤维为350g。
其中300容重级需水70kg、发泡剂2kg；500容重级需水64kg、发泡剂3.3kg；800容重级需水60kg、发泡剂4kg。
③制各：(a)按照配比称量各组分；(b)将水泥、粉煤灰、生石灰、甲基纤维素、酰胺、抗裂纤维依次倒入搅拌机中预拌2～3min，混合均匀；(c)加水搅拌3～4min至拌合物均匀；(d)发泡剂倒入发泡机中发泡，并将发出的泡沫直接加到搅拌机内，搅拌机以400～500r/min的转速搅拌；泡沫注入完毕，搅拌机以1200～1250r/min的转速搅拌30～50s后，测量容重，然后出料、浇注成型、洒水自然养护28可。
④试验依据：GB/T11970-1997、GB/T11971-1997、GB/T11972-1997、GB10299-1988。
⑤试验结果：
| 容重级别 | 干容重(kg/m3) | 抗压强度(MPa) | 抗冻性 | 收缩率(mm/m) | 导热系数(W/m·k) | ||
| 3d | 28d | 质量损失(％) | 冻后强度(MPa) | ||||
| 300 | 348 | - | 0.8 | 0.5 | 0.6 | 0.5 | 0.075 |
| 500 | 572 | 1.2 | 2.5 | 0.3 | 2.1 | 0.3 | 0.107 |
| 800 | 861 | 1.82 | 3.6 | 0.2 | 3.1 | 0.2 | 0.142 |
实施例2①原材料、③制备、④试验依据同实施例1。
②配制总量为200kg的泡沫混凝土需水泥60kg、粉煤灰120kg、生石灰20kg、甲基纤维素为300g、酰胺为300g、抗裂纤维为120g。
其它同实施例1。
⑤试验结果：
| 容重级别 | 干容重(kg/m3) | 抗压强度(MPa) | 抗冻性 | 收缩率(mm/m) | 导热系数(W/m·k) | ||
| 3d | 28d | 质量损失(％) | 冻后强度(MPa) | ||||
| 300 | 362 | - | 0.71 | 0.6 | 0.54 | 0.5 | 0.076 |
| 500 | 537 | 1.0 | 2.3 | 0.4 | 1.8 | 0.3 | 0.105 |
| 800 | 844 | 1.6 | 3.3 | 0.2 | 2.6 | 0.2 | 0.140 |
实施例3①原材料、③制备、④试验依据同实施例1。
②配制总量为200kg的泡沫混凝土需水泥70kg、粉煤灰110kg、生石灰20kg、甲基纤维素为350g、酰胺为350g、抗裂纤维为140g。
其它同实施例1。
⑤试验结果：
| 容重级别 | 干容重(kg/m3) | 抗压强度(MPa) | 抗冻性 | 收缩率(mm/m) | 导热系数(W/m·k) | ||
| 3d | 28d | 质量损失(％) | 冻后强度(MPa) | ||||
| 300 | 374 | - | 0.73 | 0.5 | 0.60 | 0.5 | 0.078 |
| 500 | 531 | 1.1 | 2.1 | 0.3 | 1.6 | 0.2 | 0.105 |
| 800 | 840 | 1.8 | 3.2 | 0.2 | 2.7 | 0.2 | 0.140 |
实施例4 ①原材料、③制备、④试验依据同实施例1。
②配制总量为200kg的泡沫混凝土需水泥64kg、粉煤灰120kg、生石灰16kg、甲基纤维素为640g、酰胺为640g、抗裂纤维为320g。
其它同实施例1。
⑤试验结果：
| 容重级别 | 干容重(kg/m3) | 抗压强度(MPa) | 抗冻性 | 收缩率(mm/m) | 导热系数(W/m·k) | ||
| 3d | 28d | 质量损失(％) | 冻后强度(MPa) | ||||
| 300 | 331 | - | 0.77 | 0.5 | 0.58 | 0.5 | 0.072 |
| 500 | 566 | 1.2 | 2.3 | 0.3 | 1.7 | 0.4 | 0.106 |
| 800 | 814 | 1.9 | 3.4 | 0.2 | 2.8 | 0.2 | 0.138 |
实施例5 ①原材料、③制备、④试验依据同实施例1。
②配制总量为200kg的泡沫混凝土需水泥64kg、粉煤灰120kg、生石灰16kg、甲基纤维素为640g、酰胺为320g、抗裂纤维为128g。
其它同实施例1。
⑤试验结果：
| 容重级别 | 干容重(kg/m3) | 抗压强度(MPa) | 抗冻性 | 收缩率(mm/m) | 导热系数(W/m·k) | ||
| 3d | 28d | 质量损失(％) | 冻后强度(MPa) | ||||
| 300 | 378 | - | 0.75 | 0.5 | 0.55 | 0.5 | 0.078 |
| 500 | 524 | 1.2 | 2.2 | 0.3 | 1.7 | 0.4 | 0.104 |
| 800 | 858 | 1.8 | 3.3 | 0.2 | 2.7 | 0.2 | 0.141 |
实施例6 ①原材料、③制备、④试验依据同实施例1。
②配制总量为200kg的泡沫混凝土需水泥64kg、粉煤灰120kg、生石灰16kg、甲基纤维素为320g、酰胺为640g、抗裂纤维为128g。
其它同实施例1。
⑤试验结果：
| 容重级别 | 干容重(kg/m3) | 抗压强度(MPa) | 抗冻性 | 收缩率(mm/m) | 导热系数(W/m·k) | ||
| 3d | 28d | 质量损失(％) | 冻后强度(MPa) | ||||
| 300 | 362 | - | 0.75 | 0.5 | 0.59 | 0.5 | 0.077 |
| 500 | 542 | 1.1 | 2.2 | 0.3 | 1.8 | 0.2 | 0.105 |
| 800 | 861 | 1.7 | 3.3 | 0.2 | 2.8 | 0.2 | 0.141 |
实施例7 ①原材料、③制备、④试验依据同实施例1。
②配制总量为200kg的泡沫混凝土需水泥64kg、粉煤灰120kg、生石灰16kg、甲基纤维素为320g、酰胺为320g、抗裂纤维为320g。
其它同实施例1。
⑤试验结果：
| 容重级别 | 干容重(kg/m3) | 抗压强度(MPa) | 抗冻性 | 收缩率(mm/m) | 导热系数(W/m·k) | ||
| 3d | 28d | 质量损失(％) | 冻后强度(MPa) | ||||
| 300 | 346 | - | 0.74 | 0.5 | 0.60 | 0.5 | 0.076 |
| 500 | 557 | 1.1 | 2.1 | 0.3 | 1.6 | 0.2 | 0.106 |
| 800 | 854 | 1.8 | 3.2 | 0.2 | 2.7 | 0.2 | 0.141 |
实施例8 ①原材料、③制备、④试验依据同实施例1。
②配制总量为200kg的泡沫混凝土需水泥64kg、粉煤灰116kg、生石灰16kg、甲基纤维素为448g、酰胺为448g、抗裂纤维为192g。
其它同实施例1。
⑤试验结果：
| 容重级别 | 干容重(kg/m3) | 抗压强度(MPa) | 抗冻性 | 收缩率(mm/m) | 导热系数(W/m·k) | ||
| 3d | 28d | 质量损失(％) | 冻后强度(MPa) | ||||
| 300 | 379 | - | 0.75 | 0.5 | 0.62 | 0.5 | 0.077 |
| 500 | 522 | 1.1 | 2.2 | 0.3 | 1.7 | 0.2 | 0.104 |
| 800 | 885 | 1.8 | 3.3 | 0.2 | 2.8 | 0.2 | 0.143 |
实施例9 ①原材料：水泥选用永登祁连山水泥有限公司生产的32.5级普通硅酸盐水泥，其性能指标符合GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》的规定；其它同实施例1。
②配制总量为200kg的泡沫混凝土需水泥64kg、粉煤灰120kg、生石灰16kg、甲基纤维素为512g、酰胺为512g、抗裂纤维为256g。
其它同实施例1。
③制备、④试验依据同实施例1。
⑤试验结果：
| 容重级别 | 干容重(kg/m3) | 抗压强度(MPa) | 抗冻性 | 收缩率(mm/m) | 导热系数(W/m·k) | ||
| 3d | 28d | 质量损失(％) | 冻后强度(MPa) | ||||
| 300 | 338 | - | 0.74 | 0.5 | 0.61 | 0.5 | 0.073 |
| 500 | 558 | 1.1 | 2.1 | 0.3 | 1.6 | 0.2 | 0.104 |
| 800 | 861 | 1.6 | 3.2 | 0.2 | 2.7 | 0.2 | 0.143 |
实施例10 ①原材料：水泥选用永登祁连山水泥有限公司生产的52.5级普通硅酸盐水泥，其性能指标符合GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》的规定；其它同实施例1。
②配制总量为200kg的泡沫混凝土需水泥64kg、粉煤灰120kg、生石灰16kg、甲基纤维素为384g、酰胺为384g、抗裂纤维为128g。
其它同实施例1。
③制备、④试验依据同实施例1。
⑤试验结果：
| 容重级别 | 干容重(kg/m3) | 抗压强度(MPa) | 抗冻性 | 收缩率(mm/m) | 导热系数(W/m·k) | ||
| 3d | 28d | 质量损失(％) | 冻后强度(MPa) | ||||
| 300 | 366 | - | 0.75 | 0.5 | 0.63 | 0.5 | 0.076 |
| 500 | 576 | 1.2 | 2.3 | 0.3 | 1.8 | 0.2 | 0.108 |
| 800 | 874 | 1.8 | 3.3 | 0.2 | 2.8 | 0.2 | 0.143 |
Claims (9)
1.一种泡沫混凝土，包括干料、外掺料、发泡剂和水，其特征在于：所述干料由水泥、粉煤灰和生石灰粉组成，各组分所占干料总重量的百分比分别为30～35％∶55～60％∶5～10％；所述外掺料由甲基纤维素、酰胺和抗裂纤维组成，各组分所占水泥重量的百分比分别为0.5～1％∶0.5～1.0％∶0.2～0.5％；所述发泡剂为干料重量百分比的1～2％；所述水为干料重量百分比的0.3～0.35％。
2.如权利要求1所述的一种泡沫混凝土，其特征在于：所述水泥为强度等级32.5级、42.5级或52.5级的普通硅酸盐水泥。
3.如权利要求1所述的一种泡沫混凝土，其特征在于：所述粉煤灰为一级粉煤灰。
4.如权利要求1所述的一种泡沫混凝土，其特征在于：所述生石灰粉为建筑用生石灰粉。
5.如权利要求1所述的一种泡沫混凝土，其特征在于：所述甲基纤维素为甲基纤维素醚。
6.如权利要求1所述的一种泡沫混凝土，其特征在于：所述酰胺为聚丙乙烯酰胺。
7.如权利要求1所述的一种泡沫混凝土，其特征在于：所述抗裂纤维为聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维。
8.如权利要求1所述的一种泡沫混凝土，其特征在于：所述发泡剂为动物胶类表面活性剂。
9.一种制备权利要求1所述的泡沫混凝土的方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量各组分；
(2)将水泥、粉煤灰、生石灰、甲基纤维素、酰胺、抗裂纤维依次倒入搅拌机中预拌，混合均匀；
(3)加水搅拌至拌合物均匀；
(4)发泡剂倒入发泡机中发泡，并将发出的泡沫直接加到搅拌机内搅拌；泡沫注入完毕再搅拌，然后测量容重、出料、浇注成型、洒水自然养护28天即可。
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