CN102167619A

CN102167619A - 低导热加气混凝土及其制备方法

Info

Publication number: CN102167619A
Application number: CN2011100260594A
Authority: CN
Inventors: 蒋亚清; 顾越; 陈龙; 胡飞龙; 李中华
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2031-01-25
Also published as: CN102167619B

Abstract

本发明公开了一种低导热加气混凝土及其制备方法，属于材料科学与工程科学技术领域，解决了超轻质加气混凝土增强的关键技术问题。它是将复合发气剂组分与硅酸盐基材浆料按一定重量份进行搅拌、成型、静停、蒸压养护和切割，获得的硬化水化硅酸盐基材的胶孔比大于0.95，孔隙率小于3%，托勃莫来石晶体与胶体的体积比为1-2.5，能够赋予制品自保温性能和适宜的强度，在导热系数小于等于0.06W/(m﹒K)、绝干体积密度小于250kg/m³时，加气混凝土的抗压强度仍高于2MPa，可用于节能率大于70%的自保温墙体、聚苯板薄抹灰外墙外保温系统的防火隔离带、墙体热桥部位处理、剪力墙保温系统和屋面保温。

Description

低导热加气混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种低导热加气混凝土及其制备方法，属于材料科学与工程科学科学技术领域。

背景技术

随着我国环境保护力度的加大以及可持续发展战略的实施，人们环境资源保护意识逐渐加强，建筑节能与环保受到越来越多的关注。而发展以非粘土为主要原料的新型墙体材料，积极推广节能建筑，是有效保护耕地资源环境，改善建筑功能和居住舒适度，促进资源节约型社会建设的有效途径。

加气混凝土是一种新型的墙体建材，具有轻质、保温、隔热、不燃等特点，可以加工制作成不同规格的砌块、板材和保温制品，在我国有着广泛的应用。当前较为成熟的工业加气混凝土产品，其绝干密度多在400~600kg/m³,导热系数在0.09~0.15W/(m﹒K)，已无法满足单一材料节能65%以上的进一步节能要求。

随之出现的低导热加气混凝土，绝对干密度在200~400 kg/m³，导热系数≤0.08W/(m﹒K)，虽然满足了单一材料节能65%以上的要求，然而强度却低至1MPa，用来制作混凝土板材以及充当某些建筑结构的填充材料强度仍显不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低导热加气混凝土及其制备方法，在满足单一材料节能65%的要求上，大幅提高加气混凝土的强度。

本发明的技术方案为：一种低导热加气混凝土，所述低导热加气混凝土的组成，按重量百分比计为：高强硅酸盐基材95～99%、复合发气组份1～5%；所述的高强硅酸盐基材组成以重量百分比计为：水泥1～60%、磨细石英粉1～30%、石灰1～20%、石膏0.5%～3%、活性硅材料5～20%、水余量；所述的复合发气组份以重量份计，由铝粉膏0.1～1.2份、引气剂8～20份、稳泡剂1～5份、匀泡剂0.1～1份、超分散剂5～15份混合而成。

所述引气剂为改性松香热聚物引气剂。

所述稳泡剂为蛋白质类稳泡剂。

所述匀泡剂为Si-C型聚氨酯匀泡剂。

所述超分散剂为按照中国专利申请号为201010177818.2中所述的缩聚-共聚型复合减水剂。

所述的活性硅材料为活化煤矸石、加湿处理的脱硫高钙灰、MK系列活性偏高岭土中的任意一种或两种。

一种低导热加气混凝土的制备方法，将水泥、磨细石英粉、石灰、活性硅材料、水按比例配合之后拌合均匀制得高强硅酸盐基材料浆，再将复合发气组份与高强硅酸盐基材料浆混合搅拌制得泡沫料浆；倒入模具内，达到模具容积的30～70%为止，在40～50℃条件下养护3～7小时后拆模；拆模后将混凝土加工成设计尺寸的砌块或板材再在1.1～1.5MPa的饱和蒸汽压条件下进行蒸汽养护，制得本发明的加气混凝土。

所述蒸汽养护的时间是6～10小时。

所述蒸汽养护的温度是175～185℃。

本发明的低导热加气混凝土含有大量托勃莫来石晶体和适当的水化硅酸钙胶体，优化了晶胶比，减少了毛细孔体积，晶体本身具有较高的强度和稳定性，晶体与晶体之间由水化硅酸钙胶体连结，由此硬化水化硅酸盐基材得到了较高的强度。合理的引气剂、发气剂、匀泡剂、稳泡剂掺入，改善了孔的结构，使气孔分布更加均匀，这些密闭均匀的气孔使制品在保证较低的导热系数下又提高了其承载能力。

引气剂的掺入可以提高低导热加气混凝土的发泡性能。改性松香热聚物引气剂是以接枝聚合物为主体的添加剂，在兼具减水的功能上，降低了液气界面的表面张力而具有了引气作用，其物理引气与铝粉膏的化学发气相结合，很好地提高了低导热加气混凝土的发泡性能。

稳泡剂的掺入可以提高低导热加气混凝土的稳泡性能。稳泡剂是蛋白质类稳泡剂，它能够在气泡的液膜表面形成高黏度高弹性的表面膜，而且分子中含有羧基、氨基和羟基等，这些基团具有生成氢键的能力，从而增强了表面膜的机械强度，起到了稳定气泡的作用。

匀泡剂的掺入可以提高低导热加气混凝土的匀泡性能。匀泡剂为Si-C型聚氨酯匀泡剂，匀泡剂使反应体系表面张力下降，在匀泡剂的作用下，发气剂均匀地分散在体系中形成细小的泡核；匀泡剂还能能够对泡壁厚度差异起到匀化修复作用，有助于泡壁张力趋于均匀，使气泡体稳定生成与增长。

超分散剂的掺入可以提高低导热加气混凝土中胶凝材料的分散性能，提高密实度。超分散剂为缩聚-共聚型复合减水剂，其疏水基团吸附在颗粒表面，亲水基团指向水溶液，存在空间位阻斥力和水滑膜润滑双重作用，减水率高，提高了制品的密实度。

有益效果：

（1）本发明的制品绝干密度200~400 kg/m³，导热系数≤0.06W/(m﹒K)，强度达到2.0~5MPa，强度与市面上绝干密度500~600 kg/m³的加气混凝土强度相当，导热系数却大幅下降，解决了低密度下加气混凝土保温性能和力学性能的不协调。

（2）本发明将引气剂、匀泡剂、稳泡剂、超分散剂引入低导热加气混凝土配方，改善混凝土的孔结构，、气孔分布更加均匀；并采用合理的蒸养制度，使获得的硬化水化硅酸盐基材，含有的高结晶托勃莫来石大幅提高，其胶孔比大于0.95，孔隙率小于3%，托勃莫来石晶体与胶体的体积比为1-2.5。良好的气孔结构和高强的硬化水化硅酸盐基材，使制品具有较高的强度和优异的热工性能。

（3）本发明的制品原材料易得，制备简便，生产效率高，适用于工业化生产。

（4）本发明制品节能大于70%，不仅可以用于制作加气混凝土砌块，可还以用于自保温墙体、聚苯板薄抹灰外墙外保温系统的防火隔离带、墙体热桥部位处理、剪力墙保温系统和屋面保温。

具体实施方式

根据下述实例项，可以更好的理解本发明。然而，本领域的技术人员更容易理解，实施所述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求中所详细描述的本发明。

下述实施例中的水泥为P42.5普通硅酸盐水泥，改性松香热聚物引气剂为盐城建科外加剂有限公司生产的改性松香引气剂、蛋白质类稳泡剂为盐城市世隆涂料有限公司生产的FP-180、Si-C型聚氨酯匀泡剂为杭州包尔得有限公司生产的BD-3088、超分散剂为按照中国专利201010177818.2制得的缩聚-共聚型复合减水剂。

实施例1:本发明用于制作低导热加气混凝土砌块

1-i

(1)取如下配比各原料组分（按重量百分比）搅拌均匀制得高强硅酸盐基材料浆：水泥38%，磨细石英粉15%，石灰15%，石膏2%，常规加湿处理的脱硫高钙灰5%，水25%，磨细石英粉的粒径在5-30μm之间。

(2)取如下原料组分混合制得复合发气组份：铝粉膏0.8份、改性松香引气剂8.5份、蛋白质类稳泡剂1.5份、Si-C型聚氨酯匀泡剂0.2份、超分散剂6份。

(3) 将复合发气组份与高强硅酸盐基材料浆按如下配比（按重量百分比）混合搅拌制得泡沫料浆：高强硅酸盐基材料浆97%，复合发气组份3%。

(4)将制得的泡沫料浆倒入模具内，达到模具容积量的50%为止，在40～50℃条件下养护4小时后拆模；拆模后将混凝土加工成所需尺寸的砌块再在1.1～1.5MPa的饱和蒸汽压条件下进行蒸汽养护（蒸汽养护时间是8小时，蒸汽养护温度为180℃），制得本发明的低导热加气混凝土。

1-ii

(1)取如下配比各原料组分（按重量百分比）搅拌均匀制得高强硅酸盐基材料浆：水泥38%，磨细石英粉10%，石灰10%，石膏2%，脱硫高钙灰（加湿处理）10%，水30%，磨细石英粉的粒径在5-30μm之间。

(2)取如下原料组分混合制得复合发气组份：铝粉膏0.8份、改性松香引气剂9.5份、蛋白质类稳泡剂1.5份、Si-C型聚氨酯匀泡剂0.1份、超分散剂8份。

(4)将制得的泡沫料浆倒入模具内，达到模具容积量的50%为止，在40～50℃条件下养护4小时后拆模；拆模后将混凝土加工成所需尺寸的砌块再在1.1～1.5MPa的饱和蒸汽压条件下进行蒸汽养护（蒸汽养护时间是9小时，蒸汽养护温度为175℃），制得本发明的低导热加气混凝土。

实施例2：本发明用于制作低导热加气混凝土屋面板

2-i

(1)取如下配比各原料组分（按重量百分比）搅拌均匀制得高强硅酸盐基材料浆：水泥24%，磨细石英粉15%，石灰15%，石膏1%，活化煤矸石20%，水25%，磨细石英粉的粒径在5-30μm之间。

(2)取如下原料组分混合制得复合发气组份：铝粉膏1份、改性松香引气剂8.5份、蛋白质类稳泡剂1份、Si-C型聚氨酯匀泡剂0.2份、超分散剂6.5份。

(3) 将复合发气组份与高强硅酸盐基材料浆按如下配比（按重量百分比）混合搅拌制得泡沫料浆：高强硅酸盐基材料浆96%，复合发气组份4%。

(4)将制得的泡沫料浆倒入模具内，达到模具容积量的45%为止，在40～50℃条件下养护5小时后拆模；拆模后将混凝土加工成所需尺寸的板材再在1.1～1.5MPa的饱和蒸汽压条件下进行蒸汽养护（蒸汽养护时间是8小时，蒸汽养护温度为180℃），制得本发明的低导热加气混凝土。

2-ii

(1)取如下配比各原料组分（按重量百分比）搅拌均匀制得高强硅酸盐基材料浆：水泥28%，磨细石英粉10%，石灰15%，石膏2%，活化煤矸石15%，水30%，磨细石英粉的粒径在5-30μm之间。

(2)取如下原料组分混合制得复合发气组份：铝粉膏1份、改性松香引气剂12.5份、蛋白质类稳泡剂1.2份、Si-C型聚氨酯匀泡剂0.2份、超分散剂5份。

(4)将制得的泡沫料浆倒入模具内，达到模具容积量的45%为止，在40～50℃条件下养护6小时后拆模；拆模后将混凝土加工成所需尺寸的板材再在1.1～1.5MPa的饱和蒸汽压条件下进行蒸汽养护（蒸汽养护时间是8小时，蒸汽养护温度为180℃），制得本发明的低导热加气混凝土。

实施例3：本发明用于制作低导热加气混凝土阳台栏板

3-i

(1)取如下配比各原料组分（按重量百分比）搅拌均匀制得高强硅酸盐基材料浆：水泥33%，磨细石英粉12%，石灰11%，石膏2%，MK系列活性偏高岭土12%，水30%，磨细石英粉的粒径在5-30μm之间。

(2)取如下原料组分混合制得复合发气组份：铝粉膏1份、改性松香引气剂9.5份、蛋白质类稳泡剂3份、Si-C型聚氨酯匀泡剂0.2份、超分散剂8份。

(3) 将复合发气组份与高强硅酸盐基材料浆按如下配比（按重量百分比）混合搅拌制得泡沫料浆：高强硅酸盐基材料浆95%，复合发气组份5%。

(4)将制得的泡沫料浆倒入特定模具内，达到模具容积量的40%为止，在40～50℃条件下养护6小时后拆模；拆模后再在1.1～1.5MPa的饱和蒸汽压条件下进行蒸汽养护（蒸汽养护时间是8小时，蒸汽养护温度为180℃），制得本发明的低导热加气混凝土。

3-ii

(1)取如下配比各原料组分（按重量百分比）搅拌均匀制得高强硅酸盐基材料浆：水泥28%，磨细石英粉10%，石灰12%，石膏2%，MK系列活性偏高岭土16%，水32%，磨细石英粉的粒径在5-30μm之间。

(2)取如下原料组分混合制得复合发气组份：铝粉膏1.2份、改性松香引气剂15份、蛋白质类稳泡剂3份、Si-C型聚氨酯匀泡剂0.2份、超分散剂10份。

实施例1～3的各项性能指标如表1所示

表1 实施例1～3的各项性能指标值

Claims

1.一种低导热加气混凝土，其特征是所述低导热加气混凝土的组成，按重量百分比计为：高强硅酸盐基材95%～99%、复合发气组份1%～5%；所述的高强硅酸盐基材组成以重量百分比计为：水泥1%～60%、磨细石英粉1%～30%、石灰1%～20%、石膏0.5%～3%、活性硅材料5～20%、水余量；所述的复合发气组份以重量份计，由铝粉膏0.1～1.2份、引气剂8～20份、稳泡剂1～5份、匀泡剂0.1～1份、超分散剂5～15份混合而成。

2.根据权利要求1所述的一种低导热加气混凝土，其特征是所述引气剂为改性松香热聚物引气剂。

3.根据权利要求1所述的一种低导热加气混凝土，其特征是所述稳泡剂为蛋白质类稳泡剂。

4.根据权利要求1所述的一种低导热加气混凝土，其特征是所述匀泡剂为Si-C型聚氨酯匀泡剂。

5.根据权利要求1所述的一种低导热加气混凝土，其特征是所述超分散剂为中国专利申请号为201010177818.2的文件中所述的缩聚-共聚型复合减水剂。

6.根据权利要求1所述的一种低导热加气混凝土，其特征是所述的活性硅材料为活化煤矸石、加湿处理的脱硫高钙灰、MK系列活性偏高岭土中的任意一种或两种。

7.一种制备权利要求1~6任一所述的低导热加气混凝土的方法，其特征是：将水泥、磨细石英粉、石灰、活性硅材料、水按比例配合之后拌合均匀制得高强硅酸盐基材料浆，再将复合发气组份与高强硅酸盐基材料浆混合搅拌制得泡沫料浆；倒入模具内，达到模具容积的30～70%为止，在40～50℃条件下养护3～7小时后拆模；拆模后将混凝土加工成设计尺寸的砌块或板材再在1.1～1.5MPa的饱和蒸汽压条件下进行蒸汽养护，制得本发明的加气混凝土。

8.根据权利要求7所述的一种低导热加气混凝土的制备方法，其特征是所述蒸汽养护的时间是6～10小时。

9.根据权利要求7所述的一种低导热加气混凝土的制备方法，其特征是所述蒸汽养护的温度是175～185℃。