CN102260065A

CN102260065A - 一种泡沫混凝土及其制备方法

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Publication number: CN102260065A
Application number: CN2011101369880A
Authority: CN
Inventors: 潘志华; 秦璜
Original assignee: Nanjing Tech University
Current assignee: Nanjing Tech University
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2011-11-30

Abstract

本发明涉及一种泡沫混凝土及其制备方法，该泡沫混凝土采用化学发泡方式，将稳泡剂、早强剂、减水剂分别加入普通硅酸盐水泥料浆中搅拌均匀，然后加入化学发泡剂充分搅拌均匀后注模成型、室温下养护、硬化后制得。由本方法制得的泡沫混凝土的干燥表观密度范围为150-300kg/m³，相应的抗压强度为0.10-0.50MPa，导热系数低于0.10W/mK，可以作为屋面保温工程、地暖工程、轻质垫层材料，尤其适用于外墙保温系统、节能复合板材等应用于建筑节能工程。

Description

一种泡沬混凝土及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种轻质建筑材料的组成和制备方法，具体说是一种超低密度泡沫混凝土及其制备方法。本发明属于建筑材料技术领域。

背景技术

[0002] 泡沫混凝土是一种以水泥为主要原料，借助于化学或物理发泡方法引入适量气泡，再经浇注、养护、硬化之后得到的水泥基多孔性轻质固体材料，具有轻质、保温、防火、防潮、隔音、耐冻、吸震和浆体高流动性等一系列优越性能，通常被用于节能保温、噪声控制、高层建筑、吸震缓冲和不规则空间填充等工程场合。

[0003] 普通泡沫混凝土的密度一般波动于300_1500kg/m3之间，其性能与密度之间有着密切的关联。一般地，随着密度的减小泡沫混凝土的导热系数降低、保温和隔音效果改善、吸震效果提高。目前，国内外建筑工程中使用的比较多的是密度在600-1200kg/m3之间泡沫混凝土。主要应用于填充浇注、屋顶隔热、轻质砌块制作等场合，技术含量低，附加值并不高，保温效果难以与聚苯泡沫类材料相匹敌。

[0004] 目前我国已经出台一系列新建房屋节能要求和既有房屋节能改造要求相关的政策。这就对保温隔热材料提出了新的、更高的要求。现行建筑节能工程中普遍采用的聚苯泡沫材料，具有优越的保温性能，但是，由于是有机材料故存在严重的火灾隐患。急需一种完全无机的不燃和阻燃性保温隔热材料替代聚苯类保温材料。本发明提出的超低密度泡沫混凝土（即密度等级< 300kg/m3)，具有良好的热工性能，以及优越的施工性能可以作为聚苯类保温材料的替代品，用于房屋建筑的节能工程之中。

[0005] 中国专利CN1887772A介绍的硫铝酸盐水泥泡沫混凝土采用的是特种水泥制备泡沫混凝土，密度等级为300kg/m3以上，但是其成本很高，耐久性不好，密度偏高，保温性能差，应用具有局限性。中国专利CN101973779A介绍的一种新型泡沫混凝土的制备工艺，密度等级为700-1200kg/m3，密度太高，保温性能差，只能应用于填充工程场合。

发明内容

[0006] 本发明的目的是为了改进现有技术成本很高，耐久性不好，密度偏高，保温性能差，应用具有局限性等不足而提出了一种泡沫混凝土，本发明的另一目的还提供了上述泡沫混凝土的制备方法。

[0007] 本发明的技术方案为：采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥代替特种水泥作为制备超低密度泡沫混凝土的主要胶凝材料，通过掺加一定种类及掺量早强剂对普通水泥进行改性，使其具备制备超低密度泡沫混凝土的性能。一方面可以降低原材料成本，另一方面，可以改善泡沫混凝土制品的耐久性。

[0008] 本发明的具体技术方案为：一种泡沫混凝土，其特征在于：由普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥、化学发泡剂（HP)、稳泡剂（CC)、早强剂（WA)、减水剂（FS)和水配制混合、搅拌而成；其中各组分按质量比为：水泥：化学发泡剂：稳泡剂：早强剂：减水剂：水为160-320 ： 16-21.5 ： 2-6 ： 0.6-2 ： 0.4-2 ： 86-180 ；泡沫混凝土的表观干燥密度为 150_300kg/ m3 ；抗压强度可达0. 10-0. 50MPa ；导热系数为0. 06-0. 08ff/m · K。

[0009] 优选上述的普通硅酸盐水泥为P042. 5普通硅酸盐水泥；所述的硅酸盐水泥为 PII52.5硅酸盐水泥。优选所述化学发泡剂为双氧水溶液，双氧水质量浓度为10-30%，以下用“HP”表示；所述稳泡剂为NJ物理发泡剂，以下用“FS”表示；所述早强剂为CaCl2、硫酸铝或水玻璃，以下用“CC”表示；所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂，以下用“WA”表示。

[0010] 其中，水泥主要提供泡沫混凝土基体材料，借助于水泥的快速硬化固定发生的气泡，并产生足够的机械强度，形成泡沫混凝土的基础骨架；发泡剂的功能在于借助于其与水泥中某些组分间的发生化学反应而产生气泡，以提供足够的泡沫；稳泡剂的作用在于稳定产生的气泡，防止浆体内气泡在水泥浆凝固之前过分长大或破损，进而防止泡沫混凝土在养护过程中可能发生的塌陷；减水剂的作用在于调节浆体的流动性，有利于发泡剂反应产生的气泡的自由生长。

[0011] 本发明还提供了上述的泡沫混凝土的方法，借助于本发明提供的制备方法可以实现泡沫混凝土的超低密度、低导热系数及其制备的低成本化和工厂化；其具体步骤如下：

[0012] A.水泥浆制备：将普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥和水计量后加入搅拌机混合搅拌；

[0013] B.稳泡剂和外加剂拌合：再加入计量的稳泡剂、早强剂、减水剂，与水泥浆混合在搅拌速度为800-1500rpm中速下搅拌2-%iin ；

[0014] C.混合料浆搅拌：在步骤B的水泥浆中加入计量的化学发泡剂，在搅拌速度为 2500-3000rpm 高速下搅拌 0. 5-lmin ；

[0015] D.泡沫混凝土浇筑：将搅拌好的泡沫混凝土料浆注入模具中；静置发泡； 20-300C (室温)下养护12-¾小时、硬化；得到泡沫混凝土。

[0016] 有益效果：

[0017] 本发明提供了的泡沫混凝土为超低密度的泡沫混凝土，其表观干燥密度为 150-300kg/m3左右，抗压强度可达0. 10-0. 50MPa,导热系数为0. 06-0. 08ff/m ·Κ，气孔封闭，保温隔热效果、耐久性好，且材料成本低。该超低密度泡沫混凝土在浇筑至凝固过程中不产生收缩下沉、坍塌、变形。该超轻泡沫混凝土可作为屋面保温工程、地暖工程、轻质垫层材料，尤其适用于外墙保温系统、节能复合板材等。

具体实施方式

[0018] 本发明提供的超低密度泡沫混凝土，它主要组分由水泥、化学发泡剂、早强剂、稳泡剂、减水剂和水组成。所述各组分质量比为水泥：HP ： CC ： WA ： FS ：水=(160-320 )：(16-21.5) ： (2-6) ： (0.6-2) ： (0.4-2) ： (86-180)。其中，水泥为ΡΙΙ52. 5硅酸盐水泥或Ρ042. 5普通硅酸盐水泥；发泡剂为双氧水溶液，双氧水的质量浓度为10% -30%;稳泡剂为NJ物理发泡剂；早强剂为CaCl2或硫酸铝或水玻璃；减水剂为聚羧酸系高效减水剂。

[0019] 由以上各组分按照设计要求混合、搅拌便得到本发明超低密度泡沫混凝土，其表观干燥密度为150-300kg/m3，相应的抗压强度可达0. 10-0. 50MPa，导热系数为0. 06-0. 08W/ m · K。

[0020] 以下按实例方式进一步说明本发明。[0021] 实施例1

[0022] 1)原材料：PII52. 5硅酸盐水泥、双氧水（质量浓度30% )、NJ物理发泡剂、CaCl2、聚羧酸系减水剂、水；

[0023] 2)水泥浆制备：称取PII52. 5硅酸盐水泥160g，按照水灰比0. 54将水加入搅拌机内混合搅拌，转速控制在IOOOrpm ；

[0024] 3)稳泡剂和早强剂拌合：加入水泥质量0. 4%的NJ物理发泡剂和水泥质量2%的 CaCl2，与水泥浆混合中速（IOOOrpm)搅拌^iin ；

[0025] 4)混合料浆搅拌：加入水泥质量0. 4%的聚羧酸系减水剂和水泥质量10%的双氧水与水泥浆混合，高速（2500rpm)搅拌0. 5min ；

[0026] 5)泡沫混凝土浇筑：将搅拌好的水泥浆注入预先准备好的模具中；

[0027] 6)静置发泡；

[0028] 7)室温下（30°C )养护Mh、自然硬化；

[0029] 测定泡沫混凝土的表观干密度为150kg/m3，抗压强度为0. 12MPa,导热系数0. 06W/ m · K。

[0030] 实施例2

[0031] 1)原材料：PII52. 5硅酸盐水泥、双氧水（质量浓度15% )、NJ物理发泡剂、硫酸铝、聚羧酸系减水剂、水；

[0032] 2)水泥浆制备：称取PII52. 5硅酸盐水泥240g，按照水灰比0. 54将水加入搅拌机内混合搅拌，转速控制在IOOOrpm ；

[0033] 3)稳泡剂和早强剂拌合：加入水泥质量0. 4%的NJ物理发泡剂和水泥质量1. 8% 的硫酸铝，与水泥浆混合中速（IOOOrpm)搅拌^iin ；

[0034] 4)混合料浆搅拌：加入水泥质量0. 3%的聚羧酸系减水剂和水泥质量16%的双氧水与水泥浆混合，高速（2500rpm)搅拌0. 5min ；

[0035] 5)泡沫混凝土浇筑：将搅拌好的水泥浆注入预先准备好的模具中；

[0036] 6)静置发泡；

[0037] 7)室温下05 °C )养护Mh、自然硬化；

[0038] 测定泡沫混凝土的表观干密度为225kg/m3，抗压强度为0. 26MPa,导热系数0. 07W/ m · K。

[0039] 实施例3

[0040] 1)原材料：P042. 5普通硅酸盐水泥、双氧水（质量浓度30% )、NJ物理发泡剂、水玻璃、聚羧酸系减水剂、水；

[0041] 2)水泥浆制备：称取P042. 5普通硅酸盐水泥320g，按照水灰比0. 54将水加入搅拌机内混合搅拌，转速控制在IOOOrpm ；

[0042] 3)稳泡剂和早强剂拌合：加入水泥质量0. 5 %的NJ物理发泡剂和水泥质量2 %的水玻璃，与水泥浆混合中速（IOOOrpm)搅拌^iin ；

[0043] 4)混合料浆搅拌：加入水泥质量0. 5%的聚羧酸系减水剂和水泥质量6. 7%的双氧水与水泥浆混合，高速（2500rpm)搅拌0. 5min ；

[0044] 5)泡沫混凝土浇筑：将搅拌好的水泥浆注入预先准备好的模具中；

[0045] 6)静置发泡；[0046] 7)室温下)养护12h、自然硬化；

[0047] 测定泡沫混凝土的表观干密度为300kg/m3，抗压强度为0. 50MPa,导热系数0. 08W/ m · K。

Claims

1. 一种泡沫混凝土，其特征在于：由普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥、化学发泡剂、稳泡剂、早强剂、减水剂和水配制混合、搅拌而成；其中各组分按质量比为：水泥：化学发泡剂：稳泡剂：早强剂：减水剂：水为 160-320 ： 16-21. 5:2-6: 0. 6-2 ： 0. 4-2 ： 86-180 ；泡沫混凝土的表观干燥密度为150-300kg/m3 ；抗压强度可达0. 10-0. 50MPa ；导热系数为 0. 06-0. 08ff/m · K。

2.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于所述的普通硅酸盐水泥为P042. 5普通硅酸盐水泥；所述的硅酸盐水泥为PII52. 5硅酸盐水泥。

3.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于所述化学发泡剂为双氧水溶液，双氧水质量浓度为10-30%。

4.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于所述稳泡剂为NJ物理发泡剂。

5.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于所述早强剂为CaCl2、硫酸铝或水玻璃。

6.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂。

7. 一种制备如权利要求1所述的泡沫混凝土的方法，其具体步骤如下：A.水泥浆制备：将普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥和水计量后加入搅拌机混合搅拌；B.稳泡剂和外加剂拌合：再加入计量的稳泡剂、早强剂、减水剂，与水泥浆混合在搅拌速度为800-1500rpm下搅拌2_4min ；C.混合料浆搅拌：在步骤B的水泥浆中加入计量的化学发泡剂，在搅拌速度为 2500-3000rpm 下搅拌 0. 5-lmin ；D.泡沫混凝土浇筑：将搅拌好的泡沫混凝土料浆注入模具中；静置发泡；20-30°C下养护12-24小时、硬化；得到泡沫混凝土。