CN102295470A - 一种隔热隔音抗锈泡沫混凝土材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种泡沫混凝土材料属于混凝土材料领域。本发明的泡沫混凝土材料主要由以下成分搅拌均匀而成，水泥300-500kg/m3；粉煤灰200-250kg/m3；发泡剂3-5kg/m3；水200-290kg/m3；细集料300-600kg/m3；粗集料1200-1400kg/m3；减水剂1-3kg/m3；防锈剂2-5kg/m3；具有良好的保温、隔热和防锈的特点，是一种用途广泛的节能建筑材料。

Description

一种隔热隔音抗锈泡沫混凝土材料及其制备方法
技术领域
本发明属于混凝土材料技术领域，具体涉及一种隔热隔音抗锈泡沫混凝土材料及其制备方法。
背景技术
随着我国墙材改革和建筑节能工作的深入展开，取材地方废料且具有保温隔音抗锈要求的新型墙材将逐渐取代传统粘土砖和粘土多孔砖。目前，在山东临沂地区应用较多的是混凝土小型空心砌块外贴有机保温材料形成的外墙外保温体系，但由于其收缩率较大，有机保温材料与砌块不能同步胀缩，故在工程应用中易出现收缩、空鼓、裂缝、渗漏、脱落、易老化等建筑外墙通病。国家行业标准泡沫混凝土砌块中严寒地区要求的抗冻指标是F50，这是很多高保温墙体材料很难达到的一个指标，究其主要原因是由于这些高保温墙体材料吸水率均较大，饱水后受冻张力作用破坏的都比较严重。泡沫混凝土由于内部存在大量气孔，强度又偏低，也存在这个问题。因此如何采取有效措施以提高泡沫混凝土的抗冻性是其能否在严寒地区应用最关键的问题。
近年来，随着我国墙体材料改革的不断推行和建筑节能政策的相继出台，节能型建筑材料的研发和应用越来越受到人们的重视。泡沫混凝土本身为多孔材料，具有自重小、导热系数低、隔音性能好等特点，不但可以减少建筑物的自重，更重要的是当作为墙体材料时可以有效的提高墙体的保温隔音性能，使其更容易达到节能要求。因此研究并推广泡沫混凝土，对于现代节能建筑，具有重要意义。
膨胀珍珠岩是一种中空、轻质的细小颗粒，其强度和导热率都很低所致。掺入膨胀珍珠岩对泡沫混凝土性能的影响主要集中在膨胀珍珠岩可以降低混凝土的导热系数。钢筋锈蚀是导致混凝土结构耐久性降低的一个主要原因。桥梁环境复杂多变，多种侵蚀性离子的共同作用导致混凝土结构钢筋锈蚀非常严重。钢筋锈蚀导致混凝土胀裂，结构承载力降低，引发混凝土结构过早破坏。因此提高钢筋混凝土结构的抗锈蚀能力，保证房屋或桥梁结构的正常使用寿命，对空间结构的耐久性有着深远的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隔热隔音抗锈泡沫混凝土材料及其制备方法，该方法制备的混凝土材料具有隔热隔音抗锈的能力。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
Figure BSA00000514153500011
Figure BSA00000514153500021
所述的水泥为：42.5R或52.5硅酸盐水泥，优选拉法基42.5R普通硅酸盐水泥，具体成分如下：
表1实验用42.5R普通硅酸盐水泥化学成分％
Figure BSA00000514153500022
所述的粉煤灰粉为：F类I或II级粉煤灰，细度≤12％，需水量比≤95％，烧矢量≤5％，含水量≤1％，三氧化硫≤3％，游离氧化钙≤1％。
所述的发泡剂为：固体树脂泡沫剂或蛋白质泡沫剂，优选CON-A型泡沫剂、CCW-95型固体泡沫剂、U型发泡剂。
所述的粗集料为：粒径为10-25mm的碎石。
所述的细集料为：粒径为2-4mm的膨胀珍珠岩。
所述的减水剂为：聚羧酸系高性能减水剂，优选DH-4004型聚羧酸系高性能减水剂。
所述的防锈剂为：氨基羧酸和二甲基乙醇胺按3∶1的质量比混合均匀后溶入水中而成，混合物的质量浓度为30％。
上述一种隔热隔音抗锈泡沫混凝土材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：①按上述配合比称取原材料，将调配好的防锈剂溶于水中，搅拌1-2分钟。②将粗集料、细集料放入搅拌机中干搅1-2分钟。③再将水泥、粉煤灰和减水剂继续加入搅拌机中干搅2-3分钟。④将从步骤①中得到的掺有防锈剂的水和发泡剂加入搅拌机中搅拌2-3分钟。⑤将搅拌均匀的混凝土浇筑到固定好钢筋的模具中，充分振捣3-4分钟，成型养护20-38天。
具体实施方式
本发明中所述的混凝土材料的组分如下：
Figure BSA00000514153500023
Figure BSA00000514153500031
所述的水泥为：42.5R或52.5硅酸盐水泥，优选拉法基42.5R普通硅酸盐水泥，所述的粉煤灰粉为：F类I或II级粉煤灰，细度≤12％，需水量比≤95％，烧矢量≤5％，含水量≤1％，三氧化硫≤3％，游离氧化钙≤1％。
所述的发泡剂为：固体树脂泡沫剂或蛋白质泡沫剂，优选CON-A型泡沫剂、CCW-95型固体泡沫剂、U型发泡剂。
所述的粗集料为；粒径为10-25mm的碎石。
所述的细集料为：粒径为2-4mm的膨胀珍珠岩。
所述的减水剂为：聚羧酸系高性能减水剂，优选DH-4004型聚羧酸系高性能减水剂。
所述的防锈剂为：氨基羧酸和二甲基乙醇胺按3∶1的质量比混合均匀后溶入水中而成，混合物的质量浓度范围为30％。
其制备方法包括如下步骤：①按上述配合比称取原材料，将调配好的防锈剂溶于水中，搅拌1-2分钟。②将粗集料、细集料放入搅拌机中干搅1-2分钟。③再将水泥、粉煤灰和减水剂继续加入搅拌机中干搅2-3分钟。④将从步骤①中得到的掺有防锈剂的水和发泡剂加入搅拌机中搅拌2-3分钟。⑤将搅拌均匀的混凝土浇筑到固定好钢筋的模具中，充分振捣3-4分钟，成型养护20-38天。
下面结合实施例对本发明进行具体说明，但本发明不局限于下述实施例。
1.通过六组对比试验，其中其他组分固定，改变发泡剂的含量，
Figure BSA00000514153500032
制备方法如下：其特征在于它包括如下步骤：①按上述配合比称取原材料，将调配好的防锈剂溶于水中，搅拌1-2分钟。②将粗集料、细集料放入搅拌机中干搅2分钟。③再将水泥、粉煤灰和减水剂继续加入搅拌机中干搅3分钟。④将从步骤①中得到的掺有防锈剂的水和发泡剂加入搅拌机中搅拌2分钟。⑤将搅拌均匀的混凝土浇筑到固定好钢筋的模具中，充分振捣3分钟。
进一步验证了发泡剂掺入量对混凝土性能的影响，参见表2：
  组号   1   2   3   4   5   6
  发泡剂(kg/m3)   6   5   4   3   2   1
  导热系数   0.05   0.09   0.12   0.16   0.21   0.32
  28d强度/Mpa   0.57   0.99   1.23   1.89   2.07   3.11
  实际体积重量/(kg/m3)   312   401   478   543   601   798
2.通过六组对比试验，其中其他组分固定，改变防锈剂的含量，
Figure BSA00000514153500041
制备方法如下：①按上述配合比称取原材料，将调配好的防锈剂溶于水中，搅拌1-2分钟。②将粗集料、细集料放入搅拌机中干搅1分钟。③再将水泥、粉煤灰和减水剂继续加入搅拌机中干搅2分钟。④将从步骤①中得到的掺有防锈剂的水和发泡剂加入搅拌机中搅拌2分钟。⑤将搅拌均匀的混凝土浇筑到固定好钢筋的模具中，充分振捣4分钟。
验证了防锈剂掺入量对混凝土性能的影响，参见表3：
  组号   1   2   3   4   5   6
  发泡剂(kg/m3)   6   5   4   3   2   1
  锈蚀速度(mpy)   4.91   4.81   4.22   3.97   3.89   2.11
  28d强度/Mpa   1.83   2.11   1.89   1.38   1.27   1.01
  锈蚀电流(mA)   0.040   0.032   0.031   0.029   0.026   0.018
注：锈蚀速率单位mpy表示亳英寸/每年。
3.通过六组对比试验，其中其他组分固定，改变膨胀珍珠岩的含量，
制备过程如下：①按上述配合比称取原材料，将调配好的防锈剂溶于水中，搅拌1-2分钟。②将粗集料、细集料放入搅拌机中干搅2分钟。③再将水泥、粉煤灰和减水剂继续加入搅拌机中干搅3分钟。④将从步骤①中得到的掺有防锈剂的水和发泡剂加入搅拌机中搅拌3分钟。⑤将搅拌均匀的混凝土浇筑到固定好钢筋的模具中，充分振捣3分钟。
验证了膨胀珍珠岩掺入量对混凝土性能的影响，参见表3：
  组号   1   2   3   4   5   6
  膨胀珍珠岩(kg/m3)   600   550   450   400   350   300
  导热系数   0.45   0.39   0.32   0.28   0.22   0.17
  28d强度/Mpa   3.51   2.87   2.26   1.79   1.37   1.02
可见，本发明得到的混凝土材料是将由胶凝材料、膨胀珍珠岩、水、阻锈剂和减水剂等按一定比例混和，经搅拌、成型、养护而成的一种混凝土，具有良好的保温、隔热和防锈的特点，便于施工，是一种用途广泛的节能建筑材料。

Claims (3)

1.一种泡沫混凝土材料，其特征在于由以下成分搅拌均匀而成，
水泥      300-500kg/m3；
粉煤灰    200-250kg/m3；
发泡剂    3-5kg/m3；
水        200-290kg/m3；
细集料    300-600kg/m3；
粗集料    1200-1400kg/m3；
减水剂    1-3kg/m3；
防锈剂    2-5kg/m3；
所述的水泥为：42.5R硅酸盐水泥，所述的粉煤灰粉为：F类I或II级粉煤灰；所述的发泡剂为：固体树脂泡沫剂或蛋白质泡沫剂，优选CON-A型泡沫剂、CCW-95型固体泡沫剂、U型发泡剂。
所述的粗集料为：粒径为10-25mm的碎石。
所述的细集料为：粒径为2-4mm的膨胀珍珠岩。
所述的减水剂为：聚羧酸系高性能减水剂。
所述的防锈剂为：氨基羧酸和二甲基乙醇胺按3∶1的质量比混合均匀后溶入水中而成，混合物的质量浓度为30％。
2.如权利要求1所述的泡沫混凝土材料，其特征在于：所述固体树脂泡沫剂优选CON-A型泡沫剂。
3.如权利要求1或2所述的泡沫混凝土材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：①按上述配比称取原材料，将调配好的防锈剂溶于水中，搅拌1-2分钟。②将粗集料、细集料放入搅拌机中干搅1-2分钟。③再将水泥、粉煤灰和减水剂继续加入搅拌机中干搅2-3分钟。④将从步骤①中得到的掺有防锈剂的水和发泡剂加入搅拌机中搅拌2-3分钟。⑤将搅拌均匀的混凝土浇筑到固定好钢筋的模具中，充分振捣3-4分钟，成型养护20-38天。
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