CN103252825B - 一种新型泡沫混凝土生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的一种新型泡沫混凝土生产工艺；其工艺是利用水泥浆在水化过程中，水泥浆表面形成胶状物质，而具有一定的表面张力，在这时将水泥浆注入在高压密闭容器，并向高压密闭容器内注入高压空气，在压力作用下，空气溶入水泥浆内；再将融入高压空气的水泥浆注入到一个封闭且有出气孔的模具中，水泥浆内压力减小，空气膨胀而在水泥浆内形成许多体积大小均等的汽泡，而直接形成了泡沫混凝土。本发明在不使用大量混凝土发泡剂和其他化学物质的情况下，具有环保、强度高和发泡均匀的优点。

Description

一种新型泡沫混凝土生产工艺
技术领域
本发明涉及的是一种混泥土制备工艺，具体涉及的是一种泡沫混凝土发泡工艺。 
背景技术
泡沫混凝土在现在的建筑施工中的应用越来越广泛，现有的泡沫混凝土发泡工艺分为两种，物理发泡方法和化学发泡方法。 
物理发泡方法是指将泡沫混凝土发泡剂通过发泡设备生成的泡沫与配置好的水泥浆混合而形成的泡沫混凝土。这种方法生产的泡沫混凝土主要用于基础回填工程，防潮工程，屋面保温工程等现浇施工工程。这种泡沫混凝土的容重在400Kg/m3以上，成本不高，但保温性能相对较低。 
化学发泡方法是指在配置水泥浆时加入一些化学物质，这些化学物质在水泥浆硬化过程中释放二氧化碳气体而形成泡沫混凝土。化学方法生产的泡沫混凝土容重比较轻，主要用于制造泡沫混凝土保温材料。泡沫混凝土是一种无机材料，不燃烧。因此由泡沫混凝土生产的保温材料，安全可靠可以代替其他的有机材料生产的易燃保温材料。但是化学方法生产保温材料的工艺复杂，成本较高而且在生产过程中要进行切割从而会产生一定的污染。 
基于上述，上述两种方法不足如下： 
化学发泡由于化学剂不同，发泡不均匀，厚度不均，且只能做大体积的，四周高，中间低，后期需要切割，切割的时候粉尘多，污染大，不环保。成本高，导热K值在0.06左右。
物理发泡：强度低，导热性能大（容重大，准许使用的是400 Kg/m3，导热K值在0.08-0.10，保温差）。 
上述两种方法制作的现有泡沫混凝土的容重一般为150 Kg/ m3的只能达到0.4Mpa，300 Kg/ m3的能达到0.8Mpa。 
因此，现有泡沫混凝土制备工艺有待进一步的改善。 
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明在基于对水泥硬化过程的研究的基础上，而提供一种在不使用大量混凝土发泡剂和其他化学物质的情况下，具有环保、强度高和发泡均匀的新型泡沫混凝土发泡工艺。 
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现： 
一种新型泡沫混凝土生产工艺，其特征在于，其工艺为：
（1）配置水泥，并制作为水泥浆；
（2）在水泥浆水化过程中，当水泥浆表面形成胶状物质，而具有一定的表面张力时，将水泥浆注入在高压密闭容器内；
（3）向高压密闭容器内注入高压空气，在压力作用下，空气溶入水泥浆内，使高压空气和水泥浆混合均匀；
（4）待高压空气和水泥浆混合均匀后，再将融入高压空气的水泥浆注入到一个封闭且有出气孔的模具中，水泥浆由于内压力减小，空气膨胀而在水泥浆内形成许多体积大小均等的汽泡，而直接形成了泡沫混凝土。
根据上述一种新型泡沫混凝土生产工艺，其中，所述步骤（1）中，配置水泥制作水泥浆时，通过水泥减水剂按照水灰比0.35～0.45将水泥浆配置成为流动度在5～10秒的液态水泥浆。 
根据上述一种新型泡沫混凝土生产工艺，其中，所述步骤（2）中，检测到水泥浆的流动度衰减为15至30秒时，将水泥浆注入在高压密闭容器内。 
根据上述一种新型泡沫混凝土生产工艺，其中，所述步骤（3）中，向高压密闭容器内注入高压空气后，高压密闭容器内水泥浆加压制作泡沫混凝土的压力范围为0.6～5Mpa。 
根据上述一种新型泡沫混凝土生产工艺，其中，所述步骤（3）中，高压空气和水泥浆混合均匀时间为5～10 分钟。 
本发明是在不使用大量混凝土发泡剂和其他化学物质的情况下，同过高压方式将空气溶入水泥浆中，在突然减压时，内部溶入气体膨胀，所产生的气泡，利用水泥浆本身水化过程中的胶凝物质表面张力而水泥浆中形成大量的体积均等的气泡，带水泥硬化后而形成的泡沫混凝土；其是将水泥浆直接制作成泡沫混凝土产品的新工艺，其制作环保，污染少，发泡和厚度均匀，且强度高，导热性能小，可制作大小不同体积的，其值得推广使用。 
附图说明
图1为本发明的流程图。 
 具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
众所周知，水泥硬化过程是一个及其复杂化学反应过程。按结晶理论认为水泥熟料矿物水化以后生成的晶体物质相互交错，聚结在一起从而使整个物料凝结并硬化。按胶体理论认为水化后生成大量的胶体物质，这些胶体物质由于外部干燥失水，或由于内部未水化颗粒的继续水化，于是产生“内吸作用”而失水，从而使胶体硬化。 
随着科学技术的发展，特别是X—射线和电子显微技术的应用，将这两种理论统一起来，过去认为水化硅酸钙CSH(B)是胶体无定形的，实际上它是纤维状晶体，只不过这些晶体非常细小，处在胶体大小范围内，比面积很大罢了。所以现在比较统一的认识是：水泥水化初期生成了许多胶体大小范围的晶体如CSH(B)和一些大的晶体如Ca(OH)2包裹在水泥颗粒表面，它们这些细小的固相质点靠极弱的物理引力使彼此在接触点处粘结起来，而连成一空间网状结构，叫做凝聚结构。由于这种结构是靠较弱的引力在接触点进行无秩序的连结在一起而形成的，所以结构的强度很低而有明显的可塑性。 
以后随着水化的继续进行，水泥颗粒表面不大稳定的包裹层开始破坏而水化反应加速，从饱和的溶液中就析出新的、更稳定的水化物晶体，这些晶体不断长大，依靠多种引力使彼此粘结在一起形成紧密的结构，叫做结晶结构。这种结构比凝聚结构的强度大得多。水泥浆体就是这样获得强度而硬化的。 
随后，水化继续进行，从溶液中析出新的晶体和水化硅酸钙凝胶不断充满在结构的空间中，水泥浆体的强度也不断得到增长。而本发明正是基于对水泥硬化过程的研究的基础上，而提供一种在不使用大量混凝土发泡剂和其他化学物质的情况下的新型泡沫混凝土发泡工艺；其工艺是利用水泥浆在水化过程中，水泥浆表面形成胶状物质，而具有一定的表面张力，在这时将水泥浆注入在高压密闭容器，并向高压密闭容器内注入高压空气，在压力作用下，空气溶入水泥浆内；再将融入高压空气的水泥浆注入到一个封闭且有出气孔的模具中，水泥浆内压力减小，空气膨胀而在水泥浆内形成许多体积大小均等的汽泡，而直接形成了泡沫混凝土。本发明是将水泥浆直接制作成泡沫混凝土产品的新工艺。 
为实现上述工艺方法，本实施例中，首先是要确定水泥浆的流动度和水化过程的关系，用来确定加入高压空气并将水泥浆注入模具发泡的时机。经研究表明，最佳实施例的工艺为：利用水泥减水剂，按照水灰比在0.35到0.45将水泥浆配置成为流动度在5至10秒的大流度的液态水泥浆，在水泥浆的流动度衰减为15至30秒时，将水泥浆灌入到密闭高压罐，并向罐内注入高压空气，空气压力控制在0.5～5Mpa，然后将融入高压空气的水泥浆注入到模具当中，即可制成泡沫混凝土。本实施例的工艺制成的泡沫混凝土强度比普通的物理发泡法制成的泡沫混凝土高，密度与化学发泡制成的泡沫混凝土相当。 
为更好的阐述本发明的实施效果，参见图1，本实施具体工艺步骤如下： 
（1）配置水泥，并制作为水泥浆；本实施例首先是利用性能的减水剂配置水灰比在0.40，流动度在8秒的水泥浆。
（2）在水泥浆水化过程中，即在水泥浆表面形成胶状物质，而具有一定的表面张力时，将水泥浆注入在高压密闭容器内。而本实施例中，在水泥浆注入在高压密闭容器内前，先检测水泥浆的流动度衰减情况，在当水泥浆的流动度衰减至20秒时，再注入高压密闭容器内。 
（3）向高压密闭容器内注入高压空气，将压力加到预设压力，压力在2Mpa。在压力作用下，空气溶入水泥浆内，使高压空气和水泥浆混合均匀； 
（4）待高压空气和水泥浆混合均匀后，约5至10 分钟，将混有高压空气的水泥浆注入封闭的模板内成型，水泥浆由于内压力减小，空气膨胀而在水泥浆内形成许多体积大小均等的汽泡，而直接形成了泡沫混凝土；水泥终凝后拆模，然后放置在常温常压养护。
本实施例制作的泡沫混凝土，经检验，干燥后容重在150Kg/m3-300Kg/ m3,强度在0.8MPa到1.5Mpa；导热K值（导热系数）在0.05-0.08。 
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (4)

1.一种新型泡沫混凝土生产工艺，其特征在于，其工艺为：
（1）配置水泥，并制作为水泥浆；
（2）在水泥浆水化过程中，当水泥浆表面形成胶状物质，而具有一定的表面张力时，将水泥浆注入在高压密闭容器内；
（3）向高压密闭容器内注入高压空气，在压力作用下，空气溶入水泥浆内，使高压空气和水泥浆混合均匀；
（4）待高压空气和水泥浆混合均匀后，再将融入高压空气的水泥浆注入到一个封闭且有出气孔的模具中，水泥浆由于内压力减小，空气膨胀而在水泥浆内形成许多体积大小均等的汽泡，而直接形成了泡沫混凝土；
所述步骤（1）中，配置水泥制作水泥浆时，通过水泥减水剂按照水灰比0.35～0.45将水泥浆配置成为流动度在5～10秒的液态水泥浆。
2.根据权利要求1所述的一种新型泡沫混凝土生产工艺，其特征在于，所述步骤（2）中，检测到水泥浆的流动度衰减为15至30秒时，将水泥浆注入在高压密闭容器内。
3.根据权利要求1所述的一种新型泡沫混凝土生产工艺，其特征在于，所述步骤（3）中，向高压密闭容器内注入高压空气后，高压密闭容器内水泥浆加压制作泡沫混凝土的压力范围为0.6～5Mpa。
4.根据权利要求1所述的一种新型泡沫混凝土生产工艺，其特征在于，所述步骤（3）中，高压空气和水泥浆混合均匀时间为5～10 分钟。
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