CN103304200A - 一种泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泡沫混凝土及其制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明泡沫混凝土的组成及其质量百分数是：胶凝材料25~55，轻集料18~50，水13~36，发泡剂0.5~5，增稠剂0.03~0.5，增强纤维0.03~0.5。胶凝材料由水泥和粉煤灰或矿渣微粉组成，轻集料由粗轻集料以及细轻集料组成，发泡剂为双氧水溶液或碳酸氢铵水溶液，增稠剂为粉末状的羧甲基纤维素，增强纤维为5~20mm长的木质素纤维或聚丙烯纤维或耐碱玻璃纤维。本发明所制备的泡沫混凝土的防水、隔音、隔热效果比已有的泡沫混凝土更好，本发明方法采用的原位发泡能够对加工各种批量规模的泡沫混凝土的发泡过程进行精确控制，可以适应大规模生产高质量的泡沫混凝土。

Description

一种泡沫混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种泡沫混凝土及其制备方法。

背景技术

目前，楼面、楼顶的泡沫混凝土保温系统的施工和保温板材、块材（砌块）均采用机械物理（动、植物复合型）发泡剂的发泡方式，先制备成泡沫，再与混凝土浆料混合搅拌，最后采用机械泵送设备输送进行施工，用于各种楼层的现场施工。存在的缺点是，需要大型机械设备，在高层建筑物楼面和楼顶施工难度较大，并且泡沫孔径大小不均、密度不易控制、强度低、成本高。申请号201010264056.X的专利技术中所介绍的一种泡沫混凝土及制备方法，采用水泥、矿石粉、粉煤灰和水先搅拌成浆体后，然后倒入化学发泡剂双氧水混合搅拌，再施工成泡沫混凝土，该办法虽然免去了目前物理发泡需要将泡沫预先制备好再搅拌入水泥浆体的复杂过程，消除了部分被加工好的泡沫在搅拌入水泥浆时的破损，但是发泡剂在浆体中发泡过程不易控制，会造成泡沫分布不均和气泡大小不均，本发明提出的一种原位发泡混凝土及制备方法，该方法可以解决目前泡沫混凝土加工存在的上述施工不便、泡沫孔径大小难以控制的问题。

发明内容

本发明针对现有泡沫混凝土存在的技术问题，提供一种泡沫混凝土及其制备方法。

本发明泡沫混凝土的组成及其质量百分数如下：

胶凝材料           25~55

轻集料             18~50

水               13~36

发泡剂             0.5~5

增稠剂            0.03~0.5

增强纤维          0.03~0.5

所述胶凝材料由水泥和粉煤灰组成或由水泥和矿渣微粉组成，其中水泥在胶凝材料中的质量百分数为30~90%，粉煤灰或矿渣微粉在胶凝材料中的的质量百分数为10~70%，水泥为标号≥42.5MPa以上的通用硅酸盐水泥。

所述轻集料由粗轻集料以及细轻集料组成，其中粗轻集料占轻集料的堆积体积比为70~90%，细轻集料占轻集料的堆积体积比为10~30%，粗轻集料为堆积容重300~600kg/m³的烧胀陶粒，陶粒的粒度为5~15mm，陶粒的筒压强度≥2MPa，细轻集料为膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩的堆积容重≤100 kg/m³，膨胀珍珠岩的粒度为0.1~0.5mm。

所述发泡剂为双氧水溶液或碳酸氢铵水溶液，所述双氧水溶液或碳酸氢铵水溶液的质量浓度为10%~40%。

所述增稠剂为粉末状的羧甲基纤维素。

所述增强纤维为5~20mm长的木质素纤维或聚丙烯纤维或耐碱玻璃纤维。

本发明所提供的泡沫混凝土的制备方法具体步骤如下：

（1）将配料计量过的发泡剂溶液加入到配料所需10~50wt%的细轻集料中，并进行搅拌，使发泡剂溶液浸注到该部分轻细集料的空隙中，得到含发泡剂的细轻集料；

（2）将余下的细轻集料以及配料所需的水泥与粉煤灰或水泥与矿渣微粉所组成的胶凝材料、增稠剂、增强纤维四者放在一起进行搅拌，搅拌混合时间为1~3分钟，然后再按照配料需水量加入所需要的水，继续搅拌2~5分钟，得到胶结灰浆；

（3）将步骤（1）得到的含发泡剂的细轻集料和步骤（2）得到的胶结灰浆进行混合，混合时间为1~10分钟，得到含发泡剂的胶结灰浆；

（4）在步骤（3）得到的含发泡剂的胶结灰浆中加入比发泡剂发泡温度高5~50℃的粗轻集料，并搅拌均匀，然后浇筑到模具中，使其中的发泡剂充分发泡、凝固和硬化，脱模后制得泡沫混凝土。

本发明与现有的发泡混凝土材料与制备方法相比具有以下的技术特点：

（1）本发明的泡沫混凝土具有更加均匀和多孔隙的结构，空洞细小、均匀、互相不连接，因此防水、隔音、隔热效果比已有的泡沫混凝土更好。

（2）采用了原位发泡，发泡过程可以被精细、准确的控制。

（3）发泡剂在原位进行发泡，泡沫中气体的静压力使非空洞实体部分更加致密，因此具有比现有泡沫混凝土更高的机械强度。

（4）本发明采用的原位发泡技术可以对加工各种批量规模的泡沫混凝土的发泡过程进行精确控制，且发泡后的泡沫不容易被破坏，因此既可以适应施工现场小规模高性能泡沫混凝土制备与施工，又可以适应大规模的高质量泡沫混凝土工厂搅拌、泡沫混凝土墙板和砌块的工厂化加工。

具体实施方式

实施例1：一种泡沫混凝土，它的原材料是由胶凝材料、轻集料、水、发泡剂、增稠剂和增强纤维所组成，其中胶凝材料的质量百分数是41%；轻集料的质量百分数是41%；水的质量百分数是16%；发泡剂的质量百分数是1.92%；增稠剂的质量百分数是0.04%；增强纤维的质量百分数是0.04%。

上述泡沫混凝土的胶凝材料由水泥和粉煤灰组合而成，其中水泥在胶凝材料中的质量百分数为90%，粉煤灰在胶凝材料中的质量百分数为10%，水泥为标号42.5MPa的普通硅酸盐水泥。

上述泡沫混凝土的轻集料由粗、细轻集料组成，其中粗轻集料占集料的堆积体积比为70%，细轻集料占集料的堆积体积比为30%，粗轻集料为堆积容重600kg/m³的烧胀陶粒，陶粒的粒度为5~15mm，陶粒的筒压强度≥6MPa，细集料为膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩的堆积容重为100 kg/m³，膨胀珍珠岩的粒度分布在0.1~0.5mm之间。

上述泡沫混凝土的发泡剂为双氧水溶液，其中双氧水溶液的质量浓度为10%。

上述泡沫混凝土的增稠剂为粉末状的羧甲基纤维素。

上述泡沫混凝土的增强纤维为5~20mm的耐碱玻璃纤维。

上述泡沫混凝土的制备方法如下：

（1）将配料计量过的发泡剂溶液加入到配料所需30wt%的细轻集料中，使发泡剂溶液浸注到这部分细轻集料的空洞中，成为含发泡剂的细轻集料。

（2）将余下的细轻集料和计量过的水泥与粉煤灰进行充分混合，并同时加入计量过的增稠剂，将三者搅拌混合3分钟，然后再按照配料需水量加入所需要的水，继续搅拌5分钟，成为胶结灰浆。

（3）将步骤（1）制备的含发泡剂的细轻集料和步骤（2）制备的胶结灰浆进行混合，混合时间为5分钟。

（4）在步骤（3）获得含发泡剂的胶结灰浆中加入比含发泡剂发泡温度30℃高35℃的粗轻集料，即粗轻集料的温度为65℃，并搅拌均匀，然后浇筑到模具中，使其中的发泡剂充分发泡、凝固和硬化，脱模后成为轻质、高强、保温、隔音、防水的泡沫混凝土材料，上述泡沫混凝土的表观干密度为950kg/m³，28天抗压强度为30MPa, 导热系数0.3w/（m·k），15cm厚的泡沫混凝土结构的空气隔声量45dB。

实施例2：一种泡沫混凝土，它的原材料是由胶凝材料、轻集料、水、发泡剂、增稠剂和增强纤维所组成，其中，胶凝材料的质量百分数是32%；轻集料的质量百分数是48%；水的质量百分数是16.5%；发泡剂的质量百分数是3.28%；增稠剂的质量百分数是0.16%；增强纤维的质量百分数是0.06%。

上述泡沫混凝土，它的胶凝材料由水泥和粉煤灰组合而成，其中水泥在胶凝材料中的质量百分数为80%，粉煤灰在胶凝材料中的质量百分数为20%，水泥为标号42.5MPa的矿渣硅酸盐水泥。

上述泡沫混凝土， 它的轻集料由粗、细轻集料组成，其中粗轻集料占集料的堆积体积比为60%，细轻集料占集料的堆积体积比为40%，粗轻集料为堆积容重450kg/m³的烧胀陶粒，陶粒的粒度为5~15mm，陶粒的筒压强度≥3MPa，细轻集料为膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩的堆积容重为100 kg/m³，膨胀珍珠岩的粒度分布在0.1~0.5mm之间。

上述泡沫混凝土， 它的发泡剂为双氧水溶液，其中双氧水溶液的质量浓度为20%。

上述泡沫混凝土，它的增稠剂为粉末状的羧甲基纤维素。

上述泡沫混凝土，它的增强纤维为5~20mm长的聚丙烯纤维。

上述泡沫混凝土，它的制备方法如下：

（1）将配料计量过的发泡剂溶液加入到配料所需40wt%的细轻集料中，使发泡剂溶液浸注到这部分细轻集料的空洞中，成为含发泡剂的细轻集料。

（2）将余下的细轻集料和计量过的水泥与粉煤灰进行充分混合，并同时加入计量过的增稠剂，将三者搅拌混合3分钟，然后再按照配料需水量加入所需要的水，继续搅拌5分钟，成为胶结灰浆。

（3）将步骤（1）制备的含发泡剂的细轻集料和步骤（2）制备的胶结灰浆进行混合，混合时间为5分钟。

（4）在步骤（3）获得含发泡剂的胶结灰浆中加入比含发泡剂发泡温度30℃高10℃的粗轻集料，即粗轻集料的温度为40℃，并搅拌均匀，然后浇筑到模具中，使其中的发泡剂充分发泡、凝固和硬化，脱模后成为轻质、高强、保温、隔音、防水的泡沫混凝土材料，上述泡沫混凝土的容重为850kg/m³，28天抗压强度为18MPa, 导热系数0.1w/（m·k），15cm厚的泡沫混凝土结构的空气隔声量51dB。

实施例3：一种泡沫混凝土，它的原材料是由胶凝材料、轻集料、水、发泡剂、增稠剂和增强纤维所组成，其中，胶凝材料的质量百分数是46.7%；轻集料的质量百分数是20%；水的质量百分数是28%；发泡剂的质量百分数是4.7%；增稠剂的质量百分数是0.3%；增强纤维的质量百分数是0.3%。

上述泡沫混凝土，它的胶凝材料由水泥和粉煤灰组合而成，其中水泥在胶凝材料中的质量百分数为70%，粉煤灰在胶凝材料中的质量百分数为30%，水泥为标号52.5MPa的普通硅酸盐水泥。

上述泡沫混凝土， 它的轻集料由粗、细轻集料组成，其中粗轻集料占集料的堆积体积比为50%，细轻集料占集料的堆积体积比为50%，粗轻集料为堆积容重450kg/m³的烧胀陶粒，陶粒的粒度为5~15mm，陶粒的筒压强度≥3MPa，细轻集料为膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩的堆积容重为100 kg/m³，膨胀珍珠岩的粒度分布在0.1~0.5mm之间。

上述泡沫混凝土， 它的发泡剂为NH₄HCO₃水溶液，其中NH₄HCO₃水溶液的质量浓度为25%。

上述泡沫混凝土，它的增稠剂为粉末状的羧甲基纤维素。

上述泡沫混凝土，它的增强纤维为木质素纤维，纤维长度5~20mm。

上述泡沫混凝土，它的制备方法如下：

（1）将配料计量过的发泡剂溶液加入到配料所需50wt%的细轻集料中，使发泡剂溶液浸注到这部分细轻集料的空洞中，成为含发泡剂的细轻集料。

（2）将余下的细轻集料和计量过的水泥与粉煤灰进行充分混合，并同时加入计量过的增稠剂和增强纤维，将四者搅拌混合3分钟，然后再按照配料需水量加入所需要的水，继续搅拌5分钟，成为胶结灰浆。

（3）将步骤（1）制备的含发泡剂的细轻集料和步骤（2）制备的胶结灰浆进行混合，混合时间为5分钟。

（4）在步骤（3）获得含发泡剂的胶结灰浆中加入比含发泡剂发泡温度60℃高20℃的粗轻集料，即粗轻集料的温度为80℃，并搅拌均匀，然后浇筑到模具中，使其中的发泡剂充分发泡、凝固和硬化，脱模后成为轻质、高强、保温、隔音、防水的泡沫混凝土材料，上述泡沫混凝土的表观干密度为650kg/m³，28天抗压强度为10MPa, 导热系数0.1w/（m·k），15cm厚的泡沫混凝土结构的空气中隔声量50dB。

Claims (1)

1.一种泡沫混凝土,其特征在于该泡沫混凝土的组成及其质量百分数如下：

胶凝材料           25~55

轻集料             18~50

水               13~36

发泡剂             0.5~5

增稠剂            0.03~0.5

增强纤维          0.03~0.5

所述胶凝材料由水泥和粉煤灰组成或由水泥和矿渣微粉组成，其中水泥在胶凝材料中的质量百分数为30~90%，粉煤灰或矿渣微粉在胶凝材料中的的质量百分数为10~70%，水泥为标号≥42.5MPa以上的通用硅酸盐水泥；

所述轻集料由粗轻集料以及细轻集料组成，其中粗轻集料占轻集料的堆积体积比为70~90%，细轻集料占轻集料的堆积体积比为10~30%，粗轻集料为堆积容重300~600kg/m³的烧胀陶粒，陶粒的粒度为5~15mm，陶粒的筒压强度≥2MPa，细轻集料为膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩的堆积容重≤100 kg/m³，膨胀珍珠岩的粒度为0.1~0.5mm；

所述发泡剂为双氧水溶液或碳酸氢铵水溶液，所述双氧水溶液或碳酸氢铵水溶液的质量浓度为10%~40%；

所述增稠剂为粉末状的羧甲基纤维素；

所述增强纤维为5~20mm长的木质素纤维或聚丙烯纤维或耐碱玻璃纤维。

 2. 如权利要求1所述的泡沫混凝土的制备方法，其特征在于该制备方法具体步骤如下：

（1）将配料计量过的发泡剂溶液加入到配料所需10~50wt%的细轻集料中，并进行搅拌，使发泡剂溶液浸注到该部分轻细集料的空隙中，得到含发泡剂的细轻集料；

（2）将余下的细轻集料以及配料所需的水泥与粉煤灰或水泥与矿渣微粉所组成的胶凝材料、增稠剂、增强纤维四者放在一起进行搅拌，搅拌混合时间为1~3分钟，然后再按照配料需水量加入所需要的水，继续搅拌2~5分钟，得到胶结灰浆；

（3）将步骤（1）得到的含发泡剂的细轻集料和步骤（2）得到的胶结灰浆进行混合，混合时间为1~10分钟，得到含发泡剂的胶结灰浆；

（4）在步骤（3）得到的含发泡剂的胶结灰浆中加入比发泡剂发泡温度高5~50℃的粗轻集料，并搅拌均匀，然后浇筑到模具中，使其中的发泡剂充分发泡、凝固和硬化，脱模后制得泡沫混凝土。