CN103304257A - 一种泡沫混凝土及其配制方法 - Google Patents

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王美华
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李庆来
朱敏涛
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Abstract

本发明提供一种泡沫混凝土，采用如下配合比重的原料均匀拌合而成：水泥150～350kg/m3；粉煤灰110～260kg/m3；矿粉110～260kg/m3；外加剂4～12kg/m3；水150～350kg/m3；发泡剂20～40kg/m3，按照上述比重，水胶比控制在0.35～0.40。本发明还提供一种泡沫混凝土的配制方法。本发明提供的泡沫混凝土，明显提高了泡沫混凝土拌合物的流动性能、自密实性能以及耐持久性能，其内部结构孔洞分布更加致密，不易遭受外部恶劣环境的影响，其耐久性能远远超过其他轻质混凝土，其早期抗裂性能、抗冻性能、抗收缩性能更加优异。

Description

一种泡沫混凝土及其配制方法
技术领域
本发明涉及建筑行业技术领域，特别涉及一种泡沫混凝土及其配制方法。 
背景技术
在我国建筑消耗能源占我国总能源的25%，与发达国家相比，我国的建筑耗能是发达国家的3-4倍，其中屋面耗能是发达国家的2.5-5.5倍。泡沫混凝土材料因其本身具有无数微小独立，均匀分布，封闭的气孔结构，而且轻质高强，隔热保温，防水防火，抗震等功能，越来越广泛地在各项工程中应用和推广。 
由于泡沫混凝土中的孔隙率一般高达50%-70%以上，混凝土的强度大大低于普通混凝土的强度。泡沫混凝土并不是质量越轻越好，一般来说质量越轻泡沫混凝土强度就越低，若过分的追求轻质会降低泡沫混凝土的强度。 
泡沫混凝土的制备与拌制普通混凝土不同，它存在一个泡沫导入的过程，为了更好地在这个过程中将泡沫均匀引入到水泥浆料中并完好均匀地分布于泡沫混凝土体系，要求水泥浆料具有良好的流动性。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种泡沫混凝土及其配制方法，以解决现有的水泥浆料流动性较低以及泡沫混凝土内部结构孔洞分布不致密的问题。 
为解决上述技术问题，本发明提供一种泡沫混凝土，采用如下配合比重的原料均匀拌合而成：水泥150～350kg/m3；粉煤灰110～260kg/m3；矿粉110～260kg/m3；外加剂4～12kg/m3；水150～350kg/m3；发泡剂20～40kg/m3，按照上述比重，水胶比控制在0.35～0.40。 
可选的，在泡沫混凝土中，所述泡沫混凝土的容重为500kg/m3、强度等级为1MPa时，其配合比重如下：水泥的含量为150～170kg/m3，粉煤灰的含量为 110～130kg/m3，矿粉的含量为110～130kg/m3，外加剂的含量为4～6kg/m3，水的含量为150～170kg/m3，发泡剂的含量为40kg/m3；按照上述比重，水胶比控制在0.35～0.40。 
可选的，在泡沫混凝土中，所述泡沫混凝土的容重为800kg/m3、强度等级为5MPa时，其配合比重如下：水泥的含量为250～270kg/m3，粉煤灰的含量为180～200kg/m3，矿粉的含量为180～200kg/m3，外加剂的含量为8～10kg/m3，水的含量为250～270kg/m3，发泡剂的含量为30kg/m3；按照上述比重，水胶比控制在0.35～0.40。 
可选的，在泡沫混凝土中，所述泡沫混凝土的容重为1000kg/m3、强度等级为7.5MPa时，其配合比重如下：水泥的含量为330～350kg/m3，粉煤灰的含量为200～260kg/m3，矿粉的含量为240～260kg/m3，外加剂的含量为10～12kg/m3，水的含量为330～350kg/m3，发泡剂的含量为20kg/m3；按照上述比重，水胶比控制在0.35～0.40。 
可选的，在泡沫混凝土中，所述外加剂为聚羧酸减水剂。 
本发明还提供一种泡沫混凝土的配制方法，包括：根据泡沫混凝土的导热系数、强度等级、干密度的要求，确定胶凝材料的用量，所述胶凝材料包括：水泥、粉煤灰以及矿粉；根据胶凝材料总量，确定水泥净浆的用水量；根据胶凝材料总量、所述水泥净浆的用水量，确定水泥净浆的体积；水胶比确定的前提下调整配合比的用水量、外加剂种类、外加剂用量、掺合料用量、掺合料比例、浆体体积使混凝土拌合物状态达到要求；通过水泥净浆体积，确定泡沫剂体积；按泡沫剂体积、实测泡沫密度，确定泡沫重量；根据泡沫重量、泡沫剂稀释倍数，确定泡沫剂用量；搅拌后的泡沫混凝土达到要求后，测试验证硬化混凝土的各项指标，当不符合要求时，应对配合比进行适当调整后重新试拌并验证搅拌后的泡沫混凝土和硬化混凝土；其中，泡沫混凝土的干密度为ρ=SA（Mc+MFA），SA为形成水泥石后水泥所增加的质量系数，Mc为水泥用量，MFA为粉煤灰和矿粉的用量；水泥净浆的用水量为MW=φ（Mc+MFA），φ为基本水料比；水泥净浆总体积为V1=（MFA/2.6+Mc/3.1+MW/1）/1000；泡沫用量体积V2=K（1-V1），K为富余系数，取1.1～1.3；所用泡沫的质量MY=V2ρ泡，ρ泡为实测泡沫的密度；泡沫剂质量MP=MY/（β+1），β为泡沫剂稀释倍数。 
可选的，在泡沫混凝土的配制方法中，按泡沫剂体积、实测泡沫密度，确定泡沫重量的测试方法包括泡沫质量测定试验。 
本发明提供的泡沫混凝土，明显提高了泡沫混凝土拌合物的流动性能、自密实性能以及耐持久性能，其内部结构孔洞分布更加致密，不易遭受外部恶劣环境的影响，其耐久性能远远超过其他轻质混凝土，其早期抗裂性能、抗冻性能、抗收缩性能更加优异。 
本发明提供的泡沫混凝土的配制方法，在控制泡沫混凝土水胶比的前提下，可通过调整水泥、矿物掺合料掺量、外加剂用量来提高泡沫混凝土的流动性，以满足远距离传送要求；本发明提供的泡沫混凝土的配制方法根据相应规范的规定，采用绝对体积法进行设计，结合泡沫混凝土试验结果，先后分析了水泥强度、水胶比、矿物掺合料掺量、矿粉用量等因素对泡沫混凝土性能的影响。 
附图说明
图1是本发明实施例的泡沫混凝土的配制方法的步骤流程示意图。 
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的泡沫混凝土及其配制方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。 
本发明的核心思想在于，本发明提供的泡沫混凝土，明显提高了泡沫混凝土拌合物的流动性能、自密实性能以及耐持久性能，其内部结构孔洞分布更加致密，不易遭受外部恶劣环境的影响，其耐久性能远远超过其他轻质混凝土，其早期抗裂性能、抗冻性能、抗收缩性能更加优异。本发明提供的泡沫混凝土的配制方法，在控制泡沫混凝土水胶比的前提下，可通过调整水泥、矿物掺合料掺量、外加剂用量来提高泡沫混凝土的流动性，以满足远距离传送要求；本发明提供的泡沫混凝土的配制方法根据相应规范的规定，采用绝对体积法进行设计，结合泡沫混凝土试验结果，先后分析了水泥强度、水胶比、矿物掺合料掺量、矿粉用量等因素对泡沫混凝土性能的影响。 
实施例一 
本发明实施例提供一种泡沫混凝土，采用如下配合比重的原料均匀拌合而成：水泥150～350kg/m3；粉煤灰110～260kg/m3；矿粉110～260kg/m3；外加剂4～12kg/m3；水150～350kg/m3；发泡剂20～40kg/m3，按照上述比重，水胶比控制在0.35～0.40。 
在本实施例中，所述泡沫混凝土的容重为500kg/m3、强度等级为1MPa时，其配合比重如下：水泥的含量为150～170kg/m3，粉煤灰的含量为110～130kg/m3，矿粉的含量为110～130kg/m3，外加剂的含量为4～6kg/m3，水的含量为150～170kg/m3，发泡剂的含量为40kg/m3；按照上述比重，水胶比控制在0.35～0.40。 
在本实施例中，所述外加剂为聚羧酸减水剂。 
图1是本发明实施例的泡沫混凝土的配制方法的步骤流程示意图。参照图1，泡沫混凝土的配制方法，包括： 
S11、根据泡沫混凝土的导热系数、强度等级、干密度的要求，确定胶凝材料的用量，所述胶凝材料包括：水泥、粉煤灰以及矿粉； 
S12、根据胶凝材料总量，确定水泥净浆的用水量； 
S13、根据胶凝材料总量、所述水泥净浆的用水量，确定水泥净浆的体积； 
S14、水胶比确定的前提下调整配合比的用水量、外加剂种类、外加剂用量、掺合料用量、掺合料比例、浆体体积使混凝土拌合物状态达到要求； 
S15、通过水泥净浆体积，确定泡沫剂体积； 
S16、按泡沫剂体积、实测泡沫密度，确定泡沫重量； 
S17、根据泡沫重量、泡沫剂稀释倍数，确定泡沫剂用量； 
S18、搅拌后的泡沫混凝土达到要求后，测试验证硬化混凝土的各项指标，当不符合要求时，应对配合比进行适当调整后重新试拌并验证搅拌后的泡沫混凝土和硬化混凝土；其中，泡沫混凝土的干密度为ρ=SA（Mc+MFA），SA为形成水泥石后水泥所增加的质量系数，Mc为水泥用量，MFA为粉煤灰和矿粉的用量；水泥净浆的用水量为MW=φ（Mc+MFA），φ为基本水料比；水泥净浆总体积为V1=（MFA/2.6+Mc/3.1+MW/1）/1000；泡沫用量体积V2=K（1-V1），K为富余系数，取1.1～1.3；所用泡沫的质量MY=V2ρ泡，ρ泡为实测泡沫的密度；泡沫剂质量 MP=MY/（β+1），β为泡沫剂稀释倍数。 
具体地，φ为基本水料比，视粉煤灰掺量和泡沫剂质量作适当调整，在本实施例中取0.5；在本实施例中MFA为干粉料的0～30%，单位为kg/m3 
具体地，SA为形成水泥石后水泥所增加的质量系数，普通硅水泥取1.2，硫铝酸盐水泥取1.4。 
在泡沫混凝土的配制方法中，按泡沫剂体积、实测泡沫密度，确定泡沫重量的测试方法包括泡沫质量测定试验。 
实施例二 
在泡沫混凝土中，所述泡沫混凝土的容重为800kg/m3、强度等级为5MPa时，其配合比重如下：水泥的含量为250～270kg/m3，粉煤灰的含量为180～200kg/m3，矿粉的含量为180～200kg/m3，外加剂的含量为8～10kg/m3，水的含量为250～270kg/m3，发泡剂的含量为30kg/m3；按照上述比重，水胶比控制在0.35～0.40。 
实施例三 
在泡沫混凝土中，所述泡沫混凝土的容重为1000kg/m3、强度等级为7.5MPa时，其配合比重如下：水泥的含量为330～350kg/m3，粉煤灰的含量为200～260kg/m3，矿粉的含量为240～260kg/m3，外加剂的含量为10～12kg/m3，水的含量为330～350kg/m3，发泡剂的含量为20kg/m3；按照上述比重，水胶比控制在0.35～0.40。 
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。 

Claims (7)

1.一种泡沫混凝土，其特征在于，采用如下配合比重的原料均匀拌合而成：
水泥150～350kg/m3；
粉煤灰110～260kg/m3；
矿粉110～260kg/m3；
外加剂4～12kg/m3；
水150～350kg/m3；
发泡剂20～40kg/m3，
按照上述比重，水胶比控制在0.35～0.40。
2.如权利要求1所述的泡沫混凝土，其特征在于，所述泡沫混凝土的容重为500kg/m3、强度等级为1MPa时，其配合比重如下：水泥的含量为150～170kg/m3，粉煤灰的含量为110～130kg/m3，矿粉的含量为110～130kg/m3，外加剂的含量为4～6kg/m3，水的含量为150～170kg/m3，发泡剂的含量为40kg/m3；按照上述比重，水胶比控制在0.35～0.40。
3.如权利要求1所述的泡沫混凝土，其特征在于，所述泡沫混凝土的容重为800kg/m3、强度等级为5MPa时，其配合比重如下：水泥的含量为250～270kg/m3，粉煤灰的含量为180～200kg/m3，矿粉的含量为180～200kg/m3，外加剂的含量为8～10kg/m3，水的含量为250～270kg/m3，发泡剂的含量为30kg/m3；按照上述比重，水胶比控制在0.35～0.40。
4.如权利要求1所述的泡沫混凝土，其特征在于，所述泡沫混凝土的容重为1000kg/m3、强度等级为7.5MPa时，其配合比重如下：水泥的含量为330～350kg/m3，粉煤灰的含量为200～260kg/m3，矿粉的含量为240～260kg/m3，外加剂的含量为10～12kg/m3，水的含量为330～350kg/m3，发泡剂的含量为20kg/m3；按照上述比重，水胶比控制在0.35～0.40。
5.如权利要求1至4中任一项所述的泡沫混凝土，其特征在于，所述外加剂为聚羧酸减水剂。
6.一种利用权利要求1所述的泡沫混凝土的配制方法，其特征在于，包括：
根据泡沫混凝土的导热系数、强度等级、干密度的要求，确定胶凝材料的用量，所述胶凝材料包括：水泥、粉煤灰以及矿粉；
根据胶凝材料总量，确定水泥净浆的用水量；
根据胶凝材料总量、所述水泥净浆的用水量，确定水泥净浆的体积；水胶比确定的前提下调整配合比的用水量、外加剂种类、外加剂用量、掺合料用量、掺合料比例、浆体体积使混凝土拌合物状态达到要求；
通过水泥净浆体积，确定泡沫剂体积；
按泡沫剂体积、实测泡沫密度，确定泡沫重量；
根据泡沫重量、泡沫剂稀释倍数，确定泡沫剂用量；
搅拌后的泡沫混凝土达到要求后，测试验证硬化混凝土的各项指标，当不符合要求时，应对配合比进行适当调整后重新试拌并验证搅拌后的泡沫混凝土和硬化混凝土；
其中，泡沫混凝土的干密度为ρ=SA（Mc+MFA），SA为形成水泥石后水泥所增加的质量系数，Mc为水泥用量，MFA为粉煤灰和矿粉的用量；
水泥净浆的用水量为MW=φ（Mc+MFA），φ为基本水料比；
水泥净浆总体积为V1=（MFA/2.6+Mc/3.1+MW/1）/1000;
泡沫用量体积V2=K（1-V1），K为富余系数，取1.1～1.3；
所用泡沫的质量MY=V2ρ泡，ρ泡为实测泡沫的密度；
泡沫剂质量MP=MY/（β+1），β为泡沫剂稀释倍数。
7.如权利要求6所述的泡沫混凝土的配制方法，其特征在于，按泡沫剂体积、实测泡沫密度，确定泡沫重量的测试方法包括泡沫质量测定试验。
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