CN103553506A

CN103553506A - 一种纤维增强泡沫混凝土的制备方法

Info

Publication number: CN103553506A
Application number: CN201310441191.0A
Authority: CN
Inventors: 王晴; 吴陶俊; 刘锁; 李明泽; 蒋威
Original assignee: Shenyang Jianzhu University
Current assignee: Shenyang Jianzhu University
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2033-09-25
Also published as: CN103553506B

Abstract

本发明是一种纤维增强泡沫混凝土的制备方法，是在泡沫混凝土制备中加入聚丙烯纤维，从而达到增强泡沫混凝土的抗折强度、减小收缩的作用。该纤维增强泡沫混凝土的组分及含量为：快硬硫铝酸盐水泥980～990g，纤维10～20g，水550～650g，泡沫的体积（ml）占加入水的体积百分比为600%～900%。其制法是在室温下将配方量的聚丙烯纤维分散于快硬硫铝酸盐水泥中，然后置于水泥净浆搅拌机中进行搅拌，水泥料浆搅拌均匀后要静置20min才能加入泡沫，形成混合均匀的浆体；成型，放入标准养护箱养护，然后检测其抗折强度和收缩值。本发明使抗折强度得到了很大的提高，最大提高到未掺加纤维的1.45倍，极大地改善了韧性。

Description

一种纤维增强泡沫混凝土的制备方法

技术领域

本发明涉及一种轻质的建筑外墙外保温材料，特别涉及一种具有良好保温防火性能的轻质并能达到一定强度要求的纤维增强泡沫混凝土的制备方法。

背景技术

随着建筑行业的蓬勃发展，建筑材料的安全问题也日益得到关注。建筑外墙外保温材料不但要具备建筑节能的功效，而且要具有优良的防火阻燃性能。针对建筑火灾事故的频繁发生，提出了如何安全应用外墙外保温材料这一关键问题。而泡沫混凝土作为新型的无机防火保温材料，不仅具有普通有机保温材料的性能，并且还具有A级不燃、耐老化等高性能特征，符合绿色建筑的发展趋势，满足国家节能减排的要求。

由于泡沫混凝土内部含有大量气泡，硬化泡沫混凝土具有轻质、保温、隔热、阻燃、隔音等特殊优越性能，而且具有低的弹性模量，从而具有良好的应力分散和吸震性能。泡沫混凝土与有机保温材料相比，有防火、耐久、隔声、绿色环保等优势，泡沫混凝土与加气混凝土、泡沫玻璃、玻化微珠等其他无机保温材料相比，具有造价低、可现浇自保温墙体、制品密度低、易于成型、工艺简单、投资小、原料来源广、易于推广等优势。

就目前泡沫混凝土的应用情况来看，泡沫混凝土存在强度偏低、干缩大、吸水率高等缺点。而大量研究表明, 纤维在水泥基材料中可起到增强、阻裂和增韧的作用。在轻质保温材料方面,在微孔轻质混凝土系列墙体制品中加入短切聚丙烯纤维, 可以明显改善柔韧性及抗压强度，减小收缩。纤维用在墙体保温材料中具有较好的效果,在泡沫混凝土中采用纤维是否也能起到较好的改性作用, 研究报道极少。因此，通过加入纤维研制出轻质并能达到强度要求、保温性能好的泡沫混凝土具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有泡沫混凝土外墙外保温材料的收缩大、抗压强度低、易开裂等问题，提供了一种安全、持久、可行、价格低廉的一种纤维增强泡沫混凝土的制备方法。

该泡沫混凝土是采用快硬硫铝酸盐水泥为胶凝材料，选用聚丙烯纤维（PP纤维）替代部分快硬硫铝酸盐水泥，采用混合搅拌法，即把物理法制备的泡沫直接掺入均匀拌合的水泥浆料中制备出一种轻质并能达到强度要求的泡沫混凝土。

技术方案:

本发明所述的泡沫混凝土成分包括胶凝材料、水、外掺料及发泡剂，其组分为：

原料质量g

（1）胶凝材料

快硬硫铝酸盐水泥 980～990

（2）水 550～650

（3）外掺料

纤维 10～20

（4）泡沫：体积（升）占加入水的体积百分比为600%～900%。

其中胶凝材料由快硬硫铝酸盐水泥组成，水占胶凝材料和外掺料总质量的55%～65%；纤维与混凝土拌合物的体积关系为1%～2%kg/m³；泡沫（泡沫由发泡机制得）体积占加入水的体积百分比为600%～900%。

所述水泥强度等级为42.5的快硬硫铝酸盐水泥；

所述纤维为3mm聚丙烯纤维；

所述发泡剂为HT复合发泡剂。

泡沫混凝土的制备过程为：

第一步，按照配比称取各原料。

第二步，将快硬硫铝酸盐水泥以及纤维倒入搅拌锅，略微搅拌后（低速，使物料均匀）加入水，继续低速（50～100r/min）搅拌2min，然后高速（80～150r/min）搅拌2min后静置，等待泡沫掺入。

第三步，使用发泡机发泡（发泡机中的水不计在水胶比内），所发泡沫以体积为单位。

第四步，再次打开搅拌机，保持低速搅拌的状态下将泡沫加入到水泥拌合物中。加入泡沫的时候采用“两步法”，即第一次加入的泡沫为泡沫总体积的20%～30%，使料浆变稀易于分散。再加入剩余泡沫，高速搅拌2min。

第五步，注浆成型，在湿养条件下养护24h～48h（视水胶比而定）。最后拆模。在测试7天强度之前，标准养护的条件下，每天喷水养护2～4次；之后可以每2～3d喷水养护。

本发明与现有技术相比，有以下优点：

1、采用聚丙烯纤维作为外掺料替代部分水泥，在泡沫混凝土的拌制过程中，该纤维可以有效地吸附附近的泡沫，延长泡沫破灭时间。再配合快硬硫铝酸盐水泥以缩短水泥的凝结时间，使制备出的泡沫混凝土具有更好的孔隙结构，保证了泡沫混凝土具有较低的干密度。在泡沫混凝土成型以后，其内部的纤维可以减少泡沫混凝土早期的塑性收缩裂级和应力裂级，极大地提高了泡沫混凝土的抗裂、抗渗和抗冻性能，增加了泡沫混凝土的韧性和耐磨性能。纤维量等的选择是本发明反复试验得出的，保证本发明目的实现。

2、制备过程中无三废的排放，是一种绿色制备过程。

3、制备泡沫混凝土时，在料浆搅拌均匀后静置20min后加入泡沫，这样有效地防止了水泥中的静电对泡沫带来的影响，避免泡沫由于静电产生的破裂，保证了泡沫混凝土的相关性。

具体实施方式

实施例1：

一种纤维增强泡沫混凝土，其组分为：

原料质量g

（1）胶凝材料

快硬硫铝酸盐水泥 980～990

（2）水 550～650

（3）外掺料

纤维 10～20

（4）泡沫：体积（升）占加入水的体积百分比为750%。

其制备工艺为：

1、原材料的选择：快硬硫铝酸盐水泥为唐山冀东水泥股份有限公司生产的42.5R快硬硫铝酸盐水泥；发泡剂选用的是河南华泰建材开发有限公司的HT复合发泡剂；纤维选用的是辽阳市巨欣纤维有限公司生产的3mm聚丙烯纤维。

2、将快硬硫铝酸盐水泥以及纤维倒入搅拌锅，略微搅拌后（低速，使物料均匀）加入水，继续低速（50～100r/min）搅拌2min，然后高速（80～150r/min）搅拌2min后静置，等待泡沫掺入。

3、使用发泡机发泡（发泡机中的水不计在水胶比内），所发泡沫以体积为单位。

4、再次打开搅拌机，保持低速搅拌的状态下将泡沫加入到水泥拌合物中。加入泡沫的时候采用“两步法”，即第一次加入的泡沫为泡沫总体积的20%～30%，使料浆变稀易于分散。再加入剩余泡沫，高速搅拌2min。

5、注浆成型，在湿养条件下养护24h。最后拆模。在测试7d强度之前，标准养护的条件下，每天喷水养护2～4次；之后可以每2～3d喷水养护。

一种纤维增强泡沫混凝土，其组分为：

泡沫混凝土配合比	1	2	3	4	5	6	7	8	9
										快硬硫铝酸盐水泥（g）	990	985	980	990	985	980	990	985	980
纤维（g）	10	15	20	10	15	20	10	15	20
										泡沫（ml）	4000	4500	5000	4000	4500	5000	4000	4500	5000
水（ml）	550	550	550	600	600	600	650	650	650

其制备方法与实施例1相同。

Claims

1. 一种纤维增强泡沫混凝土，其特征在于：所述的泡沫混凝土成分包括胶凝材料、水、外掺料及发泡剂，其组分为：

原料质量g

（1）胶凝材料

快硬硫铝酸盐水泥 980～990

（2）水 550～650

（3）外掺料

纤维 10～20

（4）泡沫：体积升占加入水的体积百分比为600%～900%。

2.根据权利要求1所述的一种纤维增强泡沫混凝土，其特征在于：水泥强度等级为42.5的快硬硫铝酸盐水泥；所述纤维为3mm聚丙烯纤维；所述发泡剂为HT复合发泡剂。

3.一种如权利要求1所述的一种纤维增强泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：

第一步，按照配比称取各原料；

第二步，将快硬硫铝酸盐水泥以及纤维倒入搅拌锅，略微搅拌后，加入水，继续50～100r/min低速搅拌2min，然后80～150r/min高速搅拌2min后静置，等待泡沫掺入；

第三步，使用发泡机发泡，发泡机中的水不计在水胶比，所发泡沫以体积为单位；

第四步，再次打开搅拌机，保持低速搅拌的状态下将泡沫加入到水泥拌合物中；

加入泡沫的时候采用“两步法”，即第一次加入的泡沫为泡沫总体积的20%～30%，使料浆变稀易于分散，再加入剩余泡沫，高速搅拌2min，最后加入速凝剂和早强剂并保持高速搅拌30s；

第五步，注浆成型，在湿养条件下养护24h～48h，最后拆模，在测试7天强度之前，标准养护的条件下，每天喷水养护2～4次；之后可以每2～3d喷水养护。

4.根据权利要求1所述的纤维增强泡沫混凝土，其特征在于：使用PP作为纤维增强材料。

5.根据权利要求3所述的一种纤维增强泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：在水泥料浆的制备过程中，搅拌后料浆要静置20min以消除水泥内部的静电。

6. 根据权利要求3所述的纤维增强泡沫混凝土的制备方法，其特征在于养护制度为：成型后进行湿养24h～48h，脱模后移入标准养护室，并保证每2~3天喷水养护。