CN103803909A - 一种新型泡沫玻璃颗粒混凝土 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的新型泡沫玻璃颗粒陶砂加气混凝土，是指在传统陶粒混凝土基础上，用泡沫玻璃颗粒取代陶粒为粗骨料，用陶砂替代普通砂为轻质骨料，并且加入发泡剂，经一定的工艺制成的保温吸音混凝土，主要可使用于建筑外墙、屋顶、地面、水池保温；低温设备保温；机房、影剧院、高速公路屏障吸音。较之普通混凝土与陶粒混凝土、加气混凝土等保温混凝土，该新型无机保温混凝土容重更小，保温隔热性能更好，并有良好的吸音、防水、防火、抗冻、抗腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程施工用的一种新型保温吸声混凝土技术领域。
背景技术
据建设部的数据显示，建筑的能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等)约占全社会总能耗的30％，其中最主要的是采暖和空调，占到20％。我国的建筑节能标准由以前的30％提高到50％，北京、上海等部分城市的节能标准要求达到65％。中国的建筑节能技术的市场潜力巨大。在建筑中，，外墙、屋顶、直接接触室外空气的楼板等围护结构的热损耗占建筑总热损耗的21％，所以建筑围护结构改革与节能技术的发展是建筑节能技术的一个最重要的环节，发展围护结构保温技术及节能材料则是建筑节能的主要实现方式。
本发明采用的泡沫玻璃颗粒是泡沫玻璃在生产过程中产生的边角料通过破碎制成，目前泡沫玻璃颗粒的应用仅限于填充多孔墙板的空隙，用粘结剂粘合后制成泡沫玻璃构件以及外墙外保温直接涂抹，而泡沫玻璃颗粒在混凝土中的应用在国内仍几乎为空白。以泡沫玻璃颗粒与陶粒的比较为例，泡沫玻璃颗粒的导热系数为0.05W／(m·K)，堆积密度120kg／m3，吸水率小于0.2％；而陶粒导热系数为0.08W／(m·K)，堆积密度为300kg／m3，吸水率10％。由此可见，将泡沫玻璃 颗粒取代陶粒等保温混凝土或普通混凝土，可减薄墙体厚度，相应地增加居住面积，在等同墙厚条件下，可大大改善房间保温隔热性能；由于粗骨料堆积密度小，并配以陶砂作为轻骨料，制成的混凝土自重轻，可使整个建筑物自重减轻，可减少基础荷载，而且弹性模量较低，允许变化性能较大，所以抗震性能较好；由于成本较之陶粒更低，导热系数更小，在达到相同保温效果下可明显的降低造价；泡沫玻璃颗粒表面比碎石、陶粒等粗骨料更粗糙，所以陶粒与水泥砂浆之间的咬合能力较强，因而泡沫玻璃颗粒混凝土具有较高的抗渗能力和耐久性；而几乎为零的吸水率则很大程度上减少了因材料吸水而导致水灰比变大，容重增加，以及在养护过程中因骨料中孔隙水散失而使混凝土形成过多的开口孔而影响防水性与强度；在混凝土中加入发泡剂，使水泥浆内部形成大量的闭口孔，在不影响混凝土和易性的前提下进一步降低了混凝土的导热系数，并在表面形成大量开口孔，使混凝土具有良好的吸声性；在配比中混凝土水灰比在0.4甚至更低，较低的水灰比使混凝土在养护过程中不易因结合水散失而形成开口孔，而使混凝土具有良好的防水性能，并具备一定抗冻融能力；混凝土粗细骨料均采用无机材料，在使用过程中无毒、无味、无放射性污染，即使是在高温环境下也不会排出有害气体，并且化学性质稳定，具有一定的防腐性；混凝土拌制过程对机械设备依赖性不强，只需依照配合比即可现场拌合，适合于大小各种工程，方便施工。
因此，该新型泡沫玻璃陶砂加气混凝土可替代传统的用于非承重结构的混凝土，有效减轻建筑物自重，提高建筑物的保温隔热性能， 降低取暖制冷能耗，降低造价；可现浇或做成预制板替代泡沫玻璃板、矿棉板等内墙、屋面保温板，在确保符合保温标准的前提下大幅度削减造价，并且在外形上更容易达到用户要求，有效减少了资源浪费；可做成预制板材替代如木质吸音板、矿棉吸音板等传统吸音板材，具有更低的造价与更高的强度与防火性；可做成预制板取代杨木、橡塑PEVA板材等低温设备保温材料，具有优良的防腐性、阻燃性、保温性、防震性能，抗压力强，无污染，易安装。一旦推广和普及，具有良好的经济、社会效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种能应用于土木工程的新型保温吸声的混凝土及其配制方法。这种泡沫颗粒陶砂加气保温混凝土在提高混凝土性能的同时又能起到保温吸声防水抗冻作用，而且无污染。通过这种混凝土的应用，减薄墙体厚度、改善房间保温性能、减少结构自重。1、一种新型泡沫玻璃颗粒陶砂加气混凝土，其特征在于：水泥、水、泡沫玻璃、陶砂、发泡剂以质量比1∶0.44∶0.28∶0.67∶0.005制备而成。
本发明的粗骨料采用泡沫玻璃颗粒，用陶砂代替普通砂为轻质骨料。材料容重为1015g／cm3。本发明的新型泡沫玻璃颗粒陶砂加气混凝土，其特征在于：所采用的泡沫玻璃颗粒连续粒级为5～31.5mm，导热系数为0.05W／(m·K)，堆积密度120kg／m3，内部为闭口孔，燃烧性能A级。
本发明的新型泡沫玻璃颗粒陶砂加气混凝土，进一步采用的陶砂粒径为0.05mm～2.5mm，导热系数为0.116W／(m·K)，由粒径为3.0mm～8.0mm，抗压强度为3～5MPa的陶粒破碎而成，内部含有多个封闭却不连通的气孔，密度较小。
本发明的新型泡沫玻璃颗粒陶砂加气混凝土，采用的水泥是标号42.5硅酸盐水泥，所采用的发泡剂为植物蛋白。
本发明的有益效果：
这种新型泡沫玻璃颗粒陶砂加气保温混凝土的施工方法与传统的混凝土相比，施工简单、灵活性高，仅需要按比例将水泥、泡沫玻璃、陶砂、发泡剂等材料均匀搅拌，其他均相同；而且可以通过改变泡沫玻璃、陶砂、发泡剂所占比例，调节导热系数，适合在不同场合使用。与普通混凝土相比，该泡沫玻璃颗粒陶砂加气保温混凝土具有更高的保温性能、吸声性能、粘结性能、耐久性能、防火性能、防渗性能、抗腐蚀性能。在使用过程中，该泡沫玻璃颗粒陶砂加气保温混凝土无毒、无味、无放射性污染，即使是在高温环境下也不会排出有害气体，且材料来源为废玻璃，保护环境，有效利用资源，是一种绿色环保材料。
具体实施方式
实施例1
测定泡沫玻璃颗粒、陶砂的级配，然后采用混凝土搅拌机搅拌。 先按比例加入泡沫玻璃颗粒、陶砂、水泥、发泡剂，进行初拌之后，加入水继续搅拌，根据拌合情况调节加水量，拌至拌和均匀且发泡充分，将拌和完毕的混凝土装入1L的容器中捣实抹平移至电子称上测量容重，并快速加入边长100mm的混凝土试模与边长分别为400mm*400mm*40mm的砂浆薄板进行成型(装模过慢会导致发泡剂产生的气泡过度散失而影响试块的孔隙率)。当混凝土填满试模时，用铁抹子插捣边缘使混凝土充满试模，然后刮平表面同时加入分别标记。试块成型后脱模在蒸压养护箱内快速养护，待养护完成后烘干测抗压强度。配制原料为：水泥使用普通硅酸盐水泥，标号425；泡沫玻璃颗粒连续粒级为5～31.5mm；陶砂粒度为0.05mm～2.5mm，导热系数为0.116W／(m·K)；发泡剂为植物蛋白。
以下为试样的配合比：
表1 混凝土试配过程各组分重量配比
| 材料 | 泡沫玻璃 | 水泥 | 陶砂 | 水 | 发泡剂 | 发泡比例 |
| 实验一 | 1250 | 5000 | 2500 | 2480 | 0 | 0 |
| 实验二 | 1250 | 5000 | 2500 | 2060 | 25 | 0.005 |
| 实验三 | 1250 | 5000 | 2500 | 2000 | 30 | 0.006 |
| 实验四 | 1250 | 5000 | 2500 | 2000 | 35 | 0.007 |
| 实验五 | 1250 | 4500 | 3000 | 2500 | 0 | 0 |
| 实验六 | 1250 | 4500 | 3000 | 2000 | 22.5 | 0.005 |
| 实验七 | 1250 | 4500 | 3000 | 1980 | 27 | 0.006 |
| 实验八 | 1250 | 4500 | 3000 | 1940 | 31.5 | 0.007 |
注：发泡比例即为发泡剂与水泥的质量比
以下为试样的性能参数：
表2 各组试验样品的性能
各物质的用量允许误差如表3所示：
表3 拌合水泥土计量允许偏差
| 泡沫玻璃 | 水泥 | 陶砂 | 水 | 发泡剂 |
| ±1％ | ±1％ | ±1％ | ±1％ | ±0.001％ |
通过以上测定的数据显示，选择水泥、水、泡沫玻璃、陶砂、发泡剂比例为1∶0.44∶0.28∶0.67∶0.005的配合比的实施例6为最佳配合比。此配合比在具有良好的导热系数的同时又满足了强度的要求。
同时由上文实例可见，我们可以通过改变水泥、陶砂与发泡剂的比例来调节导热系数及抗压强度。综合分析，因为陶砂强度在3MPa左右，在混凝土发泡剂比例大于等于0.005即混凝土强度较低时因水泥与发泡剂形成的加气水泥石强度不大，因此混凝土强度随陶砂量的增加而增加，并且由于陶砂填充了泡沫玻璃间的空隙，因而能减少水泥用量，降低导热系数削减造价；而当混凝土发泡剂比例小于0.005时混凝土强度主要由水泥形成的水泥石提供，因此强度随陶砂的增大而减少。所以在实际应用时我们可以根据实际工程来选择合适的配合比，进行指导工程应用。
Claims (5)
1.一种新型泡沫玻璃颗粒陶砂加气混凝土，其特征在于：水泥、水、泡沫玻璃、陶砂、发泡剂以质量比1∶0.44∶0.28∶0.67∶0.005组成，所述陶砂的粒径为0.05mm～2.5mm，导热系数为0.116W／(m·K)，由粒径为3.0mm～8.0mm，抗压强度为3～5MPa的陶粒破碎而成，内部含有多个封闭却不连通的气孔。
2.如权利要求1所述的新型泡沫玻璃颗粒陶砂加气混凝土，其特征在于：所采用的泡沫玻璃颗粒连续粒级为5～31.5mm，导热系数为0.05W／(m·K)，堆积密度120kg／m3，内部为闭口孔，燃烧性能A级。
3.如权利要求1所述的新型泡沫玻璃颗粒陶砂加气混凝土，其特征在于：水泥是标号42.5硅酸盐水泥。
4.如权利要求1所述的新型泡沫玻璃颗粒陶砂加气混凝土，其特征在于：所采用的发泡剂为植物蛋白。
5.如权利要求1所述的新型泡沫玻璃颗粒陶砂加气混凝土，其特征在于：所采用的发泡剂在碱性环境下与水反应，产生大量均匀分布的气泡，使得这种材料变得很轻，也能够阻挡声音，同时还具有良好的隔热保温性能。
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