CN103922661B - 一种空调型泡沫混凝土材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空调型泡沫混凝土材料及其制备方法，包括固体组分和发泡剂泡沫，所述的固体组分按质量分数为：粘土15份-25份、水泥30份-50份、微硅粉10份-20份、纤维0.5份-1份、早强剂1份-3份、促凝剂1份-3份，所述的发泡剂泡沫的体积量是所述固体组份体积总量的50-70倍，所述的发泡剂泡沫为发泡剂与水按质量比为1∶50混合的发泡剂水溶液发泡制得。与现有技术相比，本发明利用粘土材料为骨料制备泡沫混凝土，有效地利用了粘土与泡沫混凝土具有微观孔隙的特点，产生了优异的保温隔热性能，由此可制备具有优异保温隔热调湿效果的轻质材料，可直接用于需要具有保温效果的非承重结构部位。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑工程技术领域的泡沫混凝土，具体地说，涉及的是一种利用粘土质材料制备的空调型泡沫混凝土及其应用。
背景技术
随着世界资源使用状况的日益严峻，建筑节能已成为现代建筑的一个新的课题与发展方向。作为建筑的非承重部位的屋面保温层、地暖工程、垫层和楼面保温层等，人们更倾向于采用泡沫混凝土材料。泡沫混凝土系用水泥及其他混合材料与水拌合制成的料浆再与以泡沫剂制成的泡沫混合后硬化而成的多孔轻质材料，具有质轻、保温调湿性能好、制作工艺简单等众多优点。近年来，泡沫混凝土得到了快速地发展，出现了很多的专利产品。如中国专利公开号：CN101973779A，专利名称：一种新型泡沫混凝土的制备工艺，该专利采用水泥、煤灰、陶粒、增强剂和发泡剂生产制备出表观密度700-1200kg/m3而抗压强度达到C10的泡沫混凝土，但其保温性能很难满足一般屋面或地暖工程需求。又如中国专利公开号：CN102153363A，专利名称：一种超低密度泡沫混凝土及其制备方法，该专利提出采用采用化学发泡方式，将稳泡剂加到硫铝酸盐水泥料浆中搅拌均匀，然后加入化学发泡剂充分搅拌均匀后浇筑成型，所制得泡沫混凝土表观密度为130-150kg/m3，导热系数低于0.10W/mK，抗压强度达到0.1MPa，但其造价相对较高。
目前，在进行地基开挖工程中，产生了大量废弃土壤，回填剩下的土体因为量大而难于处理，通常被施工单位堆积或倾倒在临近地区，影响了城市排水体系与交通，如何更好地利用这些土壤成为一个技术难题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种质量轻、保温隔热调湿性能良好、价格低廉、制备方便的，可用于建筑非承重部位的屋面、地暖工程、垫层和楼面等部位的空调型泡沫混凝土材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种空调型泡沫混凝土材料，其特征在于，包括固体组分和发泡剂泡沫，所述的固体组分按质量分数为：粘土15份-25份、水泥30份-50份、微硅粉10份-20份、纤维0.5份-1份、早强剂1份-3份、促凝剂1份-3份，所述的发泡剂泡沫的体积量是所述固体组份体积总量的50-70倍，所述的发泡剂泡沫为发泡剂与水按质量比为1∶50混合的发泡剂水溶液发泡制得。
所述的粘土为一般开挖地基土中筛选可得的液限40～50％颗粒级配良好的粘土。
所述的水泥为强度等级不低于42.5级早强型普通硅酸盐水泥。
所述的微硅粉为颗粒粒径0.01～0.1um，主要成分为SiO2，具有较高活性的市售微硅粉。
所述的纤维为长度是6mm-19mm的聚丙烯纤维。
所述的早强剂为碳酸锂或水玻璃。
所述的促凝剂为氯化钙和三乙醇胺配合成的促凝剂，其中氯化钙的用量为所述固体组分总质量的0.5％，三乙醇胺的用量为所述固体组分总质量的0.03％。
所述的发泡剂采用植物性蛋白发泡剂。
一种空调型泡沫混凝土材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)配制发泡剂水溶液：将发泡剂与水按质量比为1∶50配制发泡剂水溶液：
(2)泡沫混凝土材料的制备：按质量分数称取固体组份：粘土15份-25份、水泥30份-50份、微硅粉10份-20份、纤维0.5份-1份、早强剂1份-3份、促凝剂1份-3份，混合并搅拌均匀，将发泡剂水溶液在发泡机中发成泡沫，按所得发泡剂泡沫的体积量为所述固体组份体积总量的50-70倍取发泡剂泡沫，将所述发泡剂泡沫与所述固体组份充分搅拌混合得到料浆；将该料浆浇注入模具中振捣成型，养护待固化后脱模，切割成所需不同尺寸的轻质混凝土制品。
所述的料浆直接浇注入建筑物之顶层屋面，养护待固化后成为轻质泡沫混凝土屋顶绝热板。
所述的料浆直接浇注入建筑物地暖工程，养护待固化后成为轻质泡沫混凝土地暖工程材料。
所述的料浆浇注入建筑垫层，养护待固化后成为轻质泡沫混凝土垫层材料；或所述的料浆直接浇注于支有模板的建筑物外墙外侧或内侧，养护待固化后成为外墙保温系统的保温层。
针对目前地基开挖过程产生的大量土体难以处理的难题，本发明提出将这样一种颗粒级配良好的粘土直接用于制备泡沫混凝土，由于粘土本身微观孔隙结构带来的良好的保温调湿性能，所制备的泡沫混凝土具有优异的保温隔热性能、较低的表观密度及良好的调湿性能。
与现有技术相比，本发明利用粘土材料制作泡沫混凝土材料，一方面可以有效利用大量废弃地基开挖土，有利于环境保护并节约了工程造价；另一方面，由于粘土具有良好的保温调湿轻质性能，所制备的粘土质泡沫混凝土相比于相同表观密度的传统泡沫混凝土，其导热系数更小，保温隔热调湿性能更好。对废弃地基土进行再利用，节约了成本同时保护了环境，更重要的是解决了目前地基开挖过程中遇到的废弃土处理的难题。这种泡沫混凝土主要用于一些非承重结构的屋面、地暖工程、
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
下述实施例采用的原材料中：
所述的粘土为一般开挖地基土中筛选可得的液限45％左右颗粒级配良好的粘土。
所述的水泥为强度等级不低于42.5级早强型通用硅酸盐水泥。
所述的微硅粉为颗粒粒径约0.01～0.1um，主要成分为SiO2，具有较高活性的微硅粉。
所述的纤维为长度是6mm-19mm的聚丙烯纤维。
所述的早强剂为碳酸锂或水玻璃。
所述的促凝剂为氯化钙和三乙醇胺配合成的促凝剂，其中氯化钙的用量为所述固体组分总质量的0.5％，三乙醇胺的用量为所述固体组分总质量的0.03％。
所述的发泡剂采用植物性蛋白发泡剂。
实施例1
按质量比称粘土25份，水泥50份，微硅粉20份，聚丙烯纤维1份，碳酸锂2份，氯化钙三乙醇胺混合液2份放入搅拌机中充分搅拌均匀形成料浆；将发泡剂与水按1∶50比例配成发泡液，将发泡液进行发泡；将所制备的泡沫按固体组份体积总量的50倍加入并搅拌均匀将均匀的料浆浇注入模具中成型，1.5天固化后脱模并切割成所需的尺寸。然后置于室温下养护28天即制成轻质多孔混凝土砌块。该轻质混凝土砌块，按照GB/T11968-1997《蒸压加气混凝土砌块》标准进行测量，轻量约为900kg/m3，强度约为8MPa，干缩值为0.25mm/m，导热系数为0.15W/m·k。符合相关标准。
实施例2
按质量比称粘土15份，水泥30份，微硅粉10份，聚丙烯纤维1份，水玻璃1份，氯化钙三乙醇胺混合液1份，放入搅拌机中充分搅拌均匀形成料浆；将发泡剂与水按1∶50比例配成发泡液，将发泡液进行发泡；将所制备的泡沫按固体组份体积总量的70倍加入并搅拌均匀，将料浆直接浇注入建筑物之顶层楼面，固化后成为泡沫混凝土屋顶绝热板。经测试，符合业内标准轻量及强度和传热系数要求。
实施例3
按质量比称粘土20份，水泥40份，微硅粉15份，聚丙烯纤维2份，水玻璃2份，氯化钙三乙醇胺混合液2份，放入搅拌机中充分搅拌均匀形成料浆；将发泡剂与水按1∶50比例配成发泡液，将发泡液进行发泡；将所制备的泡沫按固体组份体积总量的60倍加入并搅拌均匀，将料浆直接浇注入建筑物地暖工程，固化后成为泡沫混凝土地暖保温层。经测试，符合业内标准轻量及强度和传热系数要求。
实施例4
按质量比称粘土15份，水泥30份，微硅粉10份，聚丙烯纤维1份，碳酸钾2份，氯化钙三乙醇胺混合液2份，放入搅拌机中充分搅拌均匀形成料浆；将发泡剂与水按1∶50比例配成发泡液，将发泡液进行发泡；将所制备的泡沫按固体组份体积总量的50倍加入并搅拌均匀，将料浆直接浇注入建筑物基础垫层，固化后成为泡沫混凝土绝热保温垫层。经测试，符合业内标准轻量及强度和传热系数要求。
实施例5
按质量比称粘土25份，水泥50份，微硅粉20份，聚丙烯纤维3份，碳酸钾2份，氯化钙三乙醇胺混合液2份，放入搅拌机中充分搅拌均匀形成料浆；将发泡剂与水按1∶50比例配成发泡液，将发泡液进行发泡；将所制备的泡沫按固体组份体积总量的60倍加入并搅拌均匀，将料浆直接浇注入建筑物外墙外侧支护的模板内，固化后脱模成为建筑物外墙保温系统的保温层。经测试，符合业内标准轻量及强度和传热系数要求。
Claims (11)
1.一种空调型泡沫混凝土材料，其特征在于，包括固体组分和发泡剂泡沫，所述的固体组分按质量分数为：粘土15份-25份、水泥30份-50份、微硅粉10份-20份、纤维0.5份-1份、早强剂1份-3份、促凝剂1份-3份，所述的发泡剂泡沫的体积量是所述固体组份体积总量的50-70倍，所述的发泡剂泡沫为发泡剂与水按质量比为1:50混合的发泡剂水溶液发泡制得；
所述的粘土为一般开挖地基土中筛选可得的液限40～50％颗粒级配良好的粘土。
2.根据权利要求1所述的一种空调型泡沫混凝土材料，其特征在于，所述的水泥为强度等级不低于42.5级早强型普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种空调型泡沫混凝土材料，其特征在于，所述的微硅粉为颗粒粒径0.01～0.1 μ m，主要成分为SiO2，具有较高活性的市售微硅粉。
4.根据权利要求1所述的一种空调型泡沫混凝土材料，其特征在于，所述的纤维为长度是6mm-19mm的聚丙烯纤维。
5.根据权利要求1所述的一种空调型泡沫混凝土材料，其特征在于，所述的早强剂为碳酸锂或水玻璃。
6.根据权利要求1所述的一种空调型泡沫混凝土材料，其特征在于，所述的促凝剂为氯化钙和三乙醇胺配合成的促凝剂，其中氯化钙的用量为所述固体组分总质量的0.5％，三乙醇胺的用量为所述固体组分总质量的0.03％。
7.根据权利要求1所述的一种空调型泡沫混凝土材料，其特征在于，所述的发泡剂采用植物性蛋白发泡剂。
8.一种如权利要求1所述的空调型泡沫混凝土材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)配制发泡剂水溶液：将发泡剂与水按质量比为1:50配制发泡剂水溶液；
(2)泡沫混凝土材料的制备：按质量分数称取固体组份：粘土15份-25份、水泥30份-50份、微硅粉10份-20份、纤维0.5份-1份、早强剂1份-3份、促凝剂1份-3份，混合并搅拌均匀，将发泡剂水溶液在发泡机中发成泡沫，按所得发泡剂泡沫的体积量为所述固体组份体积总量的50-70倍取发泡剂泡沫，将所述发泡剂泡沫与所述固体组份充分搅拌混合得到料浆；将该料浆浇注入模具中振捣成型，养护待固化后脱模，切割成所需不同尺寸的轻质混凝土制品。
9.根据权利要求8所述的一种空调型泡沫混凝土材料的制备方法，其特征在于，所述的料浆直接浇注入建筑物之顶层屋面，养护待固化后成为轻质泡沫混凝土屋顶绝热板。
10.根据权利要求8所述的一种空调型泡沫混凝土材料的制备方法，其特征在于，所述的料浆直接浇注入建筑物地暖工程，养护待固化后成为轻质泡沫混凝土地暖工程材料。
11.根据权利要求8所述的一种空调型泡沫混凝土材料的制备方法，其特征在于，所述的料浆浇注入建筑垫层，养护待固化后成为轻质泡沫混凝土垫层材料；或所述的料浆直接浇注于支有模板的建筑物外墙外侧或内侧，养护待固化后成为外墙保温系统的保温层。
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