CN104150951B - 一种低吸水率的发泡混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低吸水率的发泡混凝土及其制备方法。一种低吸水率的发泡混凝土，由普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、原料土、水、增稠剂、减水剂、稳泡剂、速凝剂和发泡剂制备而成。本发明通过添加硫铝酸盐水泥和加快普通硅酸盐水泥凝结的速凝剂，减少初凝期气泡破碎，降低发泡混凝土开口孔隙率和吸水率；通过添加增稠剂，调节发泡混凝土稠度，减少气泡的上浮，使气泡分布均匀。本发明制备的发泡混凝土吸水率低，容重均一，抗压强度稳定，因此具有更为优良的保温隔热性能、力学性能和抗冻融破坏能力。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种低吸水率的发泡混凝土及其制备方法。
背景技术
发泡混凝土是一种由水泥、原料土、水和气泡混合搅拌制备而成的具有微小细孔结构的轻质材料。发泡混凝土具有容重轻、保温隔热性好、强度可调等优点，在建筑保温、软土路基加固等方面具有重要的应用前景。然而，发泡混凝土在初凝过程中，气泡易破碎形成连通孔，使发泡混凝土开口孔隙率以及吸水率增大，同时破碎的气泡形成的水分使下部气泡上浮，导致发泡混凝土分层，上下层容重不一。显然，发泡混凝土初凝时间越长，气泡破碎现象越严重。当发泡混凝土作为保温材料使用时，吸水率高会导致其导热系数增大，材料的保温性能显著降低；当用作轻质填土材料时，高吸水率会导致发泡混凝土易出现冻融破坏，影响发泡混凝土的耐久性。发泡混凝土出现的上下分层现象也直接影响了其保温隔热性。
目前，主要通过添加憎水剂（乳化石蜡、有机硅等）来降低发泡混凝土的吸水率，但该方法存在成本高的缺点。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种低吸水率的发泡混凝土及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种低吸水率的发泡混凝土，它是由普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、原料土、增稠剂、减水剂、稳泡剂、速凝剂、水和发泡剂制备而成；各原料的重量份数为：普通硅酸盐水泥30~70份、硫铝酸盐水泥5~15份、原料土0~40份、水20~40份、增稠剂0.1~0.5份、减水剂0.1~0.5份、稳泡剂0.1~0.5份、速凝剂0.1~0.5份、发泡剂0.05~0.1份。
所述的普通硅酸盐水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
所述的原料土为细砂或砂性土，最大粒径不大于5mm。
所述的增稠剂为聚丙烯酰胺或羟乙基纤维素。
所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂。
所述的稳泡剂为羟甲基纤维素钠或聚氧乙烯脂肪酰醇胺。
所述的速凝剂为铝酸钠或碳酸锂。
所述的发泡剂为十二烷基苯磺酸钠、松香皂类发泡剂和动物蛋白类发泡剂中的任意一种。
上述一种低吸水率的发泡混凝土的制备方法，其具体步骤如下：
（1）按各原料所需的重量份数称取P.O42.5普通硅酸盐水泥30~70份、硫铝酸盐水泥5~15份、原料土0~40份、增稠剂0.1~0.5份、减水剂0.1~0.5份、稳泡剂0.1~0.5份、速凝剂0.1~0.5份、水20~40份以及发泡剂0.05~0.1份；
（2）将称取的发泡剂，按发泡剂：水的重量比为1： 50进行稀释得到发泡剂溶液，然后用空气压缩机向发泡剂溶液中冲入压缩空气直至溶液产生气泡，备用；
（3）将称取的普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、原料土、增稠剂、减水剂、稳泡剂以及速凝剂加入搅拌锅搅拌30s，然后将剩余的水加入后继续搅拌60s，得到混合料；
（4）将步骤（2）制备的气泡加入步骤（3）的混合料中进行快速搅拌后，得到吸低水率的发泡混凝土。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明所述发泡混凝土的组分中，硫铝酸盐水泥具有水化速度快的优点，同时速凝剂的使用可以加速普通硅酸盐水泥的水化速度，两者的协同作用可以有效缩短发泡混凝土的初凝时间，减少初凝过程中气泡的破碎量，从而有效减小发泡混凝土的开口孔隙率，降低其吸水率；制备的发泡混凝土吸水率低。
（2）通过加入增稠剂可以提高发泡混凝土的稠度，减少气泡的上浮，使气泡分布均匀，所制备的发泡混凝土容重、抗压强度更为均一、更为稳定。
（3）本发明制备的发泡混凝土具有更为优良的保温隔热性能、力学性能和抗冻融破坏能力。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
一种低吸水率的发泡混凝土，按如下方法制备得到：
（1）称取70份（重量份，下同）P.O42.5普通硅酸盐水泥、10份硫铝酸盐水泥、0.3份聚丙烯酰胺、0.3份羟甲基纤维素钠、0.1份聚羧酸高效减水剂、0.3份碳酸锂、20份水以及0.06份动物蛋白类发泡剂；
（2）将发泡剂按发泡剂:水重量比为1:50稀释成发泡剂溶液，然后用空气压缩机向发泡剂溶液中加入压缩空气以产生气泡，备用；
（3）将称取的普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、增稠剂、减水剂、稳泡剂以及速凝剂加入搅拌锅，搅拌30s，然后将称取的水（扣除配制发泡剂溶液所需的水）加入后继续搅拌60s，得到混合料；
（4）将步骤（2）制备得到的气泡加入到步骤（3）得到的混合料中进行快速搅拌后，即得到低吸水率的发泡混凝土。
将本实施例制备得到的发泡混凝土分别倒入2组70×70×70mm三联模具中，养护28d后，测试其性能，结果为：开口孔隙率为30%、吸水率为12%，6个发泡混凝土试块容重分别为7.8kN/m3、7.9kN/m3、7.9kN/m3、8.0kN/m3、7.9kN/m3、7.8kN/m3，抗压强度分别为3.52MPa、3.54MPa、3.56MPa、3.65MPa、3.55MPa、3.49MPa。
对比试验：称取80份P.O42.5普通硅酸盐水泥、0.1份聚羧酸高效减水剂、20份水和0.06份动物蛋白类发泡剂，按照实施例1操作步骤制备发泡混凝土，养护28d后，测试其性能，结果为：开口孔隙率为62%，吸水率为33%，6个发泡混凝土试块容重分别为7.5kN/m3、7.6kN/m3、7.9kN/m3、8.1kN/m3、8.2kN/m3、8.3kN/m3，抗压强度分别为3.33MPa、3.44MPa、3.56MPa、3.65MPa、3.66MPa、3.72MPa。
与对比试验相比，本实施例制备的低吸水率发泡混凝土的开口孔隙率和吸水率显著减小，且制备得到的发泡混凝土，每批次的容重差和抗压强度差远小于对比试验样品（即容重更为均匀，抗压强度更为稳定）。
实施例2：
一种低吸水率的发泡混凝土，各组分配比按重量份数计为：60份P.O42.5普通硅酸盐水泥、10份硫铝酸盐水泥、0.1份聚丙烯酰胺、0.2份聚氧乙烯脂肪酰醇胺、0.1份聚羧酸高效减水剂、0.3份碳酸锂、30份水以及0.07份动物蛋白类发泡剂。
制备方法同实施例1，将本实施例制备得到的发泡混凝土分别倒入2组70×70×70mm三联模具中，养护28d后，测试其性能，结果为：开口孔隙率为42%，吸水率为23%，6个发泡混凝土试块容重分别为5.8kN/m3、5.8kN/m3、5.9kN/m3、6.0kN/m3、6.1kN/m3、6.1kN/m3，抗压强度分别为2.13MPa、2.20MPa、2.40MPa、2.55MPa、2.66MPa、2.65MPa。
对比试验：称取70份P.O42.5普通硅酸盐水泥、0.1份聚羧酸高效减水剂、30份水以及0.07份动物蛋白类发泡剂，按照实施例1中的步骤制备发泡混凝土，养护28d后，测试其性能，结果为：开口孔隙率为68%，吸水率为39%，6个发泡混凝土试块容重分别为5.5kN/m3、5.6kN/m3、5.6kN/m3、6.1kN/m3、6.3kN/m3、6.3kN/m3，抗压强度分别为1.95MPa、2.01MPa、2.09MPa、2.68MPa、2.77MPa、2.78MPa。
与对比试验相比，本实施例所制备的低吸水率发泡混凝土的开孔隙率和吸水率显著减小，且制备得到的发泡混凝土，每批次的容重差和抗压强度差远小于对比试验样品（即容重更为均匀，抗压强度更为稳定）。
实施例3：
一种低吸水率的发泡混凝土，各组分配比按重量份数计为： 35份P.O42.5普通硅酸盐水泥、5份硫铝酸盐水泥、20份砂性土（最大粒径为4mm）、0.2份羟乙基纤维素、0.3份羟甲基纤维素钠、0.1份聚羧酸高效减水剂、0.5份碳酸锂、40份水以及0.07份松香皂类发泡剂。
制备方法同实施例1，将本实施例制备得到的发泡混凝土分别倒入2组70×70×70mm三联模具中，养护28d后，测试其性能，结果为：开口孔隙率为45%，发泡混凝土的吸水率为24%，6个发泡混凝土试块容重分别为7.9kN /m3、8.0kN /m3、8.0kN/m3、8.1kN/m3、8.2kN/m3、8.1kN/m3，抗压强度分别为2.57MPa、2.61MPa、2.59MPa、2.63MPa、2.65MPa、2.62MPa。
对比试验：称取40份P.O42.5普通硅酸盐水泥、20份砂性土（最大粒径为4mm）、0.1份聚羧酸高效减水剂、40份水以及0.07份松香皂类发泡剂，按照实施例1中的步骤制备气泡混凝土，养护28d后，测试其性能，结果为：开口孔隙率为72%，吸水率为45%，6个发泡混凝土试块容重分别为7.5kN/m3、7.5kN/m3、7.6kN/m3、8.0kN/m3、8.3kN/m3、8.6kN/m3，抗压强度分别为2.35MPa、2.38MPa、2.43MPa、2.59MPa、2.75MPa、2.83MPa。
与对比试验相比，本实施例所制备的低吸水率发泡混凝土的开孔隙率和吸水率显著减小，且制备得到的发泡混凝土，每批次的容重差和抗压强度差远小于对比试验样品（即容重更为均匀，抗压强度更为稳定）。
实施例4：
一种低吸水率的发泡混凝土，各组分配比按重量份数计为：40份P.O42.5普通硅酸盐水泥、15份硫铝酸盐水泥、25份细砂（最大粒径2mm）、0.3份聚丙烯酰胺、0.3份聚氧乙烯脂肪酰醇胺、0.5份聚羧酸高效减水剂、0.1份碳酸锂、20份水以及0.05份松香皂类发泡剂。
制备方法同实施例1，将本实施例制备得到的发泡混凝土分别倒入2组70×70×70mm三联模具中，养护28d后，测试其性能，结果为：开口孔隙率为58%，吸水率为30%，6个发泡混凝土试块容重分别为9.9kN/m3、9.9kN/m3、10kN/m3、10.1kN/m3、10.1kN/m3、10.2kN/m3，抗压强度分别为4.68MPa、4.69MPa、4.71MPa、4. 73MPa、4.75MPa、4.78MPa。
对比试验：称取55份P.O42.5普通硅酸盐水泥、25份细砂（最大粒径2mm）、0.5份聚羧酸高效减水剂、20份水以及0.05份松香皂类发泡剂，按照实施例1中的步骤制备气泡混凝土，养护28d后，测试其性能，结果为：开口孔隙率为69%，发泡混凝土的吸水率为40%，6个发泡混凝土试块容重分别为9.6kN/m3、9.8kN/m3、9.8kN/m3、10kN/m3、10.2kN/m3、10.3kN/m3，抗压强度分别为4.55MPa、4.63MPa、4.64MPa、4.77MPa、4.79MPa、4.83MPa。
与对比试验相比，本实施例所制备的低吸水率发泡混凝土的开孔隙率和吸水率显著减小，且制备得到的发泡混凝土，每批次的容重差和抗压强度差远小于对比试验样品（即容重更为均匀，抗压强度更为稳定）。
实施例5：
一种低吸水率的发泡混凝土，各组分配比按重量份数计为：45份P.O42.5普通硅酸盐水泥、15份硫铝酸盐水泥、20份细砂（最大粒径2mm）、0.5份羟乙基纤维素、0.3份聚氧乙烯脂肪酰醇胺、0.2份聚羧酸高效减水剂、0.2份铝酸钠、20份水以及0.07份松香皂类发泡剂。
制备方法同实施例1，将本实施例制备得到的发泡混凝土分别倒入2组70×70×70mm三联模具中，养护28d后，测试其性能，结果为：开口孔隙率为34%，吸水率为15%，6个发泡混凝土试块容重分别为8.1kN/m3、8.1kN/m3、8.0kN/m3、7.9kN/m3、8.0kN/m3、8.0kN/m3，抗压强度分别为2.68MPa、2.70MPa、2.66MPa、2. 62MPa、2.66MPa、2.68MPa。
实施例6：
一种低吸水率的发泡混凝土，各组分配比按重量份数计为：55份P.O42.5普通硅酸盐水泥、10份硫铝酸盐水泥、15份砂性土（最大粒径为4mm）、0.5份羟乙基纤维素、0.5份聚氧乙烯脂肪酰醇胺、0.1份聚羧酸高效减水剂、0.3份铝酸钠、20份水以及0.1份十二烷基苯磺酸钠。
制备方法同实施例1，将本实施例制备得到的发泡混凝土分别倒入2组70×70×70mm三联模具中，养护28d后，测试其性能，结果为：吸水率为32%，开口孔隙率为13%，6个发泡混凝土试块容重分别为8.2kN/m3、8.1kN/m3、8.0kN/m3、7.9kN/m3、7.8kN/m3、7.8kN/m3，抗压强度分别为2.78MPa、2.75MPa、2.65MPa、2. 58MPa、2.44MPa、2.45MPa。
实施例7：
一种低吸水率的发泡混凝土，各组分配比按重量份数计为：35份P.O42.5普通硅酸盐水泥、5份硫铝酸盐水泥、40份细砂（最大粒径2mm）、0.3份羟乙基纤维素、0.4份聚氧乙烯脂肪酰醇胺、0.3份聚羧酸高效减水剂、0.5份碳酸锂、20份水以及0.08份松香皂类发泡剂。
制备方法同实施例1，将本实施例制备得到的发泡混凝土分别倒入2组70×70×70mm三联模具中，养护28d后，测试其性能，结果为：开口孔隙率为52%，吸水率为27%，6个发泡混凝土试块容重分别为7.8kN/m3、7.8kN/m3、7.9kN/m3、7.9kN/m3、8.0kN/m3、8.0kN/m3，抗压强度分别为2.59MPa、2.60MPa、2.62MPa、2. 62MPa、2.64MPa、2.63MPa。
实施例8
一种低吸水率的发泡混凝土的制备方法，它包括如下步骤：
（1）称取P.O42.5普通硅酸盐水泥35份、硫铝酸盐水泥5份、原料土30份、增稠剂0.2份、减水剂0.1份、稳泡剂0.1份、速凝剂0.5份、水30份以及发泡剂0.05份备用。
所述的普通硅酸盐水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
所述的原料土为细砂，最大粒径不大于5mm。
所述的增稠剂为聚丙烯酰胺。
所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂。
所述的稳泡剂为羟甲基纤维素钠。
所述的速凝剂为碳酸锂。
所述的发泡剂为动物蛋白类发泡剂。
（2）将称取的P.O42.5普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、原料土、增稠剂、减水剂、稳泡剂以及速凝剂加入搅拌锅，搅拌30s，然后将称取的水（扣除步骤3配制发泡剂溶液所需的水）加入混合料中继续搅拌60s。
（3）将发泡剂按发泡剂:水重量比为1:50配制发泡剂稀释溶液，然后用空气压缩机向稀释溶液冲入压缩空气，产生气泡。
（4）将步骤（3）制备的气泡加入步骤（2）的混合料中进行快速搅拌，即制备得到低吸水率的发泡混凝土。
实施例9
一种低吸水率的发泡混凝土的制备方法，它包括如下步骤：
（1）称取P.O42.5普通硅酸盐水泥50份、硫铝酸盐水泥10份、增稠剂0.2份、减水剂0.1份、稳泡剂0.5份、速凝剂0.3份、水40份以及发泡剂0.1份备用。
所述的普通硅酸盐水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
所述的增稠剂为羟乙基纤维素。
所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂。
所述的稳泡剂为聚氧乙烯脂肪酰醇胺。
所述的速凝剂为铝酸钠。
所述的发泡剂为十二烷基苯磺酸钠。
（2）将称取的P.O42.5普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、增稠剂、减水剂、稳泡剂以及速凝剂加入搅拌锅，搅拌30s，然后将称取的水（扣除步骤3配制发泡剂溶液所需的水）加入混合料中继续搅拌60s。
（3）将发泡剂按发泡剂:水重量比为1:50配制发泡剂溶液，然后用空气压缩机向发泡剂溶液冲入压缩空气，产生气泡。
（4）将步骤（3）制备的气泡加入步骤（2）的混合料中进行快速搅拌，即可制得一种低吸水率的发泡混凝土。
Claims (7)
1.一种低吸水率的发泡混凝土，其特征在于，所述发泡混凝土由普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、原料土、水、增稠剂、减水剂、稳泡剂、速凝剂和发泡剂制备而成，各原料重量份数为：普通硅酸盐水泥30~70份、硫铝酸盐水泥5~15份、原料土0~40份、水20~40份、增稠剂0.1~0.5份、减水剂0.1~0.5份、稳泡剂0.1~0.5份、速凝剂0.1~0.5份、发泡剂0.05~0.1份；所述的增稠剂为聚丙烯酰胺或羟乙基纤维素；所述的速凝剂为铝酸钠或碳酸锂。
2.根据权利要求1所述的低吸水率的发泡混凝土，其特征在于，所述的普通硅酸盐水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的低吸水率的发泡混凝土，其特征在于，所述的原料土为细砂或砂性土，最大粒径不大于5mm。
4.根据权利要求1所述的低吸水率的发泡混凝土，其特征在于，所述的减水剂为聚羧酸高效减水剂。
5.根据权利要求1所述的低吸水率的发泡混凝土，其特征在于，所述的稳泡剂为羟甲基纤维素钠或聚氧乙烯脂肪酰醇胺。
6.根据权利要求1所述的低吸水率的发泡混凝土，其特征在于，所述的发泡剂为十二烷基苯磺酸钠、松香皂类发泡剂或动物蛋白类发泡剂。
7.权利要求1所述的低吸水率的发泡混凝土的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：
（1）按各原料所需的重量份数称取普通硅酸盐水泥30~70份、硫铝酸盐水泥5~15份、原料土0~40份、增稠剂0.1~0.5份、减水剂0.1~0.5份、稳泡剂0.1~0.5份、速凝剂0.1~0.5份、水20~40份和发泡剂0.05~0.1份；
（2）将发泡剂按发泡剂:水重量比为1:50配制成发泡剂溶液，然后用空气压缩机向发泡剂溶液中加入压缩空气，直至溶液产生气泡，备用；
（3）将称取的普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、原料土、增稠剂、减水剂、稳泡剂和速凝剂加入搅拌锅搅拌30s，然后将剩余的水加入后继续搅拌60s，得到混合料；
（4）将步骤（2）制备的气泡加入到步骤（3）的混合料中进行快速搅拌，得到低吸水率的发泡混凝土。
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| CN104150951A (zh) | 2014-11-19 |
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