CN104355656A - 一种泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泡沫混凝土及其制备方法，本发明的泡沫混凝土的制备方法包括以下步骤：(1)将水泥、粉煤灰、填料混匀，加水搅拌得到水泥砂浆；(2)将铝粉、悬浮剂、外加剂加入到所述水泥砂浆中，搅拌混匀得到料浆(3)将发泡剂进行发泡，将其产生的泡沫加入到所述料浆中，搅拌混匀。本发明采用混合发泡方式，将化学发泡与物理发泡方式结合，很好的保留了单一发泡方法的优点，而且有效的避免了单一发泡方法的不足，最终制备得到的性能优良的泡沫混凝土。本发明的制备方法充分利用了粉煤灰、矿渣等废弃物，最高可用到发泡混凝土总量的70％以上，减少了水泥的用量，节约了建筑生产成本，节约环保。

Description

一种泡沫混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料生产技术领域，具体涉及一种泡沫混凝土及其制备方法。

背景技术

泡沫混凝土又名发泡混凝土，是将化学发泡剂或物理发泡剂发泡后加入到胶凝材料、掺合料、改性剂、卤水等制成料浆，再经混合搅拌、浇注成型、自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。泡沫混凝土属于气泡状绝热材料，突出特点是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔，使混凝土轻质化和保温隔热化。目前在制备泡沫混凝土进行发泡时，分别采用化学发泡或是物理发泡两种发泡方式。

化学发泡是指在混合料浆里加入铝粉、双氧水等化学制剂混合搅拌，使其与水泥、粉煤灰等原料发生化学反应，在一定时间内逐渐发泡(又叫发气，因为发生化学反应后所产生的是氢气，所以叫发气)使之膨胀至一定高度，从而形成具有无数气孔、轻质、隔音、保暖等特性的泡沫混凝土。化学发泡的凝结速度较快，强度较高，但是化学发泡具有砂浆颗粒易下沉，发泡孔径不均匀，上轻下重，稳定性较差，初凝期易塌模，保水性差，终凝后易断，无韧性易开裂等缺点。

物理发泡是指在混合料浆里加入动植物发泡剂泡沫(备制好了的发泡剂溶液经过发泡机所产生的泡沫)，混合搅拌后在料浆内形成无数气孔，不会像化学发泡一样膨胀，即入模时的注料高度是多少，凝结后同样是多少，与化学发泡一样，最终制备得到具有轻质、隔音、保暖等特性的泡沫混凝土。物理发泡具备以下优点：初凝期不会塌模；稳定性较好；发泡孔径较化学发泡均匀细腻；保水性好；终凝后有韧性不易断裂。但是加入泡沫后会造成水灰比过大，从而影响强度，并且为了增加稳定性，一般发泡剂的表面活性剂过多，而表面活性剂过多会影响水泥的水化反应，造成水泥不能完全发挥其胶联硬化作用，从而影响泡沫混凝土的强度，而且终凝后会出现产品粉化甚至脱层现象，初凝后拆模切割成砌块后会出现回浆粘连从而造成难分开难搬动。可见，分别使用化学发泡技术或物理发泡技术都存在一定的不足之处，对于最终制备的到的泡沫混凝土的质量有很大影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种泡沫混凝土的制备方法，其有效的避免泡沫混凝土发泡后坯体不平整、发泡孔径大小不均匀、坯体凝结后上轻下重、耗材过多、凝结后强度不够、收缩性大、保温隔热隔音效果差等问题发生。

一种泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：

(1)将水泥、粉煤灰、填料混匀，加水搅拌得到水泥砂浆；

(2)将铝粉、悬浮剂、外加剂加入到所述水泥砂浆中，搅拌混匀得到料浆；

(3)将发泡剂进行发泡，将其产生的泡沫加入到所述料浆中，搅拌混匀。

本发明采用混合发泡技术，将化学发泡和物理发泡两种方式结合，先进行化学发泡，再通过物理发泡方式进行发泡，本发明经过多次反复的试验，发现本发明的混合发泡技术可以很好的结合化学发泡和物理发泡的优点，并且避免了化学发泡和物理发泡的不足之处，最终得到一种具有优异性能的泡沫混凝土。

作为优选，所述填料为河沙、山砂、石粉、矿粉或废渣粉中的一种或多种。

所述步骤(1)中水泥、粉煤灰、填料、水的重量比为1～2:1～3:1～3:1～3。

所述悬浮剂包括以下按重量份计的组分：羟丙基甲基纤维素35～45份、瓜尔豆胶20～30份、凹凸棒粉8～15份和淀粉醚20～30份。本发明中的悬浮剂具有很好的增稠性、可塑性、保水性、稳定性等特点，能够增强泡沫混凝土的强度。

作为优选，所述外加剂为聚羧酸高性能减水剂。聚羧酸高性能减水剂减少了泡沫混凝土的水灰比，从而可增强泡沫混凝土的强度，而且可以充分促进水泥的水化反应，使其能够完全发挥其交联作用，从而增强泡沫混凝土的强度，降低水泥的用量。

发泡剂的选择对于发泡效果非常重要，作为优选，所述发泡剂包括以下按重量份计的组分：动植物蛋白35～45份、十二烷基磺酸钠50～65份。十二烷基硫酸钠是一种表面活性剂，通过与动植物蛋白的合理配比制得发泡剂，该发泡剂具有很好的乳化、发泡、分散、保水性，可增强泡沫混凝土的强度。

作为优选，所述步骤(2)中每立方米所述水泥砂浆中添加铝粉400～600g、悬浮剂80～100g、外加剂2.5～3.3kg。

作为优选，所述步骤(3)中每立方米所述料浆使用发泡剂的量为20～45kg。

作为优选，所述步骤(3)中将所述泡沫加入到所述料浆中，搅拌混匀之后进行浇注入模，在所述浇注入模时，所述料浆的注料高度与模具高度的高度比为1～3:2～5。作为更有选，浇注入模时，所述料浆注料高度与模具高度的高度比为2:3。

本发明还提供了一种利用上述的制备方法制备得到的泡沫混凝土。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)本发明采用混合发泡方式，将化学发泡与物理发泡方式结合，很好的保留了单一发泡方法的优点，而且有效的避免了单一发泡方法的不足，最终制备得到的泡沫混凝土的孔径大小均匀，密度适中，表面平整，而且相比单一发泡技术来说，初凝期后切割更轻松，不粘结，强度更高，韧性更强，不易碎，不易断裂，抗压抗折能力强等优点。

(2)本发明的制备方法充分利用了粉煤灰、矿渣等废弃物，最高可用到发泡混凝土总量的70％以上，减少了水泥的用量，节约了建筑生产成本，节约环保。

具体实施方式

实施例1

悬浮剂的制备：以重量份数计，羟丙基甲基纤维素40份、凹凸粉10份、瓜尔胶25份、淀粉醚25份，将它们混合搅拌均匀即可。

发泡剂的制备：以重量份数计，动植物蛋白40份，十二烷基硫酸钠60份，并加入适量的稳泡剂，将它们混合搅拌均匀得到混合物，再将混合物与水以重量比为1：250混合，搅拌均匀即制备得到发泡剂。

外加剂：将聚羧酸高性能减水剂与水以重量比为1:9混合，搅拌均匀即可。

泡沫混凝土的制备(以制备1立方米料浆为例)：将水泥150kg，粉煤灰100kg，河沙100kg，水120kg混合得到水泥砂浆，经搅拌机混合搅拌60s，然后加入悬浮剂80g，外加剂3kg，铝粉600g，再搅拌60秒得到料浆，然后在料浆中注入通过发泡机抽取发泡剂溶液所产生的泡沫120s(约所需发泡剂42kg)，然后再搅拌60s使其均匀混合后，将料浆浇注入模，入模高度约为模具高度的二分之一，约一小时后将膨胀至模具顶部，静置5h左右提模切割，切割后不回浆，无粘连。可切割成各种规格的砌块砖，最后经过最长28天的自然养护期后切取模块样品检测。

通过目测手感：无裂痕、切割面平整光滑、韧性好、无断裂；孔径2～3毫米，气孔大小基本一致，分布均匀，独立孔状；

称重计算：每立方泡沫混凝土干容重为300kg；

压力强度测试：通过压力强度测试机试压结果为1.0兆帕左右，超过行业标准为(干密度等级A03强度0.3～0.7兆帕)的强度。

实施例2

悬浮剂的制备：以重量份数计，羟丙基甲基纤维素45份、凹凸粉8份、瓜尔胶20份、淀粉醚25份，将它们混合搅拌均匀即可。

发泡剂的制备：以重量份数计，动植物蛋白35份，十二烷基硫酸钠65份，并加入适量的稳泡剂，将它们混合搅拌均匀得到混合物，再将混合物与水以重量比为1：200混合，搅拌均匀即制备得到发泡剂。

外加剂：将聚羧酸高性能减水剂与水以重量比为1:7混合，搅拌均匀即可。

泡沫混凝土的制备(以制备1立方米料浆为例)：将水泥250kg，粉煤灰250kg，河沙、矿渣220kg，水230kg混合得到水泥砂浆，经搅拌机混合搅拌60s，然后加入悬浮剂100g，外加剂3kg，铝粉500g，再搅拌60秒得到料浆，然后在料浆中注入通过发泡机抽取发泡剂溶液所产生的泡沫90s(约所需发泡剂31kg)，然后再搅拌60s使其均匀混合后，将料浆浇注入模，入模高度约为模具高度的五分之三，约一小时后将膨胀至模具顶部，静置5h左右提模切割，切割后不回浆，无粘连。可切割成各种规格的砌块砖，最后经过最长28天的自然养护期后切取模块样品检测。

通过目测手感：无裂痕、切割面平整光滑、韧性好、无断裂；孔径2毫米，气孔大小基本一致，分布均匀，独立孔状；

称重计算：每立方泡沫混凝土干容重为700kg；

压力强度测试：通过压力强度测试机试压结果为3.0兆帕左右，超过行业标准为(干密度等级A07强度1.2～2.0兆帕)的强度。

实施例3

悬浮剂的制备：以重量份数计，羟丙基甲基纤维素45份、凹凸粉12份、瓜尔胶25份、淀粉醚20份，将它们混合搅拌均匀即可。

发泡剂的制备：以重量份数计，动植物蛋白45份，十二烷基硫酸钠60份，并加入适量的稳泡剂，将它们混合搅拌均匀得到混合物，再将混合物与水以重量比为1：250混合，搅拌均匀即制备得到发泡剂。

外加剂：将聚羧酸高性能减水剂与水以重量比为1:9混合，搅拌均匀即可。

泡沫混凝土的制备(以制备1立方米料浆为例)：将水泥350kg，粉煤灰350kg，河沙、矿渣150kg，水300kg混合得到水泥砂浆，经搅拌机混合搅拌60s，然后加入悬浮剂100g，外加剂3kg，铝粉460g，再搅拌60秒得到料浆，然后在料浆中注入通过发泡机抽取发泡剂溶液所产生的泡沫60s(约所需发泡剂21kg)，然后再搅拌60s使其均匀混合后，将料浆浇注入模，入模高度约为模具高度的三分之二，约一小时后将膨胀至模具顶部，静置5h左右提模切割，切割后不回浆，无粘连。可切割成各种规格的砌块砖，最后经过最长28天的自然养护期后切取模块样品检测。

通过目测手感：无裂痕、切割面平整光滑、韧性好、无断裂；孔径1～2毫米，气孔大小基本一致，分布均匀，独立孔状；

称重计算：每立方泡沫混凝土干容重为800kg；

压力强度测试：通过压力强度测试机试压结果为5.0兆帕左右，超过行业标准为(干密度等级A08强度1.8～3.0兆帕)的强度。

对比例1

悬浮剂的制备：以重量份数计，羟丙基甲基纤维素40份、凹凸粉10份、瓜尔胶25份、淀粉醚25份，将它们混合搅拌均匀即可。

外加剂：将聚羧酸高性能减水剂与水以重量比为1:7混合，搅拌均匀即可。

泡沫混凝土的制备(以制备1立方米料浆为例)：将250kg水泥，粉煤灰250k，河沙和矿渣总计220kg，水230kg，悬浮剂120g，外加剂3kg，铝粉700g，搅拌120s得到料浆，浇注入模，入模高度约为模具的二分子一，待料浆膨胀完全，静置3h之后提模，提摸前发觉有轻微下塌现象，切割后无回浆，无粘连，切割面平整光滑，经最长28天自然养护期后检测。

有轻微裂痕，脆性，易断，孔径2毫米左右，有轻微贯穿孔，干容重700公斤，试压强度2.7兆帕左右。

通过目测手感：有轻微裂痕，脆性，易断，孔径2毫米左右，有轻微贯穿孔

称重计算：每立方泡沫混凝土干容重为700kg；

压力强度测试：通过压力强度测试机试压结果为2.7兆帕左右。

对比例2

发泡剂的制备：以重量份数计，动植物蛋白40份，十二烷基硫酸钠60份，并加入适量的稳泡剂，将它们混合搅拌均匀得到混合物，再将混合物与水以重量比为1：250混合，搅拌均匀即制备得到发泡剂。

外加剂：将聚羧酸高性能减水剂与水以重量比为1:7混合，搅拌均匀即可。

泡沫混凝土的制备(以制备1立方米料浆为例)：将250kg水泥，粉煤灰250kg，河沙220kg，水230kg，外加剂3kg混匀，注入通过发泡机抽取发泡剂溶液所产生的泡沫210s(约所需发泡剂70kg)，然后再搅拌120s使其均匀混合后，将料浆浇注入模至溢满模具，该发泡方法制备得到泡沫混凝土表面平整无下塌，凝结慢，约5至10小时后提模切割，切割后有回浆，有粘连，不易搬动，且切割表面不光滑，最后经过最长28天的自然养护期后切取模块样品检测。

通过目测手感：无裂痕，韧性好，不易断，孔径1毫米左右，独立孔状，表面不平整，不光滑；

称重计算：每立方泡沫混凝土干容重为700kg；

压力强度测试：通过压力强度测试机试压结果为2.5兆帕左右。

Claims (10)

1.一种泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将水泥、粉煤灰、填料混匀，加水搅拌得到水泥砂浆；

(2)将铝粉、悬浮剂、外加剂加入到所述水泥砂浆中，搅拌混匀得到料浆；

(3)将发泡剂进行发泡，将其产生的泡沫加入到所述料浆中，搅拌混匀。

2.如权利要求1所述的泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，所述填料为河沙、山砂、石粉、矿粉或废渣粉中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中水泥、粉煤灰、填料、水的重量比为1～2:1～3:1～3:1～3。

4.如权利要求1所述的泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，所述悬浮剂包括以下按重量份计的组分：羟丙基甲基纤维素35～45份、瓜尔豆胶20～30份、凹凸棒粉8～15份和淀粉醚20～30份。

5.如权利要求1所述的泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，所述外加剂为聚羧酸高性能减水剂。

6.如权利要求1所述的泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，所述发泡剂包括以下按重量份计的组分：动植物蛋白35～45份、十二烷基磺酸钠50～65份。

7.如权利要求1所述的泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中每立方米所述水泥砂浆中添加铝粉400～600g、悬浮剂80～100g、外加剂2.5～3.3kg。

8.如权利要求1所述的泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中每立方米所述料浆使用发泡剂的量为20～45kg。

9.如权利要求1所述的泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中将所述泡沫加入到所述料浆中，搅拌混匀之后进行浇注入模，在所述浇注入模时，所述料浆的注料高度与模具高度的高度比为1～3:2～5。

10.一种利用权利要求1～9任一所述的制备方法制备得到的泡沫混凝土。