CN104744069A

CN104744069A - 一种泡沫混凝土材料及其制备方法

Info

Publication number: CN104744069A
Application number: CN201510131274.9A
Authority: CN
Inventors: 方从启; 李驰
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2015-07-01

Abstract

本发明涉及一种泡沫混凝土材料及其制备方法，包括固体部分和发泡剂泡沫，所述的固体部分按重量百分比为：磷酸二氢铵7.5-30％、氧化镁粉末2.45-9.8％、粉煤灰60-90％、调凝材料0.05-0.2％，所述的发泡剂泡沫的体积量是所述固体部分体积总量的50-80倍，所述的发泡剂泡沫为发泡剂与水质量比为1:40的发泡剂水溶液发泡制得。本发明有利于环保，且具有优异的保温性能，是具有优异保温效果的轻质绝热材料，可直接用于屋面、地暖工程和垫层等需要保温效果的非承重结构。本发明所提供的泡沫混凝土可以现场直接浇注，无特殊的养护条件和施工工艺的要求。

Description

一种泡沫混凝土材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑工程技术领域的混凝土，具体地，涉及一种泡沫混凝土材料及其制备方法。

背景技术

建筑节能已成为现代建筑的一个新的课题。作为建筑的非承重部位的屋面结构、地暖工程和垫层等，人们更多地倾向于采用一种新型泡沫混凝土材料。泡沫混凝土系用水泥或加入混合材料与水制成的浆再与以泡沫剂制成的泡沫拌合后硬化而成的多孔轻质材料，具有质轻、保温性能好、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：CN03104729.7，专利名称：一种高强度轻质混凝土及其制造方法，该专利采用复合胶凝材料和多种外加剂及纤维复合的方法，制备出强度达到15-30MPa的高强多孔混凝土。又如中国专利公开号：CN200810021256.5，专利名称：高性能加气混凝土及其生产方法，该专利提出采用粉煤灰、石灰、水泥、脱硫石膏和铝粉膏等作为原材料，采用特殊的工艺制备出低收缩率的高性能多孔混凝土。此外，中国专利公开号：CN 200610085717.6，专利名称：一种加气混凝土，该专利通过采用一定比例的双氧水液体作为打浆剂和发气剂以取代铝粉而降低成本。

然而，从目前出现的各类多孔混凝土，采用的胶凝材料基本都是硅酸盐水泥，同时都采用了特定的引气剂或加气剂以实现混凝土内部的多孔性，这样在一定程度上增大了多孔混凝土的成本；性能上存在着干缩率比较大，早期强度偏低以及耐久性偏差等缺陷。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的就是而提供一种质量轻、保温隔热性能良好，价格低廉可用于建筑非承重部位的屋面、地暖工程和垫层等结构部位的泡沫混凝土材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明提供一种泡沫混凝土材料，包括固体部分和发泡剂泡沫，所述的发泡剂泡沫的体积量是所述固体部分体积总量的50-80倍，其中：

所述的固体部分的成分按重量百分含量分别为：磷酸二氢铵7.5-30％、氧化镁粉末2.45-9.8％、粉煤灰60-90％、调凝材料0.05-0.2％；

所述的发泡剂泡沫为发泡剂与水质量比为1:20～1:45的发泡剂水溶液发泡制得。

作为一个优选方式，所述的磷酸二氢铵为粉末状晶体，其颗粒粒径宜小于100μm。

作为一个优选方式，所述的氧化镁为过烧氧化镁，其纯度大于80％，颗粒粒径范围为2μm-100μm。

作为一个优选方式，所述粉煤灰粉末可以选用II级粉煤灰、III级粉煤灰和高钙粉煤灰其中一种，均为现有的成熟产品。

作为一个优选方式，所述的调凝材料可以选用硼酸、硼砂、柠檬酸，优先选用硼砂粉末。

作为一个优选方式，所述的发泡剂采用植物性蛋白发泡剂。

作为一个优选方式，所述的发泡剂泡沫为发泡剂与水质量比为1:30～1:40的发泡剂水溶液发泡制得。

本发明还提供上述泡沫混凝土材料的制备方法，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1:20～1:45配制发泡剂水溶液；

(2)泡沫混凝土材料的制备：按质量百分含量称取固体部分的成分：磷酸二氢铵7.5-30％、氧化镁粉末2.45-9.8％、粉煤灰60-90％、调凝材料0.05-0.2％，混合并搅拌均匀，将发泡剂水溶液生成泡沫，按所述发泡剂泡沫的体积量为所述固体部分体积总量的50-80倍取发泡剂泡沫，将所述发泡剂泡沫与所述固体部分搅拌混合得到料浆；将该料浆浇注入模具中成型，固化后脱模、切割成所需尺寸的轻质混凝土制品。

作为一个优选方式，所述的料浆直接浇注入建筑物之屋顶层楼面，固化后成为轻质泡沫混凝土屋顶绝热板。

作为一个优选方式，所述的料浆直接浇注入建筑物地暖工程，固化后成为轻质泡沫混凝土地暖工程材料。

作为一个优选方式，所述的料浆浇注入建筑垫层，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，固化后成为外墙外保温系统的保温层。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明打破了轻质泡沫混凝土只能在工厂中生产浇注和需要特定的生产设备和工艺要求的限制，可以在任何条件和环境下浇注施工，产品的形式可包括砌块、墙板预制件、屋顶绝热板等。本发明的轻质泡沫混凝土具有快速脱模(脱模时间可在30分钟内完成)、高强、硬度大、孔隙分布均匀，耐高温、不变形、不收缩和良好的耐久性等优异的性能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为磷酸二氢铵SEM图；

图2为氧化镁SEM图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

下述实施例采用的原材料中：

所述的磷酸二氢铵为粉末状晶体，其颗粒粒径宜小于100μm。如图1所示。

所述的氧化镁为过烧氧化镁，其纯度大于80％，颗粒粒径范围为2μm-100μm。如图2所示。

所述粉煤灰粉末可以选用II级粉煤灰、III级粉煤灰和高钙粉煤灰其中一种，均为现有的成熟产品。

所述的调凝材料可以选用硼酸、硼砂、柠檬酸，优先选用硼砂粉末。

所述的发泡剂采用植物性蛋白发泡剂。

实施例1

按质量比称取磷酸二氢铵7.5％，氧化镁2.45％，III级粉煤灰90％，硼砂0.05％，放入搅拌机中充分搅拌，加入干粉重量的30％的水搅拌2分钟形成均匀可流动的料浆；将发泡剂与水按1:45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部分体积总量的50倍加入并搅拌均匀，将均匀的料浆浇注入模具中成型，30分钟固化后脱模并切割成所需的尺寸。然后置于室温下养护28天即制成轻质泡沫混凝土砌块。该轻质泡沫混凝土砌块，按照GB/T11968-1997《蒸压加气混凝土砌块》标准进行测量，轻量约为500kg/m³，强度约为2.5MPa，干缩值为0.25mm/m，导热系数为0.10W/m·k。符合相关标准。

实施例2

按质量比称取磷酸二氢铵30％，氧化镁9.8％，III级粉煤灰60％，硼酸0.2％，放入搅拌机中充分搅拌，加入干粉重量的45％的水搅拌3分钟形成均匀可流动的料浆；将发泡剂与水按1:30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部分体积总量的80倍加入并搅拌均匀，将料浆直接浇注入建筑物之屋顶层楼面，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

按质量比称取磷酸二氢铵18.75％，氧化镁6.125％，III级粉煤灰75％，硼砂0.125％，放入搅拌机中充分搅拌，加入干粉重量的25％的水搅拌2分钟形成均匀可流动的料浆；将发泡剂与水按1:40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部分体积总量的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4

按质量比称取磷酸二氢铵15％，氧化镁4.9％，III级粉煤灰80％，硼砂0.1％，放入搅拌机中充分搅拌，加入干粉重量的50％的水搅拌3分钟形成均匀可流动的料浆；将发泡剂与水按1:20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部分体积总量的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。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种泡沫混凝土材料，其特征在于，包括固体部分和发泡剂泡沫，所述的发泡剂泡沫的体积量是所述固体部分体积总量的50-80倍，其中：

2.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土材料，其特征在于，所述的磷酸二氢铵为粉末状晶体，其颗粒粒径小于100μm。

3.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土材料，其特征在于，所述的氧化镁为过烧氧化镁，其纯度大于80％，颗粒粒径范围为2μm-100μm。

4.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土材料，其特征在于，所述粉煤灰粉末选用II级粉煤灰、III级粉煤灰和高钙粉煤灰其中一种。

5.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土材料，其特征在于，所述的调凝材料选用硼酸、硼砂、柠檬酸中任一种。

6.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土材料，其特征在于，所述的发泡剂采用植物性蛋白发泡剂。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种泡沫混凝土材料，其特征在于，所述的发泡剂泡沫为发泡剂与水质量比为1:30～1:40的发泡剂水溶液发泡制得。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的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：

(2)泡沫混凝土材料的制备：按质量百分比称取固体部分：磷酸二氢铵7.5-30％、氧化镁粉末2.45-9.8％、粉煤灰60-90％、调凝材料0.05-0.2％，混合并搅拌均匀，将发泡剂水溶液生成泡沫，按所述发泡剂泡沫的体积量为所述固体部分体积总量的50-80倍取发泡剂泡沫，将所述发泡剂泡沫与所述固体部分搅拌混合得到料浆；将该料浆浇注入模具中成型，固化后脱模、切割成所需尺寸的轻质混凝土制品。

9.根据权利要求8所述的一种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屋顶层楼面，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，固化后成为轻质泡沫混凝土地暖工程材料。

10.根据权利要求8所述的一种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，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，固化后成为外墙外保温系统的保温层。