CN105152598B

CN105152598B - 一种网架型陶粒泡沫混凝土及其制备方法

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Publication number: CN105152598B
Application number: CN201510490064.9A
Authority: CN
Inventors: 徐海军; 林春
Original assignee: Guangzhou Institute of Building Science Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Institute of Building Science Co Ltd
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2035-08-11
Also published as: CN105152598A

Abstract

本发明提供一种网架型陶粒泡沫混凝土及其制备方法，网架型陶粒泡沫混凝土为泡沫填充材料填充于陶粒网架结构材料中经养护制得，所述陶粒网架结构材料包括在网架型陶粒泡沫混凝土配方中所占质量百分比如下的各组分：胶凝材料7％～18％、陶粒40％～60％、细集料3％～15％、减水剂0～0.3％、水3％～10％；所述泡沫填充材料包括在网架型陶粒泡沫混凝土配方中所占质量百分比如下的各组分：胶凝材料10％～20％、激发剂0.05％～5％、发泡剂0.02％～0.3％、减水剂0～0.3％、水5％～12％。本发明提供的网架型陶粒泡沫混凝土同时具有较高的承重能力和良好的保温隔热性能。

Description

一种网架型陶粒泡沫混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域的一种新型墙体材料，尤其涉及一种网架型陶粒泡沫混凝土及其制备方法。

背景技术

近几年，随着墙体材料的不断发展，在社会上出现的以节能保温为目的的功能型墙体材料越来越多，其中应用较多的有：泡沫混凝土、聚苯乙烯泡沫板(EPS板)、凝土空心砌块、陶粒砌块、烧结多孔砖等。保温墙体材料，按材质分类主要可分为有机保温墙材与无机保温墙材；按用途分类主要可分为保温墙材与结构保温墙材。

有机保温墙材一般具有较低的密度和良好的保温隔热性能，但抗压强度较低，因此只能用于外墙保温材料，不具备结构承重能力。此外，有机保温墙材的耐火性能差，不适于用于有防火等级要求的建筑。

无机保温墙材根据抗压强度的高低，分为保温型与结构保温型。保温型墙材一般密度较小，孔隙率较大，具有良好的保温隔热性能，但抗压强度低，不具备结构承重能力；结构保温型墙材，一般密度较大，孔隙率较低，具有较高的抗压强度，具备一定的结构承重能力，但保温隔热性能较差。

为了解决泡沫混凝承压能力差，体积稳定性差的缺点，有些专利提出了在配方中加入陶粒，这在一定程度上提高了泡沫混凝土的体积稳定性，但未能将泡沫混凝土优良的保温性能与陶粒混凝土较高的承重能力完美的结合起来。

现有的泡沫混凝土的制备工艺是先将胶凝材料加水搅拌为浆体，再与泡沫混合成新拌泡沫混凝土浆体，最后与陶粒混合成为陶粒泡沫混凝土。一方面，由于陶粒的吸水特性，使得泡沫混凝土中的泡沫在与陶粒混合的过程中大量破碎，制备出的陶粒泡沫混凝土的保温隔热性能较差；另一方面，由于陶粒被泡沫混凝土包裹，陶粒之间未能搭接形成较强的网架支撑结构，因此，制备获得的陶粒混凝土抗压强度较低。比如申请号为CN201410624280.3的中国发明专利申请中公开了一种大掺量粉煤灰陶粒泡沫混凝土的制备工艺，其是将胶凝材料、陶粒轻集料、激发剂、纤维放入搅拌机中搅拌均匀，同时将发泡剂与部分水在发泡机内形成的粒径为50～1000μm的泡沫，将剩余的水和减水剂加入搅拌机与粉料搅拌均匀形成浆料，再将泡沫加入浆料内搅拌均匀之后浇筑到模具中成型，脱模后制得密度为300～800kg/m³的陶粒泡沫混凝土。该混凝土在不蒸压养护的条件下，7天抗压强度可达5MPa，导热系数0.15W/(m·k)。该专利申请制得的混凝土的强度仍然过低，并不适宜用于承重结构。

发明内容

本发明为弥补现有技术的不足，提供一种同时具有较高的承重能力和良好的保温隔热性能的结构保温墙体材料——网架型陶粒泡沫混凝土，同时提供其制备方法。

本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：

一种网架型陶粒泡沫混凝土，所述网架型陶粒泡沫混凝土为泡沫填充材料填充于陶粒网架结构材料中经养护制得，网架型陶粒泡沫混凝土的配方包括陶粒网架结构材料和泡沫填充材料两个部分，其中，所述陶粒网架结构材料包括在网架型陶粒泡沫混凝土配方中所占质量百分比如下的各组分：胶凝材料7％～18％、陶粒40％～60％、细集料3％～15％、减水剂0～0.3％、水3％～10％；所述泡沫填充材料包括在网架型陶粒泡沫混凝土配方中所占质量百分比如下的各组分：胶凝材料10％～20％、激发剂0.05％～5％、发泡剂0.02％～0.3％、减水剂0～0.3％、水5％～12％。

进一步的，所述胶凝材料选自水泥、矿渣粉、粉煤灰、硅灰、生石灰粉、陶瓷抛光粉中的至少一种。

优选的，所述陶粒为密度大于300kg/m³的普通陶粒。密度小于300kg/m³的陶粒属于特轻密度陶粒，它的保温隔热性能优异，但价格较高，强度较差，一般用于生产特轻保温隔热混凝土，不适合用于有承重要求的墙体结构；选用密度大于300kg/m³的陶粒，一方面降低了产品的原材料成本，另一方面还可以提高产品的抗压强度，使其适用于有承重要求的墙体结构。

优选的，所述细集料为细度模数在1.6～2.8之间的细砂或中砂。选用细度模数在1.6～2.8范围内的细砂或中砂，可以改善陶粒混凝土拌合物的流动性，便于混凝土网架结构的成型。

优选的，所述减水剂选自聚羧酸减水剂、木质素减水剂、脂肪族高效减水剂、萘系减水剂中的至少一种。

进一步的，所述激发剂选自氯化钙、氯化钠、硝酸钠、硝酸钙、硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钠、硅酸钾中的至少一种。

进一步的，所述发泡剂选自阴离子表面活性剂(例如十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等)、松香型发泡剂(例如松香皂、松香热聚物等)、蛋白型发泡剂、铝粉、双氧水中的至少一种。

本发明第二方面提供一种制备如上文所述的网架型陶粒泡沫混凝土的方法，包括如下步骤，

1)制备陶粒网架结构材料，称取在网架型陶粒泡沫混凝土配方中所占质量百分比如下的各组分：胶凝材料7％～18％、陶粒40％～60％、细集料3％～15％、减水剂0～0.3％、水3％～10％；将所称取的各组分混合均匀得拌合物，将拌合物装入模具中形成陶粒网架结构材料；

2)制备泡沫填充材料，称取在网架型陶粒泡沫混凝土配方中所占质量百分比如下的各组分：胶凝材料10％～20％、激发剂0.05％～5％、发泡剂0.02％～0.3％、减水剂0～0.3％、水5％～12％；将步骤2)称取的各组分混匀制成泡沫填充材料；

3)将所制得的泡沫填充材料缓缓倒入步骤1)的模具中，使泡沫填充材料均匀填充于陶粒网架结构材料的空隙中，之后在空气中进行养护。

优选的，步骤3)为在20±5℃的空气中养护。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

本发明制得的网架型陶粒泡沫混凝土具有良好的结构承重能力，其7天抗压强度可达10.7MPa以上，同时还具有良好的保温隔热性能。该墙体材料以陶粒形成网络骨架，以泡沫混凝土为填充材料，填充于网架之间的空隙，从而使材料获得较高的抗压强度的同时，拥有良好的保温隔热功能。

本发明提供的制备方法在制备网架型陶粒泡沫混凝土时，一方面使得陶粒颗粒之间相互搭接形成了具有良好抗压能力的网架支撑结构；另一方面，由于陶粒被胶凝材料浆体包裹，陶粒的吸水特性被削弱，因此，泡沫混凝土中的泡沫不会被破坏，从而提高了混凝土的保温隔热性能。在制备过程中，陶粒与部分胶凝材料等组分加水混匀形成陶粒网架结构材料；发泡剂与部分胶凝材料等组分加水混匀，形成泡沫填充材料，填充于陶粒形成的网架结构的空隙。这两种材料复合形成具有较高强度和良好保温隔热性能的网架型陶粒混凝土。本发明制备的网架型陶粒混凝土具有抗压强度高、保温隔热性及耐火性能良好的特点，可以广泛应用于各类建筑的围护结构，并具有较高的结构承重能力。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种网架型陶粒泡沫混凝土，其配方包括A(为陶粒网架结构材料原料组成)、B(为泡沫填充材料原料组成)两部分，A、B两部分的各原材料组成及在配方中所占的质量百分比如下：

A、陶粒网架结构	B、泡沫填充材料
		11.0％水泥	17.0％水泥

51.2％陶粒	0.11％硅酸钠
		3.7％细集料	0.19％双氧水
6.6％水	10.2％水

在本实施例中，水泥具体为P·O 42.5R普通硅酸盐水泥；陶粒的密度为450kg/m³；细集料的细度模数为2.0；硅酸钠为工业纯；双氧水为工业纯。

本实施例按照如下步骤制备网架型陶粒泡沫混凝土：

1、将上述A组分原材料加入搅拌机，搅拌3min，使各组分均匀的混合在一起，陶粒表面均匀的包裹着一层胶凝材料浆体，然后将拌合物倒出，均匀的装入立方体模具中，得陶粒网架结构材料。

2、将上述B组分原材料加入搅拌机，搅拌2min，使各组分均匀的混合，得泡沫填充材料。

3、将第2步制得的泡沫填充材料缓缓倒入第1步所述的模具中，使泡沫填充材料均匀的填充于陶粒形成的网络骨架中。

4、将试件在(20±5)℃的空气中静停2h，待泡沫填充材料充分填充陶粒形成的网络骨架的空隙，发气高度超过模具表面后，刮去超出模具表面的泡沫，将试件继续在(20±5)℃的空气中养护2h后拆模，所得试件即为网架型陶粒泡沫混凝土。

经检测，本实施例中制备的网架型陶粒泡沫混凝土的干表观密度为1420kg/m³，7天抗压强度为15.6MPa，导热系数为0.10W/(m·K)。

实施例2

A、陶粒网架结构	B、泡沫填充材料
		10.0％水泥	15.0％水泥
5.0％粉煤灰	5％粉煤灰
		40.3％陶粒	0.05％氯化钙
6.7％细集料	0.15％动物蛋白
		7.8％水	10.0％水

在本实施例中，水泥具体为P·O 42.5R普通硅酸盐水泥；粉煤灰具体为C类Ⅱ级粉煤灰；陶粒的密度350kg/m³；细集料的细度模数为2.5；氯化钙为工业纯；动物蛋白为合肥立创节能建材开发有限公司生产的LC-Ⅲ型动物蛋白发泡剂。

本实施例按照如下步骤制备网架型陶粒泡沫混凝土：

2、将上述B组分原材料中的动物蛋白加水稀释后，加入泡沫发生器中，制备出平均孔径(300～500)μm泡沫；将上述B组分中剩余的材料加入搅拌机中，搅拌2min，使各组分混合均匀成浆体；将制成的泡沫与浆体一起加入搅拌机中，搅拌2min，使B组分各原材料混合均匀并形成均匀的泡沫浆体，即泡沫填充材料。

3、将泡沫填充材料缓缓倒入第1步所述的模具中，使泡沫填充材料均匀的填充于陶粒形成的网络骨架中，刮去表面多余泡沫填充物。

4、将试件在(20±5)℃的空气中养护6h后拆模，所得试件即为网架型陶粒泡沫混凝土。

经检测，本实施例中制备的网架型陶粒泡沫混凝土的干表观密度为980kg/m³，7天抗压强度为10.7MPa，导热系数为0.12W/(m·K)。

实施例3

A、陶粒网架结构	B、泡沫填充材料
		10.0％水泥	7.8％水泥
8.0％粉煤灰	8.0％矿渣粉
		43.3％陶粒	3.0％生石灰
6.1％细集料	0.10％氢氧化钠
		0.03％聚羧酸减水剂	0.05％铝粉
5.3％水	0.02％聚羧酸减水剂
		/	8.3％水

在本实施例中，水泥具体为P·Ⅱ42.5R硅酸盐水泥；粉煤灰具体为F类Ⅱ级粉煤灰；矿渣粉具体为S95矿渣粉；生石灰具体为CL 90-QP生石灰粉；陶粒密度为600kg/m³；细集料的细度模数为1.8；氢氧化钠为工业纯；聚羧酸减水剂为广州市建筑科学研究院有限公司生产的WIN-102型聚羧酸减水剂；铝粉为“银泉”牌发气铝粉。

本实施例按照如下步骤制备网架型陶粒泡沫混凝土：

1、将上述A组分原材料加入搅拌机，搅拌3min使各组分均匀的混合在一起，陶粒表面均匀的包裹着一层胶凝材料浆体，将拌合物倒出，均匀的装入立方体模具中，得陶粒网架结构材料。

4、将试件在(20±5)℃的空气中静停2h，待泡沫填充材料充分填充陶粒形成的网络骨架的空隙，发气高度超过模具表面后，刮去超出模具表面的泡沫，将试件继续在(20±5)℃的空气中养护6h后拆模，所得试件即为网架型陶粒泡沫混凝土。

经检测，本实施例中制备的网架型陶粒泡沫混凝土的干表观密度为1260kg/m³，7天抗压强度为20.7MPa，导热系数为0.15W/(m·K)。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种网架型陶粒泡沫混凝土，其特征在于，所述网架型陶粒泡沫混凝土为泡沫填充材料填充于陶粒网架结构材料的空隙中经养护制得，其中，所述陶粒网架结构材料包括在网架型陶粒泡沫混凝土配方中所占质量百分比如下的各组分：胶凝材料7％～18％、陶粒40％～60％、细集料3％～15％、减水剂0～0.3％、水3％～10％；所述细集料的细度模数为1.6～2.8，所述陶粒其密度大于300kg/m³；

所述泡沫填充材料包括在网架型陶粒泡沫混凝土配方中所占质量百分比如下的各组分：胶凝材料10％～20％、激发剂0.05％～5％、发泡剂0.02％～0.3％、减水剂0～0.3％、水5％～12％。

2.根据权利要求1所述的网架型陶粒泡沫混凝土，其特征在于，所述胶凝材料选自水泥、矿渣粉、粉煤灰、硅灰、生石灰粉、陶瓷抛光粉中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的网架型陶粒泡沫混凝土，其特征在于，所述减水剂选自聚羧酸减水剂、木质素减水剂、脂肪族高效减水剂、萘系减水剂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的网架型陶粒泡沫混凝土，其特征在于，所述激发剂选自氯化钙、氯化钠、硝酸钠、硝酸钙、硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钠、硅酸钾中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的网架型陶粒泡沫混凝土，其特征在于，所述发泡剂选自阴离子表面活性剂、松香型发泡剂、蛋白型发泡剂、铝粉、双氧水中的至少一种。

6.一种制备如权利要求1～5任一项所述的网架型陶粒泡沫混凝土的方法，其特征在于，包括如下步骤，

3)将所制得的泡沫填充材料倒入步骤1)的模具中，使泡沫填充材料填充于陶粒网架结构材料的空隙中，之后在空气中养护。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤3)为在20±5℃的空气中养护。