CN105418038B - 一种稳定抗压泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稳定抗压泡沫混凝土，包括的组分为：水泥、矿石粉、粉煤灰和水，还包括以下组分：泡沫材料和粘结剂；各组分的质量份数为：水泥160～280份，矿石粉60～140份，粉煤灰60～180份，水120～210份，泡沫材料110～180份，粘结剂12～25份，起泡剂10～20份，分散剂10～20份。其具有良好且稳定的抗压强度。

Description

一种稳定抗压泡沫混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，更具体地说，它涉及一种稳定抗压泡沫混凝土及其制备方法。

背景技术

近年来，国内对节能环保与保护环境的要求不断提高，住宅建设的节能工作不断深入，节能标准不断提高，引进开发了许多新型的节能技术和材料，在住宅建筑中大力推广使用。泡沫混凝土作为一种利废、环保、节能、防火、低廉的新型节能材料，其拥有特殊的多孔结构，优良的保温性能。泡沫混凝土的生产可大量利用粉煤灰、矿渣、石粉等工业废料，减少了废品的排放，可有效改善生态条件，保护生态环境，其经济效益和社会效益都十分显著。然而，泡沫混凝土普遍存在抗压强度偏低的缺陷，影响了其广泛地应用和推广。

现有申请号为201010264056.X的中国专利(对比文件1)公开了一种泡沫混凝土及制备方法，它包括水泥、矿石粉、粉煤灰、水、防水剂、纤维、辅料和发泡剂，该泡沫混凝土的抗压强度在0.3～4MPa之间；申请号为201210561385.X的中国专利(对比文件2)公开了一种泡沫混凝土，它包括外掺料、胶结材料以及化学辅助剂，所述胶结材料包括水泥熟料、氧化钙和骨胶粉，该泡沫混凝土的平均抗压强度为5.2MPa。对比文件1中的泡沫混凝土的抗压强度不稳定，其中0.3MPa还未达到泡沫混凝土的最低强度等级，不利于投入施工；对比文件2中的泡沫混凝土虽然具有良好的抗压强度，但是还没有达到普通混凝土的强度等级，不利于其广泛地应用和推广。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种稳定抗压泡沫混凝土，其具有良好且稳定的抗压强度。

一种稳定抗压泡沫混凝土，包括的组分为：水泥、矿石粉、粉煤灰和水，还包括以下组分：泡沫材料和粘结剂；各组分的质量份数为：水泥160～280份，矿石粉60～140份，粉煤灰60～180份，水120～210份，泡沫材料110～180份，粘结剂12～25份，起泡剂10～20份，分散剂10～20份。

所述泡沫材料为石墨、陶瓷材料、烧结泡沫金属中的任意一种或两种以上的混合物。

所述起泡剂为烷基磺酸酯、羟烷基醚磺酸酯，烷基醚磺酸酯，羟烷基醚硫酸酯，α-烯烃磺酸酯，烷基苯磺酸酯，烷基醚硫酸酯，α-烯烃硫酸酯，烷基苯硫酸酯中的任意一种或两种以上的混合物。

所述粘结剂为防水粘结剂；所述水泥为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的至少一种；所述分散剂为烯丙基醚酯、烯丙基聚乙二醇、丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠中的一种。

所述矿石粉为工业尾矿粉、重钙粉、硅粉，熔渣，火山灰，木胶粉中的至少一种。

还包括煤矸石20～40份。

上述的稳定抗压泡沫混凝土的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：首先再泡沫材料中加入分散剂搅拌均匀，再使用粘结剂将泡沫材料的孔密封，最后晾干，得产物A；

步骤2：将煤矸石破碎、球磨并进行活化处理，得产物B

步骤3：将水泥、矿石粉、粉煤灰和起泡剂放入容器中，用搅拌器搅拌均匀后，再倒入步骤1所得的产物A和步骤2所得的产物B混合搅拌，搅拌均匀后，最后加入水进行搅拌均匀，摊铺至施工面，自然流平，待达到强度后，经养护后形成成形的稳定抗压泡沫混凝土。

所述步骤2为采用颚式破碎机对煤矸石进行破碎，然后将破碎后的煤矸石置于球磨机中球磨，得到煤矸石粉；将煤矸石粉置于马弗炉中，在温度为700℃～900℃的条件下保温2h～3h进行活化处理，自然冷却后得到活化后的煤矸石粉即产物B。

还包括八甲基多面体低聚倍半硅氧烷20～40份和玻璃纤维20～40份。

上述的稳定抗压泡沫混凝土的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：首先再泡沫材料中加入分散剂搅拌均匀，再使用粘结剂将泡沫材料的孔密封，最后晾干，得产物A；

步骤2：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，聚氨酯作为成膜剂，将玻璃纤维加入乙醇中，混合搅拌，超声10min，120℃下烘干4h，得到经过表面处理的E-玻璃纤维，然后将E-玻璃纤维和八甲基多面体低聚倍半硅氧烷混合，低速搅拌，加入双螺杆挤出机熔融共混造粒，得产物B；

步骤3：采用颚式破碎机对煤矸石进行破碎，然后将破碎后的煤矸石置于球磨机中球磨，得到煤矸石粉；将煤矸石粉置于马弗炉中，在温度为700℃～900℃的条件下保温2h～3h进行活化处理，自然冷却后得到活化后的煤矸石粉即产物C；

步骤4：将水泥、矿石粉、粉煤灰和起泡剂放入容器中，用搅拌器搅拌均匀后，再倒入步骤1所得的产物A、步骤2所得的产物B和步骤3所得的产物C混合搅拌，搅拌均匀后，最后加入水进行搅拌均匀，摊铺至施工面，自然流平，待达到强度后，经养护后形成成形的稳定抗压泡沫混凝土。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.本发明所制作出的泡沫混凝土保留了传统泡沫混凝土的利废、环保、节能、防火、低廉的优点，还增加了传统泡沫混凝土所不具备的优点：良好且稳定的抗压强度。

2.本发明为泡沫混凝土的制备提供了一个新的思路，本发明采用石墨、陶瓷材料或烧结泡沫金属等作为泡沫材料，来替代传统泡沫混凝土中的空隙。

3.石墨、陶瓷材料、烧结泡沫金属等泡沫材料一般都具有良好的导热性能，不利于泡沫混凝土的保温性能，但是通过防水粘结剂将泡沫混凝土的表面的空隙进行粘结，防止其导热，进而增加了本发明的保温性能。

4.先使用分散剂将泡沫材料进行分散，防止由于泡沫材料直接使用粘结剂进行孔密封而导致泡沫材料的颗粒比较大、甚至粘成一坨，进而防止了所制得的稳定抗压泡沫混凝土不均匀、抗压强度低等情况的发生。

5.采用煤矸石在高温下活化后加入发泡剂等配制而成，能够提高其附加利用值和减少环境污染，制得的泡沫混凝土抗压强度高，符合建筑材料要求。

6.E-玻璃纤维与八甲基多面体低聚倍半硅氧烷互相配合，其中E-玻璃纤维表面有更多氨基，与含有环氧基的八甲基多面体低聚倍半硅氧烷(poss)发生反应，纳米级的poss和玻璃纤维发生嵌连，相当于具有点状结构的八甲基多面体低聚倍半硅氧烷将粗线结构的E-玻璃纤维包裹住，可大大提高阻燃性和抗压强度。

具体实施方式

实施例一：

采用硅酸盐水泥160Kg、工业尾矿粉60Kg、粉煤粉60Kg、水120Kg、石墨110Kg、煤矸石20Kg、粘结剂12Kg，起泡剂10Kg，分散剂10Kg；

所述粘结剂为防水粘结剂；所述起泡剂为烷基磺酸酯；所述分散剂为烯丙基醚酯；

制作的稳定抗压泡沫混凝土的样品一。

实施例二：

采用硫铝酸盐水泥280Kg、重钙粉140Kg、粉煤粉180Kg、水210Kg、陶瓷材料180Kg、煤矸石40Kg、粘结剂25Kg、起泡剂20Kg，分散剂18Kg；

所述粘结剂为防水粘结剂；所述起泡剂为羟烷基醚磺酸酯；所述分散剂为烯丙基聚乙二醇；制作的稳定抗压泡沫混凝土的样品二。

实施例三：

采用硅酸盐水泥180Kg、工业尾矿粉70Kg、粉煤粉80Kg、水140Kg、烧结泡沫金属120Kg、煤矸石25Kg、粘结剂14Kg、起泡剂12Kg，分散剂12Kg；

所述粘结剂为防水粘结剂；所述起泡剂为烷基醚磺酸酯；所述分散剂为丙烯酰胺；

制作的稳定抗压泡沫混凝土的样品三。

实施例四：

采用硅酸盐水泥260Kg、工业尾矿粉130Kg、粉煤粉170Kg、水200Kg、石墨70Kg、陶瓷材料100Kg、煤矸石35Kg、粘结剂22Kg，起泡剂18Kg，分散剂18Kg；

所述粘结剂为防水粘结剂；所述起泡剂为α-烯烃磺酸酯；所述分散剂为甲基丙烯磺酸钠；

制作的稳定抗压泡沫混凝土的样品四。

实施例五：

采用硅酸盐水泥220Kg、工业尾矿粉100Kg、粉煤粉120Kg、水160Kg、石墨75Kg、烧结泡沫金属85Kg、煤矸石30Kg、粘结剂18Kg，起泡剂15Kg，分散剂15Kg，

所述粘结剂为防水粘结剂；所述起泡剂为烷基苯磺酸酯；所述分散剂为烯丙基醚酯；

制作的稳定抗压泡沫混凝土的样品五。

实施例一至五的制备方法如下:

步骤1：首先再泡沫材料中加入分散剂搅拌均匀，再使用粘结剂将泡沫材料的孔密封，最后晾干，得产物A；

步骤2：将煤矸石破碎、球磨并进行活化处理，得产物B；

步骤3：将水泥、矿石粉、粉煤灰和起泡剂放入容器中，用搅拌器搅拌均匀后，再倒入步骤1所得的产物A和步骤2所得的产物B混合搅拌，搅拌均匀后，最后加入水进行搅拌均匀，摊铺至施工面，自然流平，待达到强度后，经养护后形成成形的稳定抗压泡沫混凝土。

所述步骤2为采用颚式破碎机对煤矸石进行破碎，然后将破碎后的煤矸石置于球磨机中球磨，得到煤矸石粉；将煤矸石粉置于马弗炉中，在温度为700℃～900℃的条件下保温2h～3h进行活化处理，自然冷却后得到活化后的煤矸石粉即产物B。

实施例六：

采用硅酸盐水泥160Kg、工业尾矿粉130Kg、粉煤粉120Kg、水150Kg、陶瓷材料75Kg、烧结泡沫金属100Kg、煤矸石30Kg、粘结剂15Kg，起泡剂18Kg，分散剂15Kg，八甲基多面体低聚倍半硅氧烷20Kg、玻璃纤维20Kg；

所述粘结剂为防水粘结剂；所述起泡剂为烷基磺酸酯和烷基苯磺酸酯按1：2混合；所述分散剂为烯丙基醚酯；

制作的稳定抗压泡沫混凝土的样品六。

实施例七：

采用硅酸盐水泥160Kg、工业尾矿粉130Kg、粉煤粉120Kg、水150Kg、石墨50Kg、陶瓷材料50Kg、烧结泡沫金属75Kg、煤矸石30Kg、粘结剂15Kg，起泡剂18Kg，分散剂15Kg，八甲基多面体低聚倍半硅氧烷40Kg、玻璃纤维40Kg；

所述粘结剂为防水粘结剂；所述起泡剂为烷基醚磺酸酯和烷基苯硫酸酯按1：4混合；所述分散剂为烯丙基醚酯；

制作的稳定抗压泡沫混凝土的样品七。

实施例八：

采用硅酸盐水泥220Kg、工业尾矿粉100Kg、粉煤粉120Kg、水160Kg、石墨75Kg、烧结泡沫金属85Kg、煤矸石30Kg、粘结剂18Kg，起泡剂15Kg，分散剂15Kg，八甲基多面体低聚倍半硅氧烷30Kg、玻璃纤维30Kg；

所述粘结剂为防水粘结剂；所述起泡剂为烷基醚磺酸酯、烷基醚硫酸酯、α-烯烃硫酸酯按1：2：1混合；所述分散剂为烯丙基醚酯；

制作的稳定抗压泡沫混凝土的样品八

实施例六至八的制备方法如下：

步骤1：首先再泡沫材料中加入分散剂搅拌均匀，再使用粘结剂将泡沫材料的孔密封，最后晾干，得产物A；

步骤2：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，聚氨酯作为成膜剂，将玻璃纤维加入乙醇中，混合搅拌，超声10min，120℃下烘干4h，得到经过表面处理的E-玻璃纤维，然后将E-玻璃纤维和八甲基多面体低聚倍半硅氧烷混合，低速搅拌，加入双螺杆挤出机熔融共混造粒，得产物B；

步骤3：采用颚式破碎机对煤矸石进行破碎，然后将破碎后的煤矸石置于球磨机中球磨，得到煤矸石粉；将煤矸石粉置于马弗炉中，在温度为700℃～900℃的条件下保温2h～3h进行活化处理，自然冷却后得到活化后的煤矸石粉即产物C。

步骤4：将水泥、矿石粉、粉煤灰和起泡剂放入容器中，用搅拌器搅拌均匀后，再倒入步骤1所得的产物A、步骤2所得的产物B和步骤3所得的产物C混合搅拌，搅拌均匀后，最后加入水进行搅拌均匀，摊铺至施工面，自然流平，待达到强度后，经养护后形成成形的稳定抗压泡沫混凝土。

对比例：

将硅酸盐水泥100Kg、重钙粉50Kg、粉煤粉60Kg、水70Kg放入容器中，用搅拌器搅拌均匀后，倒入双氧水13Kg混合搅拌，迅速摊铺至施工面，待自然流平，静置发泡完毕，经养护后形成成形传统的泡沫混凝土。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种稳定抗压泡沫混凝土，包括的组分为：水泥、矿石粉、粉煤灰和水，其特征在于，还包括以下组分：泡沫材料和粘结剂；各组分的质量份数为：水泥160～280份，矿石粉60～140份，粉煤灰60～180份，煤矸石20～40份，水120～210份，泡沫材料110～180份，粘结剂12～25份，起泡剂10～20份，分散剂10～20份；

所述泡沫材料为石墨、陶瓷材料、烧结泡沫金属中的一种或两种以上的混合物；

其制备步骤如下：

步骤1：首先在泡沫材料中加入分散剂搅拌均匀，再使用粘结剂将泡沫材料的孔密封，最后晾干，得产物A；

步骤2：将煤矸石破碎、球磨并进行活化处理，得产物B；

步骤3：将水泥、矿石粉、粉煤灰和起泡剂放入容器中，用搅拌器搅拌均匀后，再倒入步骤1所得的产物A和步骤2所得的产物B混合搅拌，搅拌均匀后，最后加入水进行搅拌均匀，摊铺至施工面，自然流平，待达到强度后，经养护后形成成形的稳定抗压泡沫混凝土。

2.根据权利要求1所述的稳定抗压泡沫混凝土，其特征在于，所述起泡剂为烷基磺酸酯、羟烷基醚磺酸酯，烷基醚磺酸酯，羟烷基醚硫酸酯，α-烯烃磺酸酯，烷基苯磺酸酯，烷基醚硫酸酯，α-烯烃硫酸酯，烷基苯硫酸酯中的任意一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的稳定抗压泡沫混凝土，其特征在于，所述粘结剂为防水粘结剂；所述水泥为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的至少一种；所述分散剂为烯丙基醚酯、烯丙基聚乙二醇、丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠中的一种。

4.根据权利要求1所述的稳定抗压泡沫混凝土，其特征在于，所述矿石粉为工业尾矿粉、重钙粉、硅粉、熔渣、火山灰、木胶粉中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的稳定抗压泡沫混凝土，其特征在于，还包括八甲基多面体低聚倍半硅氧烷20～40份和玻璃纤维20～40份。

6.根据权利要求5所述的稳定抗压泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤2为采用颚式破碎机对煤矸石进行破碎，然后将破碎后的煤矸石置于球磨机中球磨，得到煤矸石粉；将煤矸石粉置于马弗炉中，在温度为700℃～900℃的条件下保温2h～3h进行活化处理，自然冷却后得到活化后的煤矸石粉即产物B。

7.根据权利要求6所述的稳定抗压泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：首先在泡沫材料中加入分散剂搅拌均匀，再使用粘结剂将泡沫材料的孔密封，最后晾干，得产物A；

步骤2：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，聚氨酯作为成膜剂，将玻璃纤维加入乙醇中，混合搅拌，超声10min，120℃下烘干4h，得到经过表面处理的E-玻璃纤维，然后将E-玻璃纤维和八甲基多面体低聚倍半硅氧烷混合，低速搅拌，加入双螺杆挤出机熔融共混造粒，得产物B；

步骤3：采用颚式破碎机对煤矸石进行破碎，然后将破碎后的煤矸石置于球磨机中球磨，得到煤矸石粉；将煤矸石粉置于马弗炉中，在温度为700℃～900℃的条件下保温2h～3h进行活化处理，自然冷却后得到活化后的煤矸石粉即产物C；

步骤4：将水泥、矿石粉、粉煤灰和起泡剂放入容器中，用搅拌器搅拌均匀后，再倒入步骤1所得的产物A、步骤2所得的产物B和步骤3所得的产物C混合搅拌，搅拌均匀后，最后加入水进行搅拌均匀，摊铺至施工面，自然流平，待达到强度后，经养护后形成成形的稳定抗压泡沫混凝土。