CN105884295A

CN105884295A - 一种地暖用高强泡沫混凝土材料及其制备方法

Info

Publication number: CN105884295A
Application number: CN201610218239.5A
Authority: CN
Inventors: 史闵新
Original assignee: Suzhou Fuzhong Plastic Co Ltd
Current assignee: Zhoushan Dachang Premixing Concrete Co ltd
Priority date: 2016-04-11
Filing date: 2016-04-11
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2036-04-11
Also published as: CN105884295B

Abstract

本发明公开了一种地暖用高强泡沫混凝土材料及其制备方法，该泡沫混凝土材料包括如下重量份数的组分：铝硅酸盐水泥、氯化丁基橡胶份、聚氨酯、磷石膏、粉煤灰、细沙、不锈钢纤维、纳米硅铝粉、硫酸钙晶须、铝酸钠、蛋白石粉、柠檬酸钾、气相二氧化硅、2‑（3,4‑环氧环己烷）乙基三甲氧基硅烷、乙基羟乙基纤维素、减水剂、发泡剂和水。本发明提供的泡沫混凝土材料具有较高的抗压强度，以及较低的吸水率和热系数，各项性能指标都达到地暖应用领域的要求。

Description

一种地暖用高强泡沫混凝土材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土材料技术领域，尤其涉及一种地暖用高强泡沫混凝土材料及其制备方法。

背景技术

泡沫混凝土属于高性能混凝土，是无机非金属复合材料中的水泥基复合材料，是将发泡剂发泡后加入到胶凝材料、掺合料、外加剂和水等制成的浆料中，经混合搅拌、浇注成型、自然养护而成的一种轻质保温材料，其生产过程为流动液相，成型以后以气相和固相为主，含有大量均匀分布的封闭气孔，其保温隔热性能较好，有良好的耐火性能，是一种环保、质量轻、节能、性价比高的新型建筑节能材料。然而，泡沫混凝土存在原材料消耗大、抗压强度低、易开裂、吸水性强等缺陷，此外，为了在地暖工程节省更多的能耗，实现更好的节能环保，泡沫混凝土的保温隔热性能和原料的组配上还有待进一步改善和优化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地暖用高强泡沫混凝土材料及其制备方法，旨在解决传统泡沫混凝土的抗压强度低、易开裂、吸水性强等技术问题。

本发明提供了一种地暖用高强泡沫混凝土材料，包括如下重量份数的组分：铝硅酸盐水泥32~45份、氯化丁基橡胶18~26份、聚氨酯8~14份、磷石膏5~12份、粉煤灰13~21份、细沙11~17份、不锈钢纤维3~8份、纳米硅铝粉2~9份、硫酸钙晶须4~11份、铝酸钠5~12份、蛋白石粉2~8份、柠檬酸钾2~9份、气相二氧化硅3~7份、2-（3,4-环氧环己烷）乙基三甲氧基硅烷0.3~2份、乙基羟乙基纤维素2~7份、减水剂2~7份、发泡剂2~8份和水23~36份；

所述发泡剂为质量比为1:3:0.5:1.6的质量浓度为25%的碳酸氢钠水溶液、十二烷基硫酸钠、烷基糖苷和明胶的混合物。

优选地，所述细沙的粒径小于1mm，所述粉煤灰的粒径小于3mm。

优选地，所述的地暖用高强泡沫混凝土材料，包括如下重量份数的组分：铝硅酸盐水泥32~42份、氯化丁基橡胶21~26份、聚氨酯10~14份、磷石膏5~9份、粉煤灰15~21份、细沙13~17份、不锈钢纤维4~8份、纳米硅铝粉2~7份、硫酸钙晶须7~11份、铝酸钠6~12份、蛋白石粉2~6份、柠檬酸钾4~9份、气相二氧化硅4~7份、2-（3,4-环氧环己烷）乙基三甲氧基硅烷0.3~1份、乙基羟乙基纤维素3~7份、减水剂3~7份、发泡剂4~8份和水28~36份。

优选地，地暖用高强泡沫混凝土材料，包括如下重量份数的组分：铝硅酸盐水泥37份、氯化丁基橡胶24份、聚氨酯11份、磷石膏8份、粉煤灰19份、细沙15份、不锈钢纤维2份、纳米硅铝粉5份、硫酸钙晶须8份、铝酸钠7份、蛋白石粉4份、柠檬酸钾6份、气相二氧化硅5份、2-（3,4-环氧环己烷）乙基三甲氧基硅烷0.6份、乙基羟乙基纤维素5份、减水剂4份、发泡剂5份和水34份。

本发明还提供一种地暖用高强泡沫混凝土材料的制备方法，包括如下步骤：

1）按重量份数称取原料；

2）将铝硅酸盐水泥、粉煤灰、细沙、蛋白石粉、铝酸钠、柠檬酸钾、减水剂和水加入到搅拌罐中搅拌，搅拌速度为30~60rpm，搅拌时间为5~15分钟，得到料浆I；

3）再将除发泡剂外的剩余原料加入步骤2）中的料浆I中搅拌均匀，搅拌速度为350rpm；

4）将发泡剂采用压缩空气法发泡，制成泡沫后加入到步骤2）中料浆搅拌均匀，搅拌速度为80~120rpm，得到泡沫混合物；

5）将步骤4）中的泡沫混合物注入模具中，静置固化脱模，即得泡沫混凝土材料。

优选地，所述步骤2）中搅拌速度为46rpm，搅拌时间为12分钟。

优选地，所述步骤4）中搅拌速度为94rpm。

由于采用了以上技术方案，本发明的有益效果是：与传统的泡沫混凝土材料相比，本发明的产品改善了原有的抗压强度低、易开裂、吸水性强等不足。性能测试数据显示，本发明提供的泡沫混凝土材料的抗压强度高于2.1MPa，吸水率低于0.024%，导热系数小于0.92W/m·k，各项性能指标都达到地暖应用领域的要求。本发明所需原料易得且价格低廉，工艺简单，具有较高的性价比，便于推广使用。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例地暖用高强泡沫混凝土材料的制备方法，包括如下步骤：

1）按重量份数称取原料：铝硅酸盐水泥32份、氯化丁基橡胶18份、聚氨酯8份、磷石膏5份、粉煤灰13份、细沙11份、不锈钢纤维3份、纳米硅铝粉2份、硫酸钙晶须4份、铝酸钠5份、蛋白石粉2份、柠檬酸钾2份、气相二氧化硅3份、2-（3,4-环氧环己烷）乙基三甲氧基硅烷0.3份、乙基羟乙基纤维素2份、减水剂2份、发泡剂2份和水23份；

2）将铝硅酸盐水泥、粉煤灰、细沙、蛋白石粉、铝酸钠、柠檬酸钾、减水剂和水加入到搅拌罐中搅拌，搅拌速度为30rpm，搅拌时间为5分钟，得到料浆I；

4）将发泡剂采用压缩空气法发泡，制成泡沫后加入到步骤2）中料浆搅拌均匀，搅拌速度为80rpm，得到泡沫混合物；

其中，所述发泡剂为质量比为1:3:0.5:1.6的质量浓度为25%的碳酸氢钠水溶液、十二烷基硫酸钠、烷基糖苷和明胶的混合物；所述细沙的粒径小于1mm，所述粉煤灰的粒径小于3mm。

实施例2

1）按重量份数称取原料：铝硅酸盐水泥45份、氯化丁基橡胶26份、聚氨酯14份、磷石膏12份、粉煤灰21份、细沙17份、不锈钢纤维8份、纳米硅铝粉9份、硫酸钙晶须11份、铝酸钠12份、蛋白石粉8份、柠檬酸钾9份、气相二氧化硅7份、2-（3,4-环氧环己烷）乙基三甲氧基硅烷2份、乙基羟乙基纤维素7份、减水剂7份、发泡剂8份和水36份；

2）将铝硅酸盐水泥、粉煤灰、细沙、蛋白石粉、铝酸钠、柠檬酸钾、减水剂和水加入到搅拌罐中搅拌，搅拌速度为60rpm，搅拌时间为15分钟，得到料浆I；

4）将发泡剂采用压缩空气法发泡，制成泡沫后加入到步骤2）中料浆搅拌均匀，搅拌速度为120rpm，得到泡沫混合物；

其他内容参见实施例1。

实施例3

1）按重量份数称取原料：铝硅酸盐水泥38份、氯化丁基橡胶22份、聚氨酯11份、磷石膏8份、粉煤灰17份、细沙14份、不锈钢纤维5份、纳米硅铝粉6份、硫酸钙晶须7份、铝酸钠8份、蛋白石粉5份、柠檬酸钾5份、气相二氧化硅5份、2-（3,4-环氧环己烷）乙基三甲氧基硅烷1.2份、乙基羟乙基纤维素4份、减水剂5份、发泡剂5份和水30份；

2）将铝硅酸盐水泥、粉煤灰、细沙、蛋白石粉、铝酸钠、柠檬酸钾、减水剂和水加入到搅拌罐中搅拌，搅拌速度为45rpm，搅拌时间为10分钟，得到料浆I；

4）将发泡剂采用压缩空气法发泡，制成泡沫后加入到步骤2）中料浆搅拌均匀，搅拌速度为100rpm，得到泡沫混合物；

其他内容参见实施例1。

实施例4

1）按重量份数称取原料：铝硅酸盐水泥37份、氯化丁基橡胶24份、聚氨酯11份、磷石膏8份、粉煤灰19份、细沙15份、不锈钢纤维2份、纳米硅铝粉5份、硫酸钙晶须8份、铝酸钠7份、蛋白石粉4份、柠檬酸钾6份、气相二氧化硅5份、2-（3,4-环氧环己烷）乙基三甲氧基硅烷0.6份、乙基羟乙基纤维素5份、减水剂4份、发泡剂5份和水34份；

2）将铝硅酸盐水泥、粉煤灰、细沙、蛋白石粉、铝酸钠、柠檬酸钾、减水剂和水加入到搅拌罐中搅拌，搅拌速度为46rpm，搅拌时间为12分钟，得到料浆I；

4）将发泡剂采用压缩空气法发泡，制成泡沫后加入到步骤2）中料浆搅拌均匀，搅拌速度为94rpm，得到泡沫混合物；

其他内容参见实施例1。

实施例5

1）按重量份数称取原料：铝硅酸盐水泥42份、氯化丁基橡胶21份、聚氨酯10份、磷石膏9份、粉煤灰15份、细沙13份、不锈钢纤维4份、纳米硅铝粉7份、硫酸钙晶须7份、铝酸钠6份、蛋白石粉6份、柠檬酸钾4份、气相二氧化硅4份、2-（3,4-环氧环己烷）乙基三甲氧基硅烷1份、乙基羟乙基纤维素3份、减水剂3份、发泡剂4份和水28份；

2）将铝硅酸盐水泥、粉煤灰、细沙、蛋白石粉、铝酸钠、柠檬酸钾、减水剂和水加入到搅拌罐中搅拌，搅拌速度为40rpm，搅拌时间为12分钟，得到料浆I；

4）将发泡剂采用压缩空气法发泡，制成泡沫后加入到步骤2）中料浆搅拌均匀，搅拌速度为110rpm，得到泡沫混合物；

其他内容参见实施例1。

对比例1

本对比例与实施例1基本相同，其不同之处在于：不含不锈钢纤维和硫酸钙晶须。

对比例2

本对比例与实施例1基本相同，其不同之处在于：不含粉煤灰和纳米硅铝粉。

表1 产品的各项性能测试数据

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对比例1	对比例2
								抗压强度/MPa	2.1	2.5	2.2	3.2	2.8	0.9	1.5
吸水率/%	0.024	0.026	0.019	0.013	0.016	0.027	0.032
								导热系数/W/m·k	0.092	0.085	0.089	0.077	0.082	0.073	0.097

从表1的各实施例的产品测试数据可以看出，本发明提供的泡沫混凝土材料的抗压强度高于2.1MPa，吸水率低于0.024%，此外，各产品的导热系数小于0.92W/m·k，各项性能指标都达到地暖应用领域的要求。

通过对比例1和对比例2可知，对比例1的性能下降的更为严重。对比例1与实施例1相比，由于缺少不锈钢纤维和硫酸钙晶须，所制备的混凝土材料虽然导热系数有所下降，但其抗压强度下降至对于1.0MPa，这说明不锈钢纤维和硫酸钙晶须对抗压强度的改善发挥着更为重要的作用。

Claims

1.一种地暖用高强泡沫混凝土材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：铝硅酸盐水泥32~45份、氯化丁基橡胶18~26份、聚氨酯8~14份、磷石膏5~12份、粉煤灰13~21份、细沙11~17份、不锈钢纤维3~8份、纳米硅铝粉2~9份、硫酸钙晶须4~11份、铝酸钠5~12份、蛋白石粉2~8份、柠檬酸钾2~9份、气相二氧化硅3~7份、2-（3,4-环氧环己烷）乙基三甲氧基硅烷0.3~2份、乙基羟乙基纤维素2~7份、减水剂2~7份、发泡剂2~8份和水23~36份；

2.根据权利要求1所述的地暖用高强泡沫混凝土材料，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂或萘磺酸盐减水剂。

3.根据权利要求1所述的地暖用高强泡沫混凝土材料，其特征在于，所述细沙的粒径小于1mm，所述粉煤灰的粒径小于3mm。

4.根据权利要求1所述的地暖用高强泡沫混凝土材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：铝硅酸盐水泥32~42份、氯化丁基橡胶21~26份、聚氨酯10~14份、磷石膏5~9份、粉煤灰15~21份、细沙13~17份、不锈钢纤维4~8份、纳米硅铝粉2~7份、硫酸钙晶须7~11份、铝酸钠6~12份、蛋白石粉2~6份、柠檬酸钾4~9份、气相二氧化硅4~7份、2-（3,4-环氧环己烷）乙基三甲氧基硅烷0.3~1份、乙基羟乙基纤维素3~7份、减水剂3~7份、发泡剂4~8份和水28~36份。

5.根据权利要求1所述的地暖用高强泡沫混凝土材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：铝硅酸盐水泥37份、氯化丁基橡胶24份、聚氨酯11份、磷石膏8份、粉煤灰19份、细沙15份、不锈钢纤维2份、纳米硅铝粉5份、硫酸钙晶须8份、铝酸钠7份、蛋白石粉4份、柠檬酸钾6份、气相二氧化硅5份、2-（3,4-环氧环己烷）乙基三甲氧基硅烷0.6份、乙基羟乙基纤维素5份、减水剂4份、发泡剂5份和水34份。

6.如权利要求1至5任一项所述的地暖用高强泡沫混凝土材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）按重量份数称取原料；

7. 根据权利要求6所述的地暖用高强泡沫混凝土材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中搅拌速度为46rpm，搅拌时间为12分钟。

8. 根据权利要求6所述的地暖用高强泡沫混凝土材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中搅拌速度为94rpm。