CN106747638B

CN106747638B - 一种泡沫混凝土主材料

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Publication number: CN106747638B
Application number: CN201611208787.6A
Authority: CN
Inventors: 张建华; 时艺彤; 樊双双; 刘海清; 李科; 张雷; 秦建禄
Original assignee: Henan Huatai Building Materials Technology Co ltd
Current assignee: Feitai Transportation Technology Co Ltd; Henan Huatai Building Materials Technology Co ltd
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2019-09-03
Anticipated expiration: 2036-12-23
Also published as: CN106747638A

Abstract

本发明公开了一种泡沫混凝土主材料，包括以下重量百分比的原料制成：水泥熟料10%‑46%、掺合料50%‑85%、生石灰0‑10%、玻璃纤维2%‑6%、可分散性乳胶粉0‑1%、促凝剂0.3%‑0.5%、减水剂0.2%‑0.4%和稳泡剂0.1%‑1%。本发明提供的泡沫混凝土主材料，解决了目前泡沫混凝土以水泥原料为主材料，使所得泡沫混凝土质量不稳定、强度不够的问题。

Description

一种泡沫混凝土主材料

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，尤其是涉及一种泡沫混凝土主材料。

背景技术

泡沫混凝土是利用机械方式将发泡剂溶液制作成泡沫，再将泡沫混入到硅质材料、钙质材料中以及各种外加剂和水组成的混合料中，搅拌均匀浇筑成各种所需的规格，经养护而成的含有大量封闭气孔的轻质混凝土。现有的泡沫混凝土材料，大多以水泥为主，把水泥直接用作胶结材料，在混凝土中的质量百分比可占到70-85%，粉煤灰、风积沙土、砂子为外掺料，再加以发泡剂搅拌混合、养护而成。

申请号为2016101764882的中国专利，公开了一种泡沫混凝土，其先由水、水泥、抗裂纤维、抗裂剂、粉煤灰和可再分散乳胶粉制成中间浆料，其中，按重量比水占50至60份，水泥占120至150份，抗裂纤维占0.8至1.5份，抗裂剂占0.9至1.2份，粉煤灰占6至10份，可再分散乳胶粉占0.6至1.2份，单位体积的中间浆料与0.4至0.8体积的聚苯颗粒和0.8至1.2体积的发泡气泡均匀混合；该发明提供的泡沫混凝土，质量轻、强度大，保温效果好，可减少墙体厚度，具有节约材料的作用；申请号为2011103543218的中国专利，公开了一种泡沫混凝土，由以下原料按照重量份混合而成：水泥200-300份，细沙250-850份，发泡剂20-40份，补偿剂10-20份，该泡沫混凝土具有轻质、美观的优点，由于泡沫混凝土中存在大量封闭孔隙，使其容重为500-1200kg/m³，泡沫混凝土是现场浇捣、整体成型、质轻体硬、与基层紧密相连，大大提高了隔热层的承重能力，可将原来架空隔热屋面变成美观、平整和实用的园林或文娱场地等，扩大建筑物的使用空间。

但上述专利中目前存在的问题：

（1）专利一、专利二中的泡沫混凝土均以水泥等原料为主材料，生产工艺复杂，所得泡沫混凝土质量不稳定；

（2）专利二中泡沫混凝土虽然存在大量封闭孔隙使得其隔热性能大为改观，但是却忽视了泡沫混凝土强度要求的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种泡沫混凝土主材料，解决了目前泡沫混凝土以水泥原料为主材料，使所得泡沫混凝土质量不稳定、强度不够的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种泡沫混凝土主材料，包括以下重量百分比的原料制成：水泥熟料10%-46%、掺合料50%-85%、生石灰0-10%、玻璃纤维2%-6%、可分散性乳胶粉0-1%、促凝剂0.3%-0.5%、减水剂0.2%-0.4%和稳泡剂0.1%-1%。

优选地，包括以下重量百分比的原料制成：水泥熟料20%、掺合料68%、生石灰5%、玻璃纤维5%、可分散性乳胶粉0.5%、促凝剂0.4%、减水剂0.3%和稳泡剂0.8%。

优选地，所述水泥熟料为硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料。

优选地，所述掺合料为粉煤灰或者矿渣。

优选地，所述促凝剂为碳酸锂、石膏或者甲酸钙。

优选地，所述减水剂为木质磺酸钠或者木质磺酸钙。

优选地，所述稳泡剂为聚乙烯醇、α-烯基磺酸钠或者十二烷基二甲基氧化胺。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的泡沫混凝土主材料以硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料作为主要成分，水泥熟料以石灰石和粘土、铁质原料为主要原料，按适当比例配制成生料，烧至部分或全部熔融，并经冷却而获得的半成品，其中硅酸盐水泥熟料主要化学成分为氧化钙、二氧化硅和少量的氧化铝和氧化铁，主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙；硫铝酸盐水泥熟料主要成分为组成为氧化铝、二氧化硅、氧化钙和三氧化二铁等，主要矿物组成为无水硫（铁）铝酸钙和硅酸二钙。相比水泥而言，硅酸盐水泥熟料或者硫铝酸盐水泥熟料的化学组分稳定，主要矿物组成清晰，所得泡沫混凝土质量稳定。

（2）本发明的泡沫混凝土主材料中添加了玻璃纤维和可分散性乳胶粉，其中玻璃纤维是一种绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高的的无机非金属材料，加入后使得制备的泡沫混凝土具有增强、阻裂、抗折的特性；可分散性乳胶粉为水溶性可再分散粉末，具有高的成膜性能，可明显改善混凝土防水性、可塑性、柔韧性等方面，泡沫混凝土制备过程中加入后形成对空气的诱导作用，使混凝土具有引气作用，还能在泡沫混凝土表面形成聚合物膜并成为孔壁的一部分，增加内聚力，提高抵抗应力、应变破坏的能力；本发明中，玻璃纤维和可分散性乳胶粉共同使用，分别从增强泡沫混凝土抗折、阻裂的角度和改善混凝土可塑性、柔韧性角度协同作用，使得制备的泡沫混凝土在存在大量封闭孔隙的情况下，能够混凝土骨架之间形成相当多数量的丝状粘结桥，因而制备的泡沫混凝土的强度大为提高，同时其抗裂性能和抗冲击性能也有显著改善。

（3）本发明掺合料为粉煤灰或矿渣，其中粉煤灰是以煤为燃料，从烟道气体中收捕下来的细灰，其含量约占燃煤总量的5%-20%，是燃煤电厂的主要固体废弃物；矿渣则是矿石经过选矿或冶炼后的残余物，若长期堆放，则引起环境污染危害矿井工作人员呼吸道健康，因此本发明变废为宝，将粉煤灰和矿渣合理利用，一方面节约了能耗，极大地改善了环境、利用了资源；另一方面粉煤灰和矿渣在泡沫混凝土制备过程中，与其他原料颗粒充分接触，改善了混凝土颗粒之间的密实性，使制备的混凝土结构更加致密化，极大地改善了混凝土的稳定性，抑制了浇注及运输过程中的离析现象，通过水化反应，使得硬化后为泡沫混凝土结构稳定，强度性能优异。

（4）本发明减水剂为木质磺酸钠或者木质磺酸钙，发泡剂为聚乙烯醇、α-烯基磺酸钠或者十二烷基二甲基氧化胺，其中木质磺酸钠和木质磺酸钙是阴离子表面活性剂，具有良好的分散性、耐热稳定性和高温分散性，助磨效果良好；聚乙烯醇、α-烯基磺酸钠和十二烷基二甲基氧化胺可显著增加水溶液分子的粗糙度和液膜表面的强度，延缓液膜破裂时间，提高泡沫混凝土中泡沫的稳定性，两者协同作用，分别从改善泡沫混凝土颗粒的分散性及泡沫混凝土液膜表面强度的角度，明显提高了制备的混凝土的泡沫稳定性，进而改善了泡沫混凝土的结构稳定性，提高了泡沫混凝土的强度。

具体实施方式

实施例1

一种泡沫混凝土主材料，包括以下重量百分比的原料制成：水泥熟料10%、掺合料85%、生石灰0.1%、玻璃纤维4%、可分散性乳胶粉0.1%、促凝剂0.3%、减水剂0.2%和稳泡剂0.3%，其中，所述水泥熟料为硅酸盐水泥熟料，所述掺合料为粉煤灰，所述促凝剂为碳酸锂，所述减水剂为木质磺酸钠，所述稳泡剂为聚乙烯醇。

采用上述的泡沫混凝土主材料制备泡沫混凝土，制备方法包括以下步骤：

（1）料浆的配置：水泥熟料、掺合料、生石灰、玻璃纤维、可分散性乳胶粉、促凝剂和减水剂按设计配比称量，并干拌均匀，然后加入以泡沫混凝土主材料总质量计的50%的水，搅拌均匀，得到料浆；

（2）泡沫浆的制备：以泡沫混凝土主材料总质量计，加入0.2%的发泡剂，将发泡剂与水质量比为1:10稀释后加入到步骤（1）中的料浆中，人工搅拌5min，其中发泡剂为购自广州派安贸易有限公司，型号为PAG02。

（3）将制备好的泡沫浆倒入模具内进行浇注，人工振捣后，使混凝土充满模具，进行常规养护即得泡沫混凝土。

实施例2

一种泡沫混凝土主材料，包括以下重量百分比的原料制成：水泥熟料40%、掺合料50%、生石灰6.3%、玻璃纤维2%、可分散性乳胶粉1%、促凝剂0.3%、减水剂0.3%和稳泡剂0.1%，其中，所述水泥熟料为硫铝酸盐水泥熟料，所述掺合料为矿渣，所述促凝剂为石膏，所述减水剂为木质磺酸钙，所述稳泡剂为α-烯基磺酸钠。

实施例2中泡沫混凝土的制备方法与实施例1中泡沫混凝土制备方法基本相同，不同之处在于实施例2中加入的发泡剂为购自洛阳彤润信息科技有限公司，型号为TRZQ-702，其他均与实施例1相同。

实施例3

一种泡沫混凝土主材料，包括以下重量百分比的原料制成：水泥熟料20%、掺合料68%、生石灰5%、玻璃纤维5%、可分散性乳胶粉0.5%、促凝剂0.4%、减水剂0.3%和稳泡剂0.8%，其中，所述水泥熟料为硅酸盐水泥熟料，所述掺合料为矿渣，所述促凝剂为甲酸钙，所述减水剂为木质磺酸钠，所述稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺。

实施例3中泡沫混凝土的制备方法与实施例1中泡沫混凝土制备方法基本相同，不同之处在于实施例3中加入的发泡剂为购自上海房宝建材科技有限公司，型号为嘉得丽JD-2，其他均与实施例1相同。

实施例4

一种泡沫混凝土主材料，包括以下重量百分比的原料制成：水泥熟料15%、掺合料70%、生石灰10%、玻璃纤维3.6%、可分散性乳胶粉0.3%、促凝剂0.5%、减水剂0.4%和稳泡剂0.2%，其中，所述水泥熟料为硫铝酸盐水泥熟料，所述掺合料为粉煤灰，所述促凝剂为石膏，所述减水剂为木质磺酸钠，所述稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺。

实施例4中泡沫混凝土的制备方法与实施例1中泡沫混凝土制备方法基本相同，不同之处在于实施例4中加入的发泡剂为购自无锡市江淮建材科技有限公司，型号为JF，其他均与实施例1相同。

实施例5

一种泡沫混凝土主材料，包括以下重量百分比的原料制成：水泥熟料25%、掺合料65%、生石灰5.4%、玻璃纤维3%、可分散性乳胶粉0.7%、促凝剂0.3%、减水剂0.2%和稳泡剂0.4%，其中，所述水泥熟料为硅酸盐水泥熟料，所述掺合料为粉煤灰，所述促凝剂为碳酸锂，所述减水剂为木质磺酸钠，所述稳泡剂为聚乙烯醇。

实施例5中泡沫混凝土的制备方法与实施例1中泡沫混凝土制备方法相同。

实施例6

一种泡沫混凝土主材料，包括以下重量百分比的原料制成：水泥熟料26%、掺合料60%、生石灰9%、玻璃纤维3.3%、可分散性乳胶粉0.4%、促凝剂0.4%、减水剂0.3%和稳泡剂0.6%，其中，所述水泥熟料为硅酸盐水泥熟料，所述掺合料为粉煤灰，所述促凝剂为甲酸钙，所述减水剂为木质磺酸钙，所述稳泡剂为α-烯基磺酸钠。

实施例6中泡沫混凝土的制备方法与实施例2中泡沫混凝土制备方法相同。

实施例7

一种泡沫混凝土主材料，包括以下重量百分比的原料制成：水泥熟料22%、掺合料62%、生石灰7.5%、玻璃纤维6%、可分散性乳胶粉0.9%、促凝剂0.5%、减水剂0.3%和稳泡剂0.8%，其中，所述水泥熟料为硫铝酸盐水泥熟料，所述掺合料为粉煤灰，所述促凝剂为石膏，所述减水剂为木质磺酸钙，所述稳泡剂为聚乙烯醇。

实施例7中泡沫混凝土的制备方法与实施例4中泡沫混凝土制备方法相同。

实施例8

一种泡沫混凝土主材料，包括以下重量百分比的原料制成：水泥熟料46%、掺合料50%、生石灰0.3%、玻璃纤维2%、可分散性乳胶粉0.2%、促凝剂0.3%、减水剂0.2%和稳泡剂1%，其中，所述水泥熟料为硅酸盐水泥熟料，所述掺合料为粉煤灰，所述促凝剂为甲酸钙，所述减水剂为木质磺酸钠，所述稳泡剂为α-烯基磺酸钠。

实施例8中泡沫混凝土的制备方法与实施例3中泡沫混凝土制备方法相同。

对比例1

对比例1与实施例3基本相同，不同之处在于对比例1中采用水泥替换水泥熟料，且所述水泥购自郑州乐邦建材有限公司，其他均与实施例3相同。

对比例1中泡沫混凝土的制备方法与实施例3中泡沫混凝土制备方法相同。

对比例2

对比例2与实施例3基本相同，不同之处在于对比例2中采用水泥替换水泥熟料，且所述水泥购自华润水泥有限公司，其他均与实施例3相同。

对比例2中泡沫混凝土的制备方法与实施例3中泡沫混凝土制备方法相同。

对比例3

对比例3与实施例3基本相同，不同之处在于对比例3中无玻璃纤维。

一种泡沫混凝土主材料，包括以下重量百分比的原料制成：水泥熟料23%、掺合料70%、生石灰5%、可分散性乳胶粉0.5%、促凝剂0.4%、减水剂0.3%和稳泡剂0.8%，其中，所述水泥熟料为硅酸盐水泥熟料，所述掺合料为矿渣，所述促凝剂为甲酸钙，所述减水剂为木质磺酸钠，所述稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺。

对比例3中泡沫混凝土的制备方法与实施例3中泡沫混凝土制备方法相同。

对比例4

对比例4与实施例3基本相同，不同之处在于对比例4中无可分散性乳胶粉。

一种泡沫混凝土主材料，包括以下重量百分比的原料制成：水泥熟料20.5%、掺合料68%、生石灰5%、玻璃纤维5%、促凝剂0.4%和减水剂0.3%、稳泡剂0.8%，其中，所述水泥熟料为硅酸盐水泥熟料，所述掺合料为矿渣，所述促凝剂为甲酸钙，所述减水剂为木质磺酸钠，所述稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺。

对比例4中泡沫混凝土的制备方法与实施例3中泡沫混凝土制备方法相同。

对比例5

对比例5与实施例3基本相同，不同之处在于对比例4中无减水剂。

一种泡沫混凝土主材料，包括以下重量百分比的原料制成：水泥熟料20.3%、掺合料68%、生石灰5%、玻璃纤维5%、可分散性乳胶粉0.5%、促凝剂0.4%和稳泡剂0.8%，其中，所述水泥熟料为硅酸盐水泥熟料，所述掺合料为矿渣，所述促凝剂为甲酸钙，所述稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺。

对比例5中泡沫混凝土的制备方法与实施例3中泡沫混凝土制备方法相同。

对比例6

对比例6与实施例3基本相同，不同之处在于对比例4中无稳泡剂。

一种泡沫混凝土主材料，包括以下重量百分比的原料制成：水泥熟料20%、掺合料68.8%、生石灰5%、玻璃纤维5%、可分散性乳胶粉0.5%、促凝剂0.4%和减水剂0.3%，其中，所述水泥熟料为硅酸盐水泥熟料，所述掺合料为矿渣，所述促凝剂为甲酸钙，所述减水剂为木质磺酸钠。

对比例6中泡沫混凝土的制备方法与实施例3中泡沫混凝土制备方法相同。

性能测试：

对实施例1-8和对比例1-6制备得到的泡沫混凝土进行性能检测，其中泡沫混凝土的28d龄期的抗压强度、干表观密度和吸水率的检测参照JC/T1062-2007《泡沫混凝土砌块》和GB/T 11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》进行，检测结果见表1。

表1 本发明实施例1-8及对比例1-6泡沫混凝土性能检测结果

由表1，结合实施例1-8可知，由本发明的泡沫混凝土主材料制备得到的泡沫混凝土，28d龄期时抗拉强度达2.7-3.1 MPa，干表观密度为403-411Kg/m³，吸水率为5%-10%，制备的泡沫混凝土性能稳定，抗拉强度高，能够满足客户需求，并且吸水率低。

由表1，结合实施例3和对比例1、对比例2可知，本发明的泡沫混凝土主材料以硅酸盐水泥熟料或硫铝酸盐水泥熟料两者之一作为主要成分，相比水泥而言，硅酸盐水泥熟料或硫铝酸盐水泥熟料的化学组分稳定，主要矿物组成清晰，其质量不会因为生产的工艺及产地的不同出现明显差异，因此制备得到的泡沫混凝土质量稳定。

由表1，结合实施例3和对比例3、对比例4可知，本发明的泡沫混凝土主材料中添加了玻璃纤维和可分散性乳胶粉，两者共同使用，分别从增强泡沫混凝土抗折、阻裂的角度和改善混凝土可塑性、柔韧性角度协同作用，使得制备的泡沫混凝土在存在大量封闭孔隙的情况下，能够混凝土骨架之间形成相当多数量的丝状粘结桥，因而制备的泡沫混凝土的强度高达2.7-3.1 MPa，同时其抗裂性能和抗冲击性能也有显著改善。

由表1，结合实施例3和对比例5、对比例6可知，本发明的泡沫混凝土主材料以木质磺酸钠和木质磺酸钙中的一种为减水剂，两者协同作用，分别从改善泡沫混凝土颗粒的分散性及泡沫混凝土液膜表面强度的角度，明显提高了制备的混凝土的泡沫稳定性，进而改善了泡沫混凝土的结构稳定性，提高了泡沫混凝土的强度。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种泡沫混凝土主材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：水泥熟料20%、掺合料68%、生石灰5%、玻璃纤维5%、可分散性乳胶粉0.5%、促凝剂0.4%、减水剂0.3%和稳泡剂0.8%；

所述水泥熟料为硅酸盐水泥熟料，所述掺合料为矿渣，所述促凝剂为甲酸钙，所述减水剂为木质磺酸钠，所述稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺。