CN107042573A - 一种压力填充式陶粒泡沫混凝土的制备方法及制备装置 - Google Patents

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Abstract

一种压力填充式陶粒泡沫混凝土的制备方法及制备装置,制备方法包括先在模具内自然堆积陶粒、然后将制备好的泡沫混凝土浆体在预定压力下填充进模具内的陶粒间隙中、最后泡沫混凝土浆体与陶粒胶结成一体,并经养护,最终形成陶粒泡沫混凝土成品。制备装置包括模具、压力桶和用于产生压缩空气的压力装置;模具内具有模腔,所述模具的顶板上设有与模腔连通的溢流孔,所述模具的底板上设有与模腔连通的注浆孔;所述压力桶的出浆口通过浆体管道与模具的注浆孔连通,所述压力桶的进气口通过气体管道与压力装置的出气口连通。

Description

一种压力填充式陶粒泡沬混凝土的制备方法及制备装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种压力填充式陶粒泡沫混凝土的制备方法及制备装置。
背景技术
[0002]据统计,建筑能耗约占社会总能耗的30%〜40%,如何节约能源以更好地走可持 续发展之路,建筑节能已成为一个重中之重的节能领域。
[0003]在居住建筑中,外墙占围护结构的比例最大,通过外墙墙体散热(含空气渗透散 热)占50%以上。因此,居住建筑节能的关键措施之一就是降低外墙的热散失率,即提高外 墙的保温隔热功能。墙体隔热保温材料目前主要为有机、无机和有机-无机复合隔热保温材 料等三类。有机保温材料导热系数低、保温隔热好,但容易引发火灾,所以建筑界期待优质 的无机保温材料。
[0004]由于具有防火、轻质、保温、隔热等优点,作为无机保温材料的泡沫混凝土得到了 广泛的应用,但泡沫混凝土中通常没有粗集料,且水胶比大,其抗压强度低、干燥收缩率大。 为了克服上述缺点,将力学及保温性能较好的陶粒与泡沫混凝土结合制备陶粒泡沫混凝土 砌块成为一种有效途径。
[0005]传统的陶粒泡沫混凝土砌块是在陶粒混凝土中引入适量泡沫,使其兼具陶粒混凝 土和泡沫混凝土的优点:表观密度小、干燥收缩率小、强度高、热工及耐久性能好。其制备是 采用超轻陶粒和泡沬混凝土经混合、模具成型、切割、养护而制成。
[0006]这种制备方法容易出现陶粒上浮而导致陶粒泡沫混凝土的不均匀,继而对其强度 与保温隔热性能造成不利影响;同时该方法通常只能用于工厂内部生产,不能实现现场生 产,制约了陶粒泡沫混凝土生产与应用。
发明内容
[0007]为了克服上述之不足,本发明提供一种压力填充式陶粒泡沫混凝土的制备方法及 制备装置。
[0008]为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0009] —种压力填充式陶粒泡沫混凝土的制备方法,包括以下步骤:
[0010] (1)在模具内自然堆积陶粒;
[0011] (2)将制备好的泡沫混凝土浆体在预定压力下填充进模具内的陶粒间隙中;
[0012] (3)泡沫混凝土浆体与陶粒胶结成一体,并经养护,最终形成陶粒泡沫混凝土成 品。
[0013]基于本发明所述的一种压力填充式陶粒泡沫混凝土的制备方法制作的制备装置, 包括模具、压力桶和用于产生压缩空气的压力装置;
[0014]所述模具内具有模腔,所述模具的顶板上设有与模腔连通的溢流孔,所述模具的 底板上设有与模腔连通的注浆孔;所述压力桶的出浆口通过浆体管道与模具的注浆孔连 通,所述压力桶的进气口通过气体管道与压力装置的出气口连通。
[0015]进一步,所述压力装置为空气压缩机。
[0016]进一步,所述压力桶上设有用于计量桶内气体压力的压力表和调节桶内气体压力 的调压阀。
[0017]进一步,所述浆体管道上设有流量计
[0018]进一步,所述进气口位于压力桶的顶部,所述出浆口位于压力桶的底部,且所述进 气口上设有进气阀门,所述出浆口上设有出浆阀门。
[0019]进一步,所述模具是由有机玻璃板围合成的空心长方体结构,相邻有机玻璃板通 过螺栓和螺母密封连接。
[0020]进一步,所述浆体管道和所述气体管道均为耐压管。
[0021]进一步,所述模具由上下的顶板和底板、前后两侧的侧板和左右两端的端板围合 而成,且顶板或底板均通过小螺杆和螺母组合与前后两侧的侧板紧密连接,而前后两侧的 侧板通过大螺杆和螺母组合紧密连接,并将左右两端的端板夹紧在两侧板之间,以气密围 合成模具的模腔。
[0022]进一步,所述的制备装置的使用步骤为:
[0023]步骤1,选定符合密度、强度、粒径要求的陶粒,并对选好的陶粒进行预湿处理,即 控制陶粒的含水率在8%〜12%之间,以避免陶粒吸水造成泡沫破裂,然后将陶粒自然堆积 在模腔内,且陶粒填满模腔,并盖上模具的顶板;
[0024]步骤2,制备泡沫混凝土浆体,并测定泡沫混凝土浆体的粘度和流动度,当泡沫混 凝土浆体的粘度和流动度符合要求后,将泡沫混凝土浆体置于压力桶内,然后密封压力桶, 备用;
[0025]步骤3,根据模具的大小、陶粒堆积体的堆积密度选定合适的填充压力;
[0026]步骤4,开启空气压缩机,使压力桶中的压力缓慢上升,当压力桶中的压力上升到 预定的填充圧力且稳定不变时,打开压力桶出浆口上的进气阀门,将泡沫混凝土浆体填充 模具;
[0027]步骤5,待溢流孔有将泡沫混凝土浆体溢出时,关闭出浆口上的出浆阀门,结束充 填作业;
[0028] 步骤6,泡沫混凝土浆体与陶粒胶结成一体,并经养护,最终形成陶粒泡沫混凝土 砌块。
[0029] 本领域技术人员可以通过常规方法采用物理发泡或化学发泡制备泡沫混凝土浆 体。
[0030] 本发明所述的模具可以使用不同材质制作,例如钢、木、竹、塑料、玻璃等;根据具 体需要,模腔形状可以是规则的,也可以是不规则的。
[0031] 本发明所述的陶粒发泡混凝土的养护可以采用自然养护、蒸汽养护或蒸压养护等 多种形式;所获得的陶粒泡沫混凝土产品可以是不带面板的砌块、可以是复合面板、带有饰 面的砌块或带有饰面的墙板。
[0032] 本发明的有益效果主要表现在:
[0033] a)本发明克服了现有陶粒泡沫混凝土制备方法易发生陶粒上浮造成品质不均匀 的缺点;
[0034] b)利用本发明制备的陶粒泡沫混凝土其密度、强度等性能更易控制与调整、获得 的制品形状无需切割,任意可调;
[0035] c)采用本发明制备陶粒泡沫混凝土,既可工厂化生产,也可在现场制备;
[0036] d)采用本发明制备的陶粒泡沫混凝土产品可以用在夹芯墙体保温系统中,形成陶 粒泡沫混凝土复合保温墙体。也可用于保温装饰一体化体系中。
附图说明
[0037] 图1是模具的正视图;
[0038] 图2是|旲具的俯视图;
[0039]图3是模具的侧视图;
[0040]图4是制备装置结构示意图。
[0041]其中,空气压缩机-1;出气孔_2;气体管道-3;压力表-4;压力桶-5;球阀-6;流量 计_7;支架_8;连接件_9;模具-10;浆体管道-11;顶板-101;小螺杆和螺母组合-1〇2;溢流 孔-103;大螺杆和螺母组合-104;侧板-105;端板-106;底板-107;注浆孔-108。
具体实施方式
[0042] 实施例1
[0043] 参照附图1-4。
[0044] 一种压力填充式陶粒泡沫混凝土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0045] (1)在模具10内自然堆积陶粒;
[0046] (2)将制备好的泡沫混凝土浆体在预定压力下填充进模具10内的陶粒间隙中;
[0047] (3)泡沫混凝土浆体与陶粒胶结成一体,并经养护,最终形成陶粒泡沫混凝土成 品。
[0048]基于本发明所述的一种压力填充式陶粒泡沫混凝土的制备方法制作的制备装置, 包括模具、压力桶和用于产生压缩空气的压力装置;
[0049]所述模具10内具有模腔,所述模具10的顶板101上设有与模腔连通的溢流孔103, 所述模具10的底板上设有与模腔连通的注浆孔107;所述压力桶5的出浆口通过浆体管道11 (耐压管)与模具10的注浆孔连通,所述压力桶5的进气口通过气体管道3与压力装置1的出 气口 2连通。
[0050] 所述压力装置1为空气压缩机。
[0051] 所述压力桶5上设有用于计量桶内气体压力的压力表4和调节桶内气体压力的调 压阀。
[0052]所述浆体管道11上设有流量计7。
[0053]所述进气口位于压力桶5的顶部,所述出浆口位于压力桶5的底部,且所述进气口 上设有进气阀门,所述出浆口上设有出浆阀门6。
[0054]所述模具10是由有机玻璃板围合成的空心长方体结构,相邻有机玻璃板通过螺栓 和螺母密封连接,具体为:所述模具由上下的顶板101和底板107、前后两侧的侧板105和左 右两端的端板106围合而成,且顶板101或底板107均通过小螺杆和螺母组合1〇2与前后两侧 的侧板105相固定,而前后两侧的侧板105通过大螺杆和螺母组合104连接,并将左右两端的 端板夹紧在两侧板105之间,以气密围合成模具的模腔。
[0055] 小螺杆和螺母组合102的连接结构为:小螺杆和螺母组合102的螺杆贯穿顶板101 (或底板107)和侧板105上水平延伸出的连接边,并通过小螺杆和螺母组合102的螺母将顶 板101 (或底板107)和侧板105密封拧紧在一起。
[0056] 大螺杆和螺母组合104的连接结构为:大螺杆和螺母组合104的螺杆贯穿两侧板 105,并通过小螺杆和螺母组合102的螺母拧紧,以并将左右两端的端板夹紧在紧密两侧板 105之间。
[0057] 所述模具10通过支架8架设在工作面上。
[0058] 浆体管道11和模具10的注浆孔107通过连接件9密封连接。
[0059] 所述浆体管道11和所述气体管道3均为耐压管。
[0060]利用所述制备装置制备陶粒泡沫混凝土的制备步骤为:
[0061] 步骤1,选用堆积密度为500Kg/m3,表观密度为830Kg/m3的污泥陶粒380.3Kg,并用 喷淋水喷淋陶粒5min,且控制陶粒的含水率在10%〜12%之间;然后将预湿完毕的陶粒自 然填满模腔,并盖上模具的顶板101。
[0062]步骤2,制备泡沬混凝土浆体:首先在净浆搅拌机中放入9.15Kg 42.5#普通硅酸盐 水泥、2• 29Kg II级粉煤灰和6• 〇3Kg水,然后放入16L HF30水泥发泡剂制备20L泡沫混凝土 浆体。
[0063]粘度和流动度表征泡沫浆体的填充性能,粘度采用细集料堆积密度试验漏斗测 定,g卩:测量1L的新拌泡沫混凝土浆体从漏斗中流出500ml所需时间,即为泡沫混凝土浆体 的粘度;流动度的测定参考《泡沫混凝土应用技术规程》(JGJ/T 341-2014)试验方法以扩展 度表示。
[0064]按上述方法测定泡沫混凝土楽体的粘度是28 • 5s,流动度是186mm,符合要求,将泡 沫混凝土浆体置于压力桶内,然后密封压力桶,备用。
[0065] 步骤3,选用0.05MPa作为填充压力。
[0066]步骤4,开启空气压缩机,使压力桶5中的压力缓慢上升,当压力桶5中压力上升到 0 • 05MPa且稳定不变时,打开压力桶5出浆口的出浆阀门6,进行充填。
[0067]步骤5,待溢流孔103有将泡沫混凝土浆体溢出时,关闭出浆口上的出浆阀门,结束 充填作业;
[0068]步骤6,在养护温度为20 ± 2°C,相对湿度为60 ± 5%的室内养护3d后脱模,7d后进 行性能测定。
[0069]制备出的陶粒泡沫混凝土试件干密度为781.3Kg/m3,抗压强度5.2MPa;制备出的 均匀性试件干密度变异系数为7 • 〇5% ;制备出的导热系数试件干密度为721.3Kg/tn3,导热 系数为〇• 161W/ (m • K)。陶粒泡沫混凝土产品抗压强度基本大于《泡沫混凝土》(jg/T 266-2011)的规定值,表明泡沫混凝土与陶粒粘结良好。
[0070] 实施例2
[0071] 参照附图1-4。
[0072]利用所述制备装置制备陶粒泡沫混凝土的制备步骤为:
[0073]步骤1,选用堆积密度为300Kg/m3,表观密度为540Kg/m3的污泥陶粒330.3Kg克,并 用喷淋水喷淋陶粒5 m i n,且控制陶粒的含水率在8 %〜9 %之间;然后将预湿完毕的陶粒自 然填满模腔,并盖上模具的顶板101。 …、
[0074] 步骤2,制备泡沫混凝土浆体:首先在净浆搅拌机中放入7 • 38Kg 42.5#普通硅酸盐 水泥、1.84Kg II级粉煤灰和4.73Kg水,然后放入19L L HF30水泥发泡剂制备20L泡沫混凝 土衆体;
[0075] 测定泡沫混凝土浆体的55.60s,流动度是165mm,符合要求,将泡沫混凝土浆体置 于压力桶内,然后密封压力桶,备用。
[0076] 步骤3,选用〇.〇5MPa作为填充压力。
[0077]步骤4,开启空气压缩机,使压力桶5中的压力缓慢上升,当压力桶5中压力上升到 0 • 05MPa且稳定不变时,打开压力桶5出浆口的出浆阀门6,进行充填。
[0078]步骤5,待溢流孔103有将泡沫混凝土浆体溢出时,关闭出浆口上的出浆阀门6,结 束充填作业;
[0079] 步骤6,在养护温度为20 ± 2°C,相对湿度为60 ± 5 %的室内养护3d后脱模,7d后进 行性能测定。
[0080] 本实施例其他实施方式均与实施例1相同。
[0081] 制备出的陶粒泡沫混凝土试件千密度为616.4Kg/m3,抗压强度3.9MPa;制备出的 均匀性试件干密度变异系数为6.83% ;制备出的导热系数试件干密度为624. lKg/m3,导热 系数为〇• 150W/ (m • K)。陶粒泡沫混凝土抗压强度基本大于《泡沫混凝土》(jg/T 266-2011) 的规定值,表明泡沫混凝土与陶粒粘结良好。
[0082] 实施例3
[0083] 参照附图1-4。
[0084] 本实施例制备陶粒泡沫混凝土的制备步骤与实施例1的区别在于:
[0085] 步骤3,选用0.15MPa作为填充压力。
[0086]步骤4,开启空气压缩机,使压力桶5中的压力缓慢上升,当压力桶5中压力上升到 0 • l5MPa且稳定不变时,打开压力桶出浆口的出浆阀门6,进行充填。
[0087]本实施例其他实施方案均与实施例1相同。
[0088]制备出的陶粒泡沫混凝土标准立方体试件干密度为828.2Kg/m3,抗压强度 5.8MPa;制备出的均匀性试件干密度变异系数为6.01 %;制备出的导热系数干密度为 820.3Kg/m3,导热系数为0• lMWAm • K)。陶粒泡沫混凝土抗压强度基本大于《泡沫混凝土》 (JG/T 266-2011)的规定值,表明泡沫混凝土与陶粒粘结良好。
[0089]本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举,本发明的保护 范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式,本发明的保护范围也及于本领域技术 人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1. 一种压力填充式陶粒泡沫混凝土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: ⑴在模具内自然堆积陶粒; (2) 将制备好的泡沫混凝土浆体在预定压力下填充进模具内的陶粒间隙中; (3) 泡沫混凝土浆体与陶粒胶结成一体,并经养护,最终形成陶粒泡沫混凝土成品。
2. 基于如权利要求1所述的一种压力填充式陶粒泡沫混凝土的制备方法制作的制备装 置,其特征在于:包括模具、压力桶和用于产生压缩空气的压力装置; 所述模具内具有模腔,所述模具的顶板上设有与模腔连通的溢流孔,所述模具的底板 上设有与模腔连通的注浆孔;所述压力桶的出浆口通过浆体管道与模具的注浆孔连通,所 述压力桶的进气口通过气体管道与压力装置的出气口连通。
3. 如权利要求2所述的制备装置,其特征在于:所述压力装置为空气压缩机。
4. 如权利要求3所述的制备装置,其特征在于:所述压力桶上设有用于计量桶内气体压 力的压力表和调节桶内气体压力的调压阀。
5. 如权利要求4所述的制备装置,其特征在于:所述浆体管道上设有流量计。
6. 如权利要求5所述的所述的制备装置,其特征在于:所述进气口位于压力桶的顶部, 所述出浆口位于压力桶的底部,且所述进气口上设有进气阀门,所述出浆口上设有出浆阀 门。
7. 如权利要求6所述的所述的制备装置,其特征在于:所述模具是由有机玻璃板围合成 的空心长方体结构,相邻有机玻璃板通过螺栓和螺母密封连接。
8. 如权利要求7所述的所述的制备装置,其特征在于:所述浆体管道和所述气体管道均 为耐压管。
9. 如权利要求8所述的所述的制备装置,其特征在于:所述模具由上下的顶板和底板、 前后两侧的侧板和左右两端的端板围合而成,且顶板或底板均通过小螺杆和螺母组合与前 后两侧的侧板紧密连接,而前后两侧的侧板通过大螺杆和螺母组合紧密连接,并将左右两 端的端板夹紧在两侧板之间,以气密围合成模具的模腔。
10. 如权利要求2-9任一项所述的制备装置,其特征在于:其使用步骤为: 步骤1,选定符合密度、强度、粒径要求的陶粒,并对选好的陶粒进行预湿处理,即控制 陶粒的含水率在8%〜12%之间,以避免陶粒吸水造成泡沫破裂,然后将陶粒自然堆积在模 腔内,且陶粒填满模腔,并盖上模具的顶板; 步骤2,制备泡沫混凝土浆体,并测定泡沫混凝土浆体的粘度和流动度,当泡沫混凝土 浆体的粘度和流动度符合要求后,将泡沫混凝土浆体置于压力桶内,然后密封压力桶,备 用; 步骤3,根据模具的大小、陶粒堆积体的堆积密度选定合适的填充压力; 步骤4,开启空气压缩机,使压力桶中的压力缓慢上升,当压力桶中的压力上升到预定 的填充圧力且稳定不变时,打开压力桶出浆口上的进气阀门,将泡沫混凝土浆体填充模具; 步骤5,待溢流孔有将泡沫混凝土浆体溢出时,关闭出浆口上的出浆阀门,结束充填作 业; 步骤6,泡沫混凝土浆体与陶粒胶结成一体,并经养护,最终形成陶粒泡沫混凝土砌块。
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