CN108264293A - 一种泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种泡沫混凝土及其制备方法，涉及新型建材技术领域，该种泡沫混凝土包括以下原料：普通硅酸盐水泥、包膜硅灰石粉、法库粘土、八面沸石粉、粉煤灰、聚丙烯腈纤维、有机硅乳液、硅烷防水剂、早强剂、减水剂、发泡剂和稳泡剂。其制备方法是先通过发泡剂的稀释、原料的混匀以及物料的浇注、养护、切割制得的。本发明的泡沫混凝土干密度值底、抗压强度高以及保温性能好，且原料来源广泛，成本低廉，制备工艺简单，施工方便，适宜推广应用。

Description

一种泡沫混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及新型建材技术领域，具体涉及一种泡沫混凝土及其制备方法。
背景技术
目前，我国发展一直在倡导低碳环保，节能减排，建筑材料轻质保温化。在建筑保温材料市场常用的有机类材料中，如聚苯乙烯泡沫板、酚醛泡沫板等，其防火性能极差，易燃烧，最好的酚醛泡沫仅只能达到B1级，且耐候性差，使用寿命短，更换成本高。而无机保温材料中：泡沫玻璃、泡沫铝、泡沫陶瓷的成本价格很高；岩棉等纤维保温材料虽然价格略低，但因其不是硬质材料，可施工性差，且对人健康有危害，容易使人浑身刺痒，矽肺等；另外，膨胀珍珠岩、玻化微珠等颗粒状松散保温材料，松散不易使用，用水泥胶粉粘接则密度大、保温效果不理想，使它们的应用受到了限制。因此目前具有防火性能好、保温隔热、轻质隔音、防震功能的泡沫混凝土在建筑施工中得到了广泛的应用。建筑保温隔热是泡沫混凝土的主要应用领域，目前占泡沫混凝土总产量的80％用于建筑隔热保温，而保温隔热方面低品质低性能的现浇施工又占据了90％左右，符合技术要求的泡沫混凝土制品少之又少，主要存在以下缺陷：(1)干密度值大，施工不便；(2)内部产生的泡沫孔径不一，一致性差，抗压强度低；(3)导热系数大，保温效果不明显。因此，为了推进新型建材的良性发展，有必要对上述问题进行不断改善。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种泡沫混凝土及其制备方法，该种泡沫混凝土干密度值底、抗压强度高以及保温性能好，且原料来源广泛，成本低廉，制备工艺简单，施工方便，适宜推广应用。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种泡沫混凝土，包括以下按重量份计的原料：普通硅酸盐水泥100-200份、包膜硅灰石粉60-120份、法库粘土10-20份、八面沸石粉10-20份、粉煤灰10-20份、聚丙烯腈纤维5-15份、有机硅乳液15-25份、硅烷防水剂4-8份、早强剂1-5份、减水剂1-3份、发泡剂3-7份和稳泡剂1-5份；
上述的包膜硅灰石粉是通过以下步骤制得的：先将原材料硅灰石粉用酒精进行球磨分散处理4-6h，得到的浆料干燥后于420-480℃下烧结2-3h，冷却至室温，再在其中加入相当于其重量1-3％的硬脂酸铵、1-2％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、1-3％的对羟苯甲酸异丙酯和10-20％的去离子水，超声震荡35-45min后，之后于65-70℃恒温水浴中搅拌35-40min，得改性复混液；然后在改性复混液中加入相当于其重量10-20％的浓度为20％的Al(NO3)3溶液，同时加入适量氨水调节pH值为8-11，搅拌30-40min后，静置2-4h后，经过滤、洗涤、干燥处理后，在480-520℃烧结4-5h，自然冷却至室温即制得本发明原料中所需的包膜硅灰石粉。
进一步地，上述的泡沫混凝土包括以下按重量份计的原料：普通硅酸盐水泥150份、包膜硅灰石粉90份、法库粘土15份、八面沸石粉15份、粉煤灰15份、聚丙烯腈纤维10份、有机硅乳液20份、硅烷防水剂6份、早强剂3份、减水剂2份、发泡剂5份和稳泡剂3份。
进一步地，上述的包膜硅灰石粉是通过以下步骤制得的：先将原材料硅灰石粉用酒精进行球磨分散处理5h，得到的浆料干燥后于450℃下烧结2.5h，冷却至室温，再在其中加入相当于其重量2％的硬脂酸铵、1.5％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、2％的对羟苯甲酸异丙酯和15％的去离子水，超声震荡40min后，之后于68℃恒温水浴中搅拌36min，得改性复混液；然后在改性复混液中加入相当于其重量15％的浓度为20％的Al(NO3)3溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9，搅拌35min后，静置3h后，经过滤、洗涤、干燥处理后，在500℃烧结4.5h，自然冷却至室温即制得本发明原料中所需的包膜硅灰石粉。
优选地，上述早强剂采用硫酸钙、氯化铝、氯化钙、硝酸钙、硫酸钠、氯化钠或三乙醇胺中至少两种。
优选地，上述减水剂采用木质素磺酸钙、聚丙烯酸钠或氨基磺酸钠中一种。
优选地，上述发泡剂采用硅酸钠、碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠或十二烷基硫酸钠中至少两种。
优选地，上述稳泡剂采用硅树脂聚醚乳液、聚丙烯酰胺或聚乙烯醇中一种。
上述泡沫混凝土的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)按所述重量份配比预备原料；
(2)先将发泡剂稀释得发泡剂水溶液制得泡沫；
(3)再将普通硅酸盐水泥、包膜硅灰石粉、法库粘土、八面沸石粉、粉煤灰、聚丙烯腈纤维和有机硅乳液共同输送至搅拌机中，再加入其重量10-20％的水进行搅拌混匀处理，得浆料；之后将发泡剂水溶液倒入至浆料中，加入剩余原料再次经搅拌机混合处理，得物料，所述搅拌机的转速为70-80r/min，搅拌时间为1-2h；
(4)然后将物料浇筑至模具内，置于养护室进行发气硬化处理，养护温度为38-42℃，养护相对湿度为70-80％，养护时间为4-6h；
(5)最后经切割造型、蒸压养护即可。
进一步地，上述发泡剂的稀释比例控制在1:(15-25)。
本发明具有如下的有益效果：本发明的泡沫混凝土通过对原料成分组配以及制备工艺的改进优化，加入了包膜硅灰石粉、法库粘土、八面沸石粉等新型材料，使得成品泡沫混凝土制品在干密度值、抗压强度以及保温性能上得到显著的提升和改进，经研发人员检测，本发明的泡沫混凝土制品平均干密度值小于等于510kg/m3,该种干密度值的泡沫混凝土制品提高了工人的施工效率；其内部泡沫孔径在40-80μm之间，一致性优良，平均抗压强度大于等于12.1MPa；其平均导热系数小于等于0.085，保温效果优良；另外，本发明的泡沫混凝土原料来源广泛，成本低廉，制备工艺简单，包膜硅灰石粉、法库粘土、八面沸石粉、粉煤灰的利用不仅减少了密度大、高价水泥的使用，还能使成品泡沫混凝土制品在抗震隔音性、耐候抗风化性具有了一定的增强，提高了产品的可靠性和实用性，推动了新型建材的发展。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明中所用原料选购地如下表1所示：
表1
实施例1
一种泡沫混凝土，预备以下原料：普通硅酸盐水泥100kg、包膜硅灰石粉60kg、法库粘土10kg、八面沸石粉10kg、粉煤灰10kg、聚丙烯腈纤维5kg、有机硅乳液15kg、硅烷防水剂4kg、早强剂1kg、减水剂1kg、发泡剂3kg和稳泡剂1kg；
上述的包膜硅灰石粉是通过以下步骤制得的：称取60kg的硅灰石粉用酒精进行球磨分散处理4h，得到的浆料干燥后于420℃下烧结2h，冷却至室温，再在其中加入相当于其重量1％的硬脂酸铵、1％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、1％的对羟苯甲酸异丙酯和10％的去离子水，超声震荡35min后，之后于65℃恒温水浴中搅拌35min，得改性复混液；然后在改性复混液中加入相当于其重量10％的浓度为20％的Al(NO3)3溶液，同时加入适量氨水调节pH值为8，搅拌30min后，静置2h后，经过滤、洗涤、干燥处理后，在480℃烧结4h，自然冷却至室温即制得本发明原料中所需的包膜硅灰石粉；
其中，上述早强剂采用硫酸钙和氯化铝两种混合物，且两者之间的质量比为1:1；
上述减水剂采用木质素磺酸钙；
上述发泡剂采用硅酸钠和碳酸镁两种混合物，且两者之间的质量比为2:1；
上述稳泡剂采用聚丙烯酰胺。
上述泡沫混凝土的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将发泡剂稀释得发泡剂水溶液制得泡沫，稀释比例控制在1:15；
(2)再将普通硅酸盐水泥、包膜硅灰石粉、法库粘土、八面沸石粉、粉煤灰、聚丙烯腈纤维和有机硅乳液共同输送至搅拌机中，再加入其重量10％的水进行搅拌混匀处理，得浆料；之后将发泡剂水溶液倒入至浆料中，加入剩余原料再次经搅拌机混合处理，得物料，所述搅拌机的转速为70r/min，搅拌时间为1h；
(3)然后将物料浇筑至模具内，置于养护室进行发气硬化处理，养护温度为38℃，养护相对湿度为70％，养护时间为4h；
(4)最后经切割造型、蒸压养护即制得本发明泡沫混凝土的制品。
实施例2
一种泡沫混凝土，预备以下原料：普通硅酸盐水泥150kg、包膜硅灰石粉90kg、法库粘土15kg、八面沸石粉15kg、粉煤灰15kg、聚丙烯腈纤维10kg、有机硅乳液20kg、硅烷防水剂6kg、早强剂3kg、减水剂2kg、发泡剂5kg和稳泡剂3kg；
上述的包膜硅灰石粉是通过以下步骤制得的：称取90kg的硅灰石粉用酒精进行球磨分散处理5h，得到的浆料干燥后于450℃下烧结2.5h，冷却至室温，再在其中加入相当于其重量2％的硬脂酸铵、1.5％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、2％的对羟苯甲酸异丙酯和15％的去离子水，超声震荡40min后，之后于68℃恒温水浴中搅拌36min，得改性复混液；然后在改性复混液中加入相当于其重量15％的浓度为20％的Al(NO3)3溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9，搅拌35min后，静置3h后，经过滤、洗涤、干燥处理后，在500℃烧结4.5h，自然冷却至室温即制得本发明原料中所需的包膜硅灰石粉；
其中，上述早强剂采用氯化钙、硝酸钙和三乙醇胺三种混合物，且三者之间的质量比为2:2:1；
上述减水剂采用聚丙烯酸钠；
上述发泡剂采用碳酸钙和碳酸氢钠两种混合物，且两者之间的质量比为1:2；
上述稳泡剂采用硅树脂聚醚乳液。
上述泡沫混凝土的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将发泡剂稀释得发泡剂水溶液制得泡沫，稀释比例控制在1:20；
(2)再将普通硅酸盐水泥、包膜硅灰石粉、法库粘土、八面沸石粉、粉煤灰、聚丙烯腈纤维和有机硅乳液共同输送至搅拌机中，再加入其重量15％的水进行搅拌混匀处理，得浆料；之后将发泡剂水溶液倒入至浆料中，加入剩余原料再次经搅拌机混合处理，得物料，所述搅拌机的转速为75r/min，搅拌时间为1.5h；
(3)然后将物料浇筑至模具内，置于养护室进行发气硬化处理，养护温度为40℃，养护相对湿度为75％，养护时间为5h；
(4)最后经切割造型、蒸压养护即制得本发明泡沫混凝土的制品。
实施例3
一种泡沫混凝土，预备以下原料：普通硅酸盐水泥200kg、包膜硅灰石粉120kg、法库粘土20kg、八面沸石粉20kg、粉煤灰20kg、聚丙烯腈纤维15kg、有机硅乳液25kg、硅烷防水剂8kg、早强剂5kg、减水剂3kg、发泡剂7kg和稳泡剂5kg；
上述的包膜硅灰石粉是通过以下步骤制得的：称取120kg的硅灰石粉用酒精进行球磨分散处理6h，得到的浆料干燥后于480℃下烧结3h，冷却至室温，再在其中加入相当于其重量3％的硬脂酸铵、2％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、3％的对羟苯甲酸异丙酯和20％的去离子水，超声震荡45min后，之后于70℃恒温水浴中搅拌40min，得改性复混液；然后在改性复混液中加入相当于其重量20％的浓度为20％的Al(NO3)3溶液，同时加入适量氨水调节pH值为11，搅拌40min后，静置4h后，经过滤、洗涤、干燥处理后，在520℃烧结5h，自然冷却至室温即制得本发明原料中所需的包膜硅灰石粉；
其中，上述早强剂采用硝酸钙、硫酸钠和氯化钠三种混合物，且三者之间的质量比为1:1:1；
上述减水剂采用氨基磺酸钠；
上述发泡剂采用碳酸钙和十二烷基硫酸钠两种混合物，且两者之间的质量比为2:1；
上述稳泡剂采用聚乙烯醇。
上述泡沫混凝土的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将发泡剂稀释得发泡剂水溶液制得泡沫，稀释比例控制在1:25；
(2)再将普通硅酸盐水泥、包膜硅灰石粉、法库粘土、八面沸石粉、粉煤灰、聚丙烯腈纤维和有机硅乳液共同输送至搅拌机中，再加入其重量20％的水进行搅拌混匀处理，得浆料；之后将发泡剂水溶液倒入至浆料中，加入剩余原料再次经搅拌机混合处理，得物料，所述搅拌机的转速为80r/min，搅拌时间为2h；
(3)然后将物料浇筑至模具内，置于养护室进行发气硬化处理，养护温度为42℃，养护相对湿度为80％，养护时间为6h；
(4)最后经切割造型、蒸压养护即制得本发明泡沫混凝土的制品。
性能检测
对上述实施例1-3制得泡沫混凝土进行干密度值、抗压强度以及导热系数性能的检测，与国标GB/T 29062-2012和市场上现有的泡沫混凝土制品相对比，具体数据见下表2所示；
表2
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种泡沫混凝土，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：普通硅酸盐水泥100-200份、包膜硅灰石粉60-120份、法库粘土10-20份、八面沸石粉10-20份、粉煤灰10-20份、聚丙烯腈纤维5-15份、有机硅乳液15-25份、硅烷防水剂4-8份、早强剂1-5份、减水剂1-3份、发泡剂3-7份和稳泡剂1-5份；
所述包膜硅灰石粉是通过以下步骤制得的：先将原材料硅灰石粉用酒精进行球磨分散处理4-6h，得到的浆料干燥后于420-480℃下烧结2-3h，冷却至室温，再在其中加入相当于其重量1-3％的硬脂酸铵、1-2％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、1-3％的对羟苯甲酸异丙酯和10-20％的去离子水，超声震荡35-45min后，之后于65-70℃恒温水浴中搅拌35-40min，得改性复混液；然后在改性复混液中加入相当于其重量10-20％的浓度为20％的Al(NO3)3溶液，同时加入适量氨水调节pH值为8-11，搅拌30-40min后，静置2-4h后，经过滤、洗涤、干燥处理后，在480-520℃烧结4-5h，自然冷却至室温即得。
2.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：普通硅酸盐水泥150份、包膜硅灰石粉90份、法库粘土15份、八面沸石粉15份、粉煤灰15份、聚丙烯腈纤维10份、有机硅乳液20份、硅烷防水剂6份、早强剂3份、减水剂2份、发泡剂5份和稳泡剂3份。
3.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土，其特征在于，所述包膜硅灰石粉是通过以下步骤制得的：先将原材料硅灰石粉用酒精进行球磨分散处理5h，得到的浆料干燥后于450℃下烧结2.5h，冷却至室温，再在其中加入相当于其重量2％的硬脂酸铵、1.5％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、2％的对羟苯甲酸异丙酯和15％的去离子水，超声震荡40min后，之后于68℃恒温水浴中搅拌36min，得改性复混液；然后在改性复混液中加入相当于其重量15％的浓度为20％的Al(NO3)3溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9，搅拌35min后，静置3h后，经过滤、洗涤、干燥处理后，在500℃烧结4.5h，自然冷却至室温即得。
4.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土，其特征在于，所述早强剂为硫酸钙、氯化铝、氯化钙、硝酸钙、硫酸钠、氯化钠或三乙醇胺中至少两种。
5.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土，其特征在于，所述减水剂为木质素磺酸钙、聚丙烯酸钠或氨基磺酸钠中一种。
6.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土，其特征在于，所述发泡剂为硅酸钠、碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠或十二烷基硫酸钠中至少两种。
7.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土，其特征在于，所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液、聚丙烯酰胺或聚乙烯醇中一种。
8.一种根据权利要求书1-7任意一项所述的泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按所述重量份配比预备原料；
(2)先将发泡剂稀释得发泡剂水溶液制得泡沫；
(3)再将普通硅酸盐水泥、包膜硅灰石粉、法库粘土、八面沸石粉、粉煤灰、聚丙烯腈纤维和有机硅乳液共同输送至搅拌机中，再加入其重量10-20％的水进行搅拌混匀处理，得浆料；之后将发泡剂水溶液倒入至浆料中，加入剩余原料再次经搅拌机混合处理，得物料，所述搅拌机的转速为70-80r/min，搅拌时间为1-2h；
(4)然后将物料浇筑至模具内，置于养护室进行发气硬化处理，养护温度为38-42℃，养护相对湿度为70-80％，养护时间为4-6h；
(5)最后经切割造型、蒸压养护即可。
9.根据权利要求8所述的一种泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，所述发泡剂的稀释比例为1:(15-25)。
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