CN108585939A - 一种新型泡沫混凝土的配方与制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型泡沫混凝土的配方与制备方法，该泡沫混凝土配方材料主要有水泥332kg/m3，粉煤灰82kg/m3，水胶比0.46‑0.52，泡沫0.65‑0.8m3/m3，陶粒217kg/m3，玻化微珠21kg/m3，气凝胶1‑4kg/m3，减水剂2.1kg/m3，纤维总量0.8kg‑2.0kg/m3，其中麻纤维等量取代聚丙烯纤维的30％，植物纤维由废弃麻绳制成麻纤维，起到变废为宝，节能高效，符合可持续发展的要求；本发明根据密度设计要求将制备获得的泡沫按体积比混入搅拌均匀的料浆中搅拌混泡，能够生产出符合规范要求的陶粒泡沫混凝土，可用于制备轻质墙板和砌块。

Description

一种新型泡沫混凝土的配方与制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别是涉及一种新型泡沫混凝土的配方与 制备方法。
背景技术
泡沫混凝土又称为发泡水泥、轻质混凝土等，是一种利废、环保、节能、 低廉且具有不燃性的新型建筑节能材料，轻质混凝土(泡沫混凝土)是通过化学 或物理的方式根据应用需要将空气或氮气、二氧化碳气、氧气等气体引入混凝 土浆体中，经过合理养护成型，而形成的含有大量细小的封闭气孔，并具有相 当强度的混凝土制品，轻质混凝土(泡沫混凝土)的制作通常是用机械方法将泡 沫剂水溶液制备成泡沫，具体操作为：用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫， 再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，经 混合搅拌、浇注成型、养护而成，作为一种新型的节能环保型建筑材料，国内 外学者对其做了大量的研究开发，使其广泛应用于墙体材料中，优点是：具有 密度小、质量轻、保温、隔音、抗震等性能，但其还存在一定的缺陷，如强度 偏低、开裂、吸水等，因而要进一步扩大其应用领域还需在发泡剂、配合比、 工艺流程、设备等方面做更进一步的研究，可应用于挡土墙、修建运动场和田 径跑道、夹心构件、用作复合墙板、管线回填、贫混凝土填层、屋面边坡、储 罐底脚的支撑等，但其在应用中存在强度偏低、开裂、吸水等缺陷，其性能有 待进一步改进。
目前在发泡剂、配合比研究领域也存在一些弊端，例如其抗韧性时间有间 歇，由于增加的比例，辅料粒径的区别，其学性能差，多种添加剂不兼容使得 泡沫混凝土的吸水性和调湿指标较低，性能价格有差异，不利于长期使用。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种新型泡沫混凝土的配方 与制备方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种新型泡沫混凝土的配方与制备方法，其特征在于，该泡沫混凝土配方 材料主要有水泥332kg/m3，粉煤灰82kg/m3，水胶比0.46-0.52，泡沫 0.65-0.8m3/m3，陶粒217kg/m3，玻化微珠21kg/m3，气凝胶1-4kg/m3，纤维总量 0.8-2.0kg/m3，减水剂2.1kg/m3，其中麻纤维等量取代聚丙烯纤维的30％，植物 纤维由废弃麻绳制成麻纤维，泡沫混凝土配合比设计步骤如下：
步骤一、确定泡沫混凝土的干密度和陶粒表观密度，首先确定陶粒泡沫混 凝土的设计干密度，在能满足泡沫混凝土基础配合比外的条件下选择陶粒表观 密度较小的陶粒，选择的陶粒表观密度应小于等于设计干密度；
步骤二、确定陶粒掺量和胶凝材料用量，其中陶粒体积掺量取40％，陶粒掺 量217kg/m3，所述陶粒掺量为陶粒占泡沫混凝土总体积的百分比，根据设计干 密度和陶粒表观密度，确定胶凝材料用量，粉煤灰等量取代20％水泥掺量；
步骤三、(1)通过水泥及粉煤灰用量,确定泡沫混凝土用水量,(2)按照胶 凝材料、用水量、陶粒、玻化微珠、气凝胶和纤维掺量，确定水泥净浆体积， 并根据水泥净浆体积，确定1m3泡沫掺量，混合制得设计干密度下的泡沫混凝土。
本实施例中，玻化微珠掺量为胶凝材料的5％，玻化微珠掺量21kg/m3；发泡 剂稀释倍数为40倍，实测泡沫密度为62kg/m3。
本实施例中，泡沫密度为62kg/m3，泡沫掺量0.65-0.8m3/m3，气凝胶1-4kg/m3， 纤维总量0.8kg-2.0kg/m3，其中麻纤维等量取代聚丙烯纤维的30％，减水剂掺量 为胶凝材料的0.5％，减水剂掺量2.1kg/m3。
本实施例中，搅拌工艺如下：
加入轻质无机高性能保温材料玻化微珠和轻质陶粒、新型绝热材料气凝胶， 得到的混合料与泡沫混合，形成的新型泡沫混凝土，即混泡过程，泡沫从发泡 机发出后到加入搅拌机之间的时间为10s，以防止由于泡沫稳定性差造成的泡沫 损失，同时加入纤维材料，以植物纤维与聚丙烯纤维混掺，当混合料表面无泡 沫漂浮即可认为已混合均匀，然后停止搅拌，混合成型。
本发明的有益效果在于：通过将发泡剂按照配合比与水按1∶40的比例稀 释，采用发泡机制备细密稳定的泡沫，根据密度设计要求将制备获得的泡沫按 体积比混入搅拌均匀的料浆中搅拌混泡，泡沫与料浆的体积比为1～4倍，搅拌 2.5～3.5min至泡沫均匀分散于料浆中，制成泡沫混凝土确定各组分的用量，并 控制其性能，能够生产出符合规范要求的陶粒泡沫混凝土轻质砌块，由于泡沫 掺入过程容易破碎，因此考虑1-2倍富余量，泡沫掺量0.65-0.8m3/m3；气凝胶 1-4kg/m3；纤维总量0.8kg-2.0kg/m3，其中麻纤维等量取代聚丙烯纤维的30％； 减水剂掺量为胶凝材料的0.5％，减水剂掺量2.1kg/m3，提高其抗韧性，然植物 纤维由废弃麻绳制成麻纤维，起到变废为宝，采用物理发泡的方式制备泡沫混 凝土，能够提高泡沫混凝土的吸水性和调湿指标，而且其性能成本价格稳定。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描 述，但本发明并不限于这些实施例。
一种新型泡沫混凝土的配方与制备方法，具体步骤如下：
1、该泡沫混凝土配方材料主要有水泥332kg/m3，粉煤灰82kg/ m3，水胶比0.46-0.52，泡沫0.65-0.8m3/m3，陶粒217kg/m3，玻 化微珠21kg/m3，气凝胶1-4kg/m3，纤维总量0.8kg-2.0kg，其中 麻纤维等量取代聚丙烯纤维的30％，减水剂2.1kg/m3，其泡沫混凝 土配合比设计步骤如下：
步骤一、确定泡沫混凝土的干密度和陶粒表观密度，首先确定陶粒泡沫混 凝土的设计干密度，在能满足泡沫混凝土基础配合比外的条件下选择陶粒表观 密度较小的陶粒，选择的陶粒表观密度应小于等于设计干密度；
步骤二、确定陶粒掺量和胶凝材料用量，其中陶粒体积掺量取40％，陶粒掺 量217kg/m3，所述陶粒掺量为陶粒占泡沫混凝土总体积的百分比，根据设计干 密度和陶粒表观密度，确定胶凝材料用量，粉煤灰等量取代20％水泥掺量；
步骤三、(1)通过水泥及粉煤灰用量,确定泡沫混凝土用水量,(2)按照胶 凝材料、用水量、陶粒、玻化微珠、气凝胶和纤维掺量，确定水泥净浆体积， 并根据水泥净浆体积，确定1m3泡沫掺量，混合制得设计干密度下的泡沫混凝 土。
本实施例中，所述玻化微珠掺量为胶凝材料的5％，玻化微珠掺量21kg；发 泡剂稀释倍数为30倍，实测泡沫密度为62kg/m3。
本实施例中，泡沫密度为62kg/m3，泡沫掺量0.65-0.8m3/m3，气凝胶1-4kg/m3， 纤维总量0.8kg-2.0kg/m3，其中麻纤维等量取代聚丙烯纤维的30％，减水剂掺量 为胶凝材料的0.5％，减水剂掺量2.1kg/m3。
本实施例中，搅拌工艺如下：
加入轻质无机高性能保温材料玻化微珠和轻质陶粒、新型绝热材料气凝胶， 得到的混合料与泡沫混合，形成的新型泡沫混凝土，即混泡过程，泡沫从发泡 机发出后到加入搅拌机之间的时间为10s，以防止由于泡沫稳定性差造成的泡沫 损失，同时加入纤维材料，以植物纤维与聚丙烯纤维混掺，当混合料表面无泡 沫漂浮即可认为已混合均匀，然后停止搅拌，混合成型。
实施例一：
在制作过程中，提高泡沫混凝土浆料的温度，根据泡沫混凝土容重的大小 控制泡沫混凝土浆料的温度高低，容重在200－1200kg/m3的泡沫混凝土，泡沫 混凝土浆料的温度控制在20－75℃之间；在进行入模养护步骤中，采用保温模 具，并控制泡沫混凝土浆料中水泥的初凝时间和终凝时间温度，使泡沫混凝土 浆料及由泡沫混凝土浆料形成的构件的温度在终凝时间前0.5小时至终凝时间 后5小时的时间段内温度控制在70－130℃之间，通过考虑1-2倍富余量，泡沫 掺量0.65-0.8m3/m3；气凝胶1-4kg/m3；纤维总量0.8kg-2.0kg/m3，其中麻纤 维等量取代聚丙烯纤维的30％；减水剂掺量为胶凝材料的0.5％，减水剂掺量2.1kg/m3，其中混合泡沫混凝土配合比掺量：胶凝材料总量：414kg；水泥：332kg； 粉煤灰：83kg；水胶比：0.48；陶粒：217kg；泡沫：0.75m3；玻化微珠：21kg； 气凝胶：4kg；纤维总量：1.6kg；聚丙烯纤维1.1kg；麻纤维：0.5kg；减水剂： 2.1kg；干密度(Kg/m3)：708.96；导热系数(W/m·K)：0.1943；抗压强度(Mpa)： 4.96，满足配比要求。
实施例二：
在制作过程中，提高泡沫混凝土浆料的温度，根据泡沫混凝土容重的大小 控制泡沫混凝土浆料的温度高低，容重在200－1200kg/m3的泡沫混凝土，泡沫 混凝土浆料的温度控制在20－75℃之间；在进行入模养护步骤中，采用保温模 具，并控制泡沫混凝土浆料中水泥的初凝时间和终凝时间温度，使泡沫混凝土 浆料及由泡沫混凝土浆料形成的构件的温度在终凝时间前0.5小时至终凝时间 后5小时的时间段内温度控制在70－130℃之间，通过考虑1-2倍富余量，泡沫 掺量0.65-0.8m3/m3；气凝胶1-4kg/m3；纤维总量0.8kg-2.0kg/m3，其中麻纤维 等量取代聚丙烯纤维的30％；减水剂掺量为胶凝材料的0.5％，减水剂掺量2.1kg/m3，其中混合泡沫混凝土配合比掺量：胶凝材料总量：414kg；水泥：332kg； 粉煤灰：83kg；水胶比：0.52；陶粒：217kg；泡沫：0.75m3；玻化微珠：21kg； 气凝胶：2kg；纤维总量：0.8kg；聚丙烯纤维0.56kg；麻纤维：0.24kg；减水 剂：2.1kg；干密度(Kg/m3)：538.27；导热系数(W/m·K)：0.1461；抗压强 度(Mpa)：2.03，满足配比要求。
实施例三：
在制作过程中，提高泡沫混凝土浆料的温度，根据泡沫混凝土容重的大小 控制泡沫混凝土浆料的温度高低，容重在200－1200kg/m3的泡沫混凝土，泡沫 混凝土浆料的温度控制在20－75℃之间；在进行入模养护步骤中，采用保温模 具，并控制泡沫混凝土浆料中水泥的初凝时间和终凝时间温度，使泡沫混凝土 浆料及由泡沫混凝土浆料形成的构件的温度在终凝时间前0.5小时至终凝时间 后5小时的时间段内温度控制在70－130℃之间，通过考虑1-2倍富余量，泡沫 掺量0.65-0.8m3/m3；气凝胶1-4kg/m3；纤维总量0.8-2.0kg/m3，其中麻纤维等 量取代聚丙烯纤维的30％；减水剂掺量为胶凝材料的0.5％，减水剂掺量2.1kg/m3， 其中混合泡沫混凝土配合比掺量：胶凝材料总量：414kg；水泥：332kg；粉煤 灰：83kg；水胶比：0.5；陶粒：217kg；泡沫：0.8m3；玻化微珠：21kg；气凝 胶：2kg；纤维总量：2kg；聚丙烯纤维1.4kg；麻纤维：0.6kg；减水剂：2.1kg； 干密度(Kg/m3)：603.62；导热系数(W/m·K)：0.1591；抗压强度(Mpa)： 2.94，满足配比要求。
实施例四：
在制作过程中，提高泡沫混凝土浆料的温度，根据泡沫混凝土容重的大小 控制泡沫混凝土浆料的温度高低，容重在200－1200kg/m3的泡沫混凝土，泡沫 混凝土浆料的温度控制在20－75℃之间；在进行入模养护步骤中，采用保温模 具，并控制泡沫混凝土浆料中水泥的初凝时间和终凝时间温度，使泡沫混凝土 浆料及由泡沫混凝土浆料形成的构件的温度在终凝时间前0.5小时至终凝时间 后5小时的时间段内温度控制在70－130℃之间，通过考虑1-2倍富余量，泡沫 掺量0.65-0.8m3/m3；气凝胶1-4kg/m3；纤维总量0.8-2.0kg/m3，其中麻纤维等 量取代聚丙烯纤维的30％；减水剂掺量为胶凝材料的0.5％，减水剂掺量2.1kg/m3， 其中混合泡沫混凝土配合比掺量：胶凝材料总量：414kg；水泥：332kg；粉煤 灰：83kg；水胶比：0.48；陶粒：217kg；泡沫：0.7m3；玻化微珠：21kg；气凝 胶：1kg；纤维总量：2kg；聚丙烯纤维1.4kg；麻纤维：0.6kg；减水剂：2.1kg； 干密度(Kg/m3)：643.86；导热系数(W/m·K)：0.1696；抗压强度(Mpa)： 3.52，满足配比要求。
实施例五：
在制作过程中，提高泡沫混凝土浆料的温度，根据泡沫混凝土容重的大小 控制泡沫混凝土浆料的温度高低，容重在200－1200kg/m3的泡沫混凝土，泡沫 混凝土浆料的温度控制在20－75℃之间；在进行入模养护步骤中，采用保温模 具，并控制泡沫混凝土浆料中水泥的初凝时间和终凝时间温度，使泡沫混凝土 浆料及由泡沫混凝土浆料形成的构件的温度在终凝时间前0.5小时至终凝时间 后5小时的时间段内温度控制在70－130℃之间，通过考虑1-2倍富余量，泡沫 掺量0.65-0.8m3/m3；气凝胶1-4kg/m3；纤维总量0.8-2.0kg/m3，其中麻纤维等 量取代聚丙烯纤维的30％；减水剂掺量为胶凝材料的0.5％，减水剂掺量2.1kg/m3， 其中混合泡沫混凝土配合比掺量：胶凝材料总量：414kg；水泥：332kg；粉煤 灰：83kg；水胶比：0.46；陶粒：217kg；泡沫：0.65m3；玻化微珠：21kg；气 凝胶：1kg；纤维总量：0.8kg；聚丙烯纤维0.56kg；麻纤维：0.24kg；减水剂： 2.1kg；干密度(Kg/m3)：662.01；导热系数(W/m·K)：0.1771；抗压强度 (Mpa)：3.71，满足配比要求。
本实施例大致内容与实施例一相同，所不同之处在与，在本实施例中，本 实施例所述本配合比中生产1m3泡沫混凝土使用胶凝材料总量为414kg，粉煤灰 等量取代水泥的20％，水泥掺量332kg，粉煤灰掺量83kg；水胶比0.46-0.52； 陶粒体积掺量取40％，陶粒掺量217kg；玻化微珠掺量为胶凝材料的5％，玻化微 珠掺量21kg；发泡剂稀释倍数为40倍，实测泡沫密度为62kg/m3，本方法基于 体积法确定陶粒泡沫混凝土的配合比，能够精确控制陶粒泡沫混凝土的密度等 级，使其达到要求强度，具有较好的使用价值，首先确定陶粒掺量在40％-60％ 之间，然后根据陶粒泡沫混凝土的设计干密度可以确定胶凝材料的用量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人 员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只 是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各 种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求 保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (4)

1.一种新型泡沫混凝土的配方与制备方法，其特征在于，该泡沫混凝土配方材料主要有水泥332kg/m3，粉煤灰82kg/m3，水胶比0.46-0.52，泡沫0.65-0.8m3/m3，陶粒217kg/m3，玻化微珠21kg/m3，气凝胶1-4kg/m3，纤维总量0.8-2.0kg/m3，减水剂2.1kg/m3，其中麻纤维等量取代聚丙烯纤维的30％，植物纤维由废弃麻绳制成麻纤维，泡沫混凝土配合比设计步骤如下：
步骤一、确定泡沫混凝土的干密度和陶粒表观密度，首先确定陶粒泡沫混凝土的设计干密度，在能满足泡沫混凝土基础配合比外的条件下选择陶粒表观密度较小的陶粒，选择的陶粒表观密度应小于等于设计干密度；
步骤二、确定陶粒掺量和胶凝材料用量，其中陶粒体积掺量取40％，陶粒掺量217kg/m3，所述陶粒掺量为陶粒占泡沫混凝土总体积的百分比，根据设计干密度和陶粒表观密度，确定胶凝材料用量，粉煤灰等量取代20％水泥掺量；
步骤三、(1)通过水泥及粉煤灰用量,确定泡沫混凝土用水量,(2)按照胶凝材料、用水量、陶粒、玻化微珠、气凝胶和纤维掺量，确定水泥净浆体积，并根据水泥净浆体积，确定泡沫掺量，混合制得设计干密度下的泡沫混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种新型泡沫混凝土的配方与制备方法，其特征在于：玻化微珠掺量为胶凝材料的5％，玻化微珠掺量21kg/m3；发泡剂稀释倍数为40倍，实测泡沫密度为62kg/m3。
3.根据权利要求1所述的一种新型泡沫混凝土的配方与制备方法，其特征在于：泡沫密度为62kg/m3，泡沫掺量0.65-0.8m3/m3，气凝胶1-4kg/m3，纤维总量0.8-2.0kg/m3，其中麻纤维等量取代聚丙烯纤维的30％，减水剂掺量为胶凝材料的0.5％，减水剂掺量2.1kg/m3。
4.根据权利要求3所述的一种新型泡沫混凝土的配方与制备方法，其特征在于：搅拌工艺如下：
加入轻质无机高性能保温材料玻化微珠和轻质陶粒、新型绝热材料气凝胶，得到的混合料与泡沫混合，形成的新型泡沫混凝土，即混泡过程，泡沫从发泡机发出后到加入搅拌机之间的时间为10s，以防止由于泡沫稳定性差造成的泡沫损失，同时加入纤维材料，以植物纤维与聚丙烯纤维混掺，当混合料表面无泡沫漂浮即可认为已混合均匀，然后停止搅拌，混合成型。
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