CN108623243A - 一种阻燃高强度泡沫混凝土及制备方法 - Google Patents

一种阻燃高强度泡沫混凝土及制备方法 Download PDF

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Abstract

一种阻燃高强度泡沫混凝土及制备方法，泡沫混凝土包括以下质量分数的组分：水泥40‑60份、Ⅱ级粉煤灰20‑30份、细砂15‑30份、无机阻燃剂2‑6份、硅酸盐5‑15份、膨胀剂4‑11份、发泡剂0.4‑0.7份、稳泡剂0.4‑1.2份、减水剂0.6‑1.1份、早强剂0.3‑1.5份、憎水剂0.6‑1.2份、纤维0.1‑0.2份、水25‑45份，本申请提供一种阻燃高强度泡沫混凝土及制备方法，其制备的泡沫混凝土具有高强度、阻燃、防水防开裂性能。

Description

一种阻燃高强度泡沫混凝土及制备方法
技术领域
本发明属于建筑行业技术领域，尤其涉及一种阻燃高强度泡沫混凝土及制备方法。
背景技术
随着建筑节能的需要，以及对建筑保温材料防火等级的要求，研制满足建筑节能及防火等级要求的新型建筑节能材料，已成为特种建材科研工作者的使命和工作方向。
泡沫混凝土作为一种新型建筑节能材料，是内部含有大量细小、封闭、均匀气孔的泡沫状混凝土材料，材料内部气孔呈封闭状态，互不相通，不能形成空气的对流循环，同时混凝土内部被气孔所隔离，各球形气孔为固化的水泥浆膜包围，界面对热能穿刺能力形成很大阻力，具有轻质、保温、隔热、隔音、减震等特性。
泡沫混凝土的制备与拌制普通混凝土不同，它存在一个泡沫导入的过程，为了更好地在这个过程中将泡沫均匀引入到水泥浆料中并完好均匀地分布于泡沫混凝土体系，现有泡沫混凝土中的孔隙率一般高达50%～70%以上，混凝土的强度大大低于普通混凝土的强度，泡沫混凝土并不是质量越轻越好，一般来说质量越轻泡沫混凝土强度就越低，若过分的追求轻质则会降低泡沫混凝土强度。
现有技术的泡沫混凝土存在的主要问题是：1、由于泡沫混凝土主要是由水泥及其它硅钙质材料、水、气泡组成，其混合浆料收缩率大；2、抗拉强度较低，在限制条件下，泡沫混凝土易出现收缩开裂；3、由于泡沫混凝土中气泡封闭性会影响泡沫吸水率和防水性，因此，制备具有轻质高强、防水防开裂功能的泡沫混凝土是紧迫需要的。
发明内容
针对现有技术中的不足，本申请提供一种阻燃高强度泡沫混凝土，具有高强度、阻燃、防水防开裂性能，同时也提供了该阻燃高强度泡沫混凝土的制备方法，其技术方案如下：
一种阻燃高强度泡沫混凝土，包括以下质量分数的组分：水泥40-60份、Ⅱ级粉煤灰20-30份、细砂15-30份、无机阻燃剂2-6份、硅酸盐5-15份、膨胀剂4-11份、发泡剂0.4-0.7份、稳泡剂0.4-1.2份、减水剂0.6-1.1份、早强剂0.3-1.5份、憎水剂0.6-1.2份、纤维0.1-0.2份、水25-45份。
进一步地，包括以下质量分数的组分：水泥40份、Ⅱ级粉煤灰20份、细砂30份、无机阻燃剂2份、硅酸盐5份、膨胀剂11份、发泡剂0.7份、稳泡剂0.4份、减水剂0.6份、早强剂1.5份、憎水剂1.2份、纤维0.2份、水45份。
进一步地，包括以下质量分数的组分：水泥60份、Ⅱ级粉煤灰30份、细砂15份、无机阻燃剂6份、硅酸盐15份、膨胀剂4份、发泡剂0.4份、稳泡剂1.2份、减水剂1.1份、早强剂0.3份、憎水剂0.6份、纤维0.1份、水25份。
进一步地，包括以下质量分数的组分：水泥50份、Ⅱ级粉煤灰25份、细砂25份、无机阻燃剂5份、硅酸盐10份、膨胀剂8份、发泡剂0.6份、稳泡剂1份、减水剂0.8份、早强剂1.2份、憎水剂1.1份、纤维0.15份、水30份。
进一步地，所述水泥为强度52.5级的粉煤灰硅酸盐水泥。
进一步地，所述细砂为磨细的砂粒，比表面积大于4200cm2/g。
进一步地，所述无机阻燃剂为硼酸铝，硅酸盐为硅酸钾。
进一步地，所述膨胀剂为氧化钙，发泡剂为茶皂素发泡剂，稳泡剂为羧乙基纤维素稳泡剂，减水剂为聚羧酸减水剂，早强剂为铝酸钾，憎水剂为硅烷基憎水剂。
一种阻燃高强度泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：
A、按照配比称量水泥、Ⅱ级粉煤灰、细砂、无机阻燃剂、硅酸盐、纤维并均匀混合在一起，制成干粉料；
B、按照配比将膨胀剂、稳泡剂、减水剂、早强剂、憎水剂和水加入到步骤A制备得到的干粉料中，在900-1100rpm下均匀搅拌6-10min制得水泥浆；
C、将0.4-0.7份发泡剂与水按质量比1：35稀释成发泡液，用发泡机将发泡液制成泡沫；
D、根据干密度等级的需要，将步骤C制备的泡沫加入到步骤B制备的水泥浆中，在2200-2400rpm下搅拌4-6min制成泡沫混凝土料浆；
E、将搅拌好的泡沫混凝土料浆注入模具中，自然养护，制成泡沫混凝土。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
（1）本发明中添加了无机阻燃剂，使得制成的泡沫混凝土具有一定的阻燃性能；
（2）本发明中，细砂为磨细的砂粒，比表面积大于4200 cm2/g，细颗粒砂粒有利于泡沫混凝土的早期强度，降低水化反应产生的水化热，减少泡沫混凝土早期收缩开裂。 II 级粉煤灰自身玻璃微珠含量较高，粉煤灰的形态效应作用显著，能有效减少用水量，提高流动度；同时由CaO制成的膨胀剂，可有效促进粉煤灰发生二次水化反应，显著提高泡沫混凝土的后期强度；
（3）本发明中，稳泡剂是一种表面活性剂，能够在液相表面形成单分子吸附膜，使液面坚固不易破裂，达到稳定气泡的目的，同时可以增加水泥浆的粘稠度，使泡沫更好的在水泥浆浆体内保持稳定，从而提高泡沫混凝土的强度。憎水剂能有效地改变硅酸盐的表面特性，生成牢固的疏水性网状膜，使水分无法渗入到颗粒内部，从而使泡沫混凝土具有较好防水功能。保水剂的保水作用可以避免水分被基层吸收或蒸发，保证水泥水化所需要的水，保持泡沫混凝土的流动性和稳定性。减水剂减少了用水量，提高了水泥浆的流动性与泡沫混凝土的强度。早强剂可促进水泥水化，提高泡沫混凝土的早期强度；
（4）本发明中，纤维是阻止开裂的重要组分之一，在水泥浆中呈三维网络结构，可承受水泥浆收缩产生的拉应力，减少裂纹，防止微裂缝的发展；
（5）本发明中，发泡剂为茶皂素发泡剂，发泡速度快、泡径均匀、而且泡沫细小、泡沫的稳定性好、持续时间长，有效提高了泡沫混凝土的稳定性与强度。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
以下实施例中，水泥为强度52.5级的粉煤灰硅酸盐水泥，细砂为磨细的砂粒，比表面积大于4200cm2/g，无机阻燃剂为硼酸铝，硅酸盐为硅酸钾，膨胀剂为氧化钙，发泡剂为茶皂素发泡剂，稳泡剂为羧乙基纤维素稳泡剂，减水剂为聚羧酸减水剂，早强剂为铝酸钾，憎水剂为硅烷基憎水剂。
其中泡沫由0.4-0.7份发泡剂与水按质量比1：35稀释成发泡液，再用发泡机制成泡沫。
实施例1
水泥40份、Ⅱ级粉煤灰20份、细砂30份、无机阻燃剂2份、硅酸盐5份、膨胀剂11份、发泡剂0.7份、稳泡剂0.4份、减水剂0.6份、早强剂1.5份、憎水剂1.2份、纤维0.2份、水45份。
制备方法：
A、按照配比称量水泥、Ⅱ级粉煤灰、细砂、无机阻燃剂、硅酸盐、纤维并均匀混合在一起，制成干粉料；
B、按照配比将膨胀剂、稳泡剂、减水剂、早强剂、憎水剂和水加入到步骤A制备得到的干粉料中，在900-1100rpm下均匀搅拌6-10min制得水泥浆；
C、将0.4-0.7份发泡剂与水按质量比1：35稀释成发泡液，用发泡机将发泡液制成泡沫；
D、根据干密度等级的需要，将步骤C制备的泡沫加入到步骤B制备的水泥浆中，在2200-2400rpm下搅拌4-6min制成泡沫混凝土料浆；
E、将搅拌好的泡沫混凝土料浆注入模具中，自然养护，制成泡沫混凝土。
所得泡沫混凝土的干容重580kg/m3,28天强度4.2MPa,吸水率4.5%。
实施例2
水泥60份、Ⅱ级粉煤灰30份、细砂15份、无机阻燃剂6份、硅酸盐15份、膨胀剂4份、发泡剂0.4份、稳泡剂1.2份、减水剂1.1份、早强剂0.3份、憎水剂0.6份、纤维0.1份、水25份。
制备方法：
A、按照配比称量水泥、Ⅱ级粉煤灰、细砂、无机阻燃剂、硅酸盐、纤维并均匀混合在一起，制成干粉料；
B、按照配比将膨胀剂、稳泡剂、减水剂、早强剂、憎水剂和水加入到步骤A制备得到的干粉料中，在900-1100rpm下均匀搅拌6-10min制得水泥浆；
C、将0.4-0.7份发泡剂与水按质量比1：35稀释成发泡液，用发泡机将发泡液制成泡沫；
D、根据干密度等级的需要，将步骤C制备的泡沫加入到步骤B制备的水泥浆中，在2200-2400rpm下搅拌4-6min制成泡沫混凝土料浆；
E、将搅拌好的泡沫混凝土料浆注入模具中，自然养护，制成泡沫混凝土。
所得泡沫混凝土的干容重630kg/m3,28天强度4.0MPa,吸水率4.4%。
实施例3
水泥50份、Ⅱ级粉煤灰25份、细砂25份、无机阻燃剂5份、硅酸盐10份、膨胀剂8份、发泡剂0.6份、稳泡剂1份、减水剂0.8份、早强剂1.2份、憎水剂1.1份、纤维0.15份、水30份。
制备方法：
A、按照配比称量水泥、Ⅱ级粉煤灰、细砂、无机阻燃剂、硅酸盐、纤维并均匀混合在一起，制成干粉料；
B、按照配比将膨胀剂、稳泡剂、减水剂、早强剂、憎水剂和水加入到步骤A制备得到的干粉料中，在900-1100rpm下均匀搅拌6-10min制得水泥浆；
C、将0.4-0.7份发泡剂与水按质量比1：35稀释成发泡液，用发泡机将发泡液制成泡沫；
D、根据干密度等级的需要，将步骤C制备的泡沫加入到步骤B制备的水泥浆中，在2200-2400rpm下搅拌4-6min制成泡沫混凝土料浆；
E、将搅拌好的泡沫混凝土料浆注入模具中，自然养护，制成泡沫混凝土。
所得泡沫混凝土的干容重610kg/m3,28天强度4.1MPa,吸水率4.6%。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (9)

1.一种阻燃高强度泡沫混凝土，其特征在于，包括以下质量分数的组分：水泥40-60份、Ⅱ级粉煤灰20-30份、细砂15-30份、无机阻燃剂2-6份、硅酸盐5-15份、膨胀剂4-11份、发泡剂0.4-0.7份、稳泡剂0.4-1.2份、减水剂0.6-1.1份、早强剂0.3-1.5份、憎水剂0.6-1.2份、纤维0.1-0.2份、水25-45份。
2.一种阻燃高强度泡沫混凝土，其特征在于，包括以下质量分数的组分：水泥40份、Ⅱ级粉煤灰20份、细砂30份、无机阻燃剂2份、硅酸盐5份、膨胀剂11份、发泡剂0.7份、稳泡剂0.4份、减水剂0.6份、早强剂1.5份、憎水剂1.2份、纤维0.2份、水45份。
3.一种阻燃高强度泡沫混凝土，其特征在于，包括以下质量分数的组分：水泥60份、Ⅱ级粉煤灰30份、细砂15份、无机阻燃剂6份、硅酸盐15份、膨胀剂4份、发泡剂0.4份、稳泡剂1.2份、减水剂1.1份、早强剂0.3份、憎水剂0.6份、纤维0.1份、水25份。
4.一种阻燃高强度泡沫混凝土，其特征在于，包括以下质量分数的组分：水泥50份、Ⅱ级粉煤灰25份、细砂25份、无机阻燃剂5份、硅酸盐10份、膨胀剂8份、发泡剂0.6份、稳泡剂1份、减水剂0.8份、早强剂1.2份、憎水剂1.1份、纤维0.15份、水30份。
5.如权利要求1所述的一种阻燃高强度泡沫混凝土，其特征在于，所述水泥为强度52.5级的粉煤灰硅酸盐水泥。
6.如权利要求1所述的一种阻燃高强度泡沫混凝土，其特征在于，所述细砂为磨细的砂粒，比表面积大于4200cm2/g。
7.如权利要求1所述的一种阻燃高强度泡沫混凝土，其特征在于，所述无机阻燃剂为硼酸铝，硅酸盐为硅酸钾。
8.如权利要求1所述的一种阻燃高强度泡沫混凝土，其特征在于，所述膨胀剂为氧化钙，发泡剂为茶皂素发泡剂，稳泡剂为羧乙基纤维素稳泡剂，减水剂为聚羧酸减水剂，早强剂为铝酸钾，憎水剂为硅烷基憎水剂。
9.基于权利要求1至8中任一项所述的一种阻燃高强度泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、按照配比称量水泥、Ⅱ级粉煤灰、细砂、无机阻燃剂、硅酸盐、纤维并均匀混合在一起，制成干粉料；
B、按照配比将膨胀剂、稳泡剂、减水剂、早强剂、憎水剂和水加入到步骤A制备得到的干粉料中，在900-1100rpm下均匀搅拌6-10min制得水泥浆；
C、将0.4-0.7份发泡剂与水按质量比1：35稀释成发泡液，用发泡机将发泡液制成泡沫；
D、根据干密度等级的需要，将步骤C制备的泡沫加入到步骤B制备的水泥浆中，在2200-2400rpm下搅拌4-6min制成泡沫混凝土料浆；
E、将搅拌好的泡沫混凝土料浆注入模具中，自然养护，制成泡沫混凝土。
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