CN109503080A - 一种泡沫纤维混凝土 - Google Patents

一种泡沫纤维混凝土 Download PDF

Info

Publication number
CN109503080A
CN109503080A CN201811593990.9A CN201811593990A CN109503080A CN 109503080 A CN109503080 A CN 109503080A CN 201811593990 A CN201811593990 A CN 201811593990A CN 109503080 A CN109503080 A CN 109503080A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
concrete
foam
foamed
foaming agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811593990.9A
Other languages
English (en)
Inventor
曲宏略
李博文
黄雪
张建经
苏培东
王晨旭
邓媛媛
吴颖
胡立鹏
郭德平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN201811593990.9A priority Critical patent/CN109503080A/zh
Publication of CN109503080A publication Critical patent/CN109503080A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04Portland cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00241Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00284Materials permeable to liquids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/23Acid resistance, e.g. against acid air or rain
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/29Frost-thaw resistance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/20Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the density
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明公开了一种泡沫纤维混凝土,包括以下重量份配比的原料制成:水泥300份,水120~150份,动物蛋白类发泡剂15~30份,玄武岩纤维10~20份,液体硅酸钠2~5份,粉煤灰20~30份。本发明泡沫混凝土加入无机矿物质玄武岩纤维作为增强剂,协同多种发泡混凝土原材料重量份比例关系,实现高性能的泡沫纤维混凝土产品。

Description

一种泡沫纤维混凝土
技术领域
本发明涉及一种泡沫纤维混凝土,特别涉及一种增强泡沫纤维混凝土,具有更高的强度、抗压性能、抗冻融性能,属于混凝土材料技术领域。
背景技术
泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡,并将泡沫与水泥浆均匀混合。然后,经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型,经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的轻质保温材料。
现有技术中的,普通的泡沫混凝土方法如下:先配置一定水灰比的水泥浆液,再加入填料,如:粉煤灰,细沙等。外加剂选用有减水剂、稳泡剂、早强剂等。泡沫制备方面,有硫酸盐类、蛋白类,目前国内厂家一般选用蛋白类发泡剂。最后将水泥浆液和一定体积比的泡沫混合制成泡沫混凝土。
但是,现有技术制备的水泥泡沫混凝土虽然具有较好的保温隔热、耐火质轻性能在市场广泛使用,但是水泥泡沫混凝土普遍存在凝结硬化缓慢,试件成型和脱模困难;抗压强度低,不能满足建筑结构的使用要求。另外,发泡混凝土由于原料成分的特点,导致发泡混凝土的吸水率较高,抗冻及耐候性差等不足。限制了泡沫混凝土大范围推广。
我们研究发现,导致这样的性能缺陷的主要原因在于泡沫混凝土由发泡剂发泡产生的泡沫和水泥浆液混合而成,泡沫的孔隙导致泡沫混凝土强度降低。如果,要使泡沫混凝土稳定成型,就需要稳泡剂,减水剂等等一系列外加剂使混凝土加快凝固,导致配方复杂。但是,加入其它助剂成分一方面会增加发泡混凝土的成本,另一方面,加入的助剂会导致泡沫混凝土的保温隔热性能受到影响,不利于实现超高性能发泡混凝土。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的发泡混凝土稳定性、耐候性能不佳,容易出现强度严重降低、抗冻、耐酸耐碱性能不足的问题,提供一种泡沫纤维混凝土。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
一种泡沫纤维混凝土,包括以下重量份配比的原料制成:水泥300份,水120~150份,动物蛋白类发泡剂15~30份,玄武岩纤维10~20份,液体硅酸钠2~5份,粉煤灰20~30份。
本发明泡沫混凝土通过优化发泡混凝土原料配合关系及比例选择,加入无机矿物质玄武岩纤维作为增强剂,协同多种发泡混凝土原材料重量份比例关系,实现高性能的泡沫纤维混凝土产品。本发明的泡沫混凝土加入的玄武岩纤维和其他多种原料成分相互协同增强,实现强度提高,加快凝固,非常有利于推广使用。
进一步,所述泡沫纤维混凝土包括以下重量份配比的原料制成:水泥300份,水122~145份,动物蛋白类发泡剂16~28份,玄武岩纤维12~20份,液体硅酸钠2~5份,粉煤灰22~29份。发明人试验研究发现采用优选地原料成分配合比例可以更好的控制发泡混凝土的各方面性能达到较为优秀的实施应用等级要求。
进一步,可以优选地,本发明泡沫纤维混凝土由以下重量份原料制成:水泥300份,水125~140份,动物蛋白类发泡剂18~24份,玄武岩纤维14~17份,液体硅酸钠3~5份,粉煤灰23~28份。
进一步,所述玄武岩纤维是长度5-300mm的玄武岩纤维。
优选地,所述玄武岩纤维长径比为10-500:1。
本发明的另一目的是提供一种制备上述发泡混凝土的方法,通过本发明的制备方法更好的实现各种原料成分相互之间的配合效果,使得泡沫混凝土中的玄武岩纤维能够更好的发挥出增强作用,协同多种原料成分达到最优的泡沫混凝土综合性能表现。
一种上述泡沫纤维混凝土的制备方法,包括以下步骤:
S1、配制发泡剂溶液:取动物蛋白类发泡剂,加水配制成浓度为3%~8%的发泡剂溶液。优选地,发泡剂溶液中的发泡剂和水的质量比为1:30。
S2、配制胶凝材料浆液:取水泥、液态硅酸钠和粉煤灰,按照水灰比0.4~0.5,配制成胶凝材料浆液。其中,粉煤灰质量分数为3%-10%。
S3、将发泡剂溶液通过发泡剂进行起泡,得到胶凝材料浆液体积1倍以上的泡沫;然后加入胶凝材料浆液,搅拌混合。
S4、向步骤S3所得混合物料中加入玄武岩纤维,搅拌混合,得到泡沫纤维混凝土。
本发明泡沫纤维混凝土制备方法将发泡剂溶液和胶凝材料浆液分别预先配制成发泡剂溶液和胶凝材料浆液,然后将发泡剂溶液进行起泡得到的泡沫再和胶凝材料浆液进行混合,发泡剂的气泡效果好,有效避免发泡剂对于胶凝材料水化过程的影响。通过泡沫和胶凝材料充分混合以后,再加入玄武岩纤维作为骨架结构增强,玄武岩纤维在泡沫混凝浆料中形成良好的穿插骨架结构,使得泡沫混凝土的内聚力大幅度提升,泡沫纤维混凝土的抗压强度、抗冻融性能、耐酸碱性能等都得到全面的协同增强。通过上述制备方法可以更好的确保泡沫纤维混凝土的综合性能更好的达到设计预期水平。
进一步,步骤S1,制成浓度为3%~5%的发泡剂溶液。
进一步,步骤S2,优选水灰比为0.4-0.48。
进一步,步骤S2,优选粉煤灰质量分数为5%~7%。
进一步,步骤S3,胶凝材料浆液是新鲜配制得到的。胶凝材料在加水配制成浆液的过程中发生水化反应,在整体制备过程中都持续水化反应,特别是在混合得到泡沫纤维混凝土的时候泡沫结构的控制与水化形成良好强度是协同一致实现的。
进一步,步骤S3,发泡剂溶液通过发泡机起泡,得到胶凝材料浆液体积1-2倍的泡沫。起泡机气泡的时候控制好气泡体积,获得符合设计预期的体积泡沫总量,在泡沫和胶凝材料浆液混合以后,确保泡沫混凝土中的胶凝材料浆液结构连续,具备较好的机械强度。
进一步,步骤S3,通过发泡机起泡,得到和水泥浆液体积比为1:1的泡沫,和水泥浆液混合后充分搅拌,使泡沫水泥浆液混合物颜色一致,泡沫分布均匀为充分拌合。
进一步,步骤S4,加入玄武岩纤维后充分拌合,使得玄武岩纤维分散均匀。充分搅拌以后,泡沫纤维混凝土中各个部分颜色均匀一致,泡沫、纤维分布均匀。
优选地,步骤S4,玄武岩纤维的用量为水泥质量的1/8-1/30。优选玄武岩纤维用量为水泥质量的1/10-1/15。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1、本发明泡沫混凝土具有轻质高强的特点,耐酸碱性能优秀,抗冻性性能突出,且吸水率高,具有良好的透水效果。
2、本发明制备轻质发泡混凝土的方法能够很好的兼顾多种原料成分相互之间的配合关系,使得发泡混凝土的综合性能表现更佳优异。
3、本发明泡沫混凝土相比于出普通不掺玄武岩纤维混凝土的强度提升50%以上。
4、本发明泡沫混凝土为优质玄武岩纤维混凝土,其容重可以低至800kg/m3水平,并且7day龄期强度即可达到1.5mpa,吸水率高,具有良好的透水效果。
5、本发明泡沫混凝土制备方法根据各种原料性质特点,提出优化调整的制备工艺方法,协同发挥多种原料成分的性质优势,实现良好的协同增强作用,具备难以预料的综合性能表现。
附图说明:
图1是本发明实施例中使用到的发泡机。
图2是轻质混凝土试块制作的整体流程图。
图3是冻融循环下泡沫混凝土抗压强度实验。
图4是掺入玄武岩纤维的泡沫混凝土强度比较。
图5是90次冻融循环后对比(左侧为泡沫纤维混凝土,右侧为普通泡沫混凝土)。
图6是泡沫纤维混凝土试块测试抗压强度。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
下述各个实施例中使用到的气泡机为图1所示的气泡机,使用的水泥为普通硅酸盐水泥42.5R。
<对比例1>
采用现有技术的常规技术手段进行泡沫混凝土的加工制备,将水泥300g、发泡剂10g、稳定剂2g、水150g、减水剂3g、早强剂5g混合,发泡机中进行起泡,获得泡沫混凝土。泡沫混凝土浇筑成标准试块,按照国标方法进行强度测试,泡沫混凝土的强度为0.8~1.8MPa。该泡沫混凝土的透水性一般,测试泡沫混凝土的抗冻融性较差。
现有泡沫混凝土技术存在强度低,而且配方复杂,难以实现大面积推广的缺点。我们分析发现导致现有泡沫混凝土性能不佳的主要原因在于:泡沫混凝土由发泡剂发泡产生的泡沫和水泥浆液混合而成,泡沫的孔隙导致泡沫混凝土强度降低,要使泡沫混凝土稳定成型,就需要稳泡剂,减水剂等等一系列外加剂使混凝土加快凝固,导致配方复杂。而大量使用的外加剂又会进一步的劣化泡沫混凝土的综合性能,使之不能够达到最优的综合性能表现。
<实施例1>
泡沫纤维混凝土,由以下重量份配比的原料制成:水泥300份,水120份,动物蛋白类发泡剂16份,玄武岩纤维14份,液体硅酸钠4.5份,粉煤灰25份。
<实施例2>
泡沫纤维混凝土,包括以下重量份配比的原料制成:水泥300份,水145份,动物蛋白类发泡剂28份,玄武岩纤维28份,液体硅酸钠2.5份,粉煤灰24份。所述玄武岩纤维长度5-8mm,长径比100。按照常规工艺手段进行泡沫混凝土的制备,玄武岩纤维在其他原料混合的时候,同步添加搅拌混合均匀。
<实施例3>
泡沫纤维混凝土制备
首先,准备以下重量份原料:水泥300份,水135份,动物蛋白类发泡剂25份,玄武岩纤维18份,液体硅酸钠3份,粉煤灰24份。所述玄武岩纤维长度5-8mm,长径比100。
然后,按照图2所示制备工艺流程制备泡沫混凝土:取动物蛋白类发泡剂,加水配制成浓度为4wt.%的发泡剂溶液。取水泥、液态硅酸钠和粉煤灰,按照水灰比0.4,配制成胶凝材料浆液。将发泡剂溶液通过发泡剂进行起泡,得到胶凝材料浆液体积1倍泡沫;然后加入胶凝材料浆液,搅拌混合均匀。加入玄武岩纤维,搅拌混合,得到泡沫纤维混凝土。
<实施例4>
泡沫纤维混凝土制备
首先,准备以下重量份原料:水泥300份,水137份,动物蛋白类发泡剂25份,玄武岩纤维18份,液体硅酸钠3份,粉煤灰24份。所述玄武岩纤维长度12-15mm,长径比200。
然后,按照以下步骤进行制备:取动物蛋白类发泡剂,加水配制成浓度为4.5wt.%的发泡剂溶液。取水泥、液态硅酸钠和粉煤灰,按照水灰比0.45,配制成胶凝材料浆液。将发泡剂溶液通过发泡剂进行起泡,得到胶凝材料浆液体积1倍泡沫;然后加入胶凝材料浆液,搅拌混合均匀。加入玄武岩纤维,搅拌混合,得到泡沫纤维混凝土。
<实施例5>
制作泡沫混凝土试块
准备过程:
(一)原料:
1.发泡剂:本次试验选用高稳泡型发泡剂,其发泡倍数25倍,发泡剂密度为1150kg/m3,0.5%发泡剂水溶液所产生的泡沫溶液密度为35kg/m3,同时在引入泡沫的过程中采用预拌方式。
2.水泥:为满足本次试验要求,水泥材料要求其凝结时间较快、强度较高,且与泡沫不会产生化学作用。因此综合考虑价格、运用广泛、性能等因素,我们选取普通硅酸盐水泥(42.5R型)作为制备泡沫轻质土的原料。
3.水:本次试验因条件限制,采用实验室自来水,水中含有杂质较少,对泡沫的形成发展影响较小。
4.减水剂:本次试验采用市面上比较常见的减水早强剂(减水剂甲酸钙YJ-9010),用量为水泥浆液质量的0.5%左右。
5.本次试验选用市面上普通的粉煤灰和砂石。
(二)实验设备:
本次试验主要运用的设备有搅拌机、发泡机、电子称和混凝土压力试验机。其中,水泥浆液的搅拌配置采用水泥砂浆搅拌机进行机械搅拌;泡沫运用发泡机进行制备生产;水泥、粉煤灰、添加剂等物品的称重运用精度为0.01g高精度电子称进行称量;试块的制作采用(70.7mm×70.7mm×70.7mm)标准三联试模浇筑;养护成型的试块抗压强度试验采用SANS公司生产的60t微控电液伺服混凝土压力试验机。此外还可能会用到容积为1L的容量筒(计量泡沫用量)、金属圆筒(处理废渣)、纸板等物品。
(三)泡沫混凝土制备
按照如图2所示制备工艺步骤,进行轻质混凝土试块的制作。
本次试验我们采用预制泡沫法进行泡沫轻质土的制备,即先预制一定量的泡沫,然后将一定水灰比的水泥砂浆和预制泡沫混合均匀,最后固化成型。
1.试验室拌制泡沫轻质土前,拌和用的材料应提前运至室内,拌和时试验室的温度要求为20℃~25℃,湿度为96%。
2.试验过程中,选取水泥、水、粉煤灰、添加剂、泡沫进行配比试验(如表1)。
表1泡沫混凝土试验因素一
本试验一共有八组数据(如表2),分别对其进行材料的配比。
表2泡沫混凝土试验因素二
根据第一组数据水灰比为0.4的比例,用电子称分别称取80g水和200g水泥后放入水泥砂浆搅拌机进行搅拌2min,再将粉煤灰按照10%的比例倒入水泥砂浆搅拌机中,并加入用量为水泥浆液质量的0.5%的减水剂进行混合均匀搅拌2min,搅拌完成后放入指定容器中对其进行测量,记录其数据。
3.配制一定浓度的发泡剂溶液,将发泡剂与水按1:200的体积比稀释,待发泡剂和水混合搅拌均匀后等待1min,随后运行发泡机进行发泡工作,发泡时间为2min,发泡机速度要快,达到均匀搅拌的状态即可。在进行发泡工作时,可加入发泡剂溶液质量比千分之五的十二烷基苯磺酸钠(具体量根据所买发泡剂种类)。
4.将所产生的泡沫与配制好的水泥粉煤灰浆液按1:1的体积比倒入搅拌机进行混合搅拌,搅拌时间为2min,得到第一组数据的试样(后面7组的试验方法如上,取相应比例进行配比即可)。
(四)轻质混凝土试块制作
将上述制备的泡沫混凝土倒入70.7mm×70.7mm×70.7mm的三联模具,制成标准测试块。
1.泡沫混凝土制作后,先用食用油对规格为70.7mm×70.7mm×70.7mm的三联模具进行刷模,待试模表面有一层薄油后将试样(泡沫混凝土)倒满试模进行人工振捣,然后用手提起试模,轻轻将试模磕碰地面,确保模内充满泡沫轻质土。
2.泡沫轻质土浆液倒入试模后,将其表面抹平,用保鲜膜完全覆盖试模表面等待其凝固。
3.待试块固化成型后进行拆模,拆模后将成型的试块放入养护室进行养护(若养护室湿度较大,泡沫轻质土表面不会产生失水情况,就可以不需要在养护过程中进行再度喷水;若湿度不大,在养护过程中需少量喷水),一般养护28天即可。
泡沫混凝土试块达龄期要求后,应自养护地点取出立刻展开抗压强度测试,本次试验一共有8种密度不同的泡沫轻质土试块,分别对其进行抗压强度的测试。具体步骤如下:
①试验前,应将试件表面擦拭干净,并测量各个试件的尺寸及重量,根据测试结果计算承压面积A。
②将试件安放于万能试验机的下压板上,并使承压面与成型时的上表面垂直,试件中心与下压板中心对齐。
③开动试验机,当试件与上压板接近时,调整球座,使接触面均衡受压。
④以适当的加荷速率连续均匀地对试件施压,直至试件开始迅速变现而破坏。
⑤记录破坏荷载Pu,按下式计算试件的抗压强度fu=Pu/A,选出最佳的泡沫轻质土试块。
(五)注意事项
1.本次试验拟用380V规格的发泡机。
2.本次试验泡沫的用量应采用容量筒计量,其它材料应称重计量。
3.每次拌和的时间不应小于2min,且拌和料总量应不少于搅拌机容量的20%。
4.清理试验室的废料,按照指定的地方处理废渣,并进行综合整治。
5.为避免造成水泥等材料在地板上凝固,应在试验开始前,在地板上铺设纸板。
6.本试验较难控制的技术是发泡液与压缩气的混合,以及泡沫与水泥浆的混合,因此在进行该步骤时应严格控制量。
<实施例6>
准备各个原料成分进行依次配合制成泡沫混凝土。
原料配比:按质量占比,水泥300份,水130份,动物蛋白类发泡剂30份,玄武岩纤维20份,液体硅酸钠5份,粉煤灰25份。
按照图2所示的工艺流程,参考实施例5的制备工艺方法制作泡沫混凝土。首先,选用动物蛋白类的发泡剂,和水的质量比为1:30,配制成发泡剂溶液。拌合一定量的水泥浆液,水灰比为0.4,制成胶凝材料浆液。将发泡剂溶液用发泡机起泡,得到和水泥浆液体积比为1:1的泡沫,将其和水泥浆液混合后充分搅拌,应使泡沫水泥浆液混合物颜色一致,泡沫分布均匀为充分拌合。最后,加入和水泥质量比为1:10的玄武岩纤维,再充分拌合,即得到泡沫纤维混凝土。将此泡沫纤维混凝土按照实施例5的工艺方案装入模具中,制成标准试块。
<测试例1>
泡沫纤维混凝土容重测试
对于实施例6制备的泡沫纤维混凝土分别进行容重变化研究分析,对各原材料配比的控制变量进行实验,得出各因素与干密度的关系。发明主要影响泡沫混凝土干密度的因素在于泡沫和浆液的体积比关系,综合考虑选取密度在500~600kg/m3的泡沫混凝土进行力学性质实验。
<测试例2>
抗压强度测试
按照实施例6相同的原料配比,只是不使用玄武岩纤维,然后按照同样的制备方法进行加工制备,得到泡沫纤维混凝土、普通泡沫混凝土。采用70.7mm×70.7mm×70.7mm的三联模具分别制成泡沫纤维混凝土(掺入玄武岩)和普通泡沫混凝土,制成测试试块,对7day、14day和28day混凝土进行压力试验,比较掺入玄武岩纤维的泡沫混凝土强度变化。
表3泡沫纤维混凝土试块的强度(MPa)比较
制备出轻质高强的泡沫混凝土,在同种配方下,强度高出普通不掺玄武岩纤维混凝土的一倍以上。得到应力应变曲线如下,结果如图3所示,本配方制备的泡沫混凝土极限抗压强度在7day时即可达到70%。对于有早强需求的工程是有利的。
<测试例3>
冻融循环
将实施例6制备得到的泡沫纤维混凝土进行冻融循环实验,并测得泡沫纤维混凝土力学性能损失。结果如表4所示,经过90次冻融循环实验以后,泡沫纤维混凝土力学性能损失明显低于普通同材泡沫混凝土的力学性能损失。因为掺入的玄武岩纤维能有效抵抗孔隙水在低温下结冰对孔隙的压力。
在90次冻融循环后,普通泡沫混凝土抗压强度损失率为72.3%,质量损失率为4.9%,表面脱落严重,泡沫纤维混凝土在90次冻融循环后抗压强度损失率为27.5%,质量损失率为0.5%。
表4冻融实验结果
循环次数 普通泡沫混凝土抗压强度(MPa) 泡沫纤维混凝土抗压强度(MPa)
0 0.953 1.852
15 0.878 1.823
30 0.811 1.786
45 0.723 1.744
60 0.576 1.663
75 0.425 1.511
90 0.264 1.343
将上述冻融实验结果绘制成图表,如图4所示,可以发现采用泡沫纤维混凝土相比于普通的泡沫混凝土而言,具有抗冻融性能非常优秀的特点。因此,能够很好的保持冻融环境中的结构稳定性,对于我国冻土环境,本配方下泡沫纤维混凝土是有利的。
将经过90次冻融循环测试的泡沫混凝土并列拍照,混凝土试块如图5所示。两者外观形貌有着显著差距,普通泡沫混凝土经过90次冻融循环测试以后,出现了明显的崩裂变形,混凝土试块失去结构稳定性,而本发明泡沫纤维混凝土结构形貌完好,整体的抗压强度较为优秀。
<测试例4>
抗腐蚀实验
将上述实施例6制备的泡沫纤维混凝土和普通泡沫混凝土进行腐蚀实验,比较不同的泡沫混凝土试块的抗腐蚀性能,结果如下表所示。
表5泡沫纤维混凝土抗腐蚀实验
实验项目 试验条件 外观变化 质量变化率(%)
耐酸试验 浓硫酸(0.3mol/L) 表层有略微腐蚀 11.23
耐碱试验 氢氧化钙饱和溶液 基本无变化 2.02
玄武岩纤维混因为有着极强的耐酸碱腐蚀的特点,分布在混凝土中不会因为盐溶液的腐蚀而发生质的变化,因而腐蚀环境下继续可以起到很好的承托骨架和连接纽带作用,将周围的混凝土紧紧握裹在一起,减缓了混凝土内部由密到疏松的变化过程,使混凝土抗腐蚀的能力有所增强。
<测试例5>
极限抗压强度:
将实施例6制备的泡沫纤维混凝土和普通泡沫混凝土进行极限抗压实验,结果如图6所示泡沫纤维混凝土试块测试抗压强度。在最初的3秒内泡沫混凝土轻微变形,压力机测试数值较小。随着压力计向下压缩高度增加,压力逐渐升高,当压力接近9KN的时候,泡沫纤维混凝土失效,压力快速降低。
综上测试例1-5实验可见,实施例6制备的泡沫纤维混凝土掺入玄武岩纤维以后,泡沫混凝土整体综合性能大幅度提升,能够有效地解决普通泡沫混凝土强度偏低,抗冻性能弱,不耐腐蚀等缺点,克服现有泡沫混凝土中由于重力作用,泡沫分布不均匀等问题。能被广泛推广于河道边坡工程、软土路基工程、北方冻土环境,减少工后沉降、冻融破坏等问题。
<实施例7>
准备以下重量份原料:水泥300份,水125份,动物蛋白类发泡剂20份,玄武岩纤维14份,液体硅酸钠5份,粉煤灰24份。按照实施例6的方法制成泡沫纤维混凝土。
<实施例8>
准备以下重量份原料:水泥300份,水份135,动物蛋白类发泡剂18份,玄武岩纤维17份,液体硅酸钠3份,粉煤灰25份。按照实施例6的方法制成泡沫纤维混凝土。
<实施例9>
准备以下重量份原料:水泥300份,水140份,动物蛋白类发泡剂24份,玄武岩纤维16份,液体硅酸钠4份,粉煤灰26份。按照实施例6的方法制成泡沫纤维混凝土。
<吸水率测试>
将上述实施例7-9和对比例1制备的泡沫纤维混凝土进行吸水率测试,测试完成以后,将泡沫纤维混凝土采用烘箱烘干至恒重,然后自然冷却1小时,重新测试吸水率,然后再重复烘干、吸水率测试一次。分别统计第一次、第二次、第三次吸水率变化情况,结果如下表所示。
表6泡沫纤维混凝土吸水率比较(%)
第一次测试 第二次测试 第三次测试
实施例1 32.6 28.4 27.1
实施例2 31.8 28.3 26.9
实施例7 34.6 30.5 29.4
实施例8 34.2 31.0 29.9
实施例9 34.9 30.7 27.5
对比例1 21.2 17.6 16.4
本发明各个实施例制备的泡沫纤维混凝土的吸水率相比于对比例的常规泡沫混凝土更高,而且经过多次吸水、烘干测试以后的整体吸水率保持在较高的水平。特别是其中,实施例7-9制备的泡沫纤维混凝土具有较高的吸水率,首次测试吸水率可达35%以上,烘干处理以后,泡沫纤维混凝土的吸水率能够较好的保持,具有很好的耐候性。而对比例1常规方案的泡沫混凝土吸水率约为21%,经过烘干处理,重复测试以后,吸水率大幅度衰减,泡沫纤维混凝土的吸水率不能很好的维持稳定。

Claims (10)

1.一种泡沫纤维混凝土,包括以下重量份配比的原料制成:水泥300份,水120~150份,动物蛋白类发泡剂15~30份,玄武岩纤维10~20份,液体硅酸钠2~5份,粉煤灰20~30份。
2.如权利要求1所述泡沫纤维混凝土,其特征在于,所述泡沫纤维混凝土包括以下重量份配比的原料制成:水泥300份,水122~145份,动物蛋白类发泡剂16~28份,玄武岩纤维12~20份,液体硅酸钠2~5份,粉煤灰22~29份。
3.如权利要求1所述泡沫纤维混凝土,其特征在于,所述玄武岩纤维是长度5-300mm的玄武岩纤维。
4.如权利要求1所述泡沫纤维混凝土,其特征在于,所述玄武岩纤维长径比为10-500:1。
5.一种上述泡沫纤维混凝土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、配制发泡剂溶液:取动物蛋白类发泡剂,加水配制成浓度为3%~8%的发泡剂溶液;
S2、配制胶凝材料浆液:取水泥、液态硅酸钠和粉煤灰,按照水灰比0.4~0.5,配制成胶凝材料浆液;
S3、将发泡剂溶液通过发泡剂进行起泡,得到胶凝材料浆液体积1倍以上的泡沫;然后加入胶凝材料浆液,搅拌混合;
S4、向步骤S3所得混合物料中加入玄武岩纤维,搅拌混合,得到泡沫纤维混凝土。
6.如权利要求5所述制备方法,其特征在于,步骤S2,粉煤灰质量分数为3%-10%。
7.如权利要求5所述制备方法,其特征在于,步骤S2,优选水灰比为0.4-0.48。
8.如权利要求5所述制备方法,其特征在于,步骤S3,发泡剂溶液通过发泡机起泡,得到胶凝材料浆液体积1-2倍的泡沫。
9.如权利要求5所述制备方法,其特征在于,步骤S3,通过发泡机起泡,得到和水泥浆液体积比为1:1的泡沫,和水泥浆液混合后充分搅拌,使泡沫水泥浆液混合物颜色一致,泡沫分布均匀为充分拌合。
10.如权利要求5所述制备方法,其特征在于,步骤S4,加入玄武岩纤维后充分拌合,使得玄武岩纤维分散均匀。
CN201811593990.9A 2018-12-25 2018-12-25 一种泡沫纤维混凝土 Pending CN109503080A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811593990.9A CN109503080A (zh) 2018-12-25 2018-12-25 一种泡沫纤维混凝土

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811593990.9A CN109503080A (zh) 2018-12-25 2018-12-25 一种泡沫纤维混凝土

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109503080A true CN109503080A (zh) 2019-03-22

Family

ID=65754757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811593990.9A Pending CN109503080A (zh) 2018-12-25 2018-12-25 一种泡沫纤维混凝土

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109503080A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111620607A (zh) * 2020-05-25 2020-09-04 浙江任凯公路工程有限公司 一种发泡混凝土及其制备方法
CN112979252A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 湖北工业大学 一种自保温体系泡沫混凝土及其制备方法
CN113060978A (zh) * 2021-03-05 2021-07-02 华南理工大学 一种泡沫纤维自修复混凝土及其制备方法
CN113149543A (zh) * 2021-03-11 2021-07-23 四川齐能新型材料有限公司 免蒸压高强泡沫混凝土及其制备方法
CN115340334A (zh) * 2022-08-18 2022-11-15 武汉大学 一种纤维增强泡沫超高性能混凝土基材料及其制备方法
CN116396099A (zh) * 2023-04-20 2023-07-07 南通市建设混凝土有限公司 一种发泡混凝土及其制备工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102863193A (zh) * 2012-09-21 2013-01-09 武汉理工大学 一种超轻质泡沫混凝土及其制备方法
BE1022883B1 (nl) * 2012-05-25 2016-10-05 Faber Betonpompen B.V. Werkwijze voor het vervaardigen van doorlatend schuimbeton, doorlatend constructiedeel en gebruik hiervan.
CN106007636A (zh) * 2016-05-09 2016-10-12 程寅 一种耐盐腐蚀的气泡混合风积沙土及其制备方法
CN107140902A (zh) * 2017-04-19 2017-09-08 湖北大学 一种透水泡沫混凝土及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1022883B1 (nl) * 2012-05-25 2016-10-05 Faber Betonpompen B.V. Werkwijze voor het vervaardigen van doorlatend schuimbeton, doorlatend constructiedeel en gebruik hiervan.
CN102863193A (zh) * 2012-09-21 2013-01-09 武汉理工大学 一种超轻质泡沫混凝土及其制备方法
CN106007636A (zh) * 2016-05-09 2016-10-12 程寅 一种耐盐腐蚀的气泡混合风积沙土及其制备方法
CN107140902A (zh) * 2017-04-19 2017-09-08 湖北大学 一种透水泡沫混凝土及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐立新: "《中国地暖实用手册》", 31 August 2014, 辽宁科学技术出版社 *
李国胜: "《建筑结构裂缝及加层加固疑难问题的处理-附实例》", 31 March 2006, 中国建筑工业出版社 *
陈锥等: ""高吸水树脂在混凝土中的应用研究"", 《福建建材》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112979252A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 湖北工业大学 一种自保温体系泡沫混凝土及其制备方法
CN112979252B (zh) * 2019-12-13 2022-06-10 湖北工业大学 一种自保温体系泡沫混凝土及其制备方法
CN111620607A (zh) * 2020-05-25 2020-09-04 浙江任凯公路工程有限公司 一种发泡混凝土及其制备方法
CN113060978A (zh) * 2021-03-05 2021-07-02 华南理工大学 一种泡沫纤维自修复混凝土及其制备方法
CN113149543A (zh) * 2021-03-11 2021-07-23 四川齐能新型材料有限公司 免蒸压高强泡沫混凝土及其制备方法
CN115340334A (zh) * 2022-08-18 2022-11-15 武汉大学 一种纤维增强泡沫超高性能混凝土基材料及其制备方法
CN115340334B (zh) * 2022-08-18 2023-02-14 武汉大学 一种纤维增强泡沫超高性能混凝土材料及其制备方法
CN116396099A (zh) * 2023-04-20 2023-07-07 南通市建设混凝土有限公司 一种发泡混凝土及其制备工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109503080A (zh) 一种泡沫纤维混凝土
CN106966687B (zh) 一种无流动性速凝强粘结力磷酸盐水泥修补材料及其制备方法
CN101172881A (zh) 一种泡沫混凝土及其制备方法
CN110304876A (zh) 一种全轻陶粒混凝土及其制备方法
CN102452832B (zh) 一种秸秆水泥基微孔建筑材料及其制备方法
CN110372290B (zh) 一种大掺量火山灰发泡混凝土材料及其制备方法
CN105152598B (zh) 一种网架型陶粒泡沫混凝土及其制备方法
CN106630901B (zh) 绿色高性能混凝土
CN107602018A (zh) 硅烷偶联剂‑粉煤灰漂珠轻质高强泡沫混凝土及制备方法
CN108264276A (zh) 基于秸秆和固体废弃物的轻钢龙骨复合墙体填充用地聚合物基泡沫混凝土
CN102643055B (zh) 一种eps轻集料混凝土及其制备方法
CN104529232B (zh) 用于高含炭量混凝土的聚羧酸复合减水剂、制备方法及其使用方法
CN110342896A (zh) 一种钢渣粉煤灰混凝土加气砖及其制备方法
CN108975817A (zh) 一种利用脱硫石膏晶须增强的保温砂浆及其制备方法
CN102219452B (zh) 一种浮石秸秆轻集料混凝土及其制备方法
CN111807803A (zh) 一种具有防水功效的高强度钢渣粉混凝土砌块
CN102898088A (zh) 隔热隔音轻质高强度混凝土加气砌块及其制作方法
CN110041025A (zh) 一种改良性大体积混凝土及其制备方法
CN101492280A (zh) 磷酸盐多孔混凝土及其制品的制备方法
CN108328985A (zh) 一种建筑隔墙用保温板及其制备方法
CN111039622A (zh) 一种快速凝结自流平砂浆
CN108726942A (zh) 一种加气混凝土块及其制备方法
CN106316306A (zh) 墙体填充用泡沫混凝土及其制备方法
CN109400067A (zh) 一种轻骨料混凝土的制备方法
CN108585682A (zh) 一种玻璃轻石混凝土及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190322