CN109574700A - 一种分散纤维泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种改性纤维泡沫混凝土，其组分及其重量份为水泥：粉煤灰：河沙：水：纤维：早强粉：发泡剂：稳泡粉为1000:333.3:333.3:833.3:6:5:11.7:2。本发明还涉及前述纤维的分散方法以及纤维泡沫混凝土的制备方法。本发明制备的改性纤维泡沫混凝土具有轻质、高强度、高保温性等优异性能。使用范围广、施工简便、节能节材、利用工业废弃物、绿色环保等特点。

Description

一种分散纤维泡沫混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种分散纤维的方法以及一种轻质高强高保温改性纤维泡沫混凝土的制备方法。
背景技术
随着建筑物向高层和超高层发展, 减轻墙体自重成为众多设计师和开发商追逐的目标, 同时也是建筑节能环保的要求, 使轻质混凝土成为发展和研究的重点，其中泡沫混凝土近年来受到众多的关注和研究。泡沫混凝土是一种含有大量封闭气孔的新型轻质高强保温建筑材料，也是一种利废、环保、节能、低廉且具有不燃性的新型建筑节能材料。但因无粗骨料及多孔的结构特性，导致其存在强度偏低、易开裂等问题, 限制了它的广泛应用。
加入纤维可有效地解决上述问题。然而，普通纤维表面光滑，分子链上不含极性基团，具有极高的纵横比，掺入泡沫混凝土时极易团聚及与基体界面结合性能差。同时，由于密度较水泥材料小，搅拌过程中普遍存在分层离析现象。这些问题严重削弱了其作用效果。因此对其进行表面改性至关重要。
据查阅相关资料，现有的改性纤维的方法主要有：１）利用某种表面活性剂对纤维改性，使其表面具有亲水的活性基团；２）利用超声波先对纤维进行分散。然而，这两种方法都存在显而易见的缺点，表面活性剂改性实际上已经改变了纤维的结构组成，而超声波分散纤维，与水泥基材料混合后，又会再次团聚。本发明避免了上述问题，不需要借用任何化学助剂来改变它的分子组成结构即实现了纤维材料在泡沫混凝土中的均匀分散，同时不会发生二次团聚现象。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种改性纤维泡沫混凝土，其特征在于，其组分及其重量份为水泥：粉煤灰：河沙：水：纤维：早强粉：发泡剂：稳泡粉为1000:333.3:333.3:833.3:6:5:11.7:2。
具体的，所述水泥为硅酸盐类水泥、普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐类水泥。
具体的，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。
具体的，所述河沙为粒径小于≤0.3毫米。
具体的，所述水为自来水，在使用前，应室外阳光下放置1～2天。
具体的，所述纤维为水溶性纤维。纤维长度≥9毫米，直径≤50微米。
具体的，所述早强剂为甲酸钙白色粉末，分子式为C2H2CaO4。
具体的，所述的发泡剂为聚合物发泡剂，稀释倍数为30倍，发泡倍数为34倍。
具体的，所述稳泡剂为聚丙烯酰胺。
一种改性纤维泡沫混凝土的制备方法，其特征是，包括如下步骤：（一）原材料及生产前准备：
（1）将水按大于所述重量份称重后，放置室外静晒1~2天，待用；
（2）将河沙洗净，筛分，选取粒径≤0.3毫米的河沙，并放置烘干箱用105℃温度烘烤至恒重，待用；
(二)改性纤维泡沫混凝土生产制作：
（1）根据制品干密度设计要求，计算每次水泥、河沙、早强粉、稳泡粉、粉煤灰、纤维、水、泡沫剂使用重量份；
（2）将粉煤灰按所述重量份数据输入干粉原材料计量斗，原材料计量斗投入高速研磨机中研磨5分钟，停机，马上加入按所述重量份计量的纤维，继续研磨５分钟，达到均匀分散效果后停机，待用；
（3）将上述的聚合物发泡剂数据输入高速分散机中，高速分散机搅拌大于10分钟，形成高密度泡沫待用；
（4）在步骤（2）和（3）进行的同时，将水泥、河沙、早强粉、稳泡粉数据输入干粉计量斗，输送至浆体混搅拌机中搅拌３分钟，再将上述步骤（1）准备好的粉煤灰－纤维混合体系输送至浆体混合搅拌机中搅拌２分钟，形成干粉混合料，将水数据输入液体计量斗，液体计量斗泵送至浆体混合搅拌机中，与干粉混合料均匀搅拌２分钟，形成胶凝浆体；开启高速分散机阀门投入高密度泡沫至胶凝浆体中，胶凝浆体与高密度泡沫混合搅拌１分钟；改性纤维泡沫混凝土形成，停止浆体混合搅拌机；
（5）浇注、脱模、养护得到改性纤维泡沫混凝土制品。
与现有技术相比，有益效果是：针对上述纤维改性泡沫混凝土存在的问题及目前较常用的两种改性纤维的方法存在的问题，本发明利用一种工业固体废料同时也是泡沫混凝土原材料之一的粉煤灰，提供一种不需要破坏纤维本身结构，也不会发生二次团聚及分层离析的纤维分散方法，解决纤维对泡沫混凝土改性时团聚、界面性差、分层离析等问题。并发明一种轻质、高强、高韧、高保温性能的绿色环保节能建筑材料的配制方法。
附图说明
图1是本发明的原理示意图；
图2是本发明产品制造流程示意图；
图3是本发明产品试验性能数据表。
具体实施方式
如图1所示，本发明能够实现纤维在泡沫混凝土基体中均匀分散主要依据以下两点：（１）本发明通过研磨工艺实现机械力-化学效应（见附图1）机械力-化学效应首先是由于材料在机械力（研磨）的作用下形成了带电的次生表面；其次，通过研磨颗粒表面层致密的晶体结构通过研磨转变成松散的非晶形结构，这种结构将显著提高材料的反应活性和吸附能力；２）纤维为水溶性纤维，与水泥基材料有良好的相容性。与粉煤灰混磨之后，均匀分散，并带电，在碱性环境中可与水泥基材料中的阳离子发生化学反应。
（２）一种改性纤维泡沫混凝土，其组成及其重量份分别为水泥：粉煤灰：河沙：水：纤维：早强剂：发泡剂：稳泡剂为1000:333.3:333.3:833.3:6:5:11.7:2。优选地，前述改性纤维泡沫混凝土中，所述的水泥为为硅酸盐类水泥、普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐类水泥。优选地，前述改性纤维泡沫混凝土中，所述的粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。优选地，前述改性纤维泡沫混凝土中，所述的河沙为粒径小于≤0.3毫米。优选地，前述改性纤维泡沫混凝土中，所述的水为自来水，在使用前，应室外放置1～2天。优选地，前述改性纤维泡沫混凝土中，所述的纤维为水溶性纤维，纤维长度≥9毫米，直径≤50微米。优选地，前述改性纤维泡沫混凝土中，所述的早强剂为甲酸钙，分子式为C2H2CaO4。优选地，前述改性纤维泡沫混凝土中，所述的发泡剂为聚合物发泡剂，稀释倍数为30倍，发泡倍数为34倍。优选地，前述改性纤维泡沫混凝土中，所述的稳泡剂为聚丙烯酰胺。
本发明前述的改性纤维泡沫混凝土的制备方法，包括如下步骤（附图２是本发明产品制造流程示意图）：
（一）原材料及生产前准备：
（１）将水按大于所述重量份称重后，放置室外静晒1~2天，待用；
（２）将河沙洗净，筛分，选取粒径≤0.3毫米的河沙，并放置烘干箱用105℃温度烘烤至恒重，待用；
(二)改性纤维泡沫混凝土生产制作：
（１）根据制品干密度设计要求，计算每次水泥、河沙、早强粉、稳泡粉、粉煤灰、纤维、水、泡沫剂使用重量份；
（２）将粉煤灰按所述重量份数据输入干粉原材料计量斗，原材料计量斗投入高速研磨机中研磨5分钟，停机，马上加入按所述重量份计量的纤维，继续研磨５分钟，达到均匀分散效果后停机，待用。
（３）将上述的聚合物发泡剂数据输入高速分散机中，高速分散机搅拌大于10分钟，形成高密度泡沫待用；
（４）在步骤（２）和（３）进行的同时，将水泥、河沙、早强粉、稳泡粉数据输入干粉计量斗，输送至浆体混搅拌机中搅拌３分钟。再将上述步骤（２）准备好的粉煤灰－纤维混合体系输送至浆体混合搅拌机中搅拌２分钟，形成干粉混合料。将水数据输入液体计量斗，液体计量斗泵送至浆体混合搅拌机中，与干粉混合料均匀搅拌２分钟，形成胶凝浆体；开启高速分散机阀门投入高密度泡沫至胶凝浆体中，胶凝浆体与高密度泡沫混合搅拌１分钟；改性纤维泡沫混凝土形成，停止浆体混合搅拌机。
（５）浇注、脱模、养护得到改性纤维泡沫混凝土制品。
下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修改同样落入本发明权利要求所限定的范围。
实施例１
生产１立方米干密度为500kg/m3的改性纤维泡沫混凝土试块，生产所需原材料用量：水泥（P.O 42.5）250.02千克；河沙（粒径≤0.3毫米）83.34千克；粉煤灰（Ⅰ级）83.34千克；水208.35千克；聚乙烯醇（PVA）纤维（纤维长度为9毫米，直径为31微米）1.50千克；早强剂为甲酸钙，分子式为C2H2CaO4，用量1.25千克；聚合物发泡剂用量为2.92千克；稳泡剂选用聚丙烯酰胺，用量为0.5千克。
制品生产步骤同附图2进行。
对实施例制得的改性纤维泡沫混凝土保温试块按根据规范《JC/T 1062-2007》和规范《GB/T 11969-2008》进行干密度、强度、保温性能等性能进行测试。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种分散纤维泡沫混凝土，其特征在于，其组分及其重量份为水泥：粉煤灰：河沙：水：纤维：早强粉：发泡剂：稳泡粉为1000:333.3:333.3:833.3:6:5:11.7:2。
2.根据权利要求1所述的分散纤维泡沫混凝土，其特征在于：所述水泥为硅酸盐类水泥、普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐类水泥。
3.根据权利要求1所述的分散纤维泡沫混凝土，其特征在于：所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰。
4.根据权利要求1所述的分散纤维泡沫混凝土，其特征在于：所述河沙为粒径小于≤0.3毫米。
5.根据权利要求1所述的分散纤维泡沫混凝土，其特征在于：所述纤维为水溶性纤维，纤维长度≥9毫米，直径≤50微米。
6.根据权利要求1所述的分散纤维泡沫混凝土，其特征在于：所述早强剂为甲酸钙白色粉末，分子式为C2H2CaO4。
7.根据权利要求1所述的分散纤维泡沫混凝土，其特征在于：所述的发泡剂为聚合物发泡剂，稀释倍数为30倍，发泡倍数为34倍。
8.根据权利要求1所述的分散纤维泡沫混凝土，其特征在于：所述稳泡剂为聚丙烯酰胺。
9.一种分散纤维泡沫混凝土的制备方法，其特征是，包括如下步骤：（一）原材料及生产前准备：
（1）将水按大于所述重量份称重后，放置室外静晒1~2天，待用；
（2）将河沙洗净，筛分，选取粒径≤0.3毫米的河沙，并放置烘干箱用105℃温度烘烤至恒重，待用；
(二) 分散纤维泡沫混凝土生产制作：
（1）根据制品干密度设计要求，计算每次水泥、河沙、早强粉、稳泡粉、粉煤灰、纤维、水、泡沫剂使用重量份；
（2）将粉煤灰按所述重量份数据输入干粉原材料计量斗，原材料计量斗投入高速研磨机中研磨5分钟，停机，马上加入按所述重量份计量的纤维，继续研磨５分钟，达到均匀分散效果后停机，待用；
（3）将上述的聚合物发泡剂数据输入高速分散机中，高速分散机搅拌大于10分钟，形成高密度泡沫待用；
（4）在步骤（2）和（3）进行的同时，将水泥、河沙、早强粉、稳泡粉数据输入干粉计量斗，输送至浆体混搅拌机中搅拌３分钟，再将上述步骤（1）准备好的粉煤灰－纤维混合体系输送至浆体混合搅拌机中搅拌２分钟，形成干粉混合料，将水数据输入液体计量斗，液体计量斗泵送至浆体混合搅拌机中，与干粉混合料均匀搅拌２分钟，形成胶凝浆体；开启高速分散机阀门投入高密度泡沫至胶凝浆体中，胶凝浆体与高密度泡沫混合搅拌1分钟；改性纤维泡沫混凝土形成，停止浆体混合搅拌机；
（5）浇注、脱模、养护得到改性纤维泡沫混凝土制品。
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GR01 Patent grant
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