CN110452015A - 一种高强度泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度泡沫混凝土，由下述重量份的原料组成：胶凝材料0‑60份、掺合料40‑100份、发泡剂0‑10份、水50‑100份；制备方法包括以下步骤：称取各原料；将掺合料原料经烘干、晾晒或压滤，筛分后得含水率小于20％、细度为小于75μm的掺合料或，掺合料为浆体；将胶凝材料和掺合料进行混合得混合料；将混合料和水进行混合得浆料；将发泡剂进行发泡，将泡沫与浆料进行混合，并倒入模具中，制得轻质混凝土；本发明可以有效降低浇筑体内外温差，从而避免产生温度裂缝，而且浇筑体后期强度较传统工艺可提升20‑30％。

Description

一种高强度泡沫混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高强度泡沫混凝土及其制备方法。

背景技术

随着我国高速公路、高速铁路的发展，填充量大、填埋深度较深、结构尺寸大的填充工程不断增加，路基填充料的设计和施工需要达到更高的要求。因此，大体积轻质混凝土水化热的问题越来越引起人们的重视，大体积轻质混凝土在强度上升的水化热阶段会产生大量的热量，由于轻质混凝土内部含有大量气孔，传热性能差，内部水化热量不易散发，横截面上会形成温度梯度，浇筑体外层与周围环境形成温差，轻质混凝土自身升降温前后也会形成较大的温度梯度，如果温控不合理，会令轻质混凝土产生早期温度裂缝，还会因水化热温升过高导致轻质混凝土后期强度的损失。

目前，现有技术中还没有针对上述技术问题进行研究，因此，研发出一种可以降低在大体积浇筑时产生大量水化热的轻质混凝土是本领域人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度泡沫混凝土及其制备方法，解决目前技术存在的缺陷和不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高强度泡沫混凝土，包括下述重量份的原料：胶凝材料0-60份、掺合料40-100份、发泡剂0-10份、水50-100份

本发明的有益效果是：本发明制备的轻质混凝土可大量添加使用固体废弃物原料，有效提高了固体废弃物的利用率，降低了生产成本，同时，可有效实现大型设备泵送和长距离管道输送，施工速度快，满足大型填充项目施工应用，产品直立性好，不需要高温养护，自然养护即可满足标准要求，具有节能环保，变废为宝的巨大社会效益和经济价值，具有优秀的产业化前景。本发明可以有效降低浇筑体内外温差，从而避免产生温度裂缝，而且浇筑体后期强度较传统工艺可提升20-30％。

进一步，上述轻质混凝土还包括激发剂0-20份、骨料0-20份、纤维0-5份。

进一步，上述胶凝材料为水泥、水泥熟料中的一种或两种的混合物。

进一步，上述骨料为砂粒、陶粒、聚苯颗粒中的一种或几种的混合物，骨料粒径小于5mm。

采用上述进一步的有益效果在于：本发明掺加的颗粒类骨料，可以有效增加产品的抗压强度，抗折强度，提高产品抗裂性能，提高产品的热工性能，耐久性。

进一步，上述掺合料为粉煤灰、尾矿、赤泥、矿渣、钢渣微粉、钢渣尾泥、石膏、硅藻土、铝灰、垃圾焚烧飞灰、石粉、水淬渣或水淬渣粉、硅灰、石粉中的任一种或几种的混合物。

采用上述进一步的有益效果在于：可大量利用国家固体废弃物，降低生产成本，保护环境，节约国家土地资源。

进一步，上述发泡剂为动物发泡剂、复合型发泡剂、铝粉、双氧水中的任一种。优选为AES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠)、k12(十二烷基硫酸钠)等表面活性剂类以及动物毛发，茶皂素等蛋白类，复合6501(椰子油脂肪酸二乙醇酰胺)、纤维素、防腐剂或增强剂等外加材料。

采用上述进一步的有益效果在于：通过引入发泡剂，内部可产生大量细小均匀封闭的泡沫，从而保证产品具有轻质高强、保温隔热的特性。

进一步，上述激发剂为聚羧酸盐类、醇胺类、萘磺酸类、Na₂SO₄、氢氧化钠、水玻璃、碱性废浆液中的一种或几种的混合物，上述纤维为聚丙烯短纤维。

更进一步，上述聚羧酸盐类物质为聚羧酸钠、聚羧酸钾和聚羧酸铵中的一种或几种的混合物；醇胺类物质为甲基二乙醇胺、二乙醇胺中的一种或两种的混合物；萘磺酸类物质为1-萘磺酸、2-萘磺酸、3-甲基萘磺酸中的一种或几种的混合物。

采用上述进一步的有益效果在于：可以有效激发固体废物中的产品活性，从而提高产品强度。

进一步本发明还提供了一种高强度泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照上述原料的重量份称取各原料；

(2)将掺合料原料经烘干或者晾晒、压滤、筛分后得含水率小于20％、细度为小于75μm的掺合料；或，掺合料为浆体，其中细度小于75μm的固体比例占浆体总固体含量比例的80％以上；

(3)将胶凝材料和步骤(2)所得掺合料进行混合，得混合料；

(4)将步骤(3)所得混合料和水进行混合，得浆料；

(5)将发泡剂进行发泡，将泡沫与步骤(4)所得浆料进行混合，并倒入模具中，制得轻质混凝土。

进一步，上述步骤(1)中烘干温度为80-200℃；烘干时间为30min-120min。

进一步，上述步骤(4)中混合的搅拌速率为40-60r/min，搅拌时间为2-5min。

进一步，还加入激发剂，所述激发剂的添加时机为溶于水，或溶于发泡剂中，或以雾化或粉状方式加入掺合料中；

步骤(3)中，还包括将骨料加入混合料中搅拌均匀；

步骤(5)中，还包括将纤维加入浆料中搅拌均匀。

本发明的有益效果是：本发明的制备方法简单，操作便利，适合大规模化生产。

本发明高强度泡沫混凝土用于屋面保温、楼面垫层、路基填充、桥台背填充、轨道交通路基填充、高速铁路路基填充、地下管线填充、地下空洞填充、抢险填充。

具体实施方式

以下的实施例在于详细说明本发明，只是本发明的较佳实施例，并非限制本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

(1)称取42.5级水泥240kg、粒径为1mm的砂粒80kg、水350kg、发泡剂0.5kg；

(2)将铜尾矿原料经在80℃烘干120min筛分后得含水率为5％、细度为60μm的铜尾矿掺合料400kg；

(3)将42.5级水泥，粒径为1mm的砂粒、铜尾矿掺合料进行混合，得混合料；

(4)将混合料加水在40r/min条件下搅拌5min，得浆料，倒入模具中，制备成密度为800kg/m³的轻质混凝土；

(5)3天后将试块脱模并放混凝土标准养护箱中进行养护，7天、28天后测得试块抗压强度。

实施例2

(1)称取水泥熟料200kg、碱性废浆液5kg、动物性发泡剂0.8kg、水220kg；

(2)将铝灰原料经在200℃烘干30min、筛分后得含水率为10％、细度为70μm的铝灰掺合料200kg；

(3)将水泥熟料和铝灰掺合料进行混合，得混合料；

(4)将碱性废浆液加水进行溶解，然后加入混合料在60r/min条件下搅拌2min，得浆料；

(5)将发泡剂进行发泡，将泡沫与浆料进行混合制备成干密度为400kg/m³的轻质混凝土；

(6)3天后将试块脱模并放混凝土标准养护箱中进行养护，7天、28天后测得试块抗压强度。

实施例3

(1)称取复合发泡剂0.8kg、纤维3kg、水350kg；

(2)将赤泥原料原料经在120℃烘干60min、筛分后得含水率为15％、细度为74μm的赤泥掺合料190kg和钢渣微粉掺合料110kg；

(3)将钢渣微粉掺合料和赤泥粉掺合料进行混合，得混合料；

(4)将混合料加水在50r/min条件下搅拌3min,得浆料；

(5)将发泡剂进行发泡，将泡沫、纤维与浆料进行混合，制成干密度为700kg/m³的轻质混凝土；

(6)3天后将试块脱模并放混凝土标准养护箱中进行养护，7天、28天后测得试块抗压强度。

实施例4

(1)称取聚羧酸钠5kg、甲基二乙醇胺5kg、陶粒40kg、聚苯颗粒40kg、动物发泡剂0.5kg、纤维2kg、水200kg；

(2)将粉煤灰原料和矿渣原料经150℃烘干90min、筛分后得含水率为5％、细度为78μm的粉煤灰掺合料180kg和矿渣掺合料180kg；

(3)将粉煤灰掺合料和矿渣掺合料加入聚羧酸钠和甲基二乙醇胺进行混合得混合料；

(4)将陶粒、聚苯颗粒和混合料加水在45r/min条件下搅拌4min,得浆料；

(5)将植物发泡剂进行发泡，将泡沫、纤维与浆料进行混合，制成干密度为600kg/m³的轻质混凝土；

(6)3天后将试块脱模并放混凝土标准养护箱中进行养护，7天、28天后测得试块抗压强度。

实施例5

(1)称取1-萘磺酸5kg、Na₂SO₄10kg、动物发泡剂0.8kg、纤维5kg、水300kg；

(2)将石膏原料和硅藻土原料经在180℃烘干45min、筛分后得含水率为5％、细度为80μm的的石膏掺合料150kg和硅藻土掺合料150kg；

(3)将石膏掺合料和硅藻土掺合料进行混合，得混合料；

(4)将1-萘磺酸和Na₂SO₄加水溶解，然后加入混合料在55r/min条件下搅拌5min,得浆料；

(5)将动物发泡剂进行发泡，将泡沫、纤维与浆料进行混合，制成干密度为700kg/m³的轻质混凝土；

(6)3天后将试块脱模并放混凝土标准养护箱中进行养护，7天、28天后测得试块抗压强度。

实施例6

(1)称取复合型发泡剂0.6kg、氢氧化钠10kg、水玻璃10kg、纤维20kg；

(2)将铜尾矿原料，赤泥原料，矿渣原料原料经在180℃烘干45min、筛分后得含水率为5％、细度为74μm的铜尾矿掺合料100kg、赤泥掺合料100kg和矿渣掺合料100kg；

(3)将铜尾矿掺合料、赤泥掺合料和矿渣掺合料进行混合，得混合料；

(4)将混合料加水在55r/min条件下搅拌5min,得浆料；

(5)将复合型发泡剂加入氢氧化钠、水玻璃溶解后进行发泡，将泡沫、纤维与浆料进行混合，制成干密度为500kg/m³的轻质混凝土；

(6)3天后将试块脱模并放混凝土标准养护箱中进行养护，7天、28天后测得试块抗压强度。

实施例1-6所得混凝土抗压强度见表2；

表2 实施例1-6所得混凝土抗压强度

本发明可以有效降低浇筑体内外温差，从而避免产生温度裂缝，而且浇筑体后期强度较传统工艺可提升20-30％。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种高强度泡沫混凝土，其特征在于，包括下述重量份的原料：胶凝材料0-60份、掺合料40-100份、发泡剂0-10份、水50-100份。

2.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫混凝土，其特征在于，还包括激发剂0-20份、骨料0-20份、纤维0-5份。

3.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫混凝土，其特征在于，所述胶凝材料为水泥、水泥熟料中的一种或两种的混合物。

4.根据权利要求2所述的一种高强度泡沫混凝土，其特征在于，所述骨料为砂粒、陶粒、聚苯颗粒中的一种或几种的混合物，所述骨料粒径小于5mm。

5.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫混凝土，其特征在于，所述掺合料为粉煤灰、尾矿、赤泥、矿渣、钢渣微粉、钢渣尾泥、石膏、硅藻土、铝灰、垃圾焚烧飞灰、石粉、水淬渣或水淬渣粉、硅灰、石粉中的任一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫混凝土，其特征在于，所述发泡剂为动物发泡剂、复合型发泡剂、铝粉、双氧水中的任一种。

7.根据权利要求2所述的一种高强度泡沫混凝土，其特征在于，所述激发剂为聚羧酸盐类、醇胺类、萘磺酸类、Na₂SO₄、氢氧化钠、水玻璃、碱性废浆液中的一种或几种的混合物；所述纤维为聚丙烯短纤维。

8.一种高强度泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照权利要求1-7任一项所述原料的重量份称取各原料；

(2)将掺合料原料经烘干或晾晒、压滤、筛分后得含水率小于20％、细度为小于75μm的掺合料；或，掺合料为浆体，其中细度小于75μm的固体比例占浆体总固体含量比例的80％以上；

(3)将胶凝材料和步骤(2)所得掺合料进行混合，得混合料；

(4)将步骤(3)所得混合料和水进行混合，得浆料；

(5)将发泡剂进行发泡，将泡沫与步骤(4)所得浆料进行混合，现场浇筑或者倒入模具中，制得轻质混凝土。

9.根据权利要求8所述的一种高强度泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，还加入激发剂，所述激发剂的添加时机为溶于水，或溶于发泡剂中，或以雾化或粉状方式加入掺合料中；

步骤(3)中，还包括将骨料加入混合料中搅拌均匀；

步骤(5)中，还包括将纤维加入浆料中搅拌均匀。

10.权利要求1-7任一项所述高强度泡沫混凝土用于屋面保温、楼面垫层、路基填充、桥台背填充、轨道交通路基填充、高速铁路路基填充、地下管线填充、地下空洞填充、抢险填充。