CN110627419A - 一种纤维气凝胶泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种纤维气凝胶泡沫混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种纤维气凝胶泡沫混凝土包括以下重量份数的原料：天然石子、水泥、粗黄沙、细黄沙、粉煤灰、再生粗骨料、胶凝剂、气凝胶粉体、纤维丝、增稠水、发泡剂和水，一种纤维气凝胶泡沫混凝土的制备方法包含以下步骤：制备纤维气凝胶混凝土浆体、制备浆体a、将再生粗骨料进行研磨搅拌、进行粉末混合、取出天然石子进行混合制备浆体b、向浆体b中加水形成浆体c、将浆体a取出，再将浆体c取出进行调配和养护，储存，本发明减少了工作的时间，提高混合速度，提高材料充分混合能力，提高粘稠度，使得气凝胶粉体和水泥浆体紧密结合，减少气凝胶颗粒与水泥结合程度不高、气孔增大与分布不均的现象，提高结合性。

Description

一种纤维气凝胶泡沫混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于轻质、保温隔热材料技术领域，尤其涉及一种纤维气凝胶泡沫混凝土及其制备方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展以及人类对能源需求量的不断增大，提高能源利用率与实现节能环保成为国内外的研究热点。同时城镇化速度加快，也使得我国建筑规模持续增大。报告表明，截止到2016年底，我国已建成建筑总面积为545亿m2，在建建筑面积为120亿m2，与此同时，建筑能耗也将不断上升。根据国家建设部科技司研究表明，我国建筑总能耗约占社会总能耗的35％左右。建筑能耗成了制约我国社会经济发展的重要因素。因此，发展建筑节能势在必行，合理选用高效节能建筑材料能够起到很好的节能效果，而建筑保温隔热材料的应用是降低建筑能耗的有效途径。
目前常用的保温隔热材料的种类很多，发泡聚苯乙烯板(EPS)、聚异氰酸酯(PIR)、聚氨酯(PU)、岩棉板、保温砂浆等都是常用的保温隔热材料。有机保温材料(EPS、聚苯乙烯保温板XPS、聚氨酯泡沫等)保温隔热性能优异，但易燃烧，甚至发出有毒性气体，严重威胁居民安全；无机保温材料(岩棉板、保温砂浆)防火性能优异，燃烧等级高，但保温隔热性能一般，特别是遇水时其导热系数增大，保温性能下降，影响其工程应用。
泡沫混凝土广泛应用于建筑行业中，因其具有低密度、低导热特性，常作为建筑保温材料或墙体填充材料。以幅员辽阔的我国为例，在我国北方地区，泡沫混凝土常作为建筑保温材料使用，而在南方地区，泡沫混凝土主要应用于墙体的隔热。作为保温隔热材料，泡沫混凝土一般不作为建筑物的主要承载负荷，因此，工程中对超轻泡沫混凝土的强度不作较高要求，而更加注重泡沫混凝土的保温性能、质量密度、使用寿命等方面。
气凝胶是目前密度最小(低至0.003g·cm-3)及隔热性能最好(常温下低至0.013W·m-1·K-1)的新型纳米孔多功能固体材料。气凝胶通过特殊工艺处理后具有接触角可达约160°的超疏水性，同时还具有耐腐蚀、耐高温等特性，是一种优异的隔热保温材料。在物理、热学、光学及电学等领域具有广泛的发展和应用前景。近年来，有文献研究气凝胶保温砂浆、气凝胶丝，气凝胶玻璃等作为建筑保温材料，与普通多孔材料相比，可以得出气凝胶的掺入具有更好的保温隔热性能。因此，将气凝胶掺入泡沫混凝土中具有降低泡沫混凝土的自重和填充气孔孔隙的潜在优势，有望在低孔隙率下制备出低密度，低导热的泡沫混凝土。
但是，现有的技术的纤维气凝胶泡沫混凝土及其制备方法存在着制备方法粗糙，制备操作强度较大和配比不均衡影响后续的使用的问题。
因此，发明一种纤维气凝胶泡沫混凝土及其制备方法显得非常必要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种纤维气凝胶泡沫混凝土及其制备方法，以解决现有的技术的纤维气凝胶泡沫混凝土及其制备方法存在着制备方法粗糙，制备操作强度较大和配比不均衡影响后续的使用的问题。一种纤维气凝胶泡沫混凝土包括以下重量份数的原料：天然石子、水泥、粗黄沙、细黄沙、粉煤灰、再生粗骨料、胶凝剂、气凝胶粉体、纤维丝、增稠水、发泡剂和水。
优选地，所述的胶凝剂、气凝胶粉体、纤维丝和增稠水的质量比为1:0.05-0.5:0.008-0.03:0.45-1，所述的增稠水、发泡剂和水的质量比为1:0.9-0.95:0.99-1。
优选地，所述的天然石子、水泥、粗黄沙、细黄沙、粉煤灰和再生粗骨料的质量分数为：450-500kg质量份、150-250kg质量份、250-350kg质量份、450-750kg质量份、80-150kg质量份和650-750kg质量份。
一种纤维气凝胶泡沫混凝土的制备方法包含以下步骤：
步骤一：先将胶凝剂、气凝胶粉体、纤维丝和增稠水制成纤维气凝胶混凝土浆体，并通过搅拌混合机进行混合搅拌，设定合理范围内的搅拌时间以及合理范围内的搅拌速度；
步骤二：确定合理范围内的时间制备浆体a，具体操作步骤如下：
第一步：将发泡剂和水置入不锈钢桶并进行搅拌杆搅拌制成泡沫；
第二步：然后将纤维气凝胶混凝土浆体与泡沫混合；
第三步：再次通过搅拌器进行混合搅拌得到浆体a；
步骤三：将再生粗骨料放到研磨混合机中进行研磨搅拌，规定合理范围内的搅拌时间，合理范围内的搅拌速度以及设定合理范围内的搅拌温度，进行充分搅拌形成粉末；
步骤四：粉末混合，具体操作步骤如下：
第一步：取出粉末；
第二步：再将水泥、粗黄沙、细黄沙和粉煤灰安装选取质量份依次添加在研磨混合机中；
第三步：与粉末进行再次充分混合搅拌，最终形成混合料；
步骤五：再将天然石子取出合理范围质量份加入混合料中，并通过研磨混合机进行再次混合搅拌，设定时间和搅拌速度，直至形成浆体b；
步骤六：将合理范围内质量份的水取出加入浆体b进行最后的搅拌，并确定搅拌时间，直至形成粘稠的浆体c；
步骤七：将浆体a取出，再将浆体c取出，按照1:1的质量比进行调配，并同时置入混合器中进行充分搅拌混合，最终形成纤维气凝胶泡沫混凝土；
步骤八：将形成的纤维气凝胶泡沫混凝土静置，室温储藏，通风，养护后即可使用；
进一步，在步骤五中，所述的粗黄沙单个直径为3mm-5mm，所述的细黄沙的单个直径为6mm-8mm。
进一步，在步骤三中，所述的再生粗骨料可以是碎砖、瓦、玻璃、陶瓷、炉渣、矿物废料、石膏的一种或者几组组合研磨后形成的粉料。
进一步，在步骤一中，所述的纤维丝可以采用玻璃纤维丝、玄武岩纤维丝、氧化铝纤维丝、碳纤维丝、碳化硅纤维丝、木质素纤维丝、聚丙烯纤维丝、聚乙烯醇纤维丝、聚氯乙烯纤维丝中的一种或几种组合。
进一步，在步骤一中，所述的搅拌时间设置为45min-55min，所述的搅拌速度设置为3000r/min-3500r/min。
进一步，在步骤二中，所述的混合搅拌时间设置为60min-75min。
进一步，在步骤三中，所述的搅拌时间设置为65min-70min，所述的搅拌速度设置为2500r/min-3000r/min，所述的搅拌温度设置为110℃-150℃。
进一步，在步骤五中，所述的搅拌时间设置为55min-60min，所述的搅拌速度设置为3000r/min-3500r/min。
进一步，在步骤一中，所述的搅拌混合机具体采用双螺旋锥形混合机。
进一步，在步骤二中，所述的搅拌杆具体采用bl型电动搅拌杆，所述的搅拌器具体采用50仑型气动搅拌器。
进一步，在步骤三至步骤五中，所述的研磨混合机具体采用双螺杆搅拌研磨混合机。
进一步，在步骤七中，所述的混合器可以采用搅拌桶或者双螺杆搅拌研磨混合机。
进一步，在步骤六中，所述的搅拌时间为55min-75min。
本发明方案中所述的设备市场均有销售，并不限于典型生产厂家，只要技术指标能够达到要求，均可用来实现本发明。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：由于本发明的一种纤维气凝胶泡沫混凝土及其制备方法广泛应用于饮料加工技术领域。同时，本发明的有益效果为：减少了工作的时间，提高混合速度，提高材料充分混合能力，提高粘稠度，并解决现有的技术的纤维气凝胶泡沫混凝土及其制备方法存在着制备方法粗糙，制备操作强度较大和配比不均衡影响后续的使用的问题，使得气凝胶粉体和水泥浆体紧密结合，减少气凝胶颗粒与水泥结合程度不高、气孔增大与分布不均的现象，提高结合性，保证使用凝合度。
附图说明
图1是本发明的纤维气凝胶泡沫混凝土的制备方法流程图。
图2是本发明的确定合理范围内的时间制备浆体a的制备方法流程图。
图3是本发明的粉末混合的制备方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
图中：
实施例：
如附图1所示
一种纤维气凝胶泡沫混凝土包括以下重量份数的原料：天然石子、水泥、粗黄沙、细黄沙、粉煤灰、再生粗骨料、胶凝剂、气凝胶粉体、纤维丝、增稠水、发泡剂和水。
优选地，所述的胶凝剂、气凝胶粉体、纤维丝和增稠水的质量比为1:0.05-0.5:0.008-0.03:0.45-1，所述的增稠水、发泡剂和水的质量比为1:0.9-0.95:0.99-1。
优选地，所述的天然石子、水泥、粗黄沙、细黄沙、粉煤灰和再生粗骨料的质量分数为：450-500kg质量份、150-250kg质量份、250-350kg质量份、450-750kg质量份、80-150kg质量份和650-750kg质量份。
一种纤维气凝胶泡沫混凝土的制备方法包含以下步骤：
S101：先将胶凝剂、气凝胶粉体、纤维丝和增稠水制成纤维气凝胶混凝土浆体，并通过搅拌混合机进行混合搅拌，设定合理范围内的搅拌时间以及合理范围内的搅拌速度；
S102：确定合理范围内的时间制备浆体a，结合图2所示，具体操作步骤如下：
S201：将发泡剂和水置入不锈钢桶并进行搅拌杆搅拌制成泡沫；
S202：然后将纤维气凝胶混凝土浆体与泡沫混合；
S203：再次通过搅拌器进行混合搅拌得到浆体a；
S103：将再生粗骨料放到研磨混合机中进行研磨搅拌，规定合理范围内的搅拌时间，合理范围内的搅拌速度以及设定合理范围内的搅拌温度，进行充分搅拌形成粉末；
S104：粉末混合，结合图3所示，具体操作步骤如下：
S401：取出粉末；
S402：再将水泥、粗黄沙、细黄沙和粉煤灰安装选取质量份依次添加在研磨混合机中；
S403：与粉末进行再次充分混合搅拌，最终形成混合料；
S105：再将天然石子取出合理范围质量份加入混合料中，并通过研磨混合机进行再次混合搅拌，设定时间和搅拌速度，直至形成浆体b；
S106：将合理范围内质量份的水取出加入浆体b进行最后的搅拌，并确定搅拌时间，直至形成粘稠的浆体c；
S107：将浆体a取出，再将浆体c取出，按照1:1的质量比进行调配，并同时置入混合器中进行充分搅拌混合，最终形成纤维气凝胶泡沫混凝土；
S108：将形成的纤维气凝胶泡沫混凝土静置，室温储藏，通风，养护后即可使用；
进一步，在S105中，所述的粗黄沙单个直径为3mm-5mm，所述的细黄沙的单个直径为6mm-8mm。
进一步，在S103中，所述的再生粗骨料可以是碎砖、瓦、玻璃、陶瓷、炉渣、矿物废料、石膏的一种或者几组组合研磨后形成的粉料。
进一步，在S101中，所述的纤维丝可以采用玻璃纤维丝、玄武岩纤维丝、氧化铝纤维丝、碳纤维丝、碳化硅纤维丝、木质素纤维丝、聚丙烯纤维丝、聚乙烯醇纤维丝、聚氯乙烯纤维丝中的一种或几种组合。
进一步，在S101中，所述的搅拌时间设置为45min-55min，所述的搅拌速度设置为3000r/min-3500r/min。
进一步，在S102中，所述的混合搅拌时间设置为60min-75min。
进一步，在S103中，所述的搅拌时间设置为65min-70min，所述的搅拌速度设置为2500r/min-3000r/min，所述的搅拌温度设置为110℃-150℃。
进一步，在S105中，所述的搅拌时间设置为55min-60min，所述的搅拌速度设置为3000r/min-3500r/min。
进一步，在S101中，所述的搅拌混合机具体采用双螺旋锥形混合机。
进一步，在S102中，所述的搅拌杆具体采用bl型电动搅拌杆，所述的搅拌器具体采用50仑型气动搅拌器。
进一步，在S103至S105中，所述的研磨混合机具体采用双螺杆搅拌研磨混合机。
进一步，在S107中，所述的混合器可以采用搅拌桶或者双螺杆搅拌研磨混合机。
进一步，在S106中，所述的搅拌时间为55min-75min。
本发明方案中所述的设备市场均有销售，并不限于典型生产厂家，只要技术指标能够达到要求，均可用来实现本发明。
具体实施例1：
1：先将胶凝剂、气凝胶粉体、纤维丝和增稠水制成纤维气凝胶混凝土浆体，并通过搅拌混合机进行混合搅拌，在3000r/min的搅拌速度下搅拌45min；
2：将发泡剂和水置入不锈钢桶并进行搅拌杆搅拌制成泡沫，然后将纤维气凝胶混凝土浆体与泡沫混合，并再次通过搅拌器进行混合搅拌60min得到浆体a；
3：将再生粗骨料放到研磨混合机中进行研磨搅拌，在2500r/min的速度和搅拌温度为110℃下，搅拌65min，进行充分搅拌形成粉末；
4：取出粉末，再将水泥、粗黄沙、细黄沙和粉煤灰安装选取质量份依次添加在研磨混合机中并与粉末进行再次充分混合搅拌，最终形成混合料；
5：再将天然石子取出合理范围质量份加入混合料中，并通过研磨混合机进行再次混合搅拌，在3000r/min的搅拌速度下搅拌55min，直至形成浆体b；
6：将合理范围内质量份的水取出加入浆体b进行最后的搅拌，并搅拌55min，直至形成粘稠的浆体c；
7：将浆体a取出，再将浆体c取出，按照1:1的质量比进行调配，并同时置入混合器中进行充分搅拌混合，最终形成纤维气凝胶泡沫混凝土；
8：将形成的纤维气凝胶泡沫混凝土静置，室温储藏，通风，养护后即可使用。
具体实施例2：
1：先将胶凝剂、气凝胶粉体、纤维丝和增稠水制成纤维气凝胶混凝土浆体，并通过搅拌混合机进行混合搅拌，在3500r/min的搅拌速度下搅拌55min；
2：将发泡剂和水置入不锈钢桶并进行搅拌杆搅拌制成泡沫，然后将纤维气凝胶混凝土浆体与泡沫混合，并再次通过搅拌器进行混合搅拌75min得到浆体a；
3：将再生粗骨料放到研磨混合机中进行研磨搅拌，在3000r/min的速度和搅拌温度为150℃下，搅拌70min，进行充分搅拌形成粉末；
4：取出粉末，再将水泥、粗黄沙、细黄沙和粉煤灰安装选取质量份依次添加在研磨混合机中并与粉末进行再次充分混合搅拌，最终形成混合料；
5：再将天然石子取出合理范围质量份加入混合料中，并通过研磨混合机进行再次混合搅拌，在3500r/min的搅拌速度下搅拌60min，直至形成浆体b；
6：将合理范围内质量份的水取出加入浆体b进行最后的搅拌，并搅拌75min，直至形成粘稠的浆体c；
7：将浆体a取出，再将浆体c取出，按照1:1的质量比进行调配，并同时置入混合器中进行充分搅拌混合，最终形成纤维气凝胶泡沫混凝土；
8：将形成的纤维气凝胶泡沫混凝土静置，室温储藏，通风，养护后即可使用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：由于本发明的一种纤维气凝胶泡沫混凝土及其制备方法广泛应用于饮料加工技术领域。同时，本发明的有益效果为：减少了工作的时间，提高混合速度，提高材料充分混合能力，提高粘稠度，并解决现有的技术的纤维气凝胶泡沫混凝土及其制备方法存在着制备方法粗糙，制备操作强度较大和配比不均衡影响后续的使用的问题，使得气凝胶粉体和水泥浆体紧密结合，减少气凝胶颗粒与水泥结合程度不高、气孔增大与分布不均的现象，提高结合性，保证使用凝合度。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种纤维气凝胶泡沫混凝土，其特征在于，该纤维气凝胶泡沫混凝土包括以下重量份数的原料：天然石子、水泥、粗黄沙、细黄沙、粉煤灰、再生粗骨料、胶凝剂、气凝胶粉体、纤维丝、增稠水、发泡剂和水。
2.如权利要求1所述的纤维气凝胶泡沫混凝土，其特征在于，所述的胶凝剂、气凝胶粉体、纤维丝和增稠水的质量比为1:0.05-0.5:0.008-0.03:0.45-1，所述的增稠水、发泡剂和水的质量比为1:0.9-0.95:0.99-1。
3.一种纤维气凝胶泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，该纤维气凝胶泡沫混凝土的制备方法包含以下步骤：
步骤一：先将胶凝剂、气凝胶粉体、纤维丝和增稠水制成纤维气凝胶混凝土浆体，并通过搅拌混合机进行混合搅拌，设定合理范围内的搅拌时间以及合理范围内的搅拌速度；
步骤二：确定合理范围内的时间制备浆体a，具体操作步骤如下：
第一步：将发泡剂和水置入不锈钢桶并进行搅拌杆搅拌制成泡沫；
第二步：然后将纤维气凝胶混凝土浆体与泡沫混合；
第三步：再次通过搅拌器进行混合搅拌得到浆体a；
步骤三：将再生粗骨料放到研磨混合机中进行研磨搅拌，规定合理范围内的搅拌时间，合理范围内的搅拌速度以及设定合理范围内的搅拌温度，进行充分搅拌形成粉末；
步骤四：粉末混合，具体操作步骤如下：
第一步：取出粉末；
第二步：再将水泥、粗黄沙、细黄沙和粉煤灰安装选取质量份依次添加在研磨混合机中；
第三步：与粉末进行再次充分混合搅拌，最终形成混合料；
步骤五：再将天然石子取出合理范围质量份加入混合料中，并通过研磨混合机进行再次混合搅拌，设定时间和搅拌速度，直至形成浆体b；
步骤六：将合理范围内质量份的水取出加入浆体b进行最后的搅拌，并确定搅拌时间，直至形成粘稠的浆体c；
步骤七：将浆体a取出，再将浆体c取出，按照1:1的质量比进行调配，并同时置入混合器中进行充分搅拌混合，最终形成纤维气凝胶泡沫混凝土；
步骤八：将形成的纤维气凝胶泡沫混凝土静置，室温储藏，通风，养护后即可使用。
4.如权利要求3所述的纤维气凝胶泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，在步骤五中，所述的粗黄沙单个直径为3mm-5mm，所述的细黄沙的单个直径为6mm-8mm。
5.如权利要求3所述的纤维气凝胶泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，在步骤三中，所述的再生粗骨料可以是碎砖、瓦、玻璃、陶瓷、炉渣、矿物废料、石膏的一种或者几组组合研磨后形成的粉料。
6.如权利要求3所述的纤维气凝胶泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，在步骤一中，所述的纤维丝可以采用玻璃纤维丝、玄武岩纤维丝、氧化铝纤维丝、碳纤维丝、碳化硅纤维丝、木质素纤维丝、聚丙烯纤维丝、聚乙烯醇纤维丝、聚氯乙烯纤维丝中的一种或几种组合。
7.如权利要求3所述的纤维气凝胶泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，在步骤一中，所述的搅拌时间设置为45min-55min，所述的搅拌速度设置为3000r/min-3500r/min。
8.如权利要求3所述的纤维气凝胶泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，在步骤二中，所述的混合搅拌时间设置为60min-75min。
9.如权利要求3所述的纤维气凝胶泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，在步骤三中，所述的搅拌时间设置为65min-70min，所述的搅拌速度设置为2500r/min-3000r/min，所述的搅拌温度设置为110℃-150℃。
10.如权利要求3所述的纤维气凝胶泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，在步骤五中，所述的搅拌时间设置为55min-60min，所述的搅拌速度设置为3000r/min-3500r/min。
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