CN112279580B - 一种现场喷挂发泡混凝土墙体的生产方法 - Google Patents

一种现场喷挂发泡混凝土墙体的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种现场喷挂发泡混凝土墙体的生产方法，属于轻质型装配式建筑材料及工业固废资源化利用领域。该现浇喷挂发泡混凝土以煤基固废为骨料、P·I42.5及以上标号水泥为胶结料，骨料与胶结料质量比为6‑8:2‑4，添加主材料质量0.8‑2.0‰的发泡剂、稳泡剂、减水剂和憎水剂，在施工现场通过机械搅拌发泡，发泡体具有流动小、粘度大的特点，通过喷枪喷涂，泡沫混凝土即可直接挂于单网或单面板上，再经抹平即为装配式建筑轻质泡沫墙体，与现有泡沫混凝土相比不需要模板或双网，料浆细腻，表面易于抹平，干密度为0.5‑0.9g/cm3，抗压强度为1.0‑7.5 MPa可根据实际需要调整。

Description

一种现场喷挂发泡混凝土墙体的生产方法
技术领域
本发明属于轻质型装配式建筑材料及工业固废资源化利用技术领域，具体涉及一种现场喷挂发泡混凝土墙体的生产方法。
背景技术
发泡混凝土又名泡沫混凝土，目前发泡混凝土引气方式可分为化学法和物理法两种：采用铝膏（铝粉）、双氧水等发泡的属于化学发泡，通过机械方式产生泡沫的即为物理发泡。物理发泡又可分为两类：其一是最为成熟及被广泛推广使用的压缩空气机械发泡，此种发泡方式，发泡与制浆在独立的两个设备内完成，达到要求的浆料和泡沫通过螺旋在高速旋转下实现混合，以满足生产泡沫混凝土要求；其二是发泡混凝土在一个设备内完成，即通过机械搅拌来发泡的制备泡沫混凝土。然而目前市场上在水泥浆中添加塑料泡沫、轻质陶粒等用以减轻墙体密度则属于轻质泡沫墙体材料的另一种制备方法，不属于发泡混凝土技术领域。
泡沫混凝土具有轻质、保温隔热、隔音、不易燃等性能，是一种环保节能型建筑材料。美国、英国、荷兰、加拿大等欧美国家以及日本、韩国等亚洲国家，充分利用泡沫混凝土的良好特性，将它在建筑工程中的应用领域不断扩大，加快了工程进度，提高了工程质量。近年来，随着我国装配式建筑的大力推行，节能材料倍受欢迎，泡沫混凝土以其良好的特性，亦附合国家倡导的装配式建筑材料要求，在我国应用得到快速发展和应用，年增长率约在20%以上，成为大规模的新型的轻质泡沫墙体材料及保温材料。如何让发泡混凝土满足装配式建筑需求，基于现有发泡混凝土流动性好，但是需要借助模具才能进行施工的弊端，无法满足装配式建筑简洁、快速发展理念，因而开发了外加轻骨料双网填充的制作技术，但因加入陶粒时成本较高，浆料输送困难，无法制备体积密度在0.7g/cm3以下的墙体材料，难以大面积推广；采用塑料泡沫可解决输送和密度问题，但存在表面抹平困难，仍需双网充填，尤其是塑料易燃且会释放有毒气体，给消防安全带来严重隐患，不符合绿色环保建材的要求。因此，开发一种体积密度轻、强度高、单网即可喷挂施工的泡沫混凝土，以满足我国装配式建筑发展需要，重要性和必要性尤为明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种现场喷挂发泡混凝土墙体的生产方法，其具有浆体发泡简单，制备的泡沫混凝土粘性大，易于单网喷挂，喷挂墙体易于抹平、施工快捷等特点。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现：一种现场喷挂发泡混凝土墙体的生产方法，其以煤基固废为骨料、P·I 42.5及以上标号水泥为胶结料，骨料与胶结料质量比为6-8:2-4，按主体材（骨料与胶结料之和）一定质量比例添加添加剂，添加剂包括发泡剂、稳泡剂、减水剂和憎水剂；将计量且溶有添加剂的工艺水先注入搅拌槽内，然后加入主体材，控制搅拌速度为40-60r/min搅拌20-30秒，待其有揉性后提高搅拌速度至300-500r/min并控制搅拌时间为1-3分钟，得发泡混凝土；符合要求的发泡混凝土通过双螺杆泵加压输送至施工现场，采用喷枪直接喷涂在已安装好的单片钢网上，经抹平，自然养护后即为轻质泡沫墙体。
优选的，工艺水与主体材的质量比（水灰比）为0.28-0.35。
优选的，骨料与胶结料质量比为6-8:2-4。
优选的，所述的煤基固废选择三级粉煤灰、沸腾炉渣、气化渣、锅炉底渣中的至少一种；煤基固废的粒径要求如下：煤基固废中粒径＜150μm的颗粒的质量占比＜10%，煤基固废中粒径＜250μm的颗粒的质量占比＜50% ，煤基固废中粒径＞380μm的颗粒质量占比＜5%。
优选的，所述的发泡剂为动植物蛋白类、松香皂、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种；发泡剂的添加量为主体材质量的0.1-0.5‰。
优选的，所述的稳泡剂为羧甲基淀粉、羧甲基纤维素、羧丙基纤维素中的至少一种，稳泡剂的添加量为主体材质量的0.2-0.6‰。
优选的，所述的减水剂为聚羧酸、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠中的至少一种，减水剂的添加量为主体材质量的0.5-1.0‰。
优选的，所述的憎水剂为硅树脂聚醚、甲基硅醇钠、乙基硅醇钠、聚乙基羟基硅氧烷中的至少一种，憎水剂的添加量为主体材质量的0.5-1.5‰。
采用抹灰砂浆流动度测试的方法测试可知，所得的发泡混凝土的扩散度为110-120mm，粘度为30000-50000Pa.s。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.主体原材料丰富，分布广，采购方便，骨料为常见且难以利用的煤基固废；
2.墙体的生产由搅拌、泵送和喷挂三个主要过程构成，类似于商品混凝土现场泵送过程，设备紧凑，利用现场操业；
3.发泡体粘度大，流动性差，采用单网或单面板喷挂即可完成作业，较传统发泡混凝土支模灌浆方便，与添加轻质骨料双网浇注相比，成本更低；
4.原料粒度细，喷挂体更易抹平，墙体平面光滑，装修时节约涂料；
5.可通过搅拌时间调整泡沫混凝土发泡体积和强度，一套设备可满足不同物理性能墙体要求，即可制备墙体隔断，亦可制备保温连续体材料；
6.主体材为煤基固废和水泥，添加剂为常规产品，无毒环保，使用量仅为主体材料的0.5-1.5‰，故而本发明的发泡混凝土成本低。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，本发明生产过程如下：
根据实际工程所需发泡混凝土物理力学性能要求，先计量工艺水放入搅拌槽内，然后准确称取添加剂（发泡剂、稳泡剂、减水剂和憎水剂）投入搅拌槽内，随后加入经计量的水泥和煤基固废，启动搅拌机，控制搅拌速度为40-60r/min搅拌20-30秒，待其有揉性后提高搅拌速度至300-500r/min并控制搅拌时间为1-3分钟，快速搅拌进行发泡。
混凝土达到所需的发泡要求后，将发泡体放入置于搅拌槽下方的槽内，利用双螺旋泵输送至施工现场经喷枪喷挂至已安装好的钢网上，再经抹平、自然养护即为轻质泡沫混凝土墙体。同时用尺寸为100×100×100钢模具制备试件，用于测试其物理力学性能。
实施例1
称取满足粒度要求的三级粉煤灰40公斤，P·I 52.5标号普通硅酸盐水泥10公斤；按水灰比为0.28计量工艺水，按主体材质量的0.25‰准确称取动植物蛋白类的发泡剂，按主体材质量的0.6‰准确称取羧甲基淀粉作为稳泡剂，按主体材质量的0.5‰准确称取聚羧酸作为减水剂，按主体材质量的1.0‰准确称取聚乙基羟基硅氧烷作为憎水剂；先将工艺水加入搅拌槽中，然后加入添加剂，随后将已经称量的三级粉煤灰及P·I 52.5水泥加入搅拌槽内，控制搅拌速度为40r/min搅拌20秒,待其有揉性后调整搅拌速度至500r/min，再搅拌1分钟即完成发泡操作，得到发泡混凝土；发泡混凝土放入置于搅拌装置下的贮槽内，用双螺杆泵送至施工现场，喷挂在已安装的单面钢网上，达厚度要求后抹平，自然养护即为轻质泡沫墙体，搅拌槽中发泡混凝土放完后立即进行下次配料及发泡操作。
经取样检测，发泡混凝土的扩散度为110mm，粘度为50000Pa.s，同时制备的试件经自然养护龄期后检测，干密度为0.50g/cm3，抗压强度为1.0MPa。
实施例2
称取满足粒度要求的煤气化渣30公斤，P·I 42.5标号普通硅酸盐水泥20公斤；按水灰比为0.35计量工艺水，按主体材料质量的0.5‰准确称取松香皂和十二烷基硫酸钠作为发泡剂，其中松香皂和十二烷基硫酸钠分别占比50%；按主体材料质量的0.2‰准确称取羧甲基纤维素作为稳泡剂，按主体材料质量的1.0‰准确称取木质素磺酸钠作为减水剂，按主体材料质量的1.0‰准确称取甲基硅醇钠作为憎水剂；先将工艺水加入搅拌槽中，然后加入添加剂，随后将已称量的三级粉煤灰及P·I 42.5水泥加入搅拌槽内，控制搅拌速度为60r/min搅拌30秒,待其有揉性后调整搅拌速度至300r/min，再搅拌3分钟即完成发泡操作，得到发泡混凝土；发泡混凝土放入置于搅拌装置下的贮槽内，用双螺杆泵送至施工现场，喷挂在已安装的单面板上，达厚度要求后抹平，自然养护即为轻质泡沫墙体，搅拌槽中发泡混凝土放完后立即进行下次配料及发泡操作。
经取样检测，发泡混凝土的扩散度为115mm，粘度为30000Pa.s，同时制备的试件经自然养护龄期后检测，干密度为0.9g/cm3，抗压强度为7.5MPa。
实施例3
称取满足粒度要求的沸腾炉渣35公斤，P·I 52.5标号普通硅酸盐水泥15公斤，按水灰比为0.3计量工艺水；按主体材料质量的0.1‰准确称取十二烷基苯磺酸钠与十二烷基硫酸钠作为发泡剂，其中十二烷基苯磺酸钠与十二烷基硫酸钠质量比为3：2；按主体材料质量的0.4‰准确称取羧丙基纤维素作为稳泡剂；按主体材料质量的0.8‰准确称取木质素磺酸钙作为减水剂，按主体材料质量的1.5‰准确称取硅树脂聚醚作为憎水剂；先将工艺水加入搅拌槽中，然后加入添加剂，随后将已称量的三级粉煤灰及P·I 52.5水泥加入搅拌槽内，控制搅拌速度为50r/min搅拌25秒，待其有揉性后调整搅拌速度至400r/min，再搅拌2.5分钟即完成发泡操作，得到发泡混凝土；发泡混凝土放入置于搅拌装置下的槽内，用双螺杆泵送至施工现场，喷挂在已安装的单面钢网上，达厚度要求后抹平，自然养护即为轻质泡沫墙体，搅拌槽中发泡混凝土放完后立即进行下次配料及发泡操作。
经取样检测，发泡混凝土的扩散度为110mm，粘度为45000Pa.s，同时制备的试件经自然养护龄期后检测，干密度为0.77g/cm3，抗压强度为5.5MPa。
实施例4
称取满足粒度要求的锅炉底渣35公斤，P·I 52.5标号普通硅酸盐水泥15公斤，按水灰比0.33计量工艺水，按主体材料质量的0.1‰准确称取松香皂与十二烷基硫酸钠作为发泡剂，松香皂与十二烷基硫酸钠的质量比为1：1，按主体材料质量的0.4‰准确称取羧甲基纤维素羧与丙基纤维素作为稳泡剂，称取羧甲基纤维素羧与丙基纤维素的质量比为1：3，按主体材料质量的0.8‰准确称取木质素磺酸钙作为减水剂，按主体材料质量的1.2‰准确称取乙基硅醇钠作为憎水剂；先将工艺水加入搅拌槽中，然后加入添加剂，随后将已称量的三级粉煤灰及P·I 52.5水泥加入搅拌槽内，控制搅拌速度为55r/min搅拌28秒,待其有揉性后调整搅拌速度至450r/min，再搅拌2.5分钟即完成发泡操作，得到发泡混凝土；发泡混凝土放入置于搅拌装置下的槽内，用双螺杆泵送至施工现场，喷挂在已安装的单面钢网上，达厚度要求后抹平，自然养护即为轻质泡沫墙体，搅拌槽中发泡体放完后立即进行下次配料及发泡操作。
经取样检测，发泡混凝土的扩散度为120mm，粘度为38000Pa.s，同时制备的试件经自然养护龄期后检测，干密度为0.65g/cm3，抗压强度为3.7MPa。

Claims (6)

1.一种现场喷挂发泡混凝土墙体的生产方法，其特征在于，包含以下步骤：
（1）主体材选择，以水泥和煤基固废共同作为主体材，其中水泥为胶结料、煤基固废为骨料；煤基固废选择沸腾炉渣、气化渣、锅炉底渣中的至少一种；煤基固废的粒径要求如下：煤基固废中粒径＜150μm的颗粒的质量占比＜10%，煤基固废中粒径＜250μm的颗粒的质量占比＜50% ，煤基固废中粒径＞380μm的颗粒质量占比＜5%；
（2）添加剂选择，选择发泡剂、稳泡剂、减水剂和憎水剂作为添加剂；其中，所述的发泡剂为动植物蛋白类、松香皂、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种；发泡剂的添加量为主体材质量的0.1-0.5‰；
（3）预混合，先将添加剂溶于工艺水中，再加主体材，控制工艺水与主体材的质量比为0.28-0.35；
（4）发泡，预混合完毕后控制搅拌速度为40-60r/min搅拌20-30秒，待混合物料具有柔性后提高搅拌速度至300-500r/min并控制搅拌时间为1-3分钟，得发泡混凝土；所得的发泡混凝土的扩散度为110-120mm，粘度为30000-50000Pa.s；
（5）泵送，将所得的发泡混凝土放入置于搅拌槽下方的贮槽内，经双螺杆泵加压送至施工现场；
（6）喷涂，将泵送至施工现场的发泡混凝土由喷枪喷至已按要求安装好的单片钢网或单面板上，再经抹平、自然养护即为轻质泡沫墙体；所得到的轻质泡沫墙体的干密度为0.5-0.9g/cm3，抗压强度为1.0-7.5 MPa。
2.根据权利要求1所述的一种现场喷挂发泡混凝土墙体的生产方法，其特征在于，步骤（1）中选择P·I 42.5以上标号的水泥作为胶结料，骨料与胶结料质量比为6-8:2-4。
3.根据权利要求1所述的一种现场喷挂发泡混凝土墙体的生产方法，其特征在于，所述的稳泡剂为羧甲基淀粉、羧甲基纤维素、羧丙基纤维素中的至少一种，稳泡剂的添加量为主体材质量的0.2-0.6‰。
4.根据权利要求1所述的一种现场喷挂发泡混凝土墙体的生产方法，其特征在于，所述的减水剂为聚羧酸、木质素磺酸钙、木质素磺酸钠中的至少一种，减水剂的添加量为主体材质量的0.5-1.0‰。
5.根据权利要求1所述的一种现场喷挂发泡混凝土墙体的生产方法，其特征在于，所述的憎水剂为硅树脂聚醚、甲基硅醇钠、乙基硅醇钠、聚乙基羟基硅氧烷中的至少一种，憎水剂的添加量为主体材质量的0.5-1.5‰。
6.根据权利要求1所述的一种现场喷挂发泡混凝土墙体的生产方法，其特征在于，发泡混凝土的扩散度和粘度采用抹灰砂浆流动度测试的方法测试得到。
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