CN113233841B - 一种具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土及其制备方法，开孔发泡混凝土由如下重量百分比原料组成：水泥63.62％～68.55％，发泡剂0.11％～0.18％，开孔剂0.04％～0.11％，有机硅乳化液0～0.17％，抗裂增强剂0.42％～0.85％，流平剂0.01％～0.03％，其余为水。制备方法如下：1)将水泥、抗裂增强剂、流平剂混合在搅拌机中搅拌，然后加入水、开孔剂和有机硅乳化液，继续搅拌；2)将发泡剂稀释，然后进行物理发泡，将制备的泡沫加入搅拌机，与制备的湿料混合，并搅拌均匀；3)将制得的发泡料浆浇筑在试模中，成型后脱模，养护，得到开孔发泡混凝土。本发明混凝土具有良好吸隔声性能、轻质，憎水，高耐久等优势。

Description

一种具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于发泡混凝土技术领域，特别是涉及一种具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土及其制备方法。
背景技术
现有的发泡混凝土形态大多为闭孔型结构，具有轻质、保温隔热、耐火防水等特性，常被用于屋面保温、管线回填、夹心构件等领域。由于其闭孔结构，其吸声降噪的效果较差，市场上多数发泡混凝土的NRC仅为0.1-0.3之间，较差的吸隔声能力不足以达到一些特定场所的吸隔声要求，限制了其使用范围。
此外，现有的应用于城市透水储水型路面的发泡混凝土为开孔结构，但其吸水率高，憎水性差，当暴露在潮湿环境或沿海地区时，耐久性差易老化。
目前在吸声降噪工程领域使用较多的多孔吸声材料有岩棉、玻璃棉、毛毡等，但其防火防潮性能较差，耐久性差，易老化产生粉尘污染环境。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土及其制备方法，实现开孔发泡混凝土内部孔结构为开孔联通形态，具有较强的吸隔声功能，NRC可达到0.6以上，憎水率大于89％，在吸声降噪领域具有轻质，防火憎水，抗老化，耐潮湿，高耐久，环境友好等优势。
本发明是这样实现的，一种具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土，由如下重量百分比的原料组成：
Figure BDA0003101554620000011
在上述技术方案中，优选的，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥和白色硅酸盐水泥中的一种或多种。
在上述技术方案中，优选的，所述水泥的标号包括但不限于32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。
在上述技术方案中，优选的，所述发泡剂为松香型发泡剂、合成类发泡剂、蛋白活性物型发泡剂、复合型发泡剂中的一种或多种，发泡剂在使用前采用其27～31倍质量比的水进行稀释。
在上述技术方案中，优选的，所述开孔剂为聚丁二烯、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯-氧化乙烯共聚醚和聚氧化烯烃-聚硅氧烷共聚物中的一种或多种。
在上述技术方案中，优选的，所述开孔发泡混凝土的加水量需保证水灰比在0.4～0.6。
在上述技术方案中，优选的，所述开孔发泡混凝土的容重为380kg/m3～710kg/m3，孔隙率为26％-43％，降噪系数NRC≥0.6，流阻率为104～105Pa·s/m2，憎水率大于89％。
一种具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土的制备方法，包括如下步骤：
1)按比例将水泥、抗裂增强剂、流平剂干料混合在搅拌机中搅拌2～6min，然后按比例加入水、开孔剂和有机硅乳化液，继续搅拌2～5min；
2)按比例将发泡剂稀释，然后通过发泡机对发泡剂进行物理发泡，将制备的泡沫加入搅拌机，与步骤1)制备的湿料混合，并搅拌60～300s使其混合均匀；
3)将步骤2)制得的发泡料浆浇筑在试模中，成型24h后脱模，脱模试件放入标准养护室内养护28天，得到开孔发泡混凝土。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
1)本发明的发泡混凝土原料中，开孔剂的作用使发泡剂产生的气泡破裂联通，形成开孔结构，并通过调节加入开孔剂配比调整开孔程度，达到控制其有效孔隙率保持在26％-43％，并控制流阻率在104～105Pa·s/m2，使得发泡混凝土具备良好的吸隔声能力，降噪系数NRC≥0.6。
2)本发明的发泡混凝土原料中，有机硅乳化液能降低泡沫稳定性，促使泡沫开口联通。
3)本发明的发泡混凝土在吸声降噪领域具有轻质，防火憎水，抗老化，耐潮湿，高耐久，环境友好型等优势。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：
实施例1：
一种具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土，由如下重量百分比的原料组成：普通硅酸盐水泥(42.5R)68.41％；水30.79％；蛋白活性物型发泡剂0.125％；开孔剂(聚丁二烯)0.05％；流平剂0.015％；抗裂增强剂0.61％。
制备步骤如下：
1)按比例将水泥、抗裂增强剂、流平剂干料混合在搅拌机中搅拌2min，然后按比例加入水和开孔剂，继续搅拌2min；
2)采用发泡剂27倍质量比的水将发泡剂稀释，然后通过发泡机对发泡剂进行物理发泡，将制备的泡沫加入搅拌机，与步骤1)制备的湿料混合，并搅拌150s使其混合均匀。
3)将步骤2)制得发泡料浆浇筑在试模中，成型24h后脱模，脱模试件放入标准养护室内养护28天，得到开孔发泡混凝土。
实施例2：
一种具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土，由如下重量百分比的原料组成：普通硅酸盐水泥(42.5)66.14％；水33.07％；合成类发泡剂0.147％；开孔剂(聚氧化乙烯)0.049％；流平剂0.014％；抗裂增强剂0.58％。
制备步骤如下：
1)按比例将水泥、抗裂增强剂、流平剂干料混合在搅拌机中搅拌3min，然后按比例加入水和开孔剂，继续搅拌3min；
2)采用发泡剂29倍质量比的水将发泡剂稀释，然后通过发泡机对发泡剂进行物理发泡，将制备的泡沫加入搅拌机，与步骤1)制备的湿料混合，并搅拌120s使其混合均匀。
3)将步骤2)制得发泡料浆浇筑在试模中，成型24h后脱模，脱模试件放入标准养护室内养护28天，得到开孔发泡混凝土。
实施例3：
一种具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土，由如下重量百分比的原料组成：普通硅酸盐水泥(42.5R)66.1％；水33.05％；松香型发泡剂0.147％；开孔剂(聚氧化丙烯-氧化乙烯共聚醚)0.098％；流平剂0.015％；抗裂增强剂0.59％。
制备步骤如下：
1)按比例将水泥、抗裂增强剂、流平剂干料混合在搅拌机中搅拌2min，然后按比例加入水和开孔剂，继续搅拌4min；
2)采用发泡剂31倍质量比的水将发泡剂稀释，然后通过发泡机对发泡剂进行物理发泡，将制备的泡沫加入搅拌机，与步骤1)制备的湿料混合，并搅拌180s使其混合均匀。
3)将步骤2)制得发泡料浆浇筑在试模中，成型24h后脱模，脱模试件放入标准养护室内养护28天，得到开孔发泡混凝土。
实施例4：
一种具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土，由如下重量百分比的原料组成：普通硅酸盐水泥(42.5R)64.4％；水34.68％；蛋白活性物型发泡剂0.151％；开孔剂(聚氧化乙烯)0.06％；有机硅乳化液0.099％；流平剂0.02％；抗裂增强剂0.59％。
制备步骤如下：
1)按比例将水泥、抗裂增强剂、流平剂干料混合在搅拌机中搅拌3min，然后按比例加入水和开孔剂，继续搅拌4min；
2)采用发泡剂30倍质量比的水将发泡剂稀释，然后通过发泡机对发泡剂进行物理发泡，将制备的泡沫加入搅拌机，与步骤1)制备的湿料混合，并搅拌250s使其混合均匀。
3)将步骤2)制得发泡料浆浇筑在试模中，成型24h后脱模，脱模试件放入标准养护室内养护28天，得到开孔发泡混凝土。
实施例5：
具体制备步骤同实施例2，区别在于所使用的普通硅酸盐水泥标号42.5改为矿渣硅酸盐水泥32.5，得到开孔发泡混凝土。
实施例6：
具体制备步骤同实施例2，区别在于所使用的普通硅酸盐水泥标号42.5改为粉煤灰硅酸盐水泥52.5，得到开孔发泡混凝土。
实施例7：
具体制备步骤同实施例3，区别在于所使用的开孔剂由聚氧化丙烯-氧化乙烯共聚醚改为总量不变且质量配比为1:1的聚丁二烯和聚氧化乙烯，得到开孔发泡混凝土。
实施例8：
具体制备步骤同实施例4，区别在于所使用的开孔剂由聚氧化乙烯改为聚丁二烯，发泡剂由蛋白活性物型发泡剂改为松香型发泡剂，得到开孔发泡混凝土。
对比例1：
具体制备步骤同实施例4，区别在于单独增加有机硅乳化液用量，使其重量百分比达到0.2％，得到开孔发泡混凝土。
对比例2：
具体制备步骤同实施例1，区别在于单独增加发泡剂用量，使其重量百分比达到0.25％，得到开孔发泡混凝土。
对比例3：
具体制备步骤同实施例2，区别在于单独增加开孔剂用量，使其重量百分比达到0.2％，得到开孔发泡混凝土。
对上述各实施例得到的开孔发泡混凝土进行性能测试，依据GB/T21650中的压泵法或气体吸附法测量样品孔隙率，依据GB/T19889.3中测量建筑构件空气声隔声的试验方法对样品进行检测，得到样品降噪系数。依据GB/T10299中材料憎水性试验方法测得样品憎水率。依据GB/T25077中多孔吸声材料流阻测量方法对样品流阻率进行测量。测试结果如下表1所示：
表1各实施例所得开孔发泡混凝土的性能
Figure BDA0003101554620000051
从表1可以看出，当有效孔隙率太小时，材料过于紧密，具备较高的憎水性，声波不易进入材料内部，吸声性能差；当有效孔隙率太大时，材料过于疏松，空隙间声能损耗小吸声性能也较差。采用本发明的配方制备的开孔发泡混凝土和对比例1-3相比较，流阻率控制在104～105Pa·s/m2，具有良好的吸隔声性能，降噪系数NRC≥0.6，同时憎水性好，憎水率大于89％，使得在潮湿环境下具有良好的耐久性，抗老化，容重为380kg/m3～710kg/m3，具有轻质优势，性能更优。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土，其特征在于，由如下重量百分比的原料组成：
Figure FDA0003903997700000011
所述发泡剂为松香型发泡剂、合成类发泡剂、蛋白活性物型发泡剂、复合型发泡剂中的一种或多种，发泡剂在使用前采用其27～31倍质量比的水进行稀释；
所述开孔剂为聚丁二烯、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯-氧化乙烯共聚醚和聚氧化烯烃-聚硅氧烷共聚物中的一种或多种；
具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土的制备方法，包括如下步骤：
1)按比例将水泥、抗裂增强剂、流平剂干料混合在搅拌机中搅拌2～6min，然后按比例加入水、开孔剂和有机硅乳化液，继续搅拌2～5min；
2)按比例将发泡剂稀释，然后通过发泡机对发泡剂进行物理发泡，将制备的泡沫加入搅拌机，与步骤1)制备的湿料混合，并搅拌60～300s使其混合均匀；
3)将步骤2)制得的发泡料浆浇筑在试模中，成型24h后脱模，脱模试件放入标准养护室内养护28天，得到开孔发泡混凝土。
2.根据权利要求1所述的具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥和白色硅酸盐水泥中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土，其特征在于：所述水泥的标号包括但不限于32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。
4.根据权利要求1所述的具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土，其特征在于：所述开孔发泡混凝土的加水量需保证水灰比在0.4～0.6。
5.根据权利要求1所述的具有吸隔声功能的开孔发泡混凝土，其特征在于：所述开孔发泡混凝土的容重为380kg/m3～710kg/m3，孔隙率为26％-43％，降噪系数NRC≥0.6，流阻率为104～105Pa·s/m2，憎水率大于89％。
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