CN113603505A - 一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及泡沫混凝土领域，具体公开了一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土及其制备方法，低吸水率轻骨料泡沫混凝土，由混凝土拌和料制得，所述混凝土拌和料包括以下组分：水；水泥；粉状填料；发泡剂；氟硅酸钠；次亚磷酸钠。泡沫混凝土的制备方法，包括：步骤1），将水、发泡剂、氟硅酸钠、次亚磷酸钠混合，搅拌发泡，获得泡沫液；步骤2），在泡沫液中投入水泥，混合均匀获得泡沫水泥液；步骤3），在泡沫水泥液中加入粉状填料，混合均匀，获得混凝土拌和料；步骤4），将混凝土拌和料注入模具中，养护脱模得低吸水率轻骨料泡沫混凝土。本发明的泡沫混凝土具有增加使用范围的优点，本发明的制备方法具有制得的泡沫混凝土质量较佳的优点。

Description

一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及泡沫混凝土领域，尤其是涉及一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土及其制备方法。

背景技术

泡沫混凝土是一种含有大佬封闭气孔的轻质保温材料，距具有质量较轻、隔热、隔音等良好性能，在建筑中被广泛使用，泡沫混凝土中的气孔可通过化学发泡或物理发泡的形式产生。

由于泡沫混凝土中含有大量的气孔，使得泡沫混凝土不再是密实结构，因此会导致泡沫混凝土的抗压强度下降，而气孔越多，其减轻质量、隔热、隔音的效果就越好，但同时带来的是强度下降越多，导致泡沫混凝土需要在强度与其他性能上进行平衡，即为了保持足够的强度，就必须牺牲部分的隔热、隔音性能，从而制约了泡沫混凝土的使用范围，因此，还有改善空间。

发明内容

为了增加泡沫混凝土的使用范围，本申请提供一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土，采用如下的技术方案：

一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土，由混凝土拌和料制得，所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：

水100份；

水泥158-162份；

粉状填料108-112份；

发泡剂1.95-2.05份；

氟硅酸钠0.38-0.42份；

次亚磷酸钠1.18-1.22份。

优选的，所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：

水100份；

水泥159-161份；

粉状填料109-111份；

发泡剂1.98-2.02份；

氟硅酸钠0.39-0.41份；

次亚磷酸钠1.19-1.21份。

通过采用上述技术方案，通过加入氟硅酸钠、次亚磷酸钠，使得泡沫混凝土的抗压强度得以提升，从而可以在相同的强度水平下，保持更多的气孔，使得隔热、隔音效果更佳，也可在相同的隔热、隔音水平下，具有更高的抗压强度以符合工程所需，使得泡沫混凝土的使用范围更广。

对此，发明人猜测，氟硅酸钠、次亚磷酸钠的加入，会在混凝土拌和料中产生氟硅酸根离子和次亚磷酸根离子，当氟硅酸根离子和次亚磷酸根离子以特定的比例存在时，会使得水化硅酸钙胶体在结晶时由于杂质即氟硅酸根离子和次亚磷酸根离子的存在，而引发部分结晶晶形的变化，一般情况下，水化硅酸钙胶体形成的结晶以针状和棱柱状晶形为主，当氟硅酸根离子和次亚磷酸根离子加入后，水化硅酸钙胶体会产生部分雪花状的晶形，而针状以及棱柱状晶形仍会保留，这会使得针状及棱柱状晶形尤其是针状晶形穿插在雪花状的晶形的孔隙中，从而形成更为复杂且相互制约能力更强的晶体结构，从而使得水化硅酸钙胶体粘结粉状填料后粘结力更大，且水泥石不易破碎，强度更高，从而实现了在宏观上体现出混凝土实体部分的抗压强度变强的性能提升，以实现在相同气孔水平下，泡沫混凝土整体的抗压强度会有所提升，而在相同抗压强度条件下，泡沫混凝土中的气孔数量可以增加。

通过加入粉状填料，为泡沫混凝土提供抗压能力的同时，有效填充泡沫混凝土实体部分的毛细孔，使得泡沫混凝土实体部分更为密实，抗渗能力较强，使得泡沫混凝土的吸水性较低。

优选的，所述粉状填料为氢氧化镁、碳酸钙、硅微粉、长石粉的复配。

通过采用上述技术方案，通过氢氧化镁、碳酸钙、硅微粉、长石粉复配形成粉状填料，填充泡沫混凝土毛细孔的效果较佳，提升泡沫混凝土抗压强度的效果较好。

优选的，所述氢氧化镁、碳酸钙、硅微粉、长石粉的质量比例为1：0.2：0.8：4。

通过采用上述技术方案，通过氢氧化镁、碳酸钙、硅微粉、长石粉以特定比例配合，使得降低泡沫混凝土吸水率的效果更佳，提升泡沫混凝土抗压强度的效果更好。

优选的，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、三乙醇胺、正十二醇的复配。

通过采用上述技术方案，通过十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、三乙醇胺、正十二醇配合，使得形成的泡沫界面具有更好的柔性，泡沫不易破裂，形成气孔数量较多且稳定，减少通孔的出现，使得泡沫混凝土的封闭气孔更多，从而降低吸水率。

优选的，所述十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、三乙醇胺、正十二醇的质量比例为1：0.8：0.11：0.09。

通过采用上述技术方案，通过十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、三乙醇胺、正十二醇以特定比例配合，使得泡沫稳定性更强，降低泡沫混凝土吸水率的效果更佳，使得泡沫混凝土质量更好。

第二方面，本申请提供一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：

一种上述的低吸水率轻骨料泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)，将水、发泡剂、氟硅酸钠、次亚磷酸钠混合，搅拌发泡，获得泡沫液；

步骤2)，在泡沫液中投入水泥，混合均匀获得泡沫水泥液；

步骤3)，在泡沫水泥液中加入粉状填料，混合均匀，获得混凝土拌和料；

步骤4)，将混凝土拌和料注入模具中，养护脱模得低吸水率轻骨料泡沫混凝土。

通过采用上述技术方案，通过先混合水、发泡剂、氟硅酸钠、次亚磷酸钠，使得在发泡的过程中，氟硅酸根离子与次亚磷酸根离子分散均匀，加入水泥后均布在水泥泡沫液中，对水泥的改性效果更为均匀有效，使得制得的泡沫混凝土质量较佳。

优选的，所述步骤1)中，搅拌发泡时，搅拌转速为600r/min及以上。

通过采用上述技术方案，通过600r/min及以上的转速进行搅拌发泡，使得发泡效果较好，充分将空气搅入液体中以形成泡沫，充分利用发泡挤，使得通过调节发泡剂用量以调节气孔数量的敏感度提升，以更好地实现调节泡沫混凝土的结构，使得制成的泡沫混凝土质量更为稳定。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请通过加入氟硅酸钠、次亚磷酸钠，使得泡沫混凝土的抗压强度得以提升，从而可以在相同的强度水平下，保持更多的气孔，使得隔热、隔音效果更佳，也可在相同的隔热、隔音水平下，具有更高的抗压强度以符合工程所需，使得泡沫混凝土的使用范围更广。

2、本申请中优选通过氢氧化镁、碳酸钙、硅微粉、长石粉以特定比例配合，使得降低泡沫混凝土吸水率的效果更佳，提升泡沫混凝土抗压强度的效果更好。

3、本申请中优选通过十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、三乙醇胺、正十二醇以特定比例配合，使得泡沫稳定性更强，降低泡沫混凝土吸水率的效果更佳，使得泡沫混凝土质量更好。

4、本申请的方法，通过先混合水、发泡剂、氟硅酸钠、次亚磷酸钠，使得在发泡的过程中，氟硅酸根离子与次亚磷酸根离子分散均匀，加入水泥后均布在水泥泡沫液中，对水泥的改性效果更为均匀有效，使得制得的泡沫混凝土质量较佳。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

以下实施例及对比例中所用原料的来源信息详见表1。

表1

实施例1-5

一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土，包括以下组分：

水、水泥、粉状填料、发泡剂、氟硅酸钠、次亚磷酸钠。

其中，粉状填料由氢氧化镁、碳酸钙、硅微粉、长石粉以质量比例1：0.2：0.8：4复配而成。

其中，发泡剂由十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、三乙醇胺、正十二醇以质量比例1：0.8：0.11：0.09复配而成。

实施例1-5中，各组分的具体投入量详见表2。

表2

实施例1-5中，低吸水率轻骨料泡沫混凝土的制备方法包括以下步骤：

步骤1)，将水、发泡剂、氟硅酸钠、次亚磷酸钠投入搅拌釜中，液面不可高于最顶部的搅拌叶，保持最顶部的搅拌叶部分位于液面以下且部分位于液面以上，转速600r/min，搅拌10min，搅拌发泡，获得泡沫液；

步骤2)，在泡沫液中投入水泥，转速200r/min，搅拌8min，混合均匀获得泡沫水泥液；

步骤3)，在泡沫水泥液中加入粉状填料，转速60r/min，搅拌15min，混合均匀，获得混凝土拌和料；

步骤4)，将混凝土拌和料注入模具中，自然养护7d，脱模，自然养护至28d，得低吸水率轻骨料泡沫混凝土。

对比例1

一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土，与实施例5相比，区别仅在于：

氟硅酸钠的具体投入量为1kg。

次亚磷酸钠的具体投入量为0.5kg。

对比例2

一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土，与实施例5相比，区别仅在于：

氟硅酸钠的具体投入量为0.1kg。

次亚磷酸钠的具体投入量为1.5kg。

对比例3

一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土，与实施例5相比，区别仅在于：

采用粉状填料等量代替次亚磷酸钠。

对比例4

一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土，与实施例5相比，区别仅在于：

采用粉状填料等量代替氟硅酸钠。

对比例5

一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土，与实施例5相比，区别仅在于：

采用粉状填料等量代替氟硅酸钠、次亚磷酸钠。

实验1

根据JG/T266-2011《泡沫混凝土》检测各实施例及对比例的混凝土拌和料制成的试样的抗压强度、干密度、吸水率、导热系数。

实验1的检测数据详见表3。

表3

根据表3中实施例5与对比例1-5的数据对比可得，当混凝土拌和料中单独加入氟硅酸钠或次亚磷酸钠时，制得的试样的抗压强度无明显提升，当氟硅酸钠与次亚磷酸钠同时加入混凝土拌和料中但没有以特定比例配合时，制得的试样的抗压强度有一定的提升，但提升不大，当氟硅酸钠与次亚磷酸钠以特定比例配合时，制得的试样的抗压强度有大幅度提升，使得制得的泡沫混凝土的抗压强度更高，在相同气孔数量的水平下，泡沫混凝土可以承受更多压力，以满足更为严苛的工程要求所需。

根据表3中实施例1-5的数据对比可得，制得的试样具有较低的密度、吸水率以及导热系数，证明制得的泡沫混凝土质轻，气孔数量较多，同时具有低吸水率，抗渗能力较强，导热系数较低，使得隔热能力较强，泡沫混凝土的质量较佳，且当氟硅酸钠与次亚磷酸钠以实施例5的特定比例进行配合时，制得的泡沫混凝土性能最佳。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土，其特征在于：由混凝土拌和料制得，所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：

水100份；

水泥158-162份；

粉状填料108-112份；

发泡剂1.95-2.05份；

氟硅酸钠0.38-0.42份；

次亚磷酸钠1.18-1.22份。

2.根据权利要求1所述的一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土，其特征在于：所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：

水100份；

水泥159-161份；

粉状填料109-111份；

发泡剂1.98-2.02份；

氟硅酸钠0.39-0.41份；

次亚磷酸钠1.19-1.21份。

3.根据权利要求2所述的一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土，其特征在于：所述粉状填料为氢氧化镁、碳酸钙、硅微粉、长石粉的复配。

4.根据权利要求3所述的一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土，其特征在于：所述氢氧化镁、碳酸钙、硅微粉、长石粉的质量比例为1：0.2：0.8：4。

5.根据权利要求2所述的一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土，其特征在于：所述发泡剂为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、三乙醇胺、正十二醇的复配。

6.根据权利要求5所述的一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土，其特征在于：所述十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、三乙醇胺、正十二醇的质量比例为1：0.8：0.11：0.09。

7.一种根据权利要求1-6任一所述的低吸水率轻骨料泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1），将水、发泡剂、氟硅酸钠、次亚磷酸钠混合，搅拌发泡，获得泡沫液；

步骤2），在泡沫液中投入水泥，混合均匀获得泡沫水泥液；

步骤3），在泡沫水泥液中加入粉状填料，混合均匀，获得混凝土拌和料；

步骤4），将混凝土拌和料注入模具中，养护脱模得低吸水率轻骨料泡沫混凝土。

8.根据权利要求7所述的一种低吸水率轻骨料泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：

所述步骤1）中，搅拌发泡时，搅拌转速为600r/min及以上。