本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高強(qiáng)度泡沫混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
泡沫混凝土作為一種無機(jī)建筑保溫材料，具有質(zhì)量輕、保溫隔熱好、防火性能優(yōu)良等特點，已在我國建筑工程中得到廣泛應(yīng)用。在建筑中充分應(yīng)用泡沫混凝土可以大大降低建筑物的自重，降低率可以高達(dá)25％。建筑物自重降低的同時，結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)費用也隨之減少，因此，在建筑施工中充分應(yīng)用泡沫混凝土可以起到很好的經(jīng)濟(jì)效益。不僅如此，大量的研究表明，合理使用泡沫混凝土的建筑較普通建筑具有更高的抗震性能；除此之外，泡沫混凝土還具有良好的熱工性能：由于泡沫混凝土中含有大量細(xì)小封閉的圓形孔隙，賦予了泡沫混凝土良好的熱工性能。制作泡沫混凝土的主要工藝步驟包括三步：首先是水泥砂漿的制備；然后是泡沫的制備；最后是砂漿與泡沫混合、混凝土的澆筑。
目前泡沫混凝土的制作方法主要包括以下兩種：一種方法是先制備出泡沫，再將制備出的泡沫與砂漿拌合，這種方法又被稱為預(yù)制泡混合法。預(yù)制泡混合法制作泡沫混凝土的主要工藝步驟包括三步：首先是水泥砂漿的制備；然后是泡沫的制備；最后是砂漿與泡沫混合、混凝土的澆筑。另外一種方法是混凝土的拌合與發(fā)泡是同時進(jìn)行的，稱為混合攪拌法。這種制備方法的主要生產(chǎn)工藝包括三個步驟：首先是發(fā)泡劑水泥砂漿的制備、然后將制備好的砂漿進(jìn)行預(yù)制澆筑、最后是將澆筑后的坯體進(jìn)行靜停發(fā)泡。比較上述制備泡沫混凝土的兩種生產(chǎn)工藝可以發(fā)現(xiàn)，兩種生產(chǎn)工藝最大的區(qū)別是：預(yù)制泡沫混合法是預(yù)先制作氣泡后再與砂漿混合，然后將混合均勻穩(wěn)定的泡沫砂漿進(jìn)行現(xiàn)場澆筑或預(yù)制泡沫混凝土；而混合攪拌法則首先是制備出含有發(fā)泡劑的砂漿、然后再進(jìn)行預(yù)制澆筑、最后一步是在靜停過程中完成發(fā)泡過程。兩種制備工藝的不同決定了采用兩種不同工藝生產(chǎn)出的泡沫混凝土的性能、用途也有所不同。
然而，這種保溫材料目前大多采用硫鋁酸鹽等特種水泥來生產(chǎn)，這樣做帶來兩方面的問題：首先是其泡沫混凝土制品的耐久性差；其次是特種水泥的成本較普通水泥高。這些都阻礙了超輕泡沫混凝土作為保溫材料的進(jìn)一步發(fā)展。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種新型高強(qiáng)型泡沫混凝土，本發(fā)明的另一目的是提供上述新型高強(qiáng)型泡沫混凝土的制備方法，可以用這種方法賦予泡沫混凝土新的功能。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種泡沫混凝土材料，其特征在于原料組分及各組分的重量份分別為：膠凝材料300～800份，細(xì)集料250～850份，粗集料375～1250份，減水劑4～8份，水250～850份，發(fā)泡劑20～40份，穩(wěn)泡劑10～20份；其中所述的發(fā)泡劑為異氰酸酯類衍生物。
優(yōu)選上述膠凝材料為硅酸鹽水或鋁酸鹽水泥，或者是酸鹽水泥或鋁酸鹽水泥中的一種和粉煤灰、礦粉或硅灰中的一種的混合物；其中混合物中酸鹽水泥或鋁酸鹽水泥中的一種與粉煤灰、礦粉或硅灰中的一種的質(zhì)量比優(yōu)選為1：(0.3～2)。
優(yōu)選上述的細(xì)集料的細(xì)度模數(shù)為2.1～2.7。優(yōu)選上述的粗集料為5～20mm的連續(xù)級配碎石。
優(yōu)選上述的減水劑為木質(zhì)素磺酸鹽類、萘系、密胺系、氨基磺酸鹽系、脂肪族系或聚羧酸系減水劑的一種或幾種混合物。
優(yōu)選上述的發(fā)泡劑為四亞甲基-1,4-二異氰酸酯、六亞甲基-1,6-二異氰酸酯、2,2,4-三甲基六亞甲基-1,6-二異氰酸酯、十亞甲基-1,10-二異氰酸酯、亞環(huán)己基-1,4-二異氰酸酯、對苯-二異氰酸酯、間苯二異氰酸酯、亞甲基-2,6-二異氰酸酯、亞甲苯基-2,6-二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、4,4’-二異氰酸酯二環(huán)己基甲烷、3,3’-二甲基-4,4’-呀聯(lián)苯基二異氰酸酯、3,3’-二甲基二異氰酸酯甲烷、2,4’-二異氰酸酯二苯基甲烷或4,4’-二異氰酸酯二苯基甲烷的一種或幾種混合物。
優(yōu)選上述的穩(wěn)泡劑為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉、纖維素、對十二烷基硫酸鈉(K12)，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)、α-烯基磺酸鈉(AOS)、十二烷基二甲基氧化胺或烷基醇酰胺的一種或幾種混合物。
本發(fā)明還提供了上述的泡沫混凝土材料的制備方法，其特征在于將各原料組分按重量份配料后混合攪拌即可。
本專利新型泡沫混凝土的制備方法，設(shè)計靈活，施工方便，防水耐水，成本低廉，具備良好的隔熱和保溫功能。不但簡化了屋面構(gòu)造和施工工藝，而且屋面熱工性能好，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益、巨大的市場發(fā)展空間和良好社會效益，適用于我國廣大地區(qū)，為今后我國屋面節(jié)能工作逐步規(guī)范化發(fā)展，使我國建筑沿著環(huán)保節(jié)能的方向發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。
有益效果：
1.本發(fā)明方法制備的高強(qiáng)度泡沫混凝土生產(chǎn)工藝簡單、安全、可控性好，具有較好的性價比和競爭優(yōu)勢。
2.本發(fā)明方法所利用的原料來源豐富，成本低廉，操作步驟簡單方便方法成熟。
3.本發(fā)明制備的高強(qiáng)度泡沫混凝土具有強(qiáng)度高和良好的隔熱和保溫功能。
4.本發(fā)明方法制備的高強(qiáng)度泡沫混凝土，簡化了屋面構(gòu)造和施工工藝，而且屋面熱工性能好，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益、巨大的市場發(fā)展空間和良好社會效益。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明。以下例子所述的粗集料均為5～20mm的連續(xù)級配碎石。將各原料組分按重量份配料后混合攪拌即可。
實施例1
一種泡沫混凝土材料，所述組份按質(zhì)量份數(shù)為：
硅酸鹽水泥(42.5)100份、粉煤灰200份，
細(xì)集料250份，細(xì)度模數(shù)為2.1，
粗集料375份，
木質(zhì)素磺酸鹽類8份，
水250份，
六亞甲基-1,6-二異氰酸酯20份，
聚丙烯酰胺10份。
實施例2
一種泡沫混凝土材料，所述組份按質(zhì)量份數(shù)為：
鋁酸鹽水泥(42.5)300份、硅灰100份，
細(xì)集料550份，細(xì)度模數(shù)為2.2，
粗集料750份，
萘系7份，
水850份，
四亞甲基-1,4-二異氰酸酯25份，
聚乙烯醇15份。
實施例3：
一種泡沫混凝土材料，所述組份按質(zhì)量份數(shù)為：
硅酸鹽水泥(42.5)300份、礦粉400份，
細(xì)集料850份，細(xì)度模數(shù)為2.3，
粗集料1250份，
密胺系8份，
水850份，
2,2,4-三甲基六亞甲基-1,6-二異氰酸酯40份，
聚乙烯醇20份。
實施例4：
一種泡沫混凝土材料，所述組份按質(zhì)量份數(shù)為：
硅酸鹽水泥粉(52.5)200份、煤灰300份，
細(xì)集料450份，細(xì)度模數(shù)為2.4，
粗集料550份，
氨基磺酸鹽系4份，
水550份，
十亞甲基-1,10-二異氰酸酯40份，
蛋白15份。
實施例5：
一種泡沫混凝土材料，所述組份按質(zhì)量份數(shù)為：
鋁酸鹽水泥200份、硅灰400份，
細(xì)集料750份，細(xì)度模數(shù)為2.5，
粗集料1250份，
脂肪族系4份，
水650份，
亞環(huán)己基-1,4-二異氰酸酯25份，
多肽15份。
實施例6：
一種泡沫混凝土材料，所述組份按質(zhì)量份數(shù)為：
鋁酸鹽水泥250份、粉煤灰250份，
細(xì)集料300份，細(xì)度模數(shù)為2.6，
粗集料390份，
脂肪族系減水劑5份，
水750份，
對苯-二異氰酸酯20份，
淀粉10份。
實施例7：
一種泡沫混凝土材料，所述組份按質(zhì)量份數(shù)為：
硅酸鹽水泥(52.5)200份、硅灰200份，
細(xì)集料850份，細(xì)度模數(shù)為2.7，
粗集料750份，
聚羧酸系減水劑4份，
水250份，
3,3’-二甲基二異氰酸酯甲烷40份，
纖維素15份。
實施例8：
一種泡沫混凝土材料，所述組份按質(zhì)量份數(shù)為：
硅酸鹽水泥(52.5)600份，
細(xì)集料850份，細(xì)度模數(shù)為2.2，
粗集料650份，
聚羧酸系減水劑4份，
水350份，
4,4’-二異氰酸酯二環(huán)己基甲烷30份，
對十二烷基硫酸鈉(K12)13份。
實施例9：
一種泡沫混凝土材料，所述組份按質(zhì)量份數(shù)為：
鋁酸鹽水泥400份，
細(xì)集料750份，細(xì)度模數(shù)為2.4，
粗集料850份，
聚羧酸系減水劑8份，
水450份，
亞甲苯基-2,6-二異氰酸酯35份，
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)20份。
實施例10：
一種泡沫混凝土材料，所述組份按質(zhì)量份數(shù)為：
硅酸鹽水泥(42.5)800份，
細(xì)集料550份，細(xì)度模數(shù)為2.5，
粗集料950份，
聚羧酸系減水劑8份，
水550份，
異佛爾酮二異氰酸酯25份，
α-烯基磺酸鈉(AOS)15份。
性能測試
1.混凝土性能測試
參照GB8076-2008《混凝土外加劑》對實施例1到實施例10所得樣品混凝土強(qiáng)度檢測。
表1不同樣品的混凝土保坍性能及力學(xué)性能