泡沫混凝土的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明及一種建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種泡沫混凝土。
【背景技術(shù)】
[0002] 泡沫混凝土是用物理方法將泡沫劑水溶液制成泡沫，再將泡沫加入到由水泥、骨 料、摻合料、外加劑和水等制成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆注成型、自然或蒸汽養(yǎng)護(hù)制成的多 孔混凝土。其中含有大量封閉空隙，因而表現(xiàn)出良好的物理學(xué)性能和使用功能，例如輕質(zhì)、 保溫、隔熱、防潮、隔聲等。泡沫混凝土在墻體屋面保溫隔熱工程、輕質(zhì)混凝土構(gòu)件與制品、 建筑物地暖系統(tǒng)、大型隧道、高等級(jí)公路和地鐵回填工程、建筑物輕質(zhì)墊層、吸隔聲屏障等 具有巨大的市場(chǎng)需求和廣闊的推廣前景。
[0003] 然而，泡沫混凝土的多孔性和低密度在賦予其輕質(zhì)、保溫、隔聲的同時(shí)也使其表現(xiàn) 出低的抗壓強(qiáng)度。因此，如何在保持低密度的前提下最大限度地保持泡沫混凝土的強(qiáng)度成 為低密度泡沫混凝土制備的關(guān)鍵技術(shù)之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種泡沫混凝土，解決了在保 持低密度的前提下提高其抗壓強(qiáng)度的問(wèn)題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案： 一種泡沫混凝土，其特征在于：以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，其原料配方組成為： 水泥210~300份； 減水劑1.0~1.5份； 早強(qiáng)劑5.1~5.5份； 促凝劑2.1~2.9份； 纖維1.7~3.4份； 化學(xué)發(fā)泡劑12~20份； 超細(xì)礦渣粉0~90份； 水100~160份； 所述超細(xì)礦渣粉是由尺寸小于15μπι的鋁硅酸鹽玻璃體顆粒構(gòu)成，其比表面積為450~ 500m2 ·kg-、
[0006] 本發(fā)明采用水泥作為無(wú)機(jī)膠凝材料，水泥原料豐富且價(jià)格低廉，具有良好的可塑 性和耐久性，有利于保護(hù)環(huán)境。
[0007] 本發(fā)明采用尺寸小于15μπι且比表面積為450~500m2 ·kg<的超細(xì)礦渣粉作為摻加 料，在混凝土中加入超細(xì)礦渣粉時(shí)，可使混凝土的泌水性減少、可塑性好、水熱化減少，這有 利于防止混凝土內(nèi)部溫升引起的裂縫，而且能產(chǎn)生較多的鈣礬石微晶，使混凝土中的孔結(jié) 構(gòu)得到改善，對(duì)混凝土因細(xì)粉過(guò)多而引起的收縮起補(bǔ)償作用。另外，超細(xì)粉煤灰中含有 Si02、Al203等活性成分，其能與硅酸鹽水泥發(fā)生反應(yīng)，有利于吸收Ca(0H)2,具有抗堿性能， 還能改善水泥漿體的界面結(jié)構(gòu)。
[0008] 本發(fā)明采用水和水泥結(jié)合的膠結(jié)料，膠結(jié)料具有與施工條件相適應(yīng)的和易性和其 他性能。本發(fā)明的水，采用飲用水或其他符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ63-2006)的規(guī)定的水， 這種水能夠達(dá)到建筑標(biāo)準(zhǔn)，使用安全。
[0009]本發(fā)明采用纖維作為摻加料，水泥混凝土在硬化過(guò)程中，由于水泥和水的水化物 反應(yīng)，引起混凝土體積的收縮，在后期又由于混凝土內(nèi)自由水分蒸發(fā)引起干縮，這些收縮應(yīng) 力超出水泥基體的抗拉強(qiáng)度就會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫。微裂縫發(fā)展約70%是在3~7d 凝膠期內(nèi)完成，此時(shí)混凝土的抗拉強(qiáng)度小于IMPa。在混凝土中纖維后，纖維能輕易迅速均勻 分散在混凝土中形成一種亂向支撐體系，分散了混凝土的定向應(yīng)力，阻止混凝土中原生裂 縫的發(fā)生和發(fā)展，消除或減少原生微裂縫的數(shù)量和尺度，大大提高了混凝土防裂抗?jié)B能力， 改善混凝土韌性，從而延長(zhǎng)混凝土的使用壽命。另外由于纖維本身具有一定的強(qiáng)度，纖維均 勻分散在混凝土中并形成的錨固作用，其在瞬間可吸收一定的破壞能量。
[0010] 本發(fā)明采用減水劑作為外加劑，在水灰比不變的情況下，混凝土塌落度可增大100 ~200mm，明顯提高混凝土的流動(dòng)性;在保持流動(dòng)性及水泥用量不變的情況下，可減少拌合 水量10%~20%，從而降低了水灰比，使混凝土的強(qiáng)度提高15%~20%，特別是早期強(qiáng)度提 高更為顯著；可以在減少拌合水量的同時(shí)，相應(yīng)減少水泥用量，可節(jié)約水泥用量10%~ 15%;使混凝土的密實(shí)度提高，透水性降低，從而可提高抗?jié)B、抗凍、抗化學(xué)腐蝕及防銹蝕能 力。
[0011] 本發(fā)明采用早強(qiáng)劑作為外加劑，可以加速水泥水化速度，促進(jìn)混凝土早期強(qiáng)度的 發(fā)展，并且對(duì)后期強(qiáng)度無(wú)顯著影響;在保持相同強(qiáng)度下，可節(jié)約水泥。
[0012] 本發(fā)明采用促凝劑作為外加劑，可以讓混凝土在短時(shí)間內(nèi)凝結(jié)、硬化、可有效保證 施工要求。
[0013]本發(fā)明采用化學(xué)發(fā)泡劑作為外加劑，能使砂漿分散均勻，同時(shí)使砂漿內(nèi)部產(chǎn)生大 量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡，能夠提高砂漿的抗凍性，提高建筑強(qiáng)度;微小氣泡能 在水泥水化礦物表面形成疏水膜，能降低毛細(xì)管抽吸效應(yīng)，可以提高抗?jié)B性。
[0014]按配方量得到的泡沫混凝土，解決了在保持低密度的前提下提高其抗壓強(qiáng)度的問(wèn) 題。
[0015]作為優(yōu)選，所述水泥為42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥;所述水為供飲用的水。
[0016] 本發(fā)明的水泥，優(yōu)選為根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》劃分的42.5級(jí) 硅酸鹽水泥，其代表試件28d的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的最小值為42.5MPa的硅酸鹽水泥。其強(qiáng)度 高，耐磨性好，原料易得，其和本方案的配合性好;本發(fā)明的水，優(yōu)選為供飲用的水，質(zhì)量可 控，符合建筑標(biāo)準(zhǔn)，可直接使用。
[0017]作為優(yōu)選，所述減水劑為聚羧酸高效減水劑。
[0018]本發(fā)明的減水劑，優(yōu)選為聚羧酸高效減水劑，其性能穩(wěn)定易控制，且其綜合效果更 好。
[0019] 作為優(yōu)選，所述纖維為聚丙烯纖維，長(zhǎng)度為8~12mm。
[0020] 本發(fā)明的纖維，優(yōu)選為長(zhǎng)度為8~12mm的聚丙烯纖維，其是一種專(zhuān)用于混凝土的高 性能纖維，能有效地控制混凝土塑性收縮、干縮、溫度變化等因素引起的微裂紋，防止及抑 制混凝土原生裂縫的形成和發(fā)展，大大改善混凝土的防裂抗?jié)B性能、抗沖磨性能，增加混凝 土的韌性，從而提高混凝土的使用壽命。
[0021] 作為優(yōu)選，所述發(fā)泡劑為過(guò)氧化氫。
[0022] 本發(fā)明的發(fā)泡劑，優(yōu)選為過(guò)氧化氫，其不僅可以放出氧氣，而且分解出的水對(duì)混凝 土本身的性能沒(méi)有影響，對(duì)環(huán)境也沒(méi)有影響。
[0023]作為優(yōu)選，所述早強(qiáng)劑為氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉、乙酸鈉、硝酸鈉、碳酸鋰、三乙醇 胺、明礬、酒石酸中的至少一種。
[0024]氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉、乙酸鈉、硝酸鈉、碳酸鋰、三乙醇胺、明礬、酒石酸加速水 泥水化速度的能力均較強(qiáng)，促進(jìn)混凝土早期強(qiáng)度的發(fā)展，并且對(duì)后期強(qiáng)度無(wú)顯著影響；同時(shí) 材料易得，成本低，具有工業(yè)化價(jià)值。
[0025] 作為優(yōu)選，所述促凝劑為氯化鎂、氯化鈣、硫酸鈣、硅酸鈉、聚丙烯酰胺、活性硅灰 中的至少一種。
[0026] 氯化鎂、氯化鈣、硫酸鈣、硅酸鈉、聚丙烯酰胺、活性硅灰對(duì)混凝土在短時(shí)間內(nèi)凝 結(jié)、硬化的能力均較強(qiáng)；同時(shí)材料易得，成本低，具有工業(yè)化價(jià)值。
[0027] 作為優(yōu)選，其原料配方中還包括穩(wěn)泡劑。
[0028] 本發(fā)明還可以加入穩(wěn)泡劑作為外加劑，由于在加氣混凝土生產(chǎn)中，容易在靜養(yǎng)料 漿發(fā)氣時(shí)出現(xiàn)塌?，F(xiàn)象，氣泡的支撐能力難以達(dá)到.因此需要借助外部力量加以維護(hù)，通常 加入穩(wěn)泡劑來(lái)增加氣泡壁的韌性，確保氣泡的耐壓能力，盡量減少坯體的損壞。
[0029] 作為優(yōu)選，所述穩(wěn)泡劑為羧甲基纖維素鈉。
[0030] 羧甲基纖維素鈉為泡沫穩(wěn)泡劑是增粘性穩(wěn)泡劑，主要是通過(guò)提高液相粘度來(lái)減緩 泡沫的排液速率，提高泡沫的穩(wěn)定性，因而可以明顯延長(zhǎng)泡沫的半衰期。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果:該泡沫混凝土中加入了超細(xì)礦 渣粉，超細(xì)礦渣粉是由尺寸小于15μπι的鋁硅酸鹽玻璃體顆粒構(gòu)成，一方面，當(dāng)水泥水化釋放 的氫氧化鈣以及水泥體系中其它堿性物質(zhì)與其相遇時(shí)即可發(fā)生火山灰反應(yīng)，形成額外的水 化硅酸鈣凝膠。這些水化硅酸鈣凝膠填充于硬化水泥漿體的微空隙中，從而使泡沫混凝土 整體強(qiáng)度性能獲得改善；另一方面，由于超細(xì)礦渣粉是細(xì)微玻璃體，其表面光滑，尤其是在 水泥水化初期基本上不參與化學(xué)反應(yīng)，而是在料漿中填充間隙，從而起到降低摩擦阻力的 作用，有效地改善了水泥漿料的合易性(包括流動(dòng)性、黏聚性、保水性等）。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明實(shí)施例所述制備 方法僅僅是用于說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制，在本發(fā)明的構(gòu)思前提下對(duì)本發(fā)明制 備方法的簡(jiǎn)單改進(jìn)都屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
[0033] 實(shí)施例中用到的所有原料和溶劑均來(lái)自市售。水泥由江西銀杉白水泥有限公司提 供，其出廠標(biāo)準(zhǔn)為Ρ.042.5，水泥的各項(xiàng)物理標(biāo)準(zhǔn)和化學(xué)組分均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);超細(xì)礦渣粉 由山東盈安環(huán)保材料科技有限公司提供，其化學(xué)組分見(jiàn)表1;聚丙烯纖維由北京德立昌科技 有限公司提供;聚羧酸高效減水劑由壽光市豐泰化工有限公司提供;過(guò)氧化氫、氯化鈉、碳 酸鈉、硫酸鈉、乙酸鈉、硝酸鈉、碳酸鋰、三乙醇胺、明礬、酒石酸、氯化鎂、氯化鈣、硫酸鈣、硅 酸鈉、聚丙烯酰胺，均采用由北京東方萬(wàn)維化工有限公司提供的分析純或工業(yè)純;活性硅灰 由蘇州尊越新材料科技有限公司提供，羧甲基纖維素鈉由山東濰坊力特復(fù)合材料有限公司 提供。
[0034]表1超細(xì)礦渣粉的化學(xué)組成％_
對(duì)比例： 在攪拌站中首先加入質(zhì)量份數(shù)的水泥300g、聚丙烯纖維1.8g、超細(xì)礦渣粉0g、水156g攪 拌，再加入聚羧酸高效減水劑1.2g、氯化鈉5.4g、氯化鈣2.4g攪拌，最后加入化學(xué)發(fā)泡劑16g 攪拌均勻，得到參照樣。
[0035] 實(shí)施例1: 在攪拌站中首先加入質(zhì)量份數(shù)的水泥285g、聚丙烯纖維1.8g、超細(xì)礦渣粉15g、水153g攪拌，再加入聚羧酸高效減水劑1.2g、氯化鈉5.lg、氯化媽2.lg攪拌，最后加入過(guò)氧化氫16g 攪拌均勻，得到實(shí)驗(yàn)樣一。
[0036] 實(shí)施例2: 在攪拌站中首先加入質(zhì)量份數(shù)的水泥270g、聚丙烯纖維1.8g、超細(xì)礦渣粉30g、水150g攪拌，再加入聚羧酸高效減水劑1.2g、氯化鈉5.lg、氯化媽2.lg攪拌，最后加入過(guò)氧化氫16g 攪拌均勻，得到實(shí)驗(yàn)樣二。
[0037] 實(shí)