一种超轻集料泡沫混凝土的施工工艺的制作方法

本发明涉及一种建筑材料的施工方法，具体涉及一种超轻集料泡沫混凝土的施工工艺。

背景技术：

传统的轻集料泡沫混凝土施工工艺是一种搅拌泵送系统，系统简单，所用的搅拌机为专用的双轴搅拌机，主要作用是搅拌混合浆料，再利用软管泵进行混合泵送到浇筑区域。这种工艺是一种常规的泡沫混凝土施工工艺，对于含有超轻集料的泡沫混凝土，利用该种系统，泵送效果不太理想，超轻集料的掺加量最终只能达到20%以下，掺加量太低，对产品的性能改善没有多大作用，尤其是热工性能改善不大。

国家标准gb/t17431.1-2010对于轻集料的定义是：轻集料堆积密度不大于1200kg/m³的粗、细集料的总称，对于超轻集料的定义是：堆积密度不大于500kg/m³的保温用或结构保温用的轻粗集料。超轻集料较常规轻集料而言，单位体积的质量很轻，因此按照传统轻集料泡沫混凝土的施工工艺，超轻集料易于上浮，很难将等质量的超轻集料与其余常规泡沫混凝土原料进行均匀混合，更是难以提高超轻集料的掺和量。

公开号为cn103387413a的专利公开了一种双发泡泡沫混凝土的生产方法，包括以下工艺步骤：1）制备浆料：利用自动化发泡水泥设备主机控制，搅拌状态向双轴搅拌机内通过水泵和注料机按所述配比分别注入水、水泥、活性混合材料、聚苯颗粒、调节剂和发泡剂，同时通过自动化发泡水泥设备主机控制加水、注料及搅拌速度，确保水泥浆体包裹住聚苯颗粒、聚苯颗粒不上浮，无水泥团、无聚苯颗粒团，其中加水、注料及搅拌动力机电源输入频率均控制在0-70hz范围内；2）微沫剂制备泡沫：利用自动化发泡水泥设备主机控制，通过柱塞泵和空压机将微沫剂制成泡沫；3）混合：在自动化发泡水泥设备主机控制下，按所述配比分别将步骤1）制备的浆料和步骤2）制备的泡沫输送到混合器内均匀混合制得混合浆料；4）将制备的混合浆料浇注入成型模具即可。该生产方法采用双发泡工艺进行超轻集料泡沫混凝土的制备，但是实际生产过程中依然存在聚苯颗粒易于上浮，包裹困难，搅拌不均匀等棘手问题，尽管通过调整成分组成可以改善上述问题，但是效果不明显，且易改变产品性能。

公开号为cn102875090a的专利提供了一种具有电磁防护功能的超轻集料泡沫混凝土板材的制备方法，包括如下步骤：1）原料的选取：按各原料所占质量百分比为：水15%~20%、水泥38%~42%、超轻集料30%~35%、碳纤维0.35%~0.4%、fe3o4粉5%~6.5%、tio2粉2.5%~3.0%、发泡剂0.4%~0.6%、羟甲基丙基纤维素0.15%~0.25%、超塑化剂0.35%~0.55%，各原料所占质量百分比之和为100%；选取水、水泥、超轻集料、碳纤维、fe3o4粉末、tio2粉末、发泡剂、羟甲基丙基纤维素及超塑化剂原料，备用；2）集料的预处理：将超轻集料装袋，浸没于水中12~24h进行饱水处理，之后捞出沥干至饱和面干状态，得到经饱水及沥干处理的超轻集料；3）原材料的拌合：将水分为4等份；取其中2等份，将羟甲基丙基纤维素和超塑化剂先后溶于其中，得到溶解了羟甲基丙基纤维素和超塑化剂的拌合水；然后将碳纤维与水泥混合，用搅拌机干拌3~5min，得到碳纤维和水泥的混合物；再将碳纤维和水泥的混合物加入溶解了羟甲基丙基纤维素和超塑化剂的拌合水中机械搅拌1~3min，得到碳纤维水泥浆体；取另1等份水，将发泡剂加入其中并用高速剪切搅拌机搅拌1~3min，得到泡沫体，备用；将前述拌好的碳纤维水泥浆体与泡沫体混合并机械搅拌，1min后加入经饱水及沥干处理的超轻集料，同时将剩余的1等份水加入，再加入fe3o4粉末和tio2粉末，继续搅拌2~3min后形成混凝土拌合物；4）浇筑与成型；5）养护与切割，制得具有电磁防护功能的超轻集料泡沫混凝土板材。该发明也可以用于超轻集料泡沫混凝土的制备，但是所用超轻集料为自制材料，具有良好的饱水性，与普遍超轻集料例如泡沫塑料等不同，后者由于密度小，很容易上浮在水面，即使进行浸水处理也无法达到饱水状态，因而制备过程中依然存在易于上浮，包裹困难，搅拌不均匀等问题。

公开号为cn101928127a的专利公开了一种用于长距离匀质泵送施工的超轻集料混凝土及其制备方法，以及泵送施工工艺。用于长距离匀质泵送施工的超轻集料混凝土，它由水、胶凝材料、细集料、粗集料和外加剂制备而成，其中胶凝材料由水泥和粉煤灰组成，粗集料为超轻陶粒，细集料为陶砂，外加剂为泵送剂和减水剂；各原料的配比为：水180~250kg/m³、水泥160~250kg/m³、粉煤灰250~320kg/m³、超轻陶粒350~450kg/m³、陶砂300~400kg/m³、减水剂3.5~4.5kg/m³、泵送剂0.35~0.45kg/m³。该方法得到的超轻集料混凝土在泵送过程中，具有较好的工作性能和匀质性。该发明解决了超轻集料混凝土在泵送施工过程中易堵泵、塌落度损失大、混凝土分层等问题。但是该发明经工程实践发现，超轻集料混凝土的匀质效果不稳定，而且离预期效果差距很大；超轻集料的上浮问题依然没有得到有效解决，加之该工艺采用的仍是传统设备及工艺，上浮问题一旦发生，则无法挽救或得到有效解决。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种超轻集料泡沫混凝土的施工工艺，以解决超轻集料易于上浮、包裹困难，搅拌不均匀等问题，提高超轻集料的掺和量，进一步改善泡沫混凝土的热工性能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种超轻集料泡沫混凝土的施工工艺，包括以下步骤：

步骤s1：制备泡沫混凝土；

步骤s2：将步骤s1制备的泡沫混凝土和超轻集料分别输送至混合搅拌机中进行搅拌混合，得到超轻集料泡沫混凝土；

步骤s3：将步骤s2制备的超轻集料泡沫混凝土直接泵送至操作区域。

优选地，所述泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤s11：将水和水泥加入泡沫混凝土生产设备的搅拌器中，混合均匀，得到浆料；同时，将水和发泡剂加入发泡器中进行发泡，得到泡沫；

步骤s12：将所述浆料和泡沫分别泵送至一次混合器进行混合，得到泡沫混凝土。

优选地，所述混合搅拌机包括二次混合器，所述二次混合器上设置泡沫混凝土进口、超轻集料进口和卸料口，所述二次混合器内设置搅拌组件，所述搅拌组件包括搅拌轴和绕设在所述搅拌轴周侧的螺旋叶片，所述螺旋叶片的内径大于所述搅拌轴的直径，所述螺旋叶片通过连接筋与所述搅拌轴连接，所述螺旋叶片之间设置挡板，所述挡板的远端面至所述搅拌轴表面的距离至少等于所述螺旋叶片最大外径的二分之一。

优选地，所述螺旋叶片的宽度不等。

优选地，所述挡板的长度与所述螺旋叶片的螺距相等，所述挡板与所述螺旋叶片的连接线与所述搅拌轴的中心轴线垂直。

优选地，所述泡沫混凝土进口连接管道一，所述管道一连接所述泡沫混凝土生产设备。

优选地，所述超轻集料进口连接管道二，所述管道二连接风机。

优选地，所述二次混合器的底部连接支撑架，所述支撑架的底部设置滚轮。

优选地，所述超轻集料泡沫混凝土的施工工艺，还包括：将所述超轻集料泡沫混凝土通过螺杆泵泵送至操作区域，所述螺杆泵与所述混合搅拌机的卸料口连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）本发明通过上述技术方案提供了一种超轻集料泡沫混凝土的施工工艺，以提供超轻集料的掺和量，进一步改善泡沫混凝土的热工性能。周知，泡沫混凝土的生产混合所需要的水灰比通常比较大，一般在0.5以上，在满足水灰比的情况下，泡沫才能与浆料进行有效接触，从而混合均匀，保证产品质量。但是水灰比大，浆料粘稠度低，变得稀化，无法有效包裹住超轻集料，超轻集料的均匀混合成为难题。因此，为了使用超轻集料，提高泡沫混凝土的热工性能，目前通常的解决办法是，减小泡沫混凝土的水灰比，使浆料粘稠度提高，从而包裹住超轻集料。而这样的解决方法显然存在以下问题：一是所得超轻集料泡沫混凝土粘稠，原有的泵送设备无法适用，泵送负荷大，抽浆难度变大，不利于施工作业的顺利进行；二是水灰比小，泡沫与浆料的混合均匀性难以把控，产品的质量将受到影响。本发明超轻集料泡沫混凝土的施工工艺是将泡沫混凝土的制备与超轻集料的混合分开，一方面，仍然能够采用原有设备进行泡沫混凝土的生产，无需对原有泡沫混凝土生产设备进行改造，泵送负荷等不受超轻集料的掺和影响，原有泡沫混凝土的生产不受影响，泡沫混凝土的性能可进行灵活调整；二是，增加混合搅拌机，将原有设备生产的泡沫混凝土和超轻集料在混合搅拌机中进行搅拌混合，这样根据生产设备及产品参数等的需要，可以设置与之匹配的泵送系统，灵活性提高，同时泡沫与浆料的混合均匀性将不受超轻集料的影响，只需要改进混合搅拌机的结构将超轻集料均匀混合进泡沫混凝土中即可，工艺复杂性明显降低。

2）针对改进后的超轻集料泡沫混凝土施工工艺，本发明根据超轻集料的特点，以及泡沫混凝土的性能等，对混合搅拌机进行如下改进：一是对搅拌组件进行改进，现有常规搅拌组件通常为螺旋叶片，或者螺旋叶片上加设搅拌臂，但都无法解决超轻集料的上浮问题。本发明中搅拌组件包括螺旋叶片，该螺旋叶片通过连接筋与搅拌轴连接，而且在螺旋叶片之间加设挡板，该挡板的远端面至所述搅拌轴表面的距离至少等于所述螺旋叶片最大外径的二分之一，这样在搅拌组件进行搅拌的过程中，挡板总能够在某一位置将泡沫混凝土和/或超轻集料下压至二次混合器内，而且加上超轻集料较轻，在此基础上，根据二次混合器的结构，可以将挡板的远端面设计的距离二次混合器的内壁更近一些，优选挡板的远端面至所述二次混合器内壁之间的距离等于或者小于超轻集料的粒径，下压效果更显著。二是对螺旋叶片的宽度进行改进，原有螺旋叶片的宽度是一致的，用于超轻集料与泡沫混凝土的混合搅拌，效果不明显，本发明将螺旋叶片设计为宽度不等，同时所述螺旋叶片的内径处处相等，即内径保持不变，只有外径在变化，可以采用渐进式增加或减小，或宽窄交替，优选的是，单位螺距内，螺旋叶片的3/1以上为宽面板，剩余部分为窄面板，并且挡板连接在螺旋叶片的宽面板之间，这样由于螺旋叶片的宽度不等，在搅拌过程中，混合料在同一点的受力不均，更易于发生流向变化，产生流动，从而增强混合效果。

3）通过上述改进，本发明不仅很好地解决了超轻集料易于上浮、包裹困难，搅拌不均匀等问题，能够使得超轻集料与泡沫混凝土进行均匀混合，而且能够显著提高超轻集料的掺和量，使得超轻集料的添加量可以达到80~90%。

说明书附图

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

图1：本发明一种超轻集料泡沫混凝土的施工工艺的工艺流程图；

图2：本发明一种混合搅拌机的结构示意图；

图3：本发明混合搅拌机的俯视图；

图4：本发明混合搅拌机的左视图；

图5：本发明另一种混合搅拌机的结构示意图；

图6：本发明图5的右视图；

其中，1-二次混合器，2-泡沫混凝土进口，3-超轻集料进口，4-卸料口，5-搅拌轴，6-螺旋叶片，7-连接筋，8-挡板，9-链传动机构，10-电机一，11-螺杆泵，12-混合搅拌机，13-搅拌器，14-发泡器，15-一次混合器，16-电机二，17-支撑架，18-滚轮，19-套环，20-可调节杆，21-通孔，22-销轴。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

参阅图1，本发明一种超轻集料泡沫混凝土的施工工艺，包括以下步骤：

步骤s1：将泡沫混凝土生产设备、混合搅拌机及原材料搬运至施工场地；

步骤s2：制备泡沫混凝土，

步骤s21：将水和水泥加入泡沫混凝土生产设备的搅拌器13中，混合均匀，得到浆料；同时，将水和发泡剂加入发泡器14中进行发泡，得到泡沫；

步骤s22：将所述浆料和泡沫分别泵送至一次混合器15进行混合，得到泡沫混凝土；

步骤s3：将所述泡沫混凝土通过管道泵送至所述混合搅拌机16中，同时，将超轻集料通过真空泵泵送至所述混合搅拌机中与所述泡沫混凝土进行混合，得到超轻集料泡沫混凝土；

步骤s4：将所述超轻集料泡沫混凝土通过螺杆泵11泵送至操作区域；

步骤s5：超轻集料泡沫混凝土表面刮平，养护。

参阅图2~3，本发明混合搅拌机包括二次混合器1，所述二次混合器上设置泡沫混凝土进口2、超轻集料进口3和卸料口4，所述二次混合器内设置搅拌组件，所述搅拌组件包括搅拌轴5和绕设在所述搅拌轴周侧的螺旋叶片6，所述螺旋叶片的内径大于所述搅拌轴的直径，所述螺旋叶片通过连接筋7与所述搅拌轴连接，所述螺旋叶片之间设置挡板8，所述挡板的远端面801至所述搅拌轴表面的距离至少等于所述螺旋叶片最大外径的二分之一。

这样搅拌组件进行搅拌的过程中，挡板总能够在某一位置将泡沫混凝土和/或超轻集料下压至二次混合器内，而且加上超轻集料较轻，在此基础上，根据二次混合器的结构，可以将挡板的远端面801设计的距离二次混合器的内壁更近一些，或贴近所述二次混合器的内壁。优选的是，挡板的远端面801至所述二次混合器内壁之间的距离等于或者小于超轻集料的粒径，这样下压效果更显著。此处所指超轻集料的粒径可选择超轻集料的平均粒径，也可根据实际需要选用超轻集料的其他粒径指标。

参阅图2，搅拌轴5通过链传动机构9连接到电机一10。

参阅图4，作为本发明的一个具体实施例，所述螺旋叶片的宽度不等，所述螺旋叶片的内径处处相等。其中，螺旋叶片的宽度等于螺旋叶片的外径与螺旋叶片的内径的差值的二分之一。即，螺旋叶片的内径保持不变，外径的变化导致其宽度的变化。优选，单位螺距内，螺旋叶片的3/1以上为宽面板601，剩余部分为窄面板602，并且挡板连接在螺旋叶片的宽面板之间，这样由于螺旋叶片的宽度不等，在搅拌过程中，混合料在同一点的受力不均，更易于产生流向变化，发生湍流，从而增强混合效果。

参阅图4，直线oo’为搅拌轴的直径，直线aa’为螺旋叶片的内径，直线cc’为螺旋叶片的最大外径，直线bb’为螺旋叶片的最小外径。其中，螺旋叶片的宽度最大值等于cc’的直线长度减去aa’的直线长度（即上述宽面板601的宽度值），最小值为bb’的直线长度减去aa’的直线长度（即上述窄面板602的宽度值）。

参阅图3，作为本发明的一个具体实施例，所述挡板8的长度与所述螺旋叶片的螺距相等，挡板与螺旋叶片的连接线与所述搅拌轴的中心轴线垂直。本发明中，挡板优选为平面板。

作为本发明的一个具体实施例，所述泡沫混凝土进口连接管道一，所述管道一连接所述泡沫混凝土生产设备。

作为本发明的一个具体实施例，所述超轻集料进口连接管道二，所述管道二连接风机。利用风机的离心作用将超轻集料吸至二次混合器内。

作为本发明的一个具体实施例，所述超轻集料泡沫混凝土的施工工艺，还包括：将所述超轻集料泡沫混凝土通过螺杆泵11泵送至操作区域，所述螺杆泵与所述混合搅拌机的卸料口连接。

其中，螺杆泵11由电机二16驱动，电机二连接变频器，利用变频器对螺杆泵进行调速控制，能有效节约能源，并提高螺杆泵的可控性。这些连接方式及调试均为常规技术。

本发明中，泡沫混凝土的泵送频率需与超轻集料的上料频率以及螺杆泵的泵送频率协调一致，三种变量参数需要通过现场调试进行匹配后使用。

本发明所指泡沫混凝土生产设备为现有设备，例如：华泰ht-80型泡沫混凝土生产设备，可通过市场购买获得，不构成对本发明的限定。

本发明通过上述施工工艺所生产的超轻集料泡沫混凝土输出均匀、平稳，成品密度均匀，质量稳定。本发明首次将螺杆泵用于超轻集料泡沫混凝土的泵送，本发明超轻集料的体积掺和量可以达到80~90%。传统采用软管泵输送，其在输送过程中对产品有较强的自吸力和研磨性。对于本发明超轻集料泡沫混凝土而言，由于超轻集料容重小且含量高，在输送过程中极易滞留在软管之间，使泵送阻力增大，输送困难，而且可能导致已混合均匀的产品产生变化。基于以上问题，本发明选用螺杆泵进行输送，使超轻集料泡沫混凝土在其内沿轴向连续、平稳、均匀地向前推进，内部流速低，易于保证产品的均匀性，更适用于高含量超轻集料泡沫混凝土的输送。此外，采用螺杆泵与其它同类设备相比，每立方米产品可节约水泥用量50~100kg，大大降低生产成本，提高经济效益。

本发明泡沫混凝土的生产原料仅限定水和水泥，但并不排除其他常规可添加的活性混合材料（例如：粒化高炉矿渣、火山灰、硅藻土、烧粘土、煤渣），外加剂（例如：减水剂、调凝剂、膨胀剂、早强剂）等。本领域技术人员在获知本发明意图的情况下，结合jg/t266-2011泡沫混凝土行业标准通过常规技术手段可将其他常规原料作为泡沫混凝土的生产原料添加进泡沫混凝土中，从而采用本发明施工工艺进行超轻集料泡沫混凝土的生产施工。

实施例2

参阅图5~图6，本实施例所描述的超轻集料泡沫混凝土的施工工艺，是在实施例1的基础上进行的改进，其中：

所述二次混合器的底部连接支撑架17，所述支撑架的底部设置滚轮18。

这样在外力作用下能够进行自由移动，相比传统搅拌机而言，移动灵活性增加；而且在此基础上，可在支撑架的前端连接托架，这样方便拖在车后移动。

其中，所述支撑架的角部设置套环19，所述滚轮的上部连接可调节杆20，所述可调节杆套设在套环内，所述可调节杆上设置通孔21，所述通孔上插设销轴22。这样能够方便设置调节滚轮的高度。

实际案例

以申请人河南华泰建材开发有限公司的一种超轻集料泡沫混凝土为例。

现有技术（cn103387413a）：

超轻集料泡沫混凝土，由如下重量份的原料：水泥：150-400份，活性混合材料：20-120份，水：50-200份，调节剂：15-50份，发泡剂：5-15份，微沫剂：2-10份；还包含有掺加量占总体积20%-80%的聚苯颗粒。

超轻集料泡沫混凝土的生产方法，包括以下工艺步骤：

1）制备浆料：利用自动化发泡水泥设备主机控制，搅拌状态向双轴搅拌机内通过水泵和注料机按所述配比分别注入水、水泥、活性混合材料、聚苯颗粒、调节剂和发泡剂，同时通过自动化发泡水泥设备主机控制加水、注料及搅拌速度，确保水泥浆体包裹住聚苯颗粒、聚苯颗粒不上浮，无水泥团、无聚苯颗粒团，其中加水、注料及搅拌动力机电源输入频率均控制在0-70hz范围内；

2）微沫剂制备泡沫：利用自动化发泡水泥设备主机控制，通过柱塞泵和空压机将微沫剂制成泡沫；

3）混合：在自动化发泡水泥设备主机控制下，按所述配比分别将步骤1）制备的浆料和步骤2）制备的泡沫输送到一次混合器内均匀混合制得混合浆料；

4）将制备的混合浆料浇注入成型模具即可。

该工艺生产出来的双发泡泡沫混凝土容重在100~400kg/m³间，导热系数低至0.020w/m·℃，耐热度可达400~500℃，抗压强度可达到5~10mpa。

该工艺在长期实践中发现存在以下问题：该工艺理论上可以掺加总体积80%的聚苯颗粒，但是长期实践发现该理论值无法达到，而且通常在聚苯颗粒增加至40%时，上浮及分层现象已很明显，通过控制加水、注料及搅拌速度依然不能有效解决上述问题；产品均匀度不达标；控制难度加大；在泵送及输送等环节容易堵塞管道。

本发明：

超轻集料泡沫混凝土，由如下重量份的原料：水泥：150~400份，活性混合材料：20~120份，水：50~200份，调节剂：15~50份，发泡剂：5~15份，还包含有掺加量占总体积80%~90%的聚苯颗粒。

超轻集料泡沫混凝土的生产方法，包括以下工艺步骤：

步骤s1：制备泡沫混凝土，

步骤s11：将水、水泥、活性混合材料和调节剂加入泡沫混凝土生产设备的搅拌器中，混合均匀，得到浆料；同时，将水和发泡剂加入发泡器中进行发泡，得到泡沫；

步骤s12：将所述浆料和泡沫分别泵送至一次混合器进行混合，得到泡沫混凝土；

步骤s2：将所述泡沫混凝土通过管道泵送至所述混合搅拌机中，同时，将超轻集料通过真空泵泵送至所述混合搅拌机中与所述泡沫混凝土进行混合，得到超轻集料泡沫混凝土；

步骤s3：将所述超轻集料泡沫混凝土通过螺杆泵泵送至操作区域。

本发明与现有工艺相比：①本发明单一使用发泡剂进行发泡，无需使用微沫剂，产品性能不受影响；②超轻集料的掺和量可以提升到90%，产品均匀度达标，受泡沫混凝土成分改变的影响程度降低；③超轻集料的保温性能及抗压强度得到进一步提升，导热系数可降低10~25%，抗压强度增加20~40%。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。