一种泡沫混凝土及其制备方法与流程

本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种泡沫混凝土及其制备方法。

背景技术：

泡沫混凝土作为一种新型节能建筑材料，首先它具有突出的轻质特点，在非承重结构中使用时可以大大降低建筑物的自重；其次是多孔的特点，泡沫混凝土中大量独立封闭的微孔存在，使其具有良好的保温、隔热、隔音等优良性能。

但泡沫混凝土的制备还存在以下几个问题：1.受发泡设备及手段影响，机械搅拌发泡方法往往达不到发泡剂说明中的发泡倍数，往往偏低；2.制备好的泡沫在与水泥浆混合搅拌的过程中由于挤压、失水等原因导致部分泡沫破碎，最终泡沫混凝土中泡沫量减少；3.泡沫混凝土初凝之前部分泡沫存在破碎、上浮等现象，导致泡沫混凝土塌陷及不均匀。以上几个问题将导致泡沫混凝土实测密度与设计密度相差较大，影响泡沫混凝土质量。同时，现有泡沫混凝土在使用过程中普遍存在强度较低的问题，不能满足建筑需求。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷和不足，本发明提供一种泡沫混凝土制备方法，根据本发明制备得到的泡沫混凝土具有制备密度准确、气泡均匀以及轻质高强等优点。

具体的，本发明涉及以下技术方案：

一种泡沫混凝土，由水泥、粉煤灰、水、减水剂、稳定剂、发泡剂和速凝剂制成，各组分按重量份数计为：水泥2100～3600份，粉煤灰700～1200份，水1000～2000份，减水剂14～24份，稳定剂5～10份，发泡剂9～28份，速凝剂80～150份。

优选的，所述泡沫混凝土由水泥、粉煤灰、水、减水剂、稳定剂、发泡剂和速凝剂制成，各组分按重量份数计为：水泥3600份，粉煤灰1200份，水1950份，减水剂24份，稳定剂9.6份，发泡剂9.74份，速凝剂144份。

优选的，所述泡沫混凝土由水泥、粉煤灰、水、减水剂、稳定剂、发泡剂和速凝剂制成，各组分按重量份数计为：水泥2880份，粉煤灰960份，水1730份，减水剂19份，稳定剂7.68份，发泡剂17.23份，速凝剂115份。

优选的，所述泡沫混凝土由水泥、粉煤灰、水、减水剂、稳定剂、发泡剂和速凝剂制成，各组分按重量份数计为：水泥2160份，粉煤灰720份，水1040份，减水剂14份，稳定剂5.76份，发泡剂27.10份，速凝剂86.4份。

优选的，所述水泥为等级为42.5普通硅酸盐水泥；

优选的，所述发泡剂为动物蛋白类发泡剂；

优选的，所述速凝剂包括铝氧熟料；

优选的，所述稳定剂为非离子表面活性剂；

优选的，所述减水剂为萘系早强减水剂。

本发明还公开了所述泡沫混凝土的制备方法，制备步骤如下：

(1)水泥浆制备：将上述重量份数水泥、粉煤灰、减水剂、稳定剂和速凝剂混匀，然后加入上述重量份数水，搅拌均匀呈流态浆；

(2)泡沫制备：将上述重量份发泡剂加入水中，搅拌制备泡沫；

(3)水泥浆与泡沫混合：将步骤(2)中制备的泡沫缓慢导入水泥浆，将二者混合均匀得水泥浆泡沫混合物；

(4)混凝土预制、浇筑：将步骤(3)得到的水泥浆泡沫混合物输送至模具中，灌满浆后抹平并用保鲜膜覆盖，养护3d后拆模，即为所制备的泡沫混凝土。

优选的，所述步骤(3)中加入泡沫总体积按如下方法测定：

A.测定水泥浆泡沫混合物的总体积、水泥浆泡沫混合物的实测密度和水泥浆的密度，通过如下公式计算水泥浆泡沫混合物的泡沫体积：

其中，V_气指水泥浆泡沫混合物内泡沫体积，V_总指水泥浆泡沫混合物的总体积，ρ₁指水泥浆泡沫混合物实测密度，ρ指水泥浆的实测密度。

B.测定记录向所述水泥浆泡沫混合物中最初加入的泡沫量，则通过如下公式计算气泡留存率：

其中，k指气泡留存率，V₁'指向所述水泥浆泡沫混合物中最初加入的泡沫量。

C.确定设计密度ρ₀，并根据理论泡沫体积与向所述水泥浆泡沫混合物中最初加入的泡沫量之间的比值关系，通过如下公式计算需要加入的理论泡沫体积：

${V_0}^{\′}=\frac{(1-\frac{{\mathrm{\ρ}}_0}{\mathrm{\ρ}}){V_1}^{\′}}{1-\frac{{\mathrm{\ρ}}_1}{\mathrm{\ρ}}}$

其中，V₀'指需要加入的理论泡沫体积。

D.由于泡沫减少不可避免，则水泥浆泡沫混合物实测密度较设计密度增大，因此需要向水泥浆泡沫混合物再补充一定的泡沫，根据如下公式计算补充的泡沫掺量体积：

其中，ΔV即为待补充泡沫掺量体积。

E.加入泡沫总体积为V₁'+ΔV。

本发明的有益效果为：

(1)本发明制备方法简单，容易实现；

(2)所制备得到的泡沫混凝土的密度为700～1200kg/m³，应用领域广泛；

(3)本发明在制备过程中合理优化各组方配比，所制得泡沫混凝土抗压强度高，并有效克服了在实际施工过程中泡沫混凝土实测密度与设计密度相差较大这一难题，制备得到的泡沫混凝土具有制备密度准确、气泡均匀以及轻质高强等优点。

具体实施方式

实施例1

泡沫混凝土的制备方法，制备步骤如下：

(1)水泥浆制备：将水泥3600份，粉煤灰1200份，减水剂24份，稳定剂9.6份，速凝剂144份混匀，然后加入水1950份，搅拌均匀呈流态浆；

(2)泡沫制备：将发泡剂9.74份加入水中，搅拌制备泡沫；

(3)水泥浆与泡沫混合：将步骤(2)中制备的泡沫缓慢导入水泥浆，将二者混合均匀得水泥浆泡沫混合物；

(4)混凝土预制、浇筑：将步骤(3)得到的水泥浆泡沫混合物输送至模具中，灌满浆后抹平并用保鲜膜覆盖，养护3d后拆模，即为所制备的泡沫混凝土。

其中，所述步骤(3)中加入泡沫总体积按如下方法测定：

A.测定水泥浆泡沫混合物的总体积、水泥浆泡沫混合物的实测密度和水泥浆的实测密度，通过如下公式计算水泥浆泡沫混合物的泡沫体积：

其中，V_气指水泥浆泡沫混合物内泡沫体积，V_总指水泥浆泡沫混合物的总体积，ρ₁指水泥浆泡沫混合物实测密度，ρ指水泥浆的实测密度。

B.测定记录向所述水泥浆泡沫混合物中最初加入的泡沫量，则通过如下公式计算气泡留存率：

其中，k指气泡留存率，V₁'指向所述水泥浆泡沫混合物中最初加入的泡沫量。

C.确定设计密度ρ₀为1200kg/m³，则通过如下公式计算需要加入的理论泡沫体积：

${V_0}^{\′}=\frac{(1-\frac{{\mathrm{\ρ}}_0}{\mathrm{\ρ}}){V_1}^{\′}}{1-\frac{{\mathrm{\ρ}}_1}{\mathrm{\ρ}}}$

其中，V₀'指需要加入的理论泡沫体积。

D.由于泡沫减少不可避免，则水泥浆泡沫混合物实测密度较设计密度增大，因此需要向水泥浆泡沫混合物再补充一定的泡沫，根据如下公式计算补充的泡沫掺量体积：

其中，ΔV即为待补充泡沫掺量体积。

E.则加入泡沫总体积为V₁'+ΔV。

所述泡沫混凝土的抗压强度试验测定参照JC/T1062—2007《泡沫混凝土砌块》和GB/T 11969—2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》进行，经测定本实施例制得混凝土(设计密度1200kg/m³，实测密度1208kg/m³)7d抗压强度为5.51MPa，28d抗压强度为9.28MPa。

实施例2

泡沫混凝土的制备方法，制备步骤如下：

(1)水泥浆制备：将水泥2880份，粉煤灰960份，减水剂19份，稳定剂7.68份，速凝剂115份混匀，然后加入水1730份，搅拌均匀呈流态浆；

(2)泡沫制备：将发泡剂17.23份加入水中，搅拌制备泡沫；

(3)水泥浆与泡沫混合：将步骤(2)中制备的泡沫缓慢导入水泥浆，将二者混合均匀得水泥浆泡沫混合物；

(4)混凝土预制、浇筑：将步骤(3)得到的水泥浆泡沫混合物输送至模具中，灌满浆后抹平并用保鲜膜覆盖，养护3d后拆模，即为所制备的泡沫混凝土。

优选的，所述步骤(3)中加入泡沫总体积按如下方法测定：

A.测定水泥浆泡沫混合物的总体积、水泥浆泡沫混合物的实测密度和水泥浆的实测密度，通过如下公式计算水泥浆泡沫混合物的泡沫体积：

其中，V_气指水泥浆泡沫混合物内泡沫体积，V_总指水泥浆泡沫混合物的总体积，ρ₁指水泥浆泡沫混合物实测密度，ρ指水泥浆的实测密度。

B.测定记录向所述水泥浆泡沫混合物中最初加入的泡沫量，则通过如下公式计算气泡留存率：

其中，k指气泡留存率，V₁'指向所述水泥浆泡沫混合物中最初加入的泡沫量。

C.确定设计密度ρ₀为960kg/m³，则通过如下公式计算需要加入的理论泡沫体积：

${V_0}^{\′}=\frac{(1-\frac{{\mathrm{\ρ}}_0}{\mathrm{\ρ}}){V_1}^{\′}}{1-\frac{{\mathrm{\ρ}}_1}{\mathrm{\ρ}}}$

其中，V₀'指需要加入的理论泡沫体积。

D.由于泡沫减少不可避免，则水泥浆泡沫混合物实测密度较设计密度增大，因此需要向水泥浆泡沫混合物再补充一定的泡沫，根据如下公式计算补充的泡沫掺量体积：

其中，ΔV即为待补充泡沫掺量体积。

E.则加入泡沫总体积为V₁'+ΔV。

所述泡沫混凝土的抗压强度试验测定参照JC/T1062—2007《泡沫混凝土砌块》和GB/T 11969—2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》进行，经测定本实施例制得混凝土(设计密度960kg/m³，实测密度964kg/m³)7d抗压强度为1.81MPa，28d抗压强度为2.91MPa。

实施例3

泡沫混凝土的制备方法，制备步骤如下：

(1)水泥浆制备：将水泥2160份，粉煤灰720份，减水剂14份，稳定剂5.76份，速凝剂86.4份混匀，然后加入水1040份，搅拌均匀呈流态浆；

(2)泡沫制备：将发泡剂27.10份加入水中，搅拌制备泡沫；

(3)水泥浆与泡沫混合：将步骤(2)中制备的泡沫缓慢导入水泥浆，将二者混合均匀得水泥浆泡沫混合物；

(4)混凝土预制、浇筑：将步骤(3)得到的水泥浆泡沫混合物输送至模具中，灌满浆后抹平并用保鲜膜覆盖，养护3d后拆模，即为所制备的泡沫混凝土。

优选的，所述步骤(3)中加入泡沫总体积按如下方法测定：

A.测定水泥浆泡沫混合物的总体积、水泥浆泡沫混合物的实测密度和水泥浆的实测密度，通过如下公式计算水泥浆泡沫混合物的泡沫体积：

其中，V_气指水泥浆泡沫混合物内泡沫体积，V_总指水泥浆泡沫混合物的总体积，ρ₁指水泥浆泡沫混合物实测密度，ρ指水泥浆的实测密度。

B.测定记录向所述水泥浆泡沫混合物中最初加入的泡沫量，则通过如下公式计算气泡留存率：

其中，k指气泡留存率，V₁'指向所述水泥浆泡沫混合物中最初加入的泡沫量。

C.确定设计密度ρ₀为720kg/m³，则通过如下公式计算需要加入的理论泡沫体积：

${V_0}^{\′}=\frac{(1-\frac{{\mathrm{\ρ}}_0}{\mathrm{\ρ}}){V_1}^{\′}}{1-\frac{{\mathrm{\ρ}}_1}{\mathrm{\ρ}}}$

其中，V₀'指需要加入的理论泡沫体积。

D.由于泡沫减少不可避免，则水泥浆泡沫混合物实测密度较设计密度增大，因此需要向水泥浆泡沫混合物再补充一定的泡沫，根据如下公式计算补充的泡沫掺量体积：

其中，ΔV即为待补充泡沫掺量体积。

E.则加入泡沫总体积为V₁'+ΔV。

所述泡沫混凝土的抗压强度试验测定参照JC/T1062—2007《泡沫混凝土砌块》和GB/T 11969—2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》进行，经测定本实施例制得混凝土(设计密度720kg/m³，实测密度725kg/m³)7d抗压强度为0.55MPa，28d抗压强度为0.95MPa。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围。