本发明涉及混凝土具体地，涉及分阶段养护加气混凝土及其制备方法。
背景技术：
蒸压加气混凝土是以水泥、矿渣、硅砂等为主要原料的建筑原材料。利用蒸压加气混凝土制成的蒸压加气混凝土砌块或者板材均具有密度小、耐火、防火、隔音、隔热和保温等特性，但是，蒸压加气混凝土制成的建筑材料在机械强度上难以达到石料、红砖等其他建筑材料的机械强度，一旦出现地震等自然灾害，那么通过蒸压加气混凝土造成的建筑物则会容易出现坍塌的危险。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种分阶段养护加气混凝土及其制备方法，该分阶段养护加气混凝土优异的机械强度、密度，同时该制备方法具有工序简单、条件温和和原料易得的优点。
为了实现上述目的，本发明提供了一种分阶段养护加气混凝土的制备方法，包括：
1）将头发、碱性化合物、亚硫酸氢钠和水进行第一混合制得蛋白质溶液，接着将两性表面活性剂、龟板胶与蛋白质溶液进行第二混合制得发泡剂；
2）将铝源、起泡剂和水进行混合制成铝粉悬浮液；
3）将水泥、矿渣、砂、椰子纤维、涤纶纤维、环糊精、水与发泡剂进行第三混合，接着加入可溶油、碱性溶液和铝粉悬浮液进行第四混合制成浆料；
4）将表面涂有沥青的钢筋编织成钢筋网，接着向多层钢筋网之间浇注浆料，然后养护制成分阶段养护加气混凝土；
其中，养护包括多个连续的养护周期，每个养护周期由第一养护段和第二养护段组成，第一养护段处于加压环境中，第二养护段为减压环境中；铝源为铝粉或铝膏，起泡剂为拉开粉、平平加、皂素粉、石蜡皂和洗衣粉中的至少一者。
本发明提供了一种分阶段养护加气混凝土，该分阶段养护加气混凝土通过上述的制备方法制备而得。
在上述技术方案中，本发明具体的原理如下：首先，通过蛋白质溶液、两性表面活性剂、龟板胶三者的有机组合制得发泡剂，该发泡剂采用蛋白质以及其他的有机化合物，十分温和，能够有效地使得混凝土浆中进行气泡，泡沫的稳定性好；同时未完全反应的头发能够与椰子纤维、涤纶纤维共同在混凝图中构筑三维纤维骨架进而提高整个混凝土的力学强度；然后，在稳定气泡的混合物中，加入铝粉悬浮液、可溶油与碱性化合物液的配合能够在混凝土浆中进行稳定有序地进行发泡，进而使得混凝土中的气泡均匀保证了其力学的稳定性；最后，在养护过程中，通过加压和减压交替方式进行养护，能够使得混凝土中的气孔能够有效地进行扩张，使得整个混凝土能够围绕三维纤维骨架进行压实，进而提高其力学强度以及降低其密度。此外，三维纤维骨架的构成能够有效地存储结晶水，结晶水的存在能够保证混凝土在寒冷的条件下具有优异冻点（非结晶水易于膨胀），进而提高其抗冻性。此外，该制备方法具有工序简单、条件温和和原料易得的优点。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种分阶段养护加气混凝土的制备方法，包括：
1）将头发、碱性化合物、亚硫酸氢钠和水进行第一混合制得蛋白质溶液，接着将两性表面活性剂、龟板胶与蛋白质溶液进行第二混合制得发泡剂；
2）将铝源、起泡剂和水进行混合制成铝粉悬浮液；
3）将水泥、矿渣、砂、椰子纤维、涤纶纤维、环糊精、水与发泡剂进行第三混合，接着加入可溶油、碱性溶液和铝粉悬浮液进行第四混合制成浆料；
4）将表面涂有沥青的钢筋编织成钢筋网，接着向多层钢筋网之间浇注浆料，然后养护制成分阶段养护加气混凝土；
其中，养护包括多个连续的养护周期，每个养护周期由第一养护段和第二养护段组成，第一养护段处于加压环境中，第二养护段为减压环境中；铝源为铝粉或铝膏，起泡剂为拉开粉、平平加、皂素粉、石蜡皂和洗衣粉中的至少一者。
在上述制备方法的步骤1）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，为了使制得的加气混凝土具有更优异的机械强度、密度，优选地，步骤1）中，相对于100重量份的头发，碱性化合物的用量为10-15重量份，亚硫酸氢钠的用量为2-6重量份，水的用量为700-900重量份；相对于100重量份的蛋白质溶液，两性表面活性剂的用量为0.2-0.5重量份，龟板胶的用量为0.1-0.3重量份。
在上述制备方法的步骤1）中，碱性化合物的种类以及两性表面活性剂的种类可以在宽的范围内选择，为了使制得的加气混凝土具有更优异的机械强度、密度，优选地，在步骤1）中，碱性化合物为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾和碳酸氢钾中的至少一者；两性表面活性剂选自十二烷基二甲基甜菜碱、十六烷基二甲基磺丙基甜菜碱、十二烷基氨基丙酸钠和十二烷基氨基丙酸的盐酸盐中的至少一者。
在上述制备方法的步骤1）中，第一混合与第二混合的具体条件可以在宽的范围内选择，为了使制得的加气混凝土具有更优异的机械强度、密度，优选地，第一混合与第二混合各自独立地满足以下条件：混合温度为15-35℃，混合时间40-60min。
在上述制备方法的步骤2）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，为了使制得的加气混凝土具有更优异的机械强度、密度，优选地，在步骤2）中，铝源、起泡剂和水的重量比为1：0.8-1.5：15-25。
在上述制备方法的步骤2）中，混合的条件可以在宽的范围内选择，为了使制得的加气混凝土具有更优异的机械强度、密度，优选地，在步骤2）中，混合满足以下条件：混合温度为10-20℃，混合时间20-30min。
在上述制备方法的步骤3）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，为了使制得的加气混凝土具有更优异的机械强度、密度，优选地，在步骤3）中，相对于100重量份的水泥，矿渣的用量为150-180重量份，砂的用量为140-160重量份，椰子纤维的用量为5-8重量份，涤纶纤维的用量为8-10重量份，环糊精的用量为1-1.5重量份，水的用量为350-400重量份，发泡剂的用量为5-8重量份，可溶油的用量为8-12重量份，碱性溶液的用量为8-17重量份，铝粉悬浮液的用量为300-500重量份。
在上述制备方法的步骤3）中，第三混合与第四混合的具体条件可以在宽的范围内选择，为了使制得的加气混凝土具有更优异的机械强度、密度，优选地，在步骤3）中，第三混合与第四混合各自独立地满足以下条件：混合温度为15-35℃，混合时间5-8h。
在上述制备方法的步骤3）中，碱性溶液的种类以及浓度可以在宽的范围内选择，为了使制得的加气混凝土具有更优异的机械强度、密度，优选地，碱性溶液选自碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、碳酸钾溶液和碳酸氢钾溶液中至少一者，并且碱性溶液的浓度为20-30重量%。
在上述制备方法的步骤3）中，可溶油的组分以及用量可以在宽的范围内选择，为了使制得的加气混凝土具有更优异的机械强度、密度，优选地，可溶油由质量比为1：6-8：15-20重量比的硬脂酸、三乙醇胺和水组成。
在上述制备方法的步骤4）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，为了使制得的加气混凝土具有更优异的机械强度、密度，优选地，在步骤4）中，相对于100重量份的浆料，沥青的用量为5-8重量份，钢筋的用量为20-35重量份。
在上述制备方法的步骤4）中，钢筋的直径可以在宽的范围内选择，为了使制得的加气混凝土具有更优异的机械强度、密度，优选地，在步骤4）中，钢筋的直径为8-10mm。
在上述制备方法的步骤4）中，相邻的两个钢筋网之间的距离可以在宽的范围内选择，为了使制得的加气混凝土具有更优异的机械强度、密度，优选地，相邻的两个钢筋网之间的距离为8-15cm。
在上述制备方法的步骤4）中，养护的具体条件可以在宽的范围内选择，为了使制得的加气混凝土具有更优异的机械强度、密度，优选地，在步骤4）中，养护至少满足以下条件：养护周期数为8-10次，单个第一养护段的时间为30-40min，单个第二养护段的时间为10-15min；更优选地，第一养护段的压强为0.2-0.5mpa，第二养护段的真空度为0.1-0.2mpa。
本发明提供了一种分阶段养护加气混凝土，该分阶段养护加气混凝土通过上述的制备方法制备而得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1）将头发、碱性化合物（碳酸钠）、亚硫酸氢钠和水按照100：12：4：800的重量比于25℃下混合50min制得蛋白质溶液，接着将两性表面活性剂（十二烷基二甲基甜菜碱）、龟板胶与蛋白质溶液按照0.4：0.2：100的重量比于25℃下混合50min制得发泡剂；
2）将铝源（铝粉）、起泡剂（拉开粉）和水按照1：1：20重量比于15℃下混合25min制成铝粉悬浮液；
3）将水泥、矿渣、砂、椰子纤维、涤纶纤维、环糊精、水与发泡剂于25℃下混合3h，接着加入可溶油（由质量比为1：7：18重量比的硬脂酸、三乙醇胺和水组成）、碱性溶液（碳酸钠溶液，浓度为25重量%）和铝粉悬浮液于25℃下混合3h制成浆料（水泥、矿渣、砂、椰子纤维、涤纶纤维、环糊精、水、发泡剂、可溶油、碱性溶液和铝粉悬浮液的重量比为100：170：150：7：9：1.3：380：7：10：12：400）；
4）将表面涂有沥青的钢筋（直径为9mm）编织成钢筋网，接着向多层钢筋网之间浇注浆料（相邻的两个钢筋网之间的距离为10cm，浆料、沥青、钢筋的重量比为100：7：25），然后养护（包括9个连续的养护周期，每个养护周期由第一养护段和第二养护段组成，单个第一养护段的时间为35min，单个第二养护段的时间为13min；第一养护段的压强为0.4mpa，第二养护段的真空度为0.15mpa）制成分阶段养护加气混凝土a1。
实施例2
1）将头发、碱性化合物（碳酸钾）、亚硫酸氢钠和水按照100：10：2：700的重量比于15℃下混合40min制得蛋白质溶液，接着将两性表面活性剂（十六烷基二甲基磺丙基甜菜碱）、龟板胶与蛋白质溶液按照0.2：0.1：100的重量比于15℃下混合40min制得发泡剂；
2）将铝源（铝膏）、起泡剂（皂素粉）和水按照1：0.8：15重量比于10℃下混合20min制成铝粉悬浮液；
3）将水泥、矿渣、砂、椰子纤维、涤纶纤维、环糊精、水与发泡剂于15℃下混合2h，接着加入可溶油（由质量比为1：6：15重量比的硬脂酸、三乙醇胺和水组成）、碱性溶液（碳酸钾溶液，浓度为20重量%）和铝粉悬浮液于15℃下混合2h制成浆料（水泥、矿渣、砂、椰子纤维、涤纶纤维、环糊精、水、发泡剂、可溶油、碱性溶液和铝粉悬浮液的重量比为100：150：140：5：8：1：350：5：8：8：300）；
4）将表面涂有沥青的钢筋（直径为8mm）编织成钢筋网，接着向多层钢筋网之间浇注浆料（相邻的两个钢筋网之间的距离为8cm，浆料、沥青、钢筋的重量比为100：5：20），然后养护（包括8个连续的养护周期，每个养护周期由第一养护段和第二养护段组成，单个第一养护段的时间为30min，单个第二养护段的时间为10min；第一养护段的压强为0.2mpa，第二养护段的真空度为0.1mpa）制成分阶段养护加气混凝土a2。
实施例3
1）将头发、碱性化合物（碳酸氢钾）、亚硫酸氢钠和水按照100：15：6：900的重量比于35℃下混合60min制得蛋白质溶液，接着将两性表面活性剂（十二烷基氨基丙酸的盐酸盐）、龟板胶与蛋白质溶液按照0.5：0.3：100的重量比于35℃下混合60min制得发泡剂；
2）将铝源（铝膏）、起泡剂（洗衣粉）和水按照1：1.5：25重量比于20℃下混合30min制成铝粉悬浮液；
3）将水泥、矿渣、砂、椰子纤维、涤纶纤维、环糊精、水与发泡剂于35℃下混合4h，接着加入可溶油（由质量比为1：8：20重量比的硬脂酸、三乙醇胺和水组成）、碱性溶液（碳酸氢钾溶液，浓度为30重量%）和铝粉悬浮液于35℃下混合4h制成浆料（水泥、矿渣、砂、椰子纤维、涤纶纤维、环糊精、水、发泡剂、可溶油、碱性溶液和铝粉悬浮液的重量比为100：180：160：8：10：1.5：400：8：12：17：500）；
4）将表面涂有沥青的钢筋（直径为10mm）编织成钢筋网，接着向多层钢筋网之间浇注浆料（相邻的两个钢筋网之间的距离为15cm，浆料、沥青、钢筋的重量比为100：8：35），然后养护（包括10个连续的养护周期，每个养护周期由第一养护段和第二养护段组成，单个第一养护段的时间为40min，单个第二养护段的时间为15min；第一养护段的压强为0.5mpa，第二养护段的真空度为0.2mpa）制成分阶段养护加气混凝土a3。
对比例1
按照实施例1的方法制得加气混凝土b1，不同的是，步骤3）中未使用发泡剂。
对比例2
按照实施例1的方法制得加气混凝土b2，不同的是，步骤3）中未使用环糊精。
对比例3
按照实施例1的方法制得加气混凝土b3，不同的是，步骤3）中未使用环糊精和发泡剂。
对比例4
按照实施例1的方法制得加气混凝土b4，不同的是，步骤3）中未使用椰子纤维。
对比例5
按照实施例1的方法制得加气混凝土b5，不同的是，步骤3）中未使用涤纶纤维。
对比例6
按照实施例1的方法制得加气混凝土b6，不同的是，步骤3）中未使用涤纶纤维和椰子纤维。
对比例7
按照实施例1的方法制得加气混凝土b7，不同的是，步骤3）中养护为常温常压的条件下进行。
检测例1
检测上述加气混凝土的干体积密度、抗压强度，具体结果见表1。
表1
通过上述实施例、对比例和检测例可知，本发明提供的加气混凝土具有优异的力学强度和密度。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。