一种纤维增强高强泡沫混凝土及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种纤维增强高强泡沫混凝土及其制备方法。


背景技术：

2.由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙，因而具有良好的热工性能，即良好的保温隔热性能；其次，泡沫混凝土属多孔材料，因此它也是一种良好的隔音材料，在建筑物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层；此外，泡沫混凝土的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用；同时，泡沫混凝土可现场浇注施工，与主体工程结合紧密，不但能在厂内生产成各种各样的制品，而且还能现场施工，直接现浇成屋面、地面和墙体。
3.在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用泡沫混凝土，一般可使建筑物自重降低25％左右，有些可达结构物总重的30％-40％。而且，对结构构件而言，如采用发泡混凝土代替普通混凝土，可提高构件的承载能力。因此，在建筑工程中采用泡沫混凝土具有显著的经济效益。
4.但目前现有的泡沫混凝土的强度会随着容重的降低而减少，当容重低于1500kg/m3后，强度低于20mpa，而且抗折强度也低于2mpa，受到容重和强度的制约，运用范围较窄，不能用于承重构件，一般只用于隔断和保温内衬。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土及其制备方法，本发明提供的混凝土在降低容重的同时，提高了整个混凝土体系的强度，可应用于承重构件。
6.本发明采用的技术方案如下：
7.本发明提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，其原料包括以下重量份的各组分：普通硅酸盐水泥50-100份、硅灰5-20份、矿粉10-30份、不锈钢渣粉5-10份、石英砂50-70份、聚丙烯纤维1-5份、复合型外加剂1-2份、发泡剂2-5份、水23-50份。
8.本发明提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，其原料包括以下重量份的各组分：普通硅酸盐水泥70份、硅灰10份、矿粉15份、不锈钢渣粉5份、石英砂50份、聚丙烯纤维3份、复合型外加剂1份、发泡剂3份、水25份。
9.本发明提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，所述石英砂以重量百分比计包括：10-20目的石英砂42.9％-47.3％、20-40目的石英砂15.9％-21.4％、40-80目的石英砂23.8％-25％、80-120目的石英砂10.7％-12.7％。
10.本发明提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，所述石英砂以重量百分比计包括：10-20目的石英砂45％、20-40目的石英砂20％、40-80目的石英砂24％、80-120目的石英砂11％。
11.本发明提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，所述复合型外加剂按重量百分比计包括：减水剂60-75％、增稠剂10-15％、稳泡剂15-20％，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述增稠剂为纤维素类增稠剂，所述稳泡剂为改性硅酮酰胺。
12.纤维素类增稠剂的增稠机理是疏水主链与周围水分子通过氢键缔合，提高了聚合物本身的流体体积，减少了颗粒自由活动的空间，从而提高了体系黏度。也可以通过分子链的缠绕实现黏度的提高，表现为在静态和低剪切有高黏度。
13.本发明提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，所述发泡剂为植物型发泡剂。
14.本发明提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，所述矿粉为s95矿粉或s105矿粉，比表面积500-800m2/kg。
15.本发明提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，所述不锈钢渣粉的比表面积为400-500m2/kg。
16.本发明提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，所述硅灰的硅含量87％以上，比表面积20000-28000m2/kg。
17.本发明提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土的制备方法，将上述的普通硅酸盐水泥、硅灰、矿粉、不锈钢渣粉和80％的水按其重量份加入搅拌机，搅拌2-5分钟，然后再按其重量份加入上述述的石英砂和聚丙烯纤维，然后再加入剩下的水搅拌1-3分钟，最后按重量份加入上述的发泡剂，搅拌2-5分钟，制备得到纤维增强高强泡沫混凝土。
18.本发明提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土的应用，可用于各类要求承重且具有保温隔音功能的构件。
19.由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：
20.原料中加入聚丙烯纤维增强了混凝土整体的抗折抗弯强度，强化了混凝土韧性；水泥、硅灰、不锈钢渣配置的胶凝材料体系，配合高性能减水剂，使得整个浆体的水灰比控制在较小的范围，浆体强度较高，同时后期形成的水泥浆体骨架较为稳固。搭配一定量紧密堆积的石英砂，形成稳定的骨架基础结构，基础砂浆强度能达到100mpa以上；发泡剂采用植物类发泡剂，使用无污染的动物蛋白质和植物蛋白质，无论对生产者还是使用者及环境都不会产生任何负作用，所制成的泡沫混凝土气孔独立，相互之间不连通，吸水率小，保温隔热效果好，同时强度也较高；骨料使用连续级配的石英砂，配以合适的比例，使得骨料之间密实性更强，从而使得制备得到的混凝土的强度更高，可应用于承重构件。
具体实施方式
21.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
22.实施例1
23.本实施例提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，其原料包括：普通硅酸盐水泥50kg、硅灰5kg、矿粉10kg、不锈钢渣粉5kg、石英砂70kg、聚丙烯纤维5kg、复合型外加剂1kg、发泡剂5kg、水50kg，所述石英砂由四种连续级配的石英砂组成，组分及重量百分比分别为10-20目石英砂42.9％、20-40目石英砂21.4％、40-80目石英砂23.8％、80-120目石英砂11.9％，所述复合型外加剂按重量百分比计包括：减水剂71％,增稠剂12％，稳泡剂17％，所
述减水剂为聚羧酸减水剂，所述增稠剂为纤维素类增稠剂，所述稳泡剂为改性硅酮酰胺，所述矿粉为s95矿粉、比表面积为700m2/kg，所述不锈钢渣粉表面积为400m2/kg，所述硅灰的硅含量为87％、比表面积为20000m2/kg。
24.实施例2
25.本实施例提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，其原料包括：普通硅酸盐水泥100kg、硅灰10kg、矿粉20kg、不锈钢渣粉10kg、石英砂60kg、聚丙烯纤维5kg、复合型外加剂2kg、发泡剂5kg、水40kg，所述石英砂由四种连续级配的石英砂组成，组分及重量百分比分别为10-20目石英砂47.3％、20-40目石英砂15.9％、40-80目石英砂24.1％、80-120目石英砂12.7％，所述复合型外加剂按重量百分比计包括：减水剂71％,增稠剂12％，稳泡剂17％，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述增稠剂为纤维素类增稠剂，所述稳泡剂为改性硅酮酰胺，所述矿粉为s105矿粉、比表面积为500m2/kg，所述不锈钢渣粉表面积为500m2/kg，所述硅灰的硅含量为87％、比表面积为25000m2/kg。
26.实施例3
27.本实施例提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，其原料包括：普通硅酸盐水泥50kg、硅灰20kg、矿粉30kg、不锈钢渣粉10kg、石英砂70kg、聚丙烯纤维1kg、复合型外加剂1.5kg、发泡剂2kg、水23kg，所述石英砂由四种连续级配的石英砂组成，组分及重量百分比分别为10-20目石英砂45％、20-40目石英砂19.3％、40-80目石英砂25％、80-120目石英砂10.7％，所述复合型外加剂按重量百分比计包括：减水剂71％,增稠剂12％，稳泡剂17％，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述增稠剂为纤维素类增稠剂，所述稳泡剂为改性硅酮酰胺，所述发泡剂为植物型发泡剂，所述矿粉为s95矿粉、比表面积为700m2/kg，所述不锈钢渣粉表面积为400m2/kg，所述硅灰的硅含量为95％、比表面积为28000m2/kg。
28.实施例4
29.本实施例提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，其原料包括：普通硅酸盐水泥70kg、硅灰10kg、矿粉15kg、不锈钢渣粉5kg、石英砂50kg、聚丙烯纤维3kg、复合型外加剂1kg、发泡剂3kg、水25kg，所述石英砂由四种连续级配的石英砂组成，组分及重量百分比分别为10-20目石英砂45％、20-40目石英砂20％、40-80目石英砂24％、80-120目石英砂11％，所述复合型外加剂按重量百分比计包括：减水剂71％,增稠剂12％，稳泡剂17％，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述增稠剂为纤维素类增稠剂，所述稳泡剂为改性硅酮酰胺,所述发泡剂为植物型发泡剂，所述矿粉为s105矿粉、比表面积为700m2/kg，所述不锈钢渣粉表面积为450m2/kg，所述硅灰的硅含量为95％、比表面积为25000m2/kg。
30.对比例1
31.本实施例提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，其原料包括：普通硅酸盐水泥70kg、硅灰10kg、矿粉15kg、不锈钢渣粉5kg、石英砂50kg、聚丙烯纤维3kg、复合型外加剂1kg、发泡剂3kg、水25kg，其中，石英砂由10-20目石英砂组成，所述复合型外加剂按重量百分比计包括：减水剂71％,增稠剂12％，稳泡剂17％，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述增稠剂为纤维素类增稠剂，所述稳泡剂为改性硅酮酰胺，所述发泡剂为植物型发泡剂，所述矿粉为s105矿粉、比表面积为700m2/kg，所述不锈钢渣粉表面积为450m2/kg，所述硅灰的硅含量为95％、比表面积为25000m2/kg。
32.对比例2
33.本实施例提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，其原料包括：普通硅酸盐水泥70kg、硅灰10kg、矿粉15kg、不锈钢渣粉5kg、石英砂50kg、聚丙烯纤维3kg、复合型外加剂1kg、发泡剂3kg、水25kg，其中，石英砂由20-40目石英砂组成，所述复合型外加剂按重量百分比计包括：减水剂71％,增稠剂12％，稳泡剂17％，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述增稠剂为纤维素类增稠剂，所述稳泡剂为改性硅酮酰胺，所述发泡剂为植物型发泡剂，所述矿粉为105矿粉、比表面积为700m2/kg，所述不锈钢渣粉表面积为450m2/kg，所述硅灰的硅含量为95％、比表面积为25000m2/kg。
34.对比例3
35.本实施例提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，其原料包括：普通硅酸盐水泥70kg、硅灰10kg、矿粉15kg、不锈钢渣粉5kg、石英砂50kg、聚丙烯纤维3kg、复合型外加剂1kg、发泡剂3kg、水25kg，其中，石英砂由40-80目石英砂组成，所述复合型外加剂按重量百分比计包括：减水剂71％,增稠剂12％，稳泡剂17％，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述增稠剂为纤维素类增稠剂，所述稳泡剂为改性硅酮酰胺，所述发泡剂为植物型发泡剂，所述矿粉为s105矿粉、比表面积为700m2/kg，所述不锈钢渣粉表面积为450m2/kg，所述硅灰的硅含量为95％、比表面积为25000m2/kg。
36.对比例4
37.本实施例提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土，其原料包括：普通硅酸盐水泥70kg、硅灰10kg、矿粉15kg、不锈钢渣粉5kg、石英砂50kg、聚丙烯纤维3kg、复合型外加剂1kg、发泡剂3kg、水25kg，其中，石英砂由80-120目石英砂组成，所述复合型外加剂按重量百分比计包括：减水剂71％,增稠剂12％，稳泡剂17％，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述增稠剂为纤维素类增稠剂，所述稳泡剂为改性硅酮酰胺，所述发泡剂为植物型发泡剂，所述矿粉为s105矿粉、比表面积为700m2/kg，所述不锈钢渣粉表面积为450m2/kg，所述硅灰的硅含量为95％、比表面积为17000m2/kg。
38.实施例5
39.本实施例提供了一种纤维增强高强泡沫混凝土的制备方法，可用于实施例1-实施例4以及对比例1-对比例3混凝土的制备，具体步骤如下：
40.按照原料配比将普通硅酸盐水泥、硅灰、矿粉、不锈钢渣粉和80％的水加入搅拌机，搅拌2分钟，然后加入石英砂、聚丙烯纤维和剩下的水搅拌2分钟，最后加入发泡剂，搅拌3分钟，制备得到纤维增强高强泡沫混凝土。
41.实施例1-4以及对比例1-4的混凝土按照实施例5制备得到，所制备的混凝土流动性能达到自流平混凝土的效果，直接浇筑成型，不需要振捣，然后静停养护4-8h，表面覆盖薄膜，并洒水养护。容重测量采用容量筒测量的方法。实施例和对比例的混凝土容重测量、强度试验以及保温指标数据如下表所示：
42.表1容重、强度试验以及保温指标数据
43.[0044][0045]
从表1可以看出，实施例相比对比例，在保持容重和保温效果差异不大的情况下，实施例的强度更大，可知，利用紧密堆积的级配石英砂制备的混凝土强度更好。
[0046]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。