一种大掺量粉煤灰陶粒泡沫混凝土及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种大掺量粉煤灰陶粒泡沫混凝土的制备方法。所述陶粒泡沫混凝土的制备方法为：将38％-50％的胶凝材料、29％-40％的陶粒轻集料、0.5％-1.5％的激发剂、0.12％-0.14％的纤维放入搅拌机中搅拌均匀，同时将0.04％-0.20％发泡剂与部分水在发泡机内形成的粒径为50-1000μm的泡沫，将剩余的水和0.09％-0.15％的减水剂加入搅拌机与粉料搅拌均匀形成浆料，再将泡沫加入浆料内搅拌均匀之后浇筑到模具中成型，脱模后制得密度为300-800kg/m3的陶粒泡沫混凝土。本发明提供的配方以低成本的粉煤灰为主要原料，从而降低材料成本，同时通过添加不同粒径的陶粒轻集料，在降低混凝土容重的同时，有效提高混凝土的机械强度和稳定性。
【专利说明】一种大掺量粉煤灰陶粒泡沬混凝土及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料【技术领域】，具体涉及一种大掺量粉煤灰陶粒泡沫混凝土及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，我国常见的墙体保温隔热材料主要包括有机类保温隔热材料和无机类保 温隔热材料两大类，其中泡沫混凝土为一种典型的无机类保温隔热材料。泡沫混凝土的 主要应用领域为建筑保温隔热，占其总产量的80%左右。与市场上常见的有机类保温材 料如聚苯乙烯泡沫板，酚醛泡沫板相比，泡沫混凝土具有强度高，使用寿命长，防火性能好 等优点。现有泡沫混凝土本身存在容重相对较高的缺点，若通过提高泡沫掺量的方法来 降低容重，那么生产出的泡沫混凝土体积稳定性差，强度低；而且现有的泡沫混凝土一般 都是采用水泥和粉煤灰作为粉料，然后通过加入水、发泡剂进行发泡形成的，为了使浆体 有好的和易性，同时提高泡沫混凝土的强度，一般会加入比较多的水泥，材料成本比较高， 此外由于普硅水泥凝结时间长，模具周转时间会延长，也会导致生产成本的上升。申请号 201210249734. 4的中国专利公开了一种应用安山岩石粉的保温泡沫混凝土制备方法，该专 利中为了解决水泥成本较高的缺陷，采用在粉料中加入安山岩石粉，虽然在一定程度上降 低了水泥的用量，但由于安山岩是一种天然矿石，需要破碎成石粉才能使用，而粉煤灰为发 电厂等工厂的工业废弃物，本身是粉状颗粒，使用安山岩的成本相比粉煤灰其成本还是较 高。安山岩的密度比较高，其比重较大，并不能解决现有泡沫混凝土本身的容重相对较高的 缺陷。
[0003] 为了解决泡沫混凝土容重相对较高，体积稳定性差的缺点，也有部分专利采用在 原料中加入陶粒，比如在中国申请的专利号为201010294645. 2的发明专利，公开了一种新 型泡沫混凝土制备工艺，该混凝土使用配比为水泥：陶粒：粉煤灰4:3:3或者水泥：陶粒： 粉煤灰4:2:4制备出干容重700-1200kg/m 3的泡沫混凝土。为了保证混凝土的强度和易 性，该专利中水泥使用量大于粉煤灰的用量，水泥的用量比较大，并未解决其成本高的问 题。陶粒占粉料总质量的20% -30%，虽然从一定程度上降低了混凝土的比重，但是其容 重还是比较高，而且该配方制备出来的泡沫混凝土机械强度和体积稳定性都较差；申请号 为201310047960. 9的中国专利公开了一种钢管泡沫混凝土组合立柱及施工方法，该专利 中进一步公开了一种泡沫混凝土配方，其配比为水泥28% -32%，陶粒35% -40%，粉煤灰 10 % -12 %、硅灰10 % -15 %，石膏3 % -5 %制备泡沫混凝土，整个配比中粉煤灰占胶凝材料 总质量的18 % -24%，陶粒占粉料总质量的35 % -40 %，该专利同样存在水泥使用量较大的 缺陷，同时为了提供提高混凝土强度和耐久性添加了硅灰、石膏原料，硅灰和石膏相比粉煤 灰其成本比较高。
[0004] 除此之外，现有的泡沫混凝土的制备工艺中对于掺入粉煤灰的泡沫混凝土，为保 证早期强度，通常的做法是对其蒸养，使工艺更加繁琐；而且现阶段陶粒泡沫混凝土成型工 艺为先将胶凝材料加水搅拌为浆体，再与泡沫混合成新拌泡沫混凝土浆体，最后与陶粒混 合成为陶粒泡沫混凝土，在陶粒的混合过程中泡沫大量破碎，很难制备出超轻密度的陶粒 泡沫混凝土。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有泡沫混凝土存在的技术问题，提供一种大掺量粉煤灰陶粒泡沫混 凝土及其制备方法，该混凝土既改善现阶段陶粒泡沫混凝土水泥使用量大的缺点，大大降 低了生产成本，并且保证泡沫混凝土在轻质的同时具有较高的机械强度与体积稳定性。
[0006] 本发明提供的技术方案为：所述一种大掺量粉煤灰陶粒泡沫混凝土，其特征在于 该泡沫混凝土的密度为300-800kg/m 3,具体是由以下质量百分比的物质组成：
[0007]
【权利要求】
1. 一种大掺量粉煤灰陶粒泡沫混凝土，其特征在于该泡沫混凝土的密度等级为 300-800kg/m3,具体是由以下质量百分比的物质组成： 胶凝材料 38%-50% 陶粒轻集料 29%-40% 水 18%-21% 减水剂 0.09%-0.15% 激发剂 0.5%-1.5% 发泡剂 0.04%-0.20% 纤维 0.12%-0.14% 所述胶凝材料是由30% -50 %的水泥和50% -70 %的粉煤灰组成，其中水泥可以采用 等量的矿粉取代，矿粉取代量为水泥质量的〇% -30% ; 所述陶粒轻集料是由粒径范围为15_30mm和l-15mm的两种粒径的陶粒轻集料按照 6-7 :3-4配比组成，其堆积密度200-400kg/m3,筒压强度兰2MPa; 所述减水剂为聚羧酸减水剂，固含量40±2%，pH值6. 5-8. 0 ; 所述激发剂为碳酸盐类速凝剂或铝酸盐类速凝剂； 所述发泡剂为表面活性剂类物质，包括阴离子表面活性剂，松香型发泡剂，蛋白型发泡 剂和复合型发泡剂其中一种； 所述纤维为长度为5-20mm的聚丙烯纤维或聚乙烯纤维或聚乙烯醇纤维或聚酰胺纤 维。
2. 根据权利要求1所述的一种大掺量粉煤灰陶粒泡沫混凝土，其特征在于：所述水泥 为P. 0 42. 5及以上的普通硅酸盐水泥，所述粉煤灰为II级以上粉煤灰，密度I. 8-2. 3kg/ m3,粒度0. 5-300μπι，比表面积300-500m2/kg;所述矿粉为S95级粒化高炉矿渣粉，密度 2. 8-2. 9kg/m3,比表面积 400_450m2/kg。
3. 根据权利要求1或2所述的一种大掺量粉煤灰陶粒泡沫混凝土，其特征在于：所述 激发剂为碳酸盐类速凝剂时，选用碳酸铝或碳酸钠；所述激发剂为铝酸盐类速凝剂时，选用 铝酸钠或铝酸钾。
4. 根据权利要求1或2所述的一种大掺量粉煤灰陶粒泡沫混凝土，其特征在于：所述 水为满足混凝土用水标准的自来水。
5. 根据权利要求1或2所述的一种大掺量粉煤灰陶粒泡沫混凝土，其特征在于：所述 纤维长度为6_15mm。
6. -种大掺量粉煤灰陶粒泡沫混凝土的制备方法，其特征在于该制备方法具体步骤如 下： (1)称取以下质量百分比称的物料：38% -50%的胶凝材料，29 % -40%的陶粒 轻集料，0. 5% -1. 5%的碳酸盐类速凝剂或铝酸盐类速凝剂，0. 12% -0. 14 %的纤维， 0. 09% -0. 15%的聚羧酸减水剂，18% -21%的自来水，0. 04% -0. 20%的发泡剂；其中胶凝 材料由30% -50%的水泥和50% -70%的粉煤灰组成，水泥可以采用等量的矿粉取代，矿粉 取代量为水泥质量的〇%-30% ;所述陶粒轻集料是由粒径为15-30mm和l-15mm的两种粒 径的陶粒轻集料按照6-7 :3-4配比组成，其堆积密度200-400kg/m3,筒压强度3 2MPa;所述 发泡剂为阴离子表面活性剂，松香型发泡剂，蛋白型发泡剂和复合型发泡剂其中一种；所述 纤维为长度为5-20mm的聚丙烯纤维或聚乙烯纤维或聚乙烯醇纤维或聚酰胺纤维； (2) 将步骤（1)中的粉料物质38% -50 %的胶凝材料、29 % -40 %的陶粒轻集料、 0. 5% -1. 5 %的碳酸盐类速凝剂或铝酸盐类速凝剂、0. 12% -0. 14%的纤维放入搅拌机进 行预搅拌，搅拌速度为10-20r/min，搅拌时间为l-2min; (3)将质量百分比为0. 04% -0. 20%的发泡剂加入压缩发泡机中，并加入部分水制成 粒径为50-1000μm的泡沫； (4) 将剩余的水和0. 09% -0. 15%的聚羧酸减水剂加入步骤（2)中预拌好的粉料内继 续搅拌成为衆体，搅拌速度为30-40r/min，搅拌时间为l-2min; (5) 将步骤（4)中的浆体与步骤（3)中的泡沫搅拌混合均匀，搅拌速度为10-20r/min， 搅拌时间为2min; (6) 将步骤（5)中搅拌均匀后含有泡沫的浆体浇筑到模具中成型，脱模后制得密度为 300-800kg/m3的陶粒泡沫混凝土。
【文档编号】C04B14/02GK104446603SQ201410624280
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】曾明, 王智, 周紫晨, 张冰, 陈晶 申请人:中冶武汉冶金建筑研究院有限公司