一种泡沫混凝土的制备方法与流程

文档序号:15570670发布日期:2018-09-29 04:23阅读:239来源:国知局

本发明属于建筑材料领域,具体地说是涉及一种泡沫混凝土的制备方法。



背景技术:

建筑业虽然是国民经济的支柱产业,但也会带来许多危害,比如每年大约消耗掉35亿吨的矿产资源和土源,其中,水泥材料每年要消耗约13亿吨的矿物资源,墙体材料要消耗约17亿吨的土源。除此之外,我国每年产生各类工业固体废物约1亿多吨,并且以采暖、空调为主的建筑能耗约占全国总能耗的28%。因此,为实现建筑节能,缓解我国能源危机,研究新型、安全、经济、节能的建筑材料具有深远而有利的影响。综合分析,泡沫混凝土具有优良的防火隔热性、耐震性、隔音性、抗压强度、以及使用寿命,且无毒无害、施工方便,是一种新型的节能环保型建筑材料。

中国发明专利201010607495.6、201110050706.5、201410052950.9、201410151615.4、201410530304.9、201510999989.6都是通过双氧水分解产生氧气进行引气。中国专利201710429087.8是通过碳酸盐或碳酸氢盐与铝盐反应生产二氧化碳进行引气。中国发明专利201210559528.3、201310538799.5、201410383446.7、都是通过加入表面活性剂的方式引入空气。以上发明主要从化学反应和表面活性剂来制备泡沫混凝土,存在问题主要表现为:前者制备的泡沫混凝土虽导热系数较低,气孔孔径较小,但工艺操作较复杂,成本较高;后者制备的泡沫混凝土虽工艺简单成本低,但制品综合性能较差。



技术实现要素:

为解决现有技术中存在的上述缺陷,本发明的目的在于利用复配发泡剂来提供一种制备泡沫混凝土的方法,得到综合性能较好的节能型建筑材料。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种泡沫混凝土,包括如下质量份数的原料:

水泥80份,粉煤灰20份,促凝剂1.25份,减水剂0.35份,纤维0.4份,外加剂3.5份,稳泡剂0.025份,发泡剂溶液10份及水50份。

优选的,所述水泥按照质量比为76份快硬型硫铝酸盐水泥与4份普通硅酸盐水泥混合而成。

优选的,所述粉煤灰为一级特细粉煤灰,细度大于200目;所述促凝剂为al2(so4)3、cacl2、三乙醇胺和na2co3中的一种;所述减水剂为聚羧酸,三聚氰胺和萘系减水剂中的一种;所述纤维为耐碱玻璃纤维、聚乙烯醇纤维和聚丙烯纤维中的一种;所述外加剂为甲基硅酸钠、硬脂酸钙和纯丙乳液中的一种;所述稳泡剂为羟丙基甲基纤维素醚、阿拉伯树胶粉、十二烷基苯磺酸钠和司班80中的一种。

优选的,所述发泡剂溶液按照质量比4:6的比例分别秤取十二烷基硫酸钠sds与动物蛋白发泡剂apfa,得到复合发泡剂,然后和水按照质量比为1:100配制得到发泡剂溶液。

本发明还给出了一种泡沫混凝土的制备方法,包括以下步骤:

a.发泡剂溶液的制备:

按照质量比4:6的比例分别秤取sds与apfa,然后和水按照质量比为1:100配制得到发泡剂溶液;

b.预制泡沫:

取10份发泡剂溶液,将空气压缩机气阀喷口对准发泡剂溶液,控制压力在0.5mpa;空气压缩机气阀喷口处产生大量泡沫,在泡沫管道末端包裹两层棉织布,将经过棉织布后孔径较小的泡沫收集到容器中;

c.水泥泡浆的制备:

按质量份数称取80水泥、20份粉煤灰、1.25份促凝剂、3.5份减水剂、0.4份纤维、0.025份稳泡剂及3.5份外加剂,并均匀混合得到混合料,然后向混合料中加入一定温度的水50份进行一次搅拌,再加入步骤b预制的泡沫进行二次搅拌,最终形成水泥泡浆;

d.模具浇筑及性能测试:

将上述水泥泡浆进行模具浇筑,经自然养护24h后脱模,待到28天后测试泡沫混凝土材料干密度、抗压强度及导热系数。

优选的,所述水温度为22.5~45℃,一次搅拌120s,二次搅拌10~75s,泡沫掺量为2250~2875ml。

优选的,所述泡沫混凝土材料的密度等级范围为409~711kg/m3,抗压强度不低于0.36mpa,导热系数不大于0.1508w/(m·k)。

与现有技术相比,本发明具有如下优点:

(1)本发明中采用的发泡剂溶液是sds、apfa和水复合而成,既提高了发泡倍数,又改善了泡沫的稳定性,对泡沫混凝土孔结构的形成至关重要。

(2)本发明中将空气压缩机的管道末端包裹两层棉织布,起到滤出较小且浓密的泡沫,对泡沫混凝土孔结构的改善起决定性作用。

(3)本发明控制搅拌水温为22.5~45℃,二次搅拌时间为10~75s,泡沫掺量2250~2875ml来制备泡沫混凝土,因为温度及搅拌时间影响泡沫的稳定性、胶凝材料凝结硬化速率及料浆黏滞阻力,且泡沫混凝土的孔隙率主要取决于泡沫掺量。

因此,本发明制备的泡沫混凝土既可用于保温兼承重墙体制品,又可应用于公路建设工程。

具体实施方式

下面将结合具体实施例来详细说明本发明,在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。

本发明一种泡沫混凝土的制备方法,步骤如下:

a.发泡剂溶液的制备:用电子天平以4:6的质量比例分别秤取sds与apfa,得到复合发泡剂,然后和水按照质量比为1:100来配制发泡剂溶液。

b.预制泡沫:首先将空气压缩机打开阀门,待压力到达0.5mpa后打开气阀,同时将压力控制在0.5mpa左右。在泡沫管道末端包裹两层棉织布,将经过棉织布后孔径较小的泡沫收集到容器中。

c.水泥泡浆的制备:按质量份数称取76份硫铝酸盐水泥、4份硅酸盐水泥、20份粉煤灰(一级特细粉煤灰,细度大于200目)、1.25份促凝剂(al2(so4)3、cacl2、三乙醇胺或碳酸钠)、3.5份减水剂(聚羧酸、三聚氰胺或萘系减水剂)、0.4份6mm耐碱玻璃纤维、聚乙烯醇纤维或聚丙烯纤维0.025份、稳泡剂(羟丙基甲基纤维素醚、阿拉伯树胶粉、十二烷基苯磺酸钠或司班80)及3.5份外加剂(甲基硅酸钠、硬脂酸钙或纯丙乳液)并均匀混合得到混合料,然后向混合料中按质量份数加入温度为22.5~45℃的水进行一次搅拌120s,再加入步骤b预制的10份发泡剂溶液制备的2250~2875ml泡沫进行二次搅拌10~75s,最终形成水泥泡浆。

d.模具浇筑及性能测试:将上述水泥泡浆进行模具浇筑,经自然养护24h后脱模,待到一定龄期后测试泡沫混凝土干密度、抗压强度及导热系数。

下面给出具体实施例来进一步说明本发明。

实施例采用本发明所述途径,即控制搅拌水温、二次搅拌时间及泡沫掺量制得性能不同的泡沫混凝土样品。

实施例1

称取快硬型硫铝酸盐水泥76份,普通硅酸盐水泥4份,粉煤灰20份,促凝剂al2(so4)31.25份,减水剂聚羧酸0.35份,聚丙烯纤维0.4份,0.025份稳泡剂羟丙基甲基纤维素醚及外加剂甲基硅酸钠3.5份并均匀混合得到混合料,然后向混合料中加入温度为22.5℃的50份水进行一次搅拌120s,再加入泡沫2250ml进行二次搅拌30s,形成水泥泡浆,接着进行模具浇筑,经自然养护24h后脱模,待到一定龄期后测试泡沫混凝土干密度、抗压强度及导热系数。

实施例2

称取快硬型硫铝酸盐水泥76份,普通硅酸盐水泥4份,粉煤灰20份,促凝剂cacl21.25份,减水剂三聚氰胺0.35份,耐碱玻璃纤维0.4份,0.025份稳泡剂阿拉伯树胶粉及外加剂硬脂酸钙3.5份并均匀混合得到混合料,然后向混合料中加入温度为30℃的50份水进行一次搅拌120s,再加入泡沫2250ml进行二次搅拌30s,形成水泥泡浆,接着进行模具浇筑,经自然养护24h后脱模,待到一定龄期后测试泡沫混凝土干密度、导热系数及抗压强度。

实施例3

一种泡沫混凝土的制备方法,称取快硬型硫铝酸盐水泥76份,普通硅酸盐水泥4份,粉煤灰20份,促凝剂三乙醇胺1.25份,萘系减水剂0.35份,聚乙烯醇纤维0.4份,0.025份稳泡剂十二烷基苯磺酸钠及外加剂纯丙乳液3.5份并均匀混合得到混合料,然后向混合料中加入温度为45℃的50份水进行一次搅拌120s,再加入泡沫2250ml进行二次搅拌45s,形成水泥泡浆,接着进行模具浇筑,经自然养护24h后脱模,待到一定龄期后测试泡沫混凝土干密度、导热系数及抗压强度。

实施例4

一种泡沫混凝土的制备方法,称取快硬型硫铝酸盐水泥76份,普通硅酸盐水泥4份,粉煤灰20份,促凝剂碳酸钠1.25份,减水剂聚羧酸0.35份,耐碱玻璃纤维0.4份,0.025份稳泡剂司班80及外加剂纯丙乳液3.5份并均匀混合得到混合料,然后向混合料中加入温度为32℃的50份水进行一次搅拌120s,再加入泡沫2250ml进行二次搅拌10s,形成水泥泡浆,接着进行模具浇筑,经自然养护24h后脱模,待到一定龄期后测试泡沫混凝土干密度、导热系数及抗压强度。

实施例5

一种泡沫混凝土的制备方法,称取快硬型硫铝酸盐水泥76份,普通硅酸盐水泥4份,粉煤灰20份,促凝剂al2(so4)31.25份,减水剂三聚氰胺0.35份,聚丙烯纤维0.4份,0.025份稳泡剂十二烷基苯磺酸钠及外加剂甲基硅酸钠3.5份并均匀混合得到混合料,然后向混合料中加入温度为25℃的50份水进行一次搅拌120s,再加入泡沫2250ml进行二次搅拌75s,形成水泥泡浆,接着进行模具浇筑,经自然养护24h后脱模,待到一定龄期后测试泡沫混凝土干密度、导热系数及抗压强度。

实施例6

一种泡沫混凝土的制备方法,称取快硬型硫铝酸盐水泥76份,普通硅酸盐水泥4份,粉煤灰20份,促凝剂三乙醇胺1.25份,减水剂聚羧酸0.35份,聚乙烯醇纤维0.4份,0.025份稳泡剂司班80及外加剂甲基硅酸钠3.5份并均匀混合得到混合料,然后向混合料中加入温度为38℃的50份水进行一次搅拌120s,再加入泡沫2375ml进行二次搅拌60s,形成水泥泡浆,接着进行模具浇筑,经自然养护24h后脱模,待到一定龄期后测试泡沫混凝土干密度、导热系数及抗压强度。

实施例7

一种泡沫混凝土的制备方法,称取快硬型硫铝酸盐水泥76份,普通硅酸盐水泥4份,粉煤灰20份,促凝剂cacl21.25份,减水剂聚羧酸0.35份,聚丙烯纤维0.4份,0.025份稳泡剂羟丙基甲基纤维素醚及外加剂硬脂酸钙3.5份并均匀混合得到混合料,然后向混合料中加入温度为28℃的50份水进行一次搅拌120s,再加入泡沫2500ml进行二次搅拌50s,形成水泥泡浆,接着进行模具浇筑,经自然养护24h后脱模,待到一定龄期后测试泡沫混凝土干密度、导热系数及抗压强度。

实施例8

一种泡沫混凝土的制备方法,称取快硬型硫铝酸盐水泥76份,普通硅酸盐水泥4份,粉煤灰20份,促凝剂碳酸钠1.25份,减水剂三聚氰胺0.35份,耐碱玻璃纤维0.4份,0.025份稳泡剂阿拉伯树胶粉及外加剂甲基硅酸钠3.5份并均匀混合得到混合料,然后向混合料中加入温度为42℃的50份水进行一次搅拌120s,再加入泡沫2625ml进行二次搅拌20s,形成水泥泡浆,接着进行模具浇筑,经自然养护24h后脱模,待到一定龄期后测试泡沫混凝土干密度、导热系数及抗压强度。

实施例9

一种泡沫混凝土的制备方法,称取快硬型硫铝酸盐水泥76份,普通硅酸盐水泥4份,粉煤灰20份,促凝剂al2(so4)31.25份,减水剂三聚氰胺0.35份,聚乙烯醇纤维0.4份,0.025份稳泡剂十二烷基苯磺酸钠及外加剂纯丙乳液3.5份并均匀混合得到混合料,然后向混合料中加入温度为40℃的50份水进行一次搅拌120s,再加入泡沫2750ml进行二次搅拌15s,形成水泥泡浆,接着进行模具浇筑,经自然养护24h后脱模,待到一定龄期后测试泡沫混凝土干密度、导热系数及抗压强度。

实施例10

一种泡沫混凝土的制备方法,称取快硬型硫铝酸盐水泥76份,普通硅酸盐水泥4份,粉煤灰20份,促凝剂cacl21.25份,减水剂聚羧酸0.35份,聚丙烯纤维0.4份,0.025份稳泡剂阿拉伯树胶粉及外加剂甲基硅酸钠3.5份并均匀混合得到混合料,然后向混合料中加入温度为23℃的50份水进行一次搅拌120s,再加入泡沫2875ml进行二次搅拌55s,形成水泥泡浆,接着进行模具浇筑,经自然养护24h后脱模,待到一定龄期后测试泡沫混凝土干密度、导热系数及抗压强度。

通过将实施例1-10中制备的泡沫混凝土性能参数检测,得到表1。

表1实施例1-10中制备的泡沫混凝土性能参数

从上述表1可以看出,本发明制备,其泡沫混凝土材料的密度等级范围为409~711kg/m3,抗压强度不低于0.36mpa,导热系数不大于0.1508w/(m·k)。本发明所制备的泡沫混凝土材料不仅具有较高的机械力学性能,同时具备优异的密度和导热特性,是一种加工性能良好的泡沫混凝土材料。

以上仅为本发明优先的实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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