一种高强度抗渗透型泡沫混凝土生产工艺的制作方法

本发明涉及泡沫混凝土领域，更具体地说，涉及一种高强度抗渗透型泡沫混凝土生产工艺。

背景技术：

泡沫混凝土又称为发泡水泥、轻质混凝土等，是一种利废、环保、节能、低廉且具有不燃性的新型建筑节能材料。轻质混凝土(泡沫混凝土)是通过化学或物理的方式根据应用需要将空气或氮气、二氧化碳气、氧气等气体引入混凝土浆体中，经过合理养护成型，而形成的含有大量细小的封闭气孔，并具有相当强度的混凝土制品。轻质混凝土(泡沫混凝土)的制作通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫。具体操作为：用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成。

作为一种新型的节能环保型建筑材料，国内外学者对其做了大量的研究开发，使其广泛应用于墙体材料中。优点是：具有密度小、质量轻、保温、隔音、抗震等性能。但是由于泡沫混凝土的开孔率较高，导致泡沫混凝土的抗压强度严重偏低，使其应用范围受到很大的限制，同时由于泡沫混凝土中存在na,k,等对气泡的破坏作用，使得其中的气孔多为开孔，即混凝土内部气孔为连通状，导致发泡水泥的抗渗透性很差，当发泡混凝土表面开裂或受到损伤后，极易吸收外来水分，严重降低了发泡混凝土的使用寿命。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高强度抗渗透型泡沫混凝土生产工艺，一方面通过在生产过程中添加高强半通透颗粒的步骤，当本泡沫混凝土受到挤压时，高强半通透颗粒在泡沫混凝土内起到支撑的作用，另一方面在浇筑至模具中时，通过将碳纤维网掺在泡沫混凝土中，无形中在泡沫混凝土内部搭建了微骨架，相较于连通状开孔的现有泡沫混凝土，显著性的增加了泡沫混凝土的抗压强度，相较于现有的泡沫混凝土，本泡沫混凝土显著性扩大了可应用的范围；

同时在全淀粉塑料薄膜降解后，本泡沫混凝土吸收外来水分时，可以高强半通透颗粒内水溶性薄膜遇水破裂，遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒洒落在高强半通透颗粒内部以及附近，遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒会吸收存储水分，同时吸水膨胀堵住其附近的气孔，有效抑制水分在本泡沫混凝土内的渗透。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种高强度抗渗透型泡沫混凝土生产工艺，所述泡沫混凝土包括按照质量配比的以下配料：水50-200份、普通硅酸盐水泥100-180份、包膜硅灰石粉60-120份、河流下游天然砂石30-40份、粉煤灰10-20份、纤维混合料5-15份、阳离子表面活性剂15-25份、硅烷防水剂4-8份、防冻早强剂2-5份、减水剂2-5份、蛋白质类发泡剂3-10份和稳泡剂3-5份，其生产工艺包括以下步骤：

s1、按所述质量配比称量预备原料；

s2、先将蛋白质类发泡剂加水稀释得到发泡剂水溶液，通过发泡机将发泡剂水溶液制成泡沫；

s3、再将普通硅酸盐水泥、包膜硅灰石粉、河流下游天然砂石、粉煤灰、纤维混合料、阳离子表面活性剂同时加入至搅拌机中，再加入水进行搅拌混匀处理，得到浆料；

s4、将s2中由蛋白质类发泡剂水溶液制成的泡沫倒入至浆料中，加入剩余原料再次经搅拌机混合处理，得到物料；

s5、在物料中加入粒径为0.5-0.8cm的高强半通透颗粒，并继续搅拌直至均匀；

s6、然后将物料浇筑至模具内，置于养护室进行发气硬化处理，养护温度为35-40℃，养护相对湿度为60-75％，养护时间为3-5h；

s7、最后经切割造型、蒸压养护即可。

进一步的，所述纤维混合料由木质素纤维和抗拉纤维按照1:0.8-1.2混合而成，通过调整木质素纤维和抗拉纤维的配比可以对本泡沫混凝土的抗压强度进行调控，随着抗拉纤维含量的增加，本泡沫混凝土的抗压强度会逐渐升高。

进一步的，所述搅拌机的转速为70-80r/min，转速过快容易导致搅拌料四处飞溅，转速过慢容易导致搅拌不充分，混合不均匀，搅拌时间为60-90min。

进一步的，所述s2中发泡剂水溶液中蛋白质类发泡剂和水的混合比例为1:20-30。

进一步的，所述s1开始前需要使用高压水枪对河流下游天然砂石进行冲洗除杂处理，冲洗晾干后再进行s1的原料称量，河流下游天然砂石中含有泥土等杂质，会影响混凝土各成分与河流下游天然砂石表面的结合度，进行除杂处理可以降低后期成型泡沫混凝土松散开的几率，提高了本泡沫混凝土的质量。

进一步的，所述s5中高强半通透颗粒的添加比例为每立方物料中添加500-700个高强半通透颗粒，使得高强半通透颗粒在物料中的密度适宜，可以有效提高本泡沫混凝土的抗压强度。

进一步的，所述高强半通透颗粒包括半通透外壳和水溶性薄膜，所述水溶性薄膜位于半通透外壳内侧且水溶性薄膜与半通透外壳之间存在明显空隙，所述空隙大小为0.2-0.3cm，所述水溶性薄膜内部填充有遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒，当本泡沫混凝土吸收外来水分后水溶性薄膜破裂，该空隙为遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒洒出提供流动的空间，使得部分遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒可以穿过通气孔组，洒落到泡沫混凝土内的气孔内，遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒内的遇水膨胀橡胶吸水会膨胀，可以堵住其附近的气孔，阻隔了水汽的渗透通道，有效抑制水分继续在泡沫混凝土内的渗透，同时遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒内的硅胶颗粒可以吸收水分，达到干燥的效果，当外界温度较为干燥时，硅胶颗粒内的水分会向外挥发，使得硅胶颗粒恢复可吸湿干燥性。

进一步的，所述半通透外壳为半通透花球状结构，所述半通透外壳表面开凿有多组通气孔组，所述通气模组的内湾两孔口处均固定连接有含淀粉90％以上的全淀粉塑料薄膜，所述通气孔组相间分布，全淀粉塑料薄膜可以分隔高强半通透颗粒内外两侧，当全淀粉塑料薄膜自然降解后，通气孔组可以连通高强半通透颗粒内外两侧，便于遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒向外洒落。

进一步的，所述半通透外壳由微格金属制成，微格金属材料是由连通中空管构成的3d多孔聚合物材料，中空管壁厚度不足人体头发直径的千分之一，全部结构的99.99％为空气，是一种合成的多孔极轻3d开放式蜂窝聚合物结构金属材料，其质量很轻，同时微格金属非常坚硬多孔设计产生特殊的金属机械性能，压缩50％张力之后能够完全恢复，具有超级高能量吸收能力，使得高强半通透颗粒在增加本泡沫混凝土强度的同时，不会对本泡沫混凝土的整体质量造成大的影响，还可以提高本泡沫混凝土整体的抗压减震性。

所述s5中物料浇筑至模具内的具体操作为：

a、先向模具内浇筑20-30cm厚的物料,形成第一浇筑层；

b、在第一浇筑层中铺上碳纤维网，碳纤维网由纵横交错的碳纤维编织而成；

c、在碳纤维网上继续重复步骤a和b，从而在浇筑的泡沫混凝土内形成相互交错的碳纤维微骨架，直至达到目标浇筑厚度，碳纤维构成的微骨架可以对泡沫混凝土起到支撑作用，可以有效提高本泡沫混凝土的整体抗压强度。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案一方面通过在生产过程中添加高强半通透颗粒的步骤，当本泡沫混凝土受到挤压时，高强半通透颗粒在泡沫混凝土内起到支撑的作用，另一方面在浇筑至模具中时，通过将碳纤维网掺在泡沫混凝土中，无形中在泡沫混凝土内部搭建了微骨架，相较于连通状开孔的现有泡沫混凝土，显著性的增加了泡沫混凝土的抗压强度，相较于现有的泡沫混凝土，本泡沫混凝土显著性扩大了可应用的范围；同时当本泡沫混凝土吸收外来水分时，可以高强半通透颗粒内水溶性薄膜遇水破裂，遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒洒落在高强半通透颗粒内部以及附近，遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒会吸收存储水分，同时吸水膨胀堵住其附近的气孔，有效抑制水分在本泡沫混凝土内的渗透。

(2)纤维混合料由木质素纤维和抗拉纤维按照1:0.8-1.2混合而成，通过调整木质素纤维和抗拉纤维的配比可以对本泡沫混凝土的抗压强度进行调控，随着抗拉纤维含量的增加，本泡沫混凝土的抗压强度会逐渐升高。

(3)搅拌机的转速为70-80r/min，转速过快容易导致搅拌料四处飞溅，转速过慢容易导致搅拌不充分，混合不均匀，搅拌时间为60-90min。

(4)s2中发泡剂水溶液中蛋白质类发泡剂和水的混合比例为1:20-30。

(5)s1开始前需要使用高压水枪对河流下游天然砂石进行冲洗除杂处理，冲洗晾干后再进行s1的原料称量，河流下游天然砂石中含有泥土等杂质，会影响混凝土各成分与河流下游天然砂石表面的结合度，进行除杂处理可以降低后期成型泡沫混凝土松散开的几率，提高了本泡沫混凝土的质量。

(6)s5中高强半通透颗粒的添加比例为每立方物料中添加500-700个高强半通透颗粒，使得高强半通透颗粒在物料中的密度适宜，可以有效提高本泡沫混凝土的抗压强度。

(7)高强半通透颗粒包括半通透外壳和水溶性薄膜，水溶性薄膜位于半通透外壳内侧且水溶性薄膜与半通透外壳之间存在明显空隙，空隙大小为0.2-0.3cm，水溶性薄膜内部填充有遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒，当本泡沫混凝土吸收外来水分后水溶性薄膜破裂，该空隙为遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒洒出提供流动的空间，使得部分遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒可以穿过通气孔组，洒落到泡沫混凝土内的气孔内，遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒内的遇水膨胀橡胶吸水会膨胀，可以堵住其附近的气孔，阻隔了水汽的渗透通道，有效抑制水分继续在泡沫混凝土内的渗透，同时遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒内的硅胶颗粒可以吸收水分，达到干燥的效果，当外界温度较为干燥时，硅胶颗粒内的水分会向外挥发，使得硅胶颗粒恢复可吸湿干燥性。

(8)半通透外壳为半通透花球状结构，半通透外壳表面开凿有多组通气孔组，通气模组的内湾两孔口处均固定连接有含淀粉90％以上的全淀粉塑料薄膜，通气孔组相间分布，全淀粉塑料薄膜可以分隔高强半通透颗粒内外两侧，当全淀粉塑料薄膜自然降解后，通气孔组可以连通高强半通透颗粒内外两侧，便于遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒向外洒落。

(9)半通透外壳由微格金属制成，微格金属材料是由连通中空管构成的3d多孔聚合物材料，中空管壁厚度不足人体头发直径的千分之一，全部结构的99.99％为空气，是一种合成的多孔极轻3d开放式蜂窝聚合物结构金属材料，其质量很轻，同时微格金属非常坚硬多孔设计产生特殊的金属机械性能，压缩50％张力之后能够完全恢复，具有超级高能量吸收能力，使得高强半通透颗粒在增加本泡沫混凝土强度的同时，不会对本泡沫混凝土的整体质量造成大的影响，还可以提高本泡沫混凝土整体的抗压减震性。

附图说明

图1为本发明的主要的流程框图；

图2为本发明的高强半通透颗粒的结构示意图；

图3为本发明的高强半通透颗粒外表面的结构示意图；

图4为本发明的模具内铺上碳纤维网时的结构示意图；

图5为本发明的碳纤维网的结构示意图。

图中标号说明：

1半通透外壳、2水溶性薄膜、3遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒、4通气孔组。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种高强度抗渗透型泡沫混凝土生产工艺，泡沫混凝土包括按照质量配比的以下配料：水100份、普通硅酸盐水泥120份、包膜硅灰石粉90份、河流下游天然砂石35份、粉煤灰15份、纤维混合料10份、阳离子表面活性剂20份、硅烷防水剂6份、防冻早强剂3份、减水剂3份、蛋白质类发泡剂7份和稳泡剂4份，纤维混合料由木质素纤维和抗拉纤维按照1:0.9混合而成，通过调整木质素纤维和抗拉纤维的配比可以对本泡沫混凝土的抗压强度进行调控，随着抗拉纤维含量的增加，本泡沫混凝土的抗压强度会逐渐升高，其生产工艺包括以下步骤：

s1、按质量配比称量预备原料；

s2、先将蛋白质类发泡剂加水稀释得到发泡剂水溶液，通过发泡机将发泡剂水溶液制成泡沫，发泡剂水溶液中蛋白质类发泡剂和水的混合比例为1:25；

s3、再将普通硅酸盐水泥、包膜硅灰石粉、河流下游天然砂石、粉煤灰、纤维混合料、阳离子表面活性剂同时加入至搅拌机中，再加入水进行搅拌混匀处理，得到浆料；

s4、将s2中由蛋白质类发泡剂水溶液制成的泡沫倒入至浆料中，加入剩余原料再次经搅拌机混合处理，得到物料，s3和s4中搅拌机的转速为75r/min，转速过快容易导致搅拌料四处飞溅，转速过慢容易导致搅拌不充分，混合不均匀，搅拌时间为70min；

s5、在物料中加入粒径为0.7cm的高强半通透颗粒，并继续搅拌直至均匀，高强半通透颗粒的添加比例为每立方物料中添加600个高强半通透颗粒，使得高强半通透颗粒在物料中的密度适宜，可以有效提高本泡沫混凝土的抗压强度；

s6、然后将物料浇筑至模具内，置于养护室进行发气硬化处理，养护温度为38℃，养护相对湿度为70％，养护时间为4h；

s7、最后经切割造型、蒸压养护即可。

实施例2：

请参阅图1，一种高强度抗渗透型泡沫混凝土生产工艺，泡沫混凝土包括按照质量配比的以下配料：水200份、普通硅酸盐水泥180份、包膜硅灰石粉120份、河流下游天然砂石40份、粉煤灰20份、纤维混合料15份、阳离子表面活性剂25份、硅烷防水剂8份、防冻早强剂5份、减水剂5份、蛋白质类发泡剂10份和稳泡剂5份，纤维混合料由木质素纤维和抗拉纤维按照1:1.2混合而成，通过调整木质素纤维和抗拉纤维的配比可以对本泡沫混凝土的抗压强度进行调控，随着抗拉纤维含量的增加，本泡沫混凝土的抗压强度会逐渐升高，其生产工艺包括以下步骤：

s1、按质量配比称量预备原料；

s2、先将蛋白质类发泡剂加水稀释得到发泡剂水溶液，通过发泡机将发泡剂水溶液制成泡沫，发泡剂水溶液中蛋白质类发泡剂和水的混合比例为1:30；

s3、再将普通硅酸盐水泥、包膜硅灰石粉、河流下游天然砂石、粉煤灰、纤维混合料、阳离子表面活性剂同时加入至搅拌机中，再加入水进行搅拌混匀处理，得到浆料；

s4、将s2中由蛋白质类发泡剂水溶液制成的泡沫倒入至浆料中，加入剩余原料再次经搅拌机混合处理，得到物料，s3和s4中搅拌机的转速为80r/min，转速过快容易导致搅拌料四处飞溅，转速过慢容易导致搅拌不充分，混合不均匀，搅拌时间为90min；

s5、在物料中加入粒径为0.8cm的高强半通透颗粒，并继续搅拌直至均匀，高强半通透颗粒的添加比例为每立方物料中添加700个高强半通透颗粒，使得高强半通透颗粒在物料中的密度适宜，可以有效提高本泡沫混凝土的抗压强度；

s6、然后将物料浇筑至模具内，置于养护室进行发气硬化处理，养护温度为40℃，养护相对湿度为75％，养护时间为5h；

s7、最后经切割造型、蒸压养护即可。

s1开始前需要使用高压水枪对河流下游天然砂石进行冲洗除杂处理，直至肉眼不能明显看到泥土等杂质的存在，冲洗晾干后再进行s1的原料称量，河流下游天然砂石中含有泥土等杂质，会影响混凝土各成分与河流下游天然砂石表面的结合度，进行除杂处理可以降低后期成型泡沫混凝土松散开的几率，提高了本泡沫混凝土的质量。

s5中物料浇筑至模具内的具体操作为：

a、先向模具内浇筑25cm厚的物料,形成第一浇筑层；

b、在第一浇筑层中铺上碳纤维网，请参阅图5，碳纤维网由纵横交错的碳纤维编织而成；

c、在碳纤维网上继续重复步骤a和b，请参阅图4，从而在浇筑的泡沫混凝土内形成相互交错的碳纤维微骨架，直至达到目标浇筑厚度，碳纤维构成的微骨架可以对泡沫混凝土起到支撑作用，可以有效提高本泡沫混凝土的整体抗压强度。

请参阅图2，高强半通透颗粒包括半通透外壳1和水溶性薄膜2，水溶性薄膜2位于半通透外壳1内侧且水溶性薄膜2与半通透外壳1之间存在明显空隙，空隙大小为0.25cm，水溶性薄膜2内部填充有遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒3，当本泡沫混凝土吸收外来水分后水溶性薄膜2破裂，该空隙为遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒3洒出提供流动的空间，使得部分遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒3可以穿过通气孔组4，洒落到泡沫混凝土内的气孔内，遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒3内的遇水膨胀橡胶吸水会膨胀，可以堵住其附近的气孔，阻隔了水汽的渗透通道，有效抑制水分继续在泡沫混凝土内的渗透，同时遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒3内的硅胶颗粒可以吸收水分，达到干燥的效果，当外界温度较为干燥时，硅胶颗粒内的水分会向外挥发，使得硅胶颗粒恢复可吸湿干燥性,，半通透外壳1由微格金属制成，微格金属材料是由连通中空管构成的3d多孔聚合物材料，中空管壁厚度不足人体头发直径的千分之一，全部结构的99.99％为空气，是一种合成的多孔极轻3d开放式蜂窝聚合物结构金属材料，其质量很轻，同时微格金属非常坚硬多孔设计产生特殊的金属机械性能，压缩50％张力之后能够完全恢复，具有超级高能量吸收能力，使得高强半通透颗粒在增加本泡沫混凝土强度的同时，不会对本泡沫混凝土的整体质量造成大的影响，还可以提高本泡沫混凝土整体的抗压减震性。

请参阅图2-3，半通透外壳1为半通透花球状结构，半通透外壳1表面开凿有多组通气孔组4，通气模组的内湾两孔口处均固定连接有含淀粉90％以上的全淀粉塑料薄膜，淀粉在各种环境中都具备完全的生物降解能力；含淀粉在90％以上，同时添加的其他组份也是能完全降解的即含淀粉量在90％-100％的全淀粉塑料，在(1月-1年)完全降解，形成二氧化碳气体，而不留任何痕迹，不对土壤或空气产生毒害，通气孔组4相间分布，全淀粉塑料薄膜可以分隔高强半通透颗粒内外两侧，当全淀粉塑料薄膜自然降解后，通气孔组4可以连通高强半通透颗粒内外两侧，便于遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒3向外洒落，从而提高本泡沫混凝土的抗渗透性。

随着本泡沫混凝土的使用时间延长，其抗渗透性相较于刚开始使用时有了明显降低，当本泡沫混凝土的抗渗透性较低后，通过通气孔组4孔口内外的全淀粉塑料薄膜的使用，其在1月-1年时间内完全降解，使高强半通透颗粒内外连通，使遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒3可以释放出来，从而提高本泡沫混凝土的抗渗透性。

本发明一方面通过在生产过程中添加高强半通透颗粒的步骤，当本泡沫混凝土受到挤压时，高强半通透颗粒在泡沫混凝土内起到支撑的作用，另一方面在浇筑至模具中时，通过将碳纤维网掺在泡沫混凝土中，无形中在泡沫混凝土内部搭建了微骨架，相较于连通状开孔的现有泡沫混凝土，显著性的增加了泡沫混凝土的抗压强度，相较于现有的泡沫混凝土，本泡沫混凝土显著性扩大了可应用的范围；

同时当全淀粉塑料薄膜自然降解后，高强半通透颗粒通过通气孔组4内外连通，此时本泡沫混凝土吸收外来水分时，高强半通透颗粒内水溶性薄膜2遇水破裂，遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒3洒落在高强半通透颗粒内部以及附近，遇水膨胀橡胶和硅胶的混合颗粒3会吸收存储水分，同时吸水膨胀堵住其附近的气孔，阻隔了水汽的渗透通道，有效抑制水分在本泡沫混凝土内的渗透。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。