本发明涉及建材生产技术领域，具体涉及一种保温填料的制备方法、保温型轻质混凝土材料及其生产工艺。
背景技术：
混凝土是指由胶结料(有机的、无机的或有机无机复合的)、颗粒状集料、水以及需要加入的化学外加剂和矿物掺合料按适当比例拌制而成的混合料，或经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料(普通是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料，需要时掺入外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合)。
混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。
现有的混凝土材料虽然抗压强度高，且耐久性好。但是其在保温性能相对较差，不能起到很好的保温隔热效果。再者，其本身自重较大，而增加建筑物的自重，增加了基础处理费用，增加了工程造价。因此，提供一种保温型轻质混凝土材料及其生产工艺，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种保温型轻质混凝土材料及其生产工艺，所生产的混凝土材料不仅抗压强度较好，而且其本身的保温隔热效果也比较优良。再者，其本身自重较轻，有效减小了建筑物的自重，同时也减小了基础处理费用及工程造价。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种保温型轻质混凝土材料，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥260～320份、粉煤灰60～75份、泡沫水泥轻质土80～100份、膨胀珍珠岩50～70份、页岩陶粒45～60份、玻化微珠30～45份、锌钡白60～75份、骨料50～60份、保温填料25～36份、hk-7泵送剂3.5～4.5份、减水剂8～13份和水160～240份。
更进一步地，所述保温填料的生产工艺包括如下步骤：
a、准确称取适量的前驱体、无水乙醇、稳定剂和去离子水，并对其进行超声混合均匀，所得记为混合组分；然后将无机酸、砼伴纤维、抗裂纤维加至适量的去离子水中，使之ph稳定在3.6～4.8，待其机械搅拌均匀后，将所得的酸性混合物缓慢滴加至混合组分中，并以120～240r/min的速率对两者所组成的混合物进行磁力搅拌，使所得的混合物形成透明的溶胶状态；
b、然后将所得溶胶密封后置于烘箱内，并在40～50℃的条件下使溶胶形态转变成凝胶状态，再向凝胶状态的混合物中加醇陈化处理后，在50～55℃的条件下对其进行干燥处理，得到干凝胶；
c、将所得干凝胶置于高压反应釜中，并向高压反应釜内通入氮气，以排空釜内的空气并密闭之；再以3～5℃/min的速率将温度升至250～280℃，压力控制为6.5～8.5mpa，保温静置25～40min；然后缓慢放气，并用氮气吹扫至室温，开釜后即得保温填料成品。
更进一步地，所述步骤a中前驱体选用乙氧基铝、异丙醇钛或乙氧基锆中的任意一种。
更进一步地，所述步骤a中稳定剂选用硝酸镁、硝酸钙或硝酸钇中的任意一种。
更进一步地，所述步骤a中前驱体、无水乙醇、稳定剂和去离子水的质量比为1.5～2.0：10～15：0.2～0.5：15～20。
更进一步地，所述步骤a中无机酸选用浓度为50～60％的硝酸溶液，且无机酸与砼伴纤维、抗裂纤维的质量比为12～15：1.5～2.2：2.6～3.2，所述酸性混合物与混合组分的质量比为1.0：3.5～4.5。
更进一步地，所述骨料由河砂和陶砂按照质量比2～5：1混合制成。
更进一步地，所述减水剂选用萘系减水剂或聚羧酸系减水剂中的任意一种。
一种保温型轻质混凝土材料的生产工艺，包括如下步骤：
s1、严格按上述比例准确称取所需的各原料；并将称量好的膨胀珍珠岩、页岩陶粒、玻化微珠、锌钡白、骨料和保温填料分别倒入强制式搅拌机内，然后向搅拌机内加入总水量二分之一的水，并启动强制式搅拌机，对其内部的原料进行搅拌，搅拌时间设置为5～10min；
s2、将称量好的硅酸盐水泥、粉煤灰、泡沫水泥轻质土、余量的水及原料一同倒入强制搅拌机内，混合搅拌20～30min；搅拌完成后将强制搅拌机内的混合物料转入预先准备好的特定模具中，然后将盛装有混合物料的模具置于试验振动台上振实成型，以赶出物料中的所夹杂的气泡；并使用抹刀将模具表面的砂浆抹平；
s3、待模具中的混合物料成型后，将成型后的混凝土试块与模具脱离开来；并将脱模后的成型的混凝土试块放入混凝土养护箱中，在标准条件下进行养护处理，待养护完毕后即得保温型轻质混凝土材料成品。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明中以自制的保温填料作为生产保温型轻质混凝土材料的原料；其中，保温填料中由前驱体、砼伴纤维和抗裂纤维等原料制成。所制备的保温填料本身为三维空间的网状结构，且三维网状结构砼被气体介质与砼伴纤维及抗裂纤维完全填充，这不仅有效地减小了所制备的保温填料本身的密度及自重。而且，其本身与膨胀珍珠岩、玻化微珠及锌钡白之间的配合使用还能显著提高所生产的混凝土材料的保温、隔热性能。
2、保温填料本身的三维网状结构与砼伴纤维之间相互配合使用，不仅能有效的抑制混凝土材料因固塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂缝；防止及抑制裂缝的形成及扩展，大大改善了混凝土材料的抗渗性能及抗冲击性能。再者，抗裂纤维及其本身三维网状结构的配合作用，能大大地改善所制备的混凝土材料的抗断裂性能，及耐酸碱性能。有效地延长了本发明所生产的混凝土材料的使用寿命。
综上可知，本发明所生产的混凝土材料不仅抗压强度较好，而且其本身的保温隔热效果也比较优良。再者，其本身自重较轻，有效减小了建筑物的自重，同时也减小了基础处理费用及工程造价。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面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作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。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种保温型轻质混凝土材料，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥260份、粉煤灰60份、泡沫水泥轻质土80份、膨胀珍珠岩50份、页岩陶粒45份、玻化微珠30份、锌钡白60份、骨料50份、保温填料25份、hk-7泵送剂3.5份、减水剂8份和水160份。
保温填料的生产工艺包括如下步骤：
a、准确称取适量的前驱体、无水乙醇、稳定剂和去离子水，并对其进行超声混合均匀，所得记为混合组分；然后将无机酸、砼伴纤维、抗裂纤维加至适量的去离子水中，使之ph稳定在3.6，待其机械搅拌均匀后，将所得的酸性混合物缓慢滴加至混合组分中，并以120r/min的速率对两者所组成的混合物进行磁力搅拌，使所得的混合物形成透明的溶胶状态；
b、然后将所得溶胶密封后置于烘箱内，并在40℃的条件下使溶胶形态转变成凝胶状态，再向凝胶状态的混合物中加醇陈化处理后，在50℃的条件下对其进行干燥处理，得到干凝胶；
c、将所得干凝胶置于高压反应釜中，并向高压反应釜内通入氮气，以排空釜内的空气并密闭之；再以3℃/min的速率将温度升至250℃，压力控制为6.5mpa，保温静置25min；然后缓慢放气，并用氮气吹扫至室温，开釜后即得保温填料成品。
步骤a中前驱体选用乙氧基铝。
步骤a中稳定剂选用硝酸镁。
步骤a中前驱体、无水乙醇、稳定剂和去离子水的质量比为1.5：10：0.2：15。
步骤a中无机酸选用浓度为50％的硝酸溶液，且无机酸与砼伴纤维、抗裂纤维的质量比为12：1.5：2.6，酸性混合物与混合组分的质量比为1.0：3.5。
骨料由河砂和陶砂按照质量比2：1混合制成。
减水剂选用萘系减水剂。
一种保温型轻质混凝土材料的生产工艺，包括如下步骤：
s1、严格按上述比例准确称取所需的各原料；并将称量好的膨胀珍珠岩、页岩陶粒、玻化微珠、锌钡白、骨料和保温填料分别倒入强制式搅拌机内，然后向搅拌机内加入总水量二分之一的水，并启动强制式搅拌机，对其内部的原料进行搅拌，搅拌时间设置为5min；
s2、将称量好的硅酸盐水泥、粉煤灰、泡沫水泥轻质土、余量的水及原料一同倒入强制搅拌机内，混合搅拌20min；搅拌完成后将强制搅拌机内的混合物料转入预先准备好的特定模具中，然后将盛装有混合物料的模具置于试验振动台上振实成型，以赶出物料中的所夹杂的气泡；并使用抹刀将模具表面的砂浆抹平；
s3、待模具中的混合物料成型后，将成型后的混凝土试块与模具脱离开来；并将脱模后的成型的混凝土试块放入混凝土养护箱中，在标准条件下进行养护处理，待养护完毕后即得保温型轻质混凝土材料成品。
实施例2
一种保温型轻质混凝土材料，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥300份、粉煤灰70份、泡沫水泥轻质土90份、膨胀珍珠岩60份、页岩陶粒50份、玻化微珠40份、锌钡白65份、骨料55份、保温填料30份、hk-7泵送剂4.0份、减水剂10份和水200份。
保温填料的生产工艺包括如下步骤：
a、准确称取适量的前驱体、无水乙醇、稳定剂和去离子水，并对其进行超声混合均匀，所得记为混合组分；然后将无机酸、砼伴纤维、抗裂纤维加至适量的去离子水中，使之ph稳定在4.0，待其机械搅拌均匀后，将所得的酸性混合物缓慢滴加至混合组分中，并以180r/min的速率对两者所组成的混合物进行磁力搅拌，使所得的混合物形成透明的溶胶状态；
b、然后将所得溶胶密封后置于烘箱内，并在45℃的条件下使溶胶形态转变成凝胶状态，再向凝胶状态的混合物中加醇陈化处理后，在53℃的条件下对其进行干燥处理，得到干凝胶；
c、将所得干凝胶置于高压反应釜中，并向高压反应釜内通入氮气，以排空釜内的空气并密闭之；再以4℃/min的速率将温度升至270℃，压力控制为7.0mpa，保温静置30min；然后缓慢放气，并用氮气吹扫至室温，开釜后即得保温填料成品。
步骤a中前驱体选用异丙醇钛。
步骤a中稳定剂选用硝酸钙。
步骤a中前驱体、无水乙醇、稳定剂和去离子水的质量比为1.8：13：0.3：18。
步骤a中无机酸选用浓度为55％的硝酸溶液，且无机酸与砼伴纤维、抗裂纤维的质量比为14：1.8：3.0，酸性混合物与混合组分的质量比为1.0：4.0。
骨料由河砂和陶砂按照质量比3：1混合制成。
减水剂选用聚羧酸系减水剂。
一种保温型轻质混凝土材料的生产工艺，包括如下步骤：
s1、严格按上述比例准确称取所需的各原料；并将称量好的膨胀珍珠岩、页岩陶粒、玻化微珠、锌钡白、骨料和保温填料分别倒入强制式搅拌机内，然后向搅拌机内加入总水量二分之一的水，并启动强制式搅拌机，对其内部的原料进行搅拌，搅拌时间设置为8min；
s2、将称量好的硅酸盐水泥、粉煤灰、泡沫水泥轻质土、余量的水及原料一同倒入强制搅拌机内，混合搅拌25min；搅拌完成后将强制搅拌机内的混合物料转入预先准备好的特定模具中，然后将盛装有混合物料的模具置于试验振动台上振实成型，以赶出物料中的所夹杂的气泡；并使用抹刀将模具表面的砂浆抹平；
s3、待模具中的混合物料成型后，将成型后的混凝土试块与模具脱离开来；并将脱模后的成型的混凝土试块放入混凝土养护箱中，在标准条件下进行养护处理，待养护完毕后即得保温型轻质混凝土材料成品。
实施例3
一种保温型轻质混凝土材料，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥320份、粉煤灰75份、泡沫水泥轻质土100份、膨胀珍珠岩70份、页岩陶粒60份、玻化微珠45份、锌钡白75份、骨料60份、保温填料36份、hk-7泵送剂4.5份、减水剂13份和水240份。
保温填料的生产工艺包括如下步骤：
a、准确称取适量的前驱体、无水乙醇、稳定剂和去离子水，并对其进行超声混合均匀，所得记为混合组分；然后将无机酸、砼伴纤维、抗裂纤维加至适量的去离子水中，使之ph稳定在4.8，待其机械搅拌均匀后，将所得的酸性混合物缓慢滴加至混合组分中，并以240r/min的速率对两者所组成的混合物进行磁力搅拌，使所得的混合物形成透明的溶胶状态；
b、然后将所得溶胶密封后置于烘箱内，并在50℃的条件下使溶胶形态转变成凝胶状态，再向凝胶状态的混合物中加醇陈化处理后，在55℃的条件下对其进行干燥处理，得到干凝胶；
c、将所得干凝胶置于高压反应釜中，并向高压反应釜内通入氮气，以排空釜内的空气并密闭之；再以5℃/min的速率将温度升至280℃，压力控制为8.5mpa，保温静置40min；然后缓慢放气，并用氮气吹扫至室温，开釜后即得保温填料成品。
步骤a中前驱体选用乙氧基锆。
步骤a中稳定剂选用硝酸钇。
步骤a中前驱体、无水乙醇、稳定剂和去离子水的质量比为2.0：15：0.5：20。
步骤a中无机酸选用浓度为60％的硝酸溶液，且无机酸与砼伴纤维、抗裂纤维的质量比为15：2.2：3.2，酸性混合物与混合组分的质量比为1.0：4.5。
骨料由河砂和陶砂按照质量比5：1混合制成。
减水剂选用萘系减水剂。
一种保温型轻质混凝土材料的生产工艺，包括如下步骤：
s1、严格按上述比例准确称取所需的各原料；并将称量好的膨胀珍珠岩、页岩陶粒、玻化微珠、锌钡白、骨料和保温填料分别倒入强制式搅拌机内，然后向搅拌机内加入总水量二分之一的水，并启动强制式搅拌机，对其内部的原料进行搅拌，搅拌时间设置为10min；
s2、将称量好的硅酸盐水泥、粉煤灰、泡沫水泥轻质土、余量的水及原料一同倒入强制搅拌机内，混合搅拌30min；搅拌完成后将强制搅拌机内的混合物料转入预先准备好的特定模具中，然后将盛装有混合物料的模具置于试验振动台上振实成型，以赶出物料中的所夹杂的气泡；并使用抹刀将模具表面的砂浆抹平；
s3、待模具中的混合物料成型后，将成型后的混凝土试块与模具脱离开来；并将脱模后的成型的混凝土试块放入混凝土养护箱中，在标准条件下进行养护处理，待养护完毕后即得保温型轻质混凝土材料成品。
性能检测
对比例：苏州某工程有限公司生产的混凝土材料。
分别将对比例和实施例1-3生产的保温型轻质混凝土材料(记作实施例1-3)及对比例产品进行性能检测，所得数据记录于下表：
由上表中的相关数据可知，相比较于对比例提供的混凝土材料，本发明制备的混凝土材料不仅导热性能及抗压强度较好。而且其质量较轻、抗渗能力优、抗断裂性能也比较优良。表明本发明制备的混凝土材料具有更广阔的市场前景，更适宜推广。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。