本申请涉及混凝土的技术领域，更具体地说，它涉及一种抗压泡沫混凝土及其制备方法。
背景技术：
泡沫混凝土，又名发泡混凝土或轻质混凝土，泡沫混凝土是一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料，泡沫混凝土是用于地面保温垫层、上翻梁基坑填充，墙体浇注等的节能材料。近年来，为了进一步实现环境友好型发展，各行各业对节能环保的要求不断提高。在建筑行业，泡沫混凝土作为一种节能环保、价格低廉、防火隔音、密度低的新型环保节能材料，其应用日益广泛。
泡沫混凝土的原料包括水泥、矿渣、火山灰、粉煤灰等，其中水泥是建筑行业中常用的原料之一，易于购得且价格低廉，矿渣、火山灰、粉煤灰等废弃物作为泡沫混凝土的骨料，主要对泡沫混凝土起到填充制成作用，同样易于得到，且还可实现资源的循环利用，保护环境。将轻质的泡沫混凝土应用于建筑中，不仅表现出优越的防火、保温、减震性能，还有效减少了建筑物的自重。因此，在未来建筑行业中，泡沫混凝土将会拥有更大的发展空间和更加广阔的市场。
泡沫混凝土根据其密度的不同，可应用于不同的场合下。目前，被用来充当建筑物承重件的泡沫混凝土密度大多数在600kg/m3(高密度混凝土)以上，该密度范围的泡沫混凝土具有较好的抗压性能，而密度在600kg/m3(低密度混凝土)以下的泡沫混凝土通常被用作保温材料。随着现代建筑高度的不断提升，将低密度混凝土应用在建筑称重迫在眉睫。但是，低密度泡沫混凝土存在抗压强度偏低的缺陷，大大限制了其应用和推广。
技术实现要素：
为了提高低密度泡沫混凝土的抗压性能，本申请提供一种抗压泡沫混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种抗压泡沫混凝土，采用如下的技术方案：
一种抗压泡沫混凝土，包括如下重量份数的组分：
磷石膏80-100份；
水泥熟料10-20份；
粉煤灰40-60份；
矿粉40-60份；
抗裂纤维10-15份
第一水剂60-70份；
第二水剂40-50份；
第三水剂40-50份；
减水剂3-5份；
发泡剂2-7份；
所述发泡剂由十二烷基硫酸钠、十二醇、羧甲基纤维素钠和葡萄糖酸钠混合组成。
通过采用上述技术方案，泡沫混凝土拥有较低的密度是通过其内部的细小封闭的气泡来实现的，使用上述发泡剂制备出的泡沫直径较小、尺寸大小均匀，且泡沫的稳定性较好，便于泡沫均匀分散在泡沫混凝土内，从而使粉煤灰、矿粉等填料可以充分分散在泡沫周围，继而提高泡沫混凝土的强度。
磷石膏是湿法磷酸工艺中产生的固体废弃物，磷石膏的随意排放堆积严重破坏了生态环境，不仅污染地下水资源，还造成土地资源的浪费。本申请中采用磷石膏作为原料生产抗压泡沫混凝土，对磷石膏进行再利用，节约了资源，且有利于保护环境。但是，磷石膏内存有大量的磷、氟等杂质，这些杂质会降低制得混凝土的抗压和抗裂性能，通过添加水泥熟料，水泥熟料中主要成分氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙可以与磷石膏内的磷、氟等杂质进行反应，因此提高了泡沫混凝土的抗压和抗裂性能。
优选的，所述发泡剂中，按重量比计算，十二烷基硫酸钠:十二醇:羧甲基纤维素钠:葡萄糖酸钠为1:(0.06-0.10):(0.3-0.5):(0.1-0.3)。
通过采用上述技术方案，在上述配比范围内混合得到的发泡剂发泡产生的泡沫具有更好的稳定性和分散性，同时使泡沫的大小更加均匀，从而提高了制得泡沫混凝土的抗压性能。
优选的，所述抗裂纤维由玻璃纤维和钢纤维按重量比1:(1.5-2)混合组成。
通过采用上述技术方案，抗裂纤维与泡沫混凝土牢固结合，可明显减少抗压泡沫混凝土内部裂纹的扩展，提高泡沫混凝土的抗裂性能，继而间接提高了泡沫混凝土的抗压性能。
优选的，所述玻璃纤维采用耐碱玻璃纤维，所述钢纤维采用表面镀铜钢纤维。
通过采用上述技术方案，在制备抗压泡沫混凝土的过程中，可能有部分抗裂纤维分散于泡沫混凝土表面，位于泡沫混凝土表面的抗裂纤维受外界环境影响会发生腐蚀，通过采用耐碱玻璃纤维和表面镀铜钢纤维混合得到抗裂纤维，提高了抗裂纤维的耐腐蚀性能，从而提高了抗裂纤维的使用寿命，保证了制得的泡沫混凝土的抗裂抗压能力。
优选的，所述减水剂采用ssf-330、ssf-1000和ssf-2000中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，加入上述减水剂，在不改变各组分原料配比及混凝土塌落度的情况下，减少了水的用量，从而降低了泡沫混凝土的水灰比，继而提高了制得的泡沫混凝土的抗裂和抗压力性能，提高了混凝土的使用寿命。
优选的，还包括3-5份的功能填料，所述功能填料由聚苯乙烯微球和硅烷偶联剂混合组成，所述聚苯乙烯微球的粒径为100-200nm。
通过采用上述技术方案，聚苯乙烯微球的尺寸较小，可充分进入泡沫混凝土内的缝隙中，提高制得泡沫混凝土的密实度，从而提高混凝土的抗裂和抗压性能，因聚苯乙烯微球易产生团聚现象，通过加入硅烷偶联剂，提高聚苯乙烯微球的分散性，使聚苯乙烯微球可以较为均匀的分散并填充在泡沫混凝土内，进一步提高制得泡沫混凝土的抗裂和抗压性能。
优选的，所述功能填料中，所述聚苯乙烯微球和硅烷偶联剂按重量比计算，聚苯乙烯微球:硅烷偶联剂为1:(0.4-0.6)。
通过采用上述技术方案，在上述重量配比内制备功能填料，使得聚苯乙烯微球具有较好的分散性，提高制得泡沫混凝土的抗裂和抗压性能。
第二方面，本申请提供一种抗压泡沫混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：一种抗压泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：
s1，将发泡剂和第一水剂混合后搅拌，得到泡沫；
s2，将磷石膏、水泥熟料和第二水剂在25-30℃下球磨40-60min，得到磷石膏浆体；
s3，将粉煤灰、矿粉、抗裂纤维、第三水剂和减水剂加入s2中得到的磷石膏浆体中，并加入s1中得到的泡沫，搅拌混合，得到泡沫水泥；
s4，将泡沫水泥浇筑到模具内，静置24-36h后脱模，养护，即得抗压泡沫混凝土。
通过采用上述技术方案，先使用发泡剂预先制备泡沫，然后再将混凝土浆体、骨料及其他添加剂混合搅拌，最后浇筑模具养护制备泡沫混凝土。通过上述方法生产出的泡沫混凝土，其内部泡沫直径均在1mm以下，泡沫大小较为一致，且泡沫稳定性强寿命长，并且泡沫在混凝土浆体中不易破裂，从而减少了形成大气泡或连通孔的形成，提高了泡沫混凝土的抗压性能。本申请的制备方法，各步骤均容易操作，条件要求低，且各原料均易于得到，并大部分原料均为工业废弃物，节约了资源，保护了环境，有利于可持续发展。
将磷石膏、水泥熟料和第二水剂球磨时，水泥熟料中主要成分氧化钙与水生成氢氧化钙，氢氧化钙与磷石膏中的磷发生反应，起到固化磷杂质的作用，同时使混合物呈碱性，便于后续与粉煤灰、矿粉的混合，有助于提高制得泡沫混凝土的早期强度。
优选的，所述s2中，球磨完毕后，还将磷石膏浆体在25-30℃下静置4-6h。
通过采用上述技术方案，在静置时间内，随着磷石膏浆体的溶解，其内部的磷、氟等杂质暴露出来，并与氢氧化钙发生反应，进一步减少体系内磷、氟等杂质的含量，继而提高泡沫混凝土的抗压性能。
优选的，所述s1中，搅拌转速为1200-1600rpm，搅拌时间为10-20min；
所述s3中，搅拌转速为1800-2000rpm，搅拌时间为30-40min。
通过采用上述技术方案，s1中在上述转速和时间范围内进行搅拌，可使发泡剂充分发泡，形成大小均一、稳定性高的泡沫，有利于提高泡沫混凝土的强度。s2中在上述转速和时间范围内进行搅拌，可使泡沫与其他组分充分混合，使泡沫较为均匀的分散在整个体系中，继而使制得的泡沫混凝土内部的泡沫均匀分散，提高混凝土的抗裂抗压性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.本申请采用发泡剂，制备出的泡沫具有直径小、尺寸大小均匀、稳定性好等优点，应用于泡沫混凝土中，使泡沫可以较均匀的分散在混凝土内，从而提高泡沫混凝土的抗压性能；
2.本申请采用磷石膏制备泡沫混凝土，将废弃物磷石膏再利用，有利于保护资源，同时节省成本，实现可持续发展，通过添加水泥熟料，有效减低了磷石膏内磷、氟等杂质的含量，进而提高了泡沫混凝土的抗裂和抗压强度；
3.本申请的方法，通过预先制备泡沫和磷石膏浆体，然后将泡沫、磷石膏浆体和其他原料混合制备泡沫混凝土，有利于提高各组分在混凝土体系内的分散性，进而提高制得泡沫混凝土的抗裂和抗压性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请的各实施例中所用的原料，除下述特殊说明之外，其他均为市售：
磷石膏采自安徽省庐江县古镇矿产品有限公司，货号为20200227001；
水泥熟料采自灵寿县怡然矿产品加工厂，货号为yr-01；
粉煤灰采自灵寿县光辉矿产品加工有限公司，货号为542；
矿粉为s95级矿渣粉，采自灵寿县健石矿物粉体厂，货号为7-22；
第一水剂、第二水剂、第三水剂均为洁净的工业水；
十二烷基硫酸钠采自苏州市尊斓工贸有限公司，货号为zlg-038；
十二醇采自南京天心化工有限公司，工业级，密度0.83g/cm3，含量99.5％，货号为1298；
羧甲基纤维素钠采自郑州美孚化工实力卖场，工业级，密度1.450g/cm3，含量≥98％；
葡萄糖酸钠采自苏州华航化工科技有限公司，工业级，密度1.763g/cm3，含量98％，货号为sh-36；
耐碱玻璃纤维采自东莞市鑫圣佳复合材料有限公司，货号为xsj-31，规格为6㎜；
表面镀铜钢纤维采自济宁诚顺金属制品有限公司，截面尺寸为0.2-0.3㎜，长度为1.2-1.4㎜，抗拉强度2800mpa，货号为c50；
ssf-1000采自湖北山树风建材科技有限公司，为萘系高效减水剂，减水率≥20％；
ssf-2000采自湖北山树风建材科技有限公司，为脂肪族高效减水剂，减水率≥16％；
ssf-300采自湖北山树风建材科技有限公司，为早强高效减水剂，减水率≥10％；
聚苯乙烯微球采自东莞市科迈新材料有限公司，型号为km-5030，ph为6-8.5，有效物质含量99.9％；
硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh-560。
本申请实施例中提到的模具规格为150㎜×150㎜×150㎜；
本申请实施例中提到的养护指的是在温度为20±2℃、湿度为95％的标准养护室内养护28d。
实施例
实施例1
一种抗压泡沫混凝土，各组分及其相应的重量如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
s1，将发泡剂和第一水剂混合后，在1400rpm转速下搅拌15min，得到泡沫；
其中，发泡剂由十二烷基硫酸钠、十二醇、羧甲基纤维素钠和葡萄糖酸钠按重量比1:0.08:0.4:0.2混合组成；
s2，将磷石膏、水泥熟料和第二水剂在28℃下球磨50min，得到磷石膏浆体；
s3，将粉煤灰、矿粉、抗裂纤维、第三水剂和减水剂加入s2中得到的磷石膏浆体中，并加入s1中得到的泡沫，在1900rpm转速下搅拌混合35min，得到泡沫水泥；
其中，抗裂纤维由玻璃纤维和钢纤维按重量比1:1.75混合组成，且玻璃纤维采用耐碱玻璃纤维，钢纤维采用表面镀铜钢纤维；
s4，将泡沫水泥浇筑到模具内，静置30h后脱模，养护，即得抗压泡沫混凝土。
实施例2-6
一种抗压泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量如表1所示。
表1实施例1-6中各组分及其重量(kg)
实施例7
一种抗压泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s1中，发泡剂由十二烷基硫酸钠、十二醇、羧甲基纤维素钠和葡萄糖酸钠按重量比1:0.06:0.3:0.1混合组成。
实施例8
一种抗压泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s1中，发泡剂由十二烷基硫酸钠、十二醇、羧甲基纤维素钠和葡萄糖酸钠按重量比1:0.10:0.5:0.3混合组成。
实施例9
一种抗压泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s3中，抗裂纤维由玻璃纤维和钢纤维按重量比1:1.5混合组成，且玻璃纤维采用耐碱玻璃纤维，钢纤维采用表面镀铜钢纤维。
实施例10
一种抗压泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s3中，抗裂纤维由玻璃纤维和钢纤维按重量比1:2混合组成，且玻璃纤维采用耐碱玻璃纤维，钢纤维采用表面镀铜钢纤维。
实施例11
一种抗压泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s3中，还加入3kg功能填料，功能填料由粒径为100nm的聚苯乙烯微球和硅烷偶联剂按重量比1:0.4混合组成。
实施例12
一种抗压泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s3中，还加入4kg功能填料，功能填料由粒径为150nm的聚苯乙烯微球和硅烷偶联剂按重量比1:0.5混合组成。
实施例13
一种抗压泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s3中，还加入5kg功能填料，功能填料由粒径为200nm的聚苯乙烯微球和硅烷偶联剂按重量比1:0.6混合组成。
实施例14
一种抗压泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s2中，球磨完毕后，将磷石膏浆体在25℃下静置6h后出料。
实施例15
一种抗压泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s2中，球磨完毕后，将磷石膏浆体在27℃下静置5h后出料。
实施例16
一种抗压泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s2中，球磨完毕后，将磷石膏浆体在30℃下静置4h后出料。
实施例17
一种抗压泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s1中，搅拌转速为1200rpm，搅拌时间为20min；
s2中，球磨温度为25℃，球磨时间为60min；
s3中，搅拌转速为1800rpm，搅拌时间为40mini；
s4中，静置时间为24h。
实施例18
一种抗压泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s1中，搅拌转速为1600rpm，搅拌时间为10min；
s2中，球磨温度为30℃，球磨时间为40min；
s3中，搅拌转速为2000rpm，搅拌时间为30mini；
s4中，静置时间为36h。
对比例
对比例1
一种泡沫混凝土，采自广西三益节能科技有限公司，抗压强度达1.0mpa以上，密度为500kg/m3。
对比例2
一种泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s1中，发泡剂由十二烷基硫酸钠、十二醇、羧甲基纤维素钠和葡萄糖酸钠按重量比1:0.04:0.3:0.1混合组成。
对比例3
一种泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s1中，发泡剂由十二烷基硫酸钠、十二醇、羧甲基纤维素钠和葡萄糖酸钠按重量比1:0.06:0.2:0.05混合组成。
对比例4
一种泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s1中，发泡剂由十二烷基硫酸钠、十二醇、羧甲基纤维素钠和葡萄糖酸钠按重量比1:0.12:0.4:0.2混合组成。
对比例5
一种泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s3中，抗裂纤维由玻璃纤维和钢纤维按重量比1:1.3混合组成，且玻璃纤维采用耐碱玻璃纤维，钢纤维采用表面镀铜钢纤维。
对比例6
一种泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s3中，抗裂纤维由玻璃纤维和钢纤维按重量比1:2.2混合组成，且玻璃纤维采用耐碱玻璃纤维，钢纤维采用表面镀铜钢纤维。
对比例7
一种泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s3中，加入1kg功能填料。
对比例8
一种泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s3中，加入8kg功能填料。
对比例9
一种泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s3中，功能填料由粒径为200nm的聚苯乙烯微球和硅烷偶联剂按重量比1:0.2混合组成。
对比例10
一种泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s3中，功能填料由粒径为200nm的聚苯乙烯微球和硅烷偶联剂按重量比1:0.8混合组成。
对比例11
一种泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s1中，搅拌转速为600rpm，搅拌时间为40min；
s3中，搅拌转速为1200rpm，搅拌时间为60mini。
对比例12
一种泡沫混凝土，与实施例1的不同之处在于，泡沫混凝土的制备过程内s1中，搅拌转速为2000rpm，搅拌时间为10min；
s3中，搅拌转速为2200rpm，搅拌时间为30mini。
性能检测试验
分别取实施例1-18和对比例1-12制得的泡沫混凝土作为测试对象，按照gb/t50081-2019《普通混凝土力学性能试验方法标准》测试泡沫混凝土的抗压强度。每个实施例或对比例制得的抗裂混凝土均取五个试件进行抗压强度测试，测试结果取平均值，并计入下列表2；使用电子天平称量测试样品的质量，并计算密度，计算结果取平均值，并计入下列表2。
表2抗压强度和密度测试结果
由表2中测试数据可以看出：本申请实施例制备的抗压泡沫混凝土具有较好的抗压性能，抗压强度均达2.0mpa以上，且密度较低，可广泛应用于建筑行业中，作为承重、保温、减震、隔音等材料使用。
结合实施例1和对比例1，并结合表2可以看出，相比于市售的泡沫混凝土，本申请实施例中制得的抗压泡沫混凝土在具有更低的密度的同时，还具有更好的抗压性能，扩大了泡沫混凝土的使用范围。
结合实施例1、7、8和对比例2-4，并结合表2可以看出，本申请实施例1、7、8中制得的泡沫混凝土的抗压性能明显高于对比例2-4中制得的泡沫混凝土，且实施例1、7、8中，实施例1制得的泡沫混凝土抗压性能优于实施例7、8中制得的泡沫混凝土，由此表明了，当十二烷基硫酸钠、十二醇、羧甲基纤维素钠和葡萄糖酸钠的重量比为1:(0.06-0.10):(0.3-0.5):(0.1-0.3)时，制得的发泡剂起到更好的发泡效果，制得的泡沫混凝土具有更好的抗压性能。
结合实施例1、9、10和对比例5、6，并结合表2可以看出，实施例1、9、10中制得的抗压泡沫混凝土的抗压强度均在2.4-2.5mpa左右，其中实施例1为较优实施例，对比例5和对比例6中制得的泡沫混凝土的抗压强度仅在2.0mpa左右。由此表明了，在制备泡沫混凝土时，当抗裂纤维由耐碱玻璃纤维和表面镀铜钢纤维按重量比1:(1.5-2)混合组成时，其起到的抗裂抗压效果更好。
结合实施例1、11-13和对比例7、8，并结合表2可以看出，实施例11-13制得的抗压泡沫混凝土的抗压强度在2.8-3.1mpa之间，相比于实施例1而言，实施例11-13制得的泡沫混凝土的抗压性能更好，由此表明了加入功能填料可明显提高泡沫混凝土的抗压性能，同时结合对比例7和对比例8，可知当功能填料的加入量为3-5份时，其效果最好。
结合实施例14-16和对比例9、10，并结合表2可以看出，实施例14-16中制得的泡沫混凝土的抗压性能明显优于对比例9、10中制得的泡沫混凝土，由此表明了当功能填料由粒径为200nm的聚苯乙烯微球和硅烷偶联剂按重量比1:(0.4-0.6)混合组成时，其所起的抗压性能最好。
结合实施例1、17、18和对比例11、12，并结合表2可以看出，实施例1、17、18制得的抗压泡沫混凝土相比于对比例11、12制得的泡沫混凝土而言具有更好的抗压性能，分析其原因是由于当搅拌转速过低时，无法更充分的产生泡沫，且无法将泡沫混凝土中的各组分充分混合，当搅拌转速过高时，其所起的效果没有明显提升，但耗能增加，增加了生产成本。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。