專(zhuān)利名稱(chēng)：一種泡沫混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)建筑材料的組成和制備方法，具體說(shuō)是一種超低密度泡沫混凝土及其制備方法。本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
泡沫混凝土是一種以水泥為主要原料，借助于化學(xué)或物理發(fā)泡方法引入適量氣泡，再經(jīng)澆注、養(yǎng)護(hù)、硬化之后得到的水泥基多孔性輕質(zhì)固體材料，具有輕質(zhì)、保溫、防火、防潮、隔音、耐凍、吸震和漿體高流動(dòng)性等一系列優(yōu)越性能，通常被用于節(jié)能保溫、噪聲控制、 高層建筑、吸震緩沖和不規(guī)則空間填充等工程場(chǎng)合。普通泡沫混凝土的密度一般波動(dòng)于300_1500kg/m3之間，其性能與密度之間有著密切的關(guān)聯(lián)。一般地，隨著密度的減小泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)降低、保溫和隔音效果改善、 吸震效果提高。目前，國(guó)內(nèi)外建筑工程中使用的比較多的是密度在600-1200kg/m3之間泡沫混凝土。主要應(yīng)用于填充澆注、屋頂隔熱、輕質(zhì)砌塊制作等場(chǎng)合，技術(shù)含量低，附加值并不高，保溫效果難以與聚苯泡沫類(lèi)材料相匹敵。目前我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)一系列新建房屋節(jié)能要求和既有房屋節(jié)能改造要求相關(guān)的政策。這就對(duì)保溫隔熱材料提出了新的、更高的要求?，F(xiàn)行建筑節(jié)能工程中普遍采用的聚苯泡沫材料，具有優(yōu)越的保溫性能，但是，由于是有機(jī)材料故存在嚴(yán)重的火災(zāi)隱患。急需一種完全無(wú)機(jī)的不燃和阻燃性保溫隔熱材料替代聚苯類(lèi)保溫材料。本發(fā)明提出的超低密度泡沫混凝土(即密度等級(jí)< 300kg/m3)，具有良好的熱工性能，以及優(yōu)越的施工性能可以作為聚苯類(lèi)保溫材料的替代品，用于房屋建筑的節(jié)能工程之中。中國(guó)專(zhuān)利CN1887772A介紹的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土采用的是特種水泥制備泡沫混凝土，密度等級(jí)為300kg/m3以上，但是其成本很高，耐久性不好，密度偏高，保溫性能差，應(yīng)用具有局限性。中國(guó)專(zhuān)利CN101973779A介紹的一種新型泡沫混凝土的制備工藝，密度等級(jí)為700-1200kg/m3，密度太高，保溫性能差，只能應(yīng)用于填充工程場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)成本很高，耐久性不好，密度偏高，保溫性能差，應(yīng)用具有局限性等不足而提出了一種泡沫混凝土，本發(fā)明的另一目的還提供了上述泡沫混凝土的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為采用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥代替特種水泥作為制備超低密度泡沫混凝土的主要膠凝材料，通過(guò)摻加一定種類(lèi)及摻量早強(qiáng)劑對(duì)普通水泥進(jìn)行改性，使其具備制備超低密度泡沫混凝土的性能。一方面可以降低原材料成本，另一方面，可以改善泡沫混凝土制品的耐久性。本發(fā)明的具體技術(shù)方案為一種泡沫混凝土，其特征在于由普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥、化學(xué)發(fā)泡劑(HP)、穩(wěn)泡劑(CC)、早強(qiáng)劑(WA)、減水劑(FS)和水配制混合、攪拌而成；其中各組分按質(zhì)量比為水泥化學(xué)發(fā)泡劑穩(wěn)泡劑早強(qiáng)劑減水劑水為160-320 16-21.5 2-6 0.6-2 0.4-2 86-180 ；泡沫混凝土的表觀干燥密度為 150_300kg/ m3 ；抗壓強(qiáng)度可達(dá)0. 10-0. 50MPa ；導(dǎo)熱系數(shù)為0. 06-0. 08ff/m · K。優(yōu)選上述的普通硅酸鹽水泥為P042. 5普通硅酸鹽水泥；所述的硅酸鹽水泥為 PII52.5硅酸鹽水泥。優(yōu)選所述化學(xué)發(fā)泡劑為雙氧水溶液，雙氧水質(zhì)量濃度為10-30%，以下用“HP”表示；所述穩(wěn)泡劑為NJ物理發(fā)泡劑，以下用“FS”表示；所述早強(qiáng)劑為CaCl2、硫酸鋁或水玻璃，以下用“CC”表示；所述減水劑為聚羧酸系高效減水劑，以下用“WA”表示。其中，水泥主要提供泡沫混凝土基體材料，借助于水泥的快速硬化固定發(fā)生的氣泡，并產(chǎn)生足夠的機(jī)械強(qiáng)度，形成泡沫混凝土的基礎(chǔ)骨架；發(fā)泡劑的功能在于借助于其與水泥中某些組分間的發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生氣泡，以提供足夠的泡沫；穩(wěn)泡劑的作用在于穩(wěn)定產(chǎn)生的氣泡，防止?jié){體內(nèi)氣泡在水泥漿凝固之前過(guò)分長(zhǎng)大或破損，進(jìn)而防止泡沫混凝土在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中可能發(fā)生的塌陷；減水劑的作用在于調(diào)節(jié)漿體的流動(dòng)性，有利于發(fā)泡劑反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡的自由生長(zhǎng)。本發(fā)明還提供了上述的泡沫混凝土的方法，借助于本發(fā)明提供的制備方法可以實(shí)現(xiàn)泡沫混凝土的超低密度、低導(dǎo)熱系數(shù)及其制備的低成本化和工廠化；其具體步驟如下A.水泥漿制備將普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥和水計(jì)量后加入攪拌機(jī)混合攪拌；B.穩(wěn)泡劑和外加劑拌合再加入計(jì)量的穩(wěn)泡劑、早強(qiáng)劑、減水劑，與水泥漿混合在攪拌速度為800-1500rpm中速下攪拌2-%iin ；C.混合料漿攪拌在步驟B的水泥漿中加入計(jì)量的化學(xué)發(fā)泡劑，在攪拌速度為 2500-3000rpm 高速下攪拌 0. 5-lmin ；D.泡沫混凝土澆筑將攪拌好的泡沫混凝土料漿注入模具中；靜置發(fā)泡； 20-300C (室溫)下養(yǎng)護(hù)12- 小時(shí)、硬化；得到泡沫混凝土。有益效果本發(fā)明提供了的泡沫混凝土為超低密度的泡沫混凝土，其表觀干燥密度為 150-300kg/m3左右，抗壓強(qiáng)度可達(dá)0. 10-0. 50MPa,導(dǎo)熱系數(shù)為0. 06-0. 08ff/m ·Κ，氣孔封閉， 保溫隔熱效果、耐久性好，且材料成本低。該超低密度泡沫混凝土在澆筑至凝固過(guò)程中不產(chǎn)生收縮下沉、坍塌、變形。該超輕泡沫混凝土可作為屋面保溫工程、地暖工程、輕質(zhì)墊層材料，尤其適用于外墻保溫系統(tǒng)、節(jié)能復(fù)合板材等。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的超低密度泡沫混凝土，它主要組分由水泥、化學(xué)發(fā)泡劑、早強(qiáng)劑、穩(wěn)泡劑、減水劑和水組成。所述各組分質(zhì)量比為水泥HP CC WA FS 水=(160-320 )(16-21.5) (2-6) (0.6-2) (0.4-2) (86-180)。其中，水泥為ΡΙΙ52. 5硅酸鹽水泥或Ρ042. 5普通硅酸鹽水泥；發(fā)泡劑為雙氧水溶液，雙氧水的質(zhì)量濃度為10% -30%;穩(wěn)泡劑為NJ物理發(fā)泡劑；早強(qiáng)劑為CaCl2或硫酸鋁或水玻璃；減水劑為聚羧酸系高效減水劑。由以上各組分按照設(shè)計(jì)要求混合、攪拌便得到本發(fā)明超低密度泡沫混凝土，其表觀干燥密度為150-300kg/m3，相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度可達(dá)0. 10-0. 50MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 06-0. 08W/ m · K。以下按實(shí)例方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例11)原材料PII52. 5硅酸鹽水泥、雙氧水(質(zhì)量濃度30% )、NJ物理發(fā)泡劑、CaCl2、 聚羧酸系減水劑、水；2)水泥漿制備稱(chēng)取PII52. 5硅酸鹽水泥160g，按照水灰比0. 54將水加入攪拌機(jī)內(nèi)混合攪拌，轉(zhuǎn)速控制在IOOOrpm ；3)穩(wěn)泡劑和早強(qiáng)劑拌合加入水泥質(zhì)量0. 4%的NJ物理發(fā)泡劑和水泥質(zhì)量2%的 CaCl2，與水泥漿混合中速(IOOOrpm)攪拌^iin ；4)混合料漿攪拌加入水泥質(zhì)量0. 4%的聚羧酸系減水劑和水泥質(zhì)量10%的雙氧水與水泥漿混合，高速(2500rpm)攪拌0. 5min ；5)泡沫混凝土澆筑將攪拌好的水泥漿注入預(yù)先準(zhǔn)備好的模具中；6)靜置發(fā)泡；7)室溫下(30°C )養(yǎng)護(hù)Mh、自然硬化；測(cè)定泡沫混凝土的表觀干密度為150kg/m3，抗壓強(qiáng)度為0. 12MPa,導(dǎo)熱系數(shù)0. 06W/ m · K。實(shí)施例21)原材料PII52. 5硅酸鹽水泥、雙氧水(質(zhì)量濃度15% )、NJ物理發(fā)泡劑、硫酸鋁、聚羧酸系減水劑、水；2)水泥漿制備稱(chēng)取PII52. 5硅酸鹽水泥240g，按照水灰比0. 54將水加入攪拌機(jī)內(nèi)混合攪拌，轉(zhuǎn)速控制在IOOOrpm ；3)穩(wěn)泡劑和早強(qiáng)劑拌合加入水泥質(zhì)量0. 4%的NJ物理發(fā)泡劑和水泥質(zhì)量1. 8% 的硫酸鋁，與水泥漿混合中速(IOOOrpm)攪拌^iin ；4)混合料漿攪拌加入水泥質(zhì)量0. 3%的聚羧酸系減水劑和水泥質(zhì)量16%的雙氧水與水泥漿混合，高速(2500rpm)攪拌0. 5min ；5)泡沫混凝土澆筑將攪拌好的水泥漿注入預(yù)先準(zhǔn)備好的模具中；6)靜置發(fā)泡；7)室溫下05 °C )養(yǎng)護(hù)Mh、自然硬化；測(cè)定泡沫混凝土的表觀干密度為225kg/m3，抗壓強(qiáng)度為0. 26MPa,導(dǎo)熱系數(shù)0. 07W/ m · K。實(shí)施例31)原材料P042. 5普通硅酸鹽水泥、雙氧水(質(zhì)量濃度30% )、NJ物理發(fā)泡劑、水玻璃、聚羧酸系減水劑、水；2)水泥漿制備稱(chēng)取P042. 5普通硅酸鹽水泥320g，按照水灰比0. 54將水加入攪拌機(jī)內(nèi)混合攪拌，轉(zhuǎn)速控制在IOOOrpm ；3)穩(wěn)泡劑和早強(qiáng)劑拌合加入水泥質(zhì)量0. 5 %的NJ物理發(fā)泡劑和水泥質(zhì)量2 %的水玻璃，與水泥漿混合中速(IOOOrpm)攪拌^iin ；4)混合料漿攪拌加入水泥質(zhì)量0. 5%的聚羧酸系減水劑和水泥質(zhì)量6. 7%的雙氧水與水泥漿混合，高速(2500rpm)攪拌0. 5min ；5)泡沫混凝土澆筑將攪拌好的水泥漿注入預(yù)先準(zhǔn)備好的模具中；6)靜置發(fā)泡；
7)室溫下)養(yǎng)護(hù)12h、自然硬化；測(cè)定泡沫混凝土的表觀干密度為300kg/m3，抗壓強(qiáng)度為0. 50MPa,導(dǎo)熱系數(shù)0. 08W/ m · K。
權(quán)利要求
1.一種泡沫混凝土，其特征在于由普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥、化學(xué)發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、早強(qiáng)劑、減水劑和水配制混合、攪拌而成；其中各組分按質(zhì)量比為水泥化學(xué)發(fā)泡劑穩(wěn)泡劑早強(qiáng)劑減水劑水為 160-320 16-21. 5:2-6: 0. 6-2 0. 4-2 86-180 ；泡沫混凝土的表觀干燥密度為150-300kg/m3 ；抗壓強(qiáng)度可達(dá)0. 10-0. 50MPa ；導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 06-0. 08ff/m · K。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土，其特征在于所述的普通硅酸鹽水泥為P042.5普通硅酸鹽水泥；所述的硅酸鹽水泥為PII52. 5硅酸鹽水泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土，其特征在于所述化學(xué)發(fā)泡劑為雙氧水溶液，雙氧水質(zhì)量濃度為10-30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土，其特征在于所述穩(wěn)泡劑為NJ物理發(fā)泡劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土，其特征在于所述早強(qiáng)劑為CaCl2、硫酸鋁或水玻璃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土，其特征在于所述減水劑為聚羧酸系高效減水劑。
7.一種制備如權(quán)利要求1所述的泡沫混凝土的方法，其具體步驟如下A.水泥漿制備將普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥和水計(jì)量后加入攪拌機(jī)混合攪拌；B.穩(wěn)泡劑和外加劑拌合再加入計(jì)量的穩(wěn)泡劑、早強(qiáng)劑、減水劑，與水泥漿混合在攪拌速度為800-1500rpm下攪拌2_4min ；C.混合料漿攪拌在步驟B的水泥漿中加入計(jì)量的化學(xué)發(fā)泡劑，在攪拌速度為 2500-3000rpm 下攪拌 0. 5-lmin ；D.泡沫混凝土澆筑將攪拌好的泡沫混凝土料漿注入模具中；靜置發(fā)泡；20-30°C下養(yǎng)護(hù)12-24小時(shí)、硬化；得到泡沫混凝土。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種泡沫混凝土及其制備方法，該泡沫混凝土采用化學(xué)發(fā)泡方式，將穩(wěn)泡劑、早強(qiáng)劑、減水劑分別加入普通硅酸鹽水泥料漿中攪拌均勻，然后加入化學(xué)發(fā)泡劑充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笞⒛３尚?、室溫下養(yǎng)護(hù)、硬化后制得。由本方法制得的泡沫混凝土的干燥表觀密度范圍為150-300kg/m3，相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度為0.10-0.50MPa，導(dǎo)熱系數(shù)低于0.10W/mK，可以作為屋面保溫工程、地暖工程、輕質(zhì)墊層材料，尤其適用于外墻保溫系統(tǒng)、節(jié)能復(fù)合板材等應(yīng)用于建筑節(jié)能工程。
文檔編號(hào)C04B28/04GK102260065SQ201110136988
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者潘志華, 秦璜 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)