專利名稱：一種泡沫混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，尤其涉及一種泡沫混凝土以及制備該泡沫混凝土的方法。
背景技術(shù)：
秸桿與粘土結(jié)合起來的砌塊是人類最早使用的墻體建筑材料之一，其具備保溫、絕熱、隔聲、防火等現(xiàn)代建筑材料追求的一系列優(yōu)秀的品質(zhì)。秸桿與粘土有機(jī)結(jié)合，相融相切，由這樣的材料構(gòu)筑的建筑物冬暖夏涼，清靜安逸。然而由于粘土膠結(jié)性能低，強(qiáng)度及耐久性差，致使這樣的建筑材料無法適應(yīng)和滿足現(xiàn)代建筑的需要。以硅酸鹽水泥為代表的現(xiàn)代建筑膠凝材料品種眾多，強(qiáng)度極高，耐久性較好，但難與秸桿實(shí)現(xiàn)有效結(jié)合。究其原因，硅 酸鹽水泥屬于強(qiáng)堿性物質(zhì)(水泥漿液的PH達(dá)13. 5)，中偏酸性的植物纖維在水泥漿堿性溶液中浸泡，會受到腐蝕，并伴有多種淬取物(糖類、纖維素)析出，這些淬取物對硅酸鹽水泥具有很強(qiáng)的緩凝甚至阻凝作用。秸桿作為一種再生資源，面廣量大。全球每年有大約秸桿被焚燒，造成大量的能源、資源的浪費(fèi)，環(huán)境遭受嚴(yán)重污染和破壞，對秸桿資源的開發(fā)與利用也已經(jīng)成為一項(xiàng)迫切的任務(wù)。Holmer S等人提出通過三種方法來改善秸桿水泥界面(I)對秸桿表面進(jìn)行鍍膜處理來隔離堿性溶液。(2)加入硅粉，高壓成型。(3)添加高爐礦渣或粉煤灰取代部分水泥降低水泥堿性。Eusebio DA等人指出采用加熱的方法，加快水泥的凝結(jié)，可減秸桿纖維冷水浸出物對水泥的緩凝作用。Parviz S等人在水泥水化時，注入CO2加速水泥水化產(chǎn)物Ca (OH) 2碳化，加快水泥水化,從而使水泥水化熱迅速釋放出來,可有利于秸桿纖維-水泥板的早期力學(xué)強(qiáng)度的提高。李季、肖力光用外加劑浸潰秸桿纖維，對秸桿纖維表面進(jìn)行了改性使其具有憎水性使秸桿表面形成一層包裹物，改善了水泥板材的力學(xué)性能，減少了對水泥水化有害物質(zhì)的浸出，同時改善了含秸桿類板材吸濕變形的特點(diǎn)。李國忠對含有鋼渣的秸桿纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料研究了其基體結(jié)構(gòu)和界面狀況對材料性能的影響，同時采用10%酚醛樹脂溶液對植物纖維進(jìn)行表面處理后，樹脂與秸桿粘結(jié)牢固，形成了堅固密實(shí)的界面結(jié)合層，有效地提高了復(fù)合材料的強(qiáng)度和耐水性。郭垂根等人研究早強(qiáng)硅酸鹽水泥更適合進(jìn)行稻草增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的生產(chǎn)，添CaCl2可促進(jìn)水泥的水化，使稻草與水泥粘結(jié)程度較好，起到了增強(qiáng)混凝土的作用。綜上所述，對于秸桿纖維與水泥膠凝材料結(jié)合的研究很多，但采用膠凝材料仍然是硅酸鹽水泥為主，因此研究的重點(diǎn)大都集中在對秸桿纖維的處理上，使得研究成本大大提高同時也增加了工藝的復(fù)雜性，無法滿足產(chǎn)業(yè)化的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種改進(jìn)的泡沫混凝土組分，，該泡沫混凝土具有耐水性好、容重低、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)小、干燥收縮率低度等特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種泡沫混凝土，包括以下各組分氧化鎂35-50份，氯化鎂15-20份，水16-24份，粉煤灰16-22份，磷酸0. 8-1. 4份，苯乙烯-丙烯酸酯乳液4. 5-7份，NF高效減水劑0. 5-0. 8份，秸桿纖維1-5份。在本發(fā)明提供的一個優(yōu)選實(shí)施例中，其中所述粉煤灰的容重< 850kg/m3，粉煤灰0. 045mm的篩篩余量< 10. 0%。在本發(fā)明提供的一個優(yōu)選實(shí)施例中，其中所述磷酸的含量> 85%。在本發(fā)明提供的一個優(yōu)選實(shí)施例中，其中所述苯乙烯-丙烯酸酯乳液的固含量為 45-50%，玻璃化溫度50°C。在本發(fā)明提供的一個優(yōu)選實(shí)施例中，其中所述NF高效減水劑的固體成分> 98%,pH值為7-9。在本發(fā)明上述提供的各優(yōu)選實(shí)施例中，其中所述泡沫混凝土中還包括發(fā)泡劑，所述發(fā)泡劑的用量為500-800L/m3。本發(fā)明另外一個目的在于提供制備上述沫混凝土的方法，包括以下順序步驟步驟1，將氯化鎂、磷酸溶于水中形成混合溶液。步驟2，將氧化鎂、粉煤灰和秸桿纖維均勻混合后加入步驟I中形成的混合溶液中，并充分?jǐn)嚢栊纬删鶆蚧旌衔?。步驟3，將苯乙烯-丙烯酸酯乳液和NF高效減水劑加入步驟2所形成的均勻混合物中，并均勻攪拌。步驟4，將發(fā)泡后的發(fā)泡劑與步驟3所形成的混合物充分?jǐn)嚢柚列纬删鶆蚺菽炷?。步驟5，將步驟4中攪拌均勻的泡沫混凝土澆注成型，初凝后脫模，在空氣中養(yǎng)護(hù)至齡期。在本發(fā)明提供的一個優(yōu)選實(shí)施例中，其中所述氯化鎂的波美度為Be25° -30°。在本發(fā)明提供的一個優(yōu)選實(shí)施例中，其中所述氧化鎂的鎂粉活性含量> 70.0%,氧化鎂的細(xì)度為120目篩篩余量< 2%。在本發(fā)明提供的一個優(yōu)選實(shí)施例中，其中所述秸桿纖維的粒徑0. 5_2mm，其長寬比2-10。在本發(fā)明提供的一個優(yōu)選實(shí)施例中，其中步驟3和步驟4中均勻混合物均在100-130轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢杷俣认路謩e加入苯乙烯-丙烯酸酯乳液、減水劑和發(fā)泡劑。在本發(fā)明提供的一個優(yōu)選實(shí)施例中，其中所述方法中還包括步驟0，所述步驟0為將氯化鎂溶于水中形成氯化鎂溶液，在氯化鎂溶液中加入石灰乳制取Mg(OH)2，將得到的Mg(OH)2進(jìn)行加熱分解成MgO。進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，其中所述石灰乳中Ca(OH)2濃度為2-5% Wt0進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，其中步驟0中氯化鎂溶液中Mg2+濃度為0. 5-1. Omol/L，在常溫下以100-140轉(zhuǎn)/分進(jìn)行攪拌，石灰乳加料速度6-15ml/min，反應(yīng)終點(diǎn)控制pH =10. O。進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，其中所述Mg(OH)2加熱分解成MgO的溫度為550-700°C，分解時間控制在3-5小時。本發(fā)明提供的結(jié)合秸桿泡沫混凝土具有耐水性好、容重低、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)小、干燥收縮率低度等系列優(yōu)點(diǎn)，具備建筑材料追求的一系列優(yōu)秀的品質(zhì)，適應(yīng)和滿足現(xiàn)代建筑的需要。此外，由于鹵塊、秸桿以及粉煤灰均為面廣量大的再生資源，利用鹵塊和秸桿研制新型建筑墻體材料具有重要的學(xué)術(shù)和社會價值。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種改進(jìn)的泡沫混凝土組分以及制備該泡沫混凝土的方法。以下通過實(shí)施例對本發(fā)明提供的技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便更好理解本發(fā)明創(chuàng)造的內(nèi)容，但實(shí)施例的內(nèi)容并不限制本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍。本發(fā)明提供的泡沫混凝土組分包括氧化鎂35-50份，氯化鎂15-20份，水16_24份，粉煤灰16-22份，磷酸0. 8-1. 4份，苯乙烯-丙烯酸酯乳液4. 5-7份，NF高效減水劑0. 5-0. 8份，秸桿纖維1-5份。在上述泡沫混凝土組合物中需要加入相應(yīng)數(shù)量的發(fā)泡劑，發(fā)泡劑的用量為500-800L/m3。其中，粉煤灰的容重彡850kg/m3，粉煤灰0. 045mm的篩篩余量(10.0%，磷酸的含量> 85%，苯乙烯-丙烯酸酯乳液的固含量為45-50%，玻璃化溫度50 V，NF高效減水劑的固體成分> 98 %，pH值為7-9。該復(fù)合改性劑對鎂氯膠凝材料進(jìn)行 改性，使得泡沫混凝土的耐水性及早期強(qiáng)度均得到顯著提高。軟化系數(shù)達(dá)到0. 90，浸水28天后抗壓強(qiáng)度衰減極小，仍保持64. 4Mpa的高水平。3天強(qiáng)度高出單摻磷酸21. 2Mpa，接近摻20%粉煤灰的強(qiáng)度值，大大改變了磷酸改性早期強(qiáng)度低的缺陷，綜合改性效果顯著。在泡沫混凝土中加入稻草纖維入，顯著的改善了混凝土的韌度，提高了壓縮韌度指數(shù)，降低了干燥收縮率和變形，再適當(dāng)加入發(fā)泡劑，使得MgO-MgCl2-H2O泡沫混凝土的干密度、導(dǎo)熱系數(shù)較低度，隔熱保溫性能顯著提高。制備該泡沫混凝土的過程如下首先，準(zhǔn)備上述組分的各物質(zhì)。將波美度為Be25° -30°的氯化鎂溶于水中形成氯化鎂溶液，在氯化鎂溶液中加入石灰乳制取Mg(OH)2，將得到的Mg(OH)2進(jìn)行加熱分解成MgO。其中，在石灰乳中Ca(OH)2濃度要控制在2-5% wt之間，氯化鎂溶液中Mg2+濃度為0. 5-1. 0mol/Lo加入石灰乳時需不停攪拌，攪拌速度在100-140轉(zhuǎn)/分之間，石灰乳加料速度控制在6-15ml/min之間，反應(yīng)終點(diǎn)控制pH =10. O。反應(yīng)的終點(diǎn)pH在10以下，保證熱分解制得的氧化鎂粉體具有較低的水化堿性，使得MgO-MgCl2-H2O系與秸桿纖維具有更相近的酸堿度，促進(jìn)相互融合與結(jié)合。將Mg(OH)2加熱分解成MgO時的溫度設(shè)定在550-700°C，分解時間控制在3-5小時。將氯化鎂、磷酸溶于水中形成混合溶液，氧化鎂、粉煤灰和粒徑為0. 5_2mm、長寬比
2-10的秸桿纖維均勻混合后加入之前形成的混合溶液中，并充分?jǐn)嚢栊纬删鶆蚧旌衔?。氧化鎂中的鎂粉活性含量要求> 70. 0%，氧化鎂的細(xì)度為120目篩篩余量< 2%。將苯乙烯-丙烯酸酯乳液和NF高效減水劑加入上一步驟種所形成的均勻混合物中，并以100-130轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢杷俣染鶆驍嚢?。將發(fā)泡后的發(fā)泡劑加入以100-130轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢杷俣葦嚢璧幕旌衔镏校瑪嚢柚列纬删鶆蚺菽炷翞橹?。將泡沫混凝土澆注成型，初凝后脫模，在空氣中養(yǎng)護(hù)I小時至齡期，后拆模在室溫自然養(yǎng)護(hù)至護(hù)3小時和28小時。控制秸桿纖維的形態(tài)、尺寸(粒徑0.5-1. 5mm，長寬比2-8)和摻量(2 % )，顯著的改善了試件的韌度，提高了壓縮韌度指數(shù)，降低了干燥收縮率和變形，有效降低了MgO-MgCl2-H2O混凝土的干密度、導(dǎo)熱系數(shù)，提高了材料的隔熱保溫性能。加入適量發(fā)泡劑(泡沫摻量500-700L/m3)制得的低堿結(jié)合秸桿泡沫石其容重達(dá)到420kg/m3、導(dǎo)熱系數(shù)為0. 0912,28天抗壓強(qiáng)度為I. 7Mpa、干燥收縮率僅為1043. 3X 10_6。以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和 修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種泡沫混凝土，其特征在，包括以下各組分 氧化鎂35-50份，氯化鎂15-20份，水16-24份，粉煤灰16-22份，磷酸0. 8-1. 4份，苯こ烯-丙烯酸酯乳液4. 5-7份，NF高效減水劑0. 5-0. 8份，秸桿纖維1_5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泡沫混凝土，所述粉煤灰的容重<850kg/m3，粉煤灰0. 045mm的篩篩余量< 10.0%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泡沫混凝土，其特征在于，所述磷酸的含量>85%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泡沫混凝土，其特征在于，所述苯こ烯-丙烯酸酯乳液的固含量為45-50%，玻璃化溫度50°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泡沫混凝土，其特征在于，所述NF高效減水劑的固體成分彡 98%，pH 值為 7-9。
6.根據(jù)上述任意權(quán)利要求所述的泡沫混凝土，其特征在于，所述泡沫混凝土中還包括發(fā)泡劑，所述發(fā)泡劑的用量為500-800L/m3。
7.一種制造如權(quán)利要求6所述泡沫混凝土的方法，其特征在于，包括以下順序步驟 步驟1，將氯化鎂、磷酸溶于水中形成混合溶液； 步驟2，將氧化鎂、粉煤灰和秸桿纖維均勻混合后加入步驟I中形成的混合溶液中，并充分?jǐn)嚢栊纬删鶆蚧旌衔铮? 步驟3，將苯こ烯-丙烯酸酯乳液和NF高效減水劑加入步驟2所形成的均勻混合物中，并均勻攪拌； 步驟4，將發(fā)泡后的發(fā)泡劑與步驟3所形成的混合物充分?jǐn)嚢柚列纬删鶆蚺菽炷?； 步驟5，將步驟4中攪拌均勻的泡沫混凝土澆注成型，初凝后脫模，在空氣中養(yǎng)護(hù)至齡期。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述氯化鎂的波美度為Be25°-30°。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述氧化鎂的鎂粉活性含量>70. 0%，氧化鎂的細(xì)度為120目篩篩余量彡2%。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述秸桿纖維的粒徑0.5-2mm，其長寬比2-10。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在干，步驟3和步驟4中均勻混合物均在100-130轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢杷俣认路謩e加入苯こ烯-丙烯酸酯乳液、減水劑和發(fā)泡劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在干，所述方法中還包括步驟0，所述步驟0為將氯化鎂溶于水中形成氯化鎂溶液，在氯化鎂溶液中加入石灰乳制取Mg(OH)2，將得到的Mg (OH) 2進(jìn)行加熱分解成MgO。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述石灰乳中Ca(OH)2濃度為2-5%wt。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在干，步驟0中氯化鎂溶液中Mg2+濃度為0.5-1. Omol/L，在常溫下以100-140轉(zhuǎn)/分進(jìn)行攪拌，石灰乳加料速度6_15ml/min，反應(yīng)終點(diǎn)控制pH = 10. O0
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述Mg(OH) 2加熱分解成MgO的溫度為550-700°C，分解時間控制在3-5小時。
全文摘要
本發(fā)明提供一種泡沫混凝土以及制備該泡沫混凝土的方法。本發(fā)明提供的結(jié)合秸桿泡沫混凝土具有耐水性好、容重低、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)小、干燥收縮率低度等系列優(yōu)點(diǎn)，具備建筑材料追求的一系列優(yōu)秀的品質(zhì)，適應(yīng)和滿足現(xiàn)代建筑的需要。此外，由于鹵塊、秸桿以及粉煤灰均為面廣量大的再生資源，利用鹵塊和秸桿研制新型建筑墻體材料具有重要的學(xué)術(shù)和社會價值。
文檔編號C04B28/32GK102795830SQ201210216758
公開日2012年11月28日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者王路明 申請人:鹽城工學(xué)院