一種地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料及其制備方法，該泡沫混凝土材料包括如下重量份數(shù)的組分：鋁硅酸鹽水泥、氯化丁基橡膠份、聚氨酯、磷石膏、粉煤灰、細(xì)沙、不銹鋼纖維、納米硅鋁粉、硫酸鈣晶須、鋁酸鈉、蛋白石粉、檸檬酸鉀、氣相二氧化硅、2?（3,4?環(huán)氧環(huán)己烷）乙基三甲氧基硅烷、乙基羥乙基纖維素、減水劑、發(fā)泡劑和水。本發(fā)明提供的泡沫混凝土材料具有較高的抗壓強(qiáng)度，以及較低的吸水率和熱系數(shù)，各項(xiàng)性能指標(biāo)都達(dá)到地暖應(yīng)用領(lǐng)域的要求。
【專利說明】
一種地暖用高強(qiáng)泡沬混凝土材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及混凝土材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 泡沫混凝土屬于高性能混凝土，是無機(jī)非金屬復(fù)合材料中的水泥基復(fù)合材料，是 將發(fā)泡劑發(fā)泡后加入到膠凝材料、摻合料、外加劑和水等制成的漿料中，經(jīng)混合攪拌、澆注 成型、自然養(yǎng)護(hù)而成的一種輕質(zhì)保溫材料，其生產(chǎn)過程為流動(dòng)液相，成型以后以氣相和固相 為主，含有大量均勻分布的封閉氣孔，其保溫隔熱性能較好，有良好的耐火性能，是一種環(huán) 保、質(zhì)量輕、節(jié)能、性價(jià)比高的新型建筑節(jié)能材料。然而，泡沫混凝土存在原材料消耗大、抗 壓強(qiáng)度低、易開裂、吸水性強(qiáng)等缺陷，此外，為了在地暖工程節(jié)省更多的能耗，實(shí)現(xiàn)更好的節(jié) 能環(huán)保，泡沫混凝土的保溫隔熱性能和原料的組配上還有待進(jìn)一步改善和優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料及其制備方法，旨在解決 傳統(tǒng)泡沫混凝土的抗壓強(qiáng)度低、易開裂、吸水性強(qiáng)等技術(shù)問題。
[0004] 本發(fā)明提供了一種地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料，包括如下重量份數(shù)的組分:鋁硅 酸鹽水泥32~45份、氯化丁基橡膠18~26份、聚氨酯8~14份、磷石膏5~12份、粉煤灰13~21份、 細(xì)沙11~17份、不銹鋼纖維3~8份、納米硅鋁粉2~9份、硫酸鈣晶須4~11份、鋁酸鈉5~12份、蛋 白石粉2~8份、檸檬酸鉀2~9份、氣相二氧化硅3~7份、2-(3,4_環(huán)氧環(huán)己烷）乙基三甲氧基硅 烷0.3~2份、乙基羥乙基纖維素2~7份、減水劑2~7份、發(fā)泡劑2~8份和水23~36份； 所述發(fā)泡劑為質(zhì)量比為1:3:0.5:1.6的質(zhì)量濃度為25%的碳酸氫鈉水溶液、十二烷基硫 酸鈉、烷基糖苷和明膠的混合物。
[0005] 優(yōu)選地，所述細(xì)沙的粒徑小于1mm，所述粉煤灰的粒徑小于3mm。
[0006] 優(yōu)選地，所述的地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料，包括如下重量份數(shù)的組分:鋁硅酸鹽 水泥32~42份、氯化丁基橡膠21~26份、聚氨酯10~14份、磷石膏5~9份、粉煤灰15~21份、細(xì)沙 13~17份、不銹鋼纖維4~8份、納米硅鋁粉2~7份、硫酸鈣晶須7~11份、鋁酸鈉6~12份、蛋白石 粉2~6份、檸檬酸鉀4~9份、氣相二氧化硅4~7份、2-(3，4_環(huán)氧環(huán)己烷）乙基三甲氧基硅烷0.3 ~1份、乙基羥乙基纖維素3~7份、減水劑3~7份、發(fā)泡劑4~8份和水28~36份。
[0007] 優(yōu)選地，地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料，包括如下重量份數(shù)的組分:鋁硅酸鹽水泥37 份、氯化丁基橡膠24份、聚氨酯11份、磷石膏8份、粉煤灰19份、細(xì)沙15份、不銹鋼纖維2份、納 米硅鋁粉5份、硫酸鈣晶須8份、鋁酸鈉7份、蛋白石粉4份、檸檬酸鉀6份、氣相二氧化硅5份、 2-( 3，4-環(huán)氧環(huán)己烷）乙基三甲氧基硅烷0.6份、乙基羥乙基纖維素5份、減水劑4份、發(fā)泡劑5 份和水34份。
[0008] 本發(fā)明還提供一種地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料的制備方法，包括如下步驟： 1)按重量份數(shù)稱取原料； 2) 將鋁硅酸鹽水泥、粉煤灰、細(xì)沙、蛋白石粉、鋁酸鈉、檸檬酸鉀、減水劑和水加入到攪 拌罐中攪拌，攪拌速度為30~60rpm，攪拌時(shí)間為5~15分鐘，得到料漿I; 3) 再將除發(fā)泡劑外的剩余原料加入步驟2)中的料漿I中攪拌均勻，攪拌速度為350rpm; 4) 將發(fā)泡劑采用壓縮空氣法發(fā)泡，制成泡沫后加入到步驟2)中料漿攪拌均勻，攪拌速 度為80~120rpm，得到泡沫混合物； 5) 將步驟4)中的泡沫混合物注入模具中，靜置固化脫模，即得泡沫混凝土材料。
[0009]優(yōu)選地，所述步驟2 )中攪拌速度為46rpm，攪拌時(shí)間為12分鐘。
[00?0] 優(yōu)選地，所述步驟4)中攪拌速度為94rpm。
[0011] 由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:與傳統(tǒng)的泡沫混凝土材料相比， 本發(fā)明的產(chǎn)品改善了原有的抗壓強(qiáng)度低、易開裂、吸水性強(qiáng)等不足。性能測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，本 發(fā)明提供的泡沫混凝土材料的抗壓強(qiáng)度高于2. IMPa，吸水率低于0.024%，導(dǎo)熱系數(shù)小于 0.92W/m · k，各項(xiàng)性能指標(biāo)都達(dá)到地暖應(yīng)用領(lǐng)域的要求。本發(fā)明所需原料易得且價(jià)格低廉， 工藝簡單，具有較高的性價(jià)比，便于推廣使用。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明， 但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0013] 實(shí)施例1 本實(shí)施例地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料的制備方法，包括如下步驟： 1) 按重量份數(shù)稱取原料:鋁硅酸鹽水泥32份、氯化丁基橡膠18份、聚氨酯8份、磷石膏5 份、粉煤灰13份、細(xì)沙11份、不銹鋼纖維3份、納米硅鋁粉2份、硫酸鈣晶須4份、鋁酸鈉5份、蛋 白石粉2份、檸檬酸鉀2份、氣相二氧化硅3份、2-(3,4_環(huán)氧環(huán)己烷）乙基三甲氧基硅烷0.3 份、乙基羥乙基纖維素2份、減水劑2份、發(fā)泡劑2份和水23份； 2) 將鋁硅酸鹽水泥、粉煤灰、細(xì)沙、蛋白石粉、鋁酸鈉、檸檬酸鉀、減水劑和水加入到攪 拌罐中攪拌，攪拌速度為30rpm，攪拌時(shí)間為5分鐘，得到料漿I; 3) 再將除發(fā)泡劑外的剩余原料加入步驟2)中的料漿I中攪拌均勻，攪拌速度為350rpm; 4) 將發(fā)泡劑采用壓縮空氣法發(fā)泡，制成泡沫后加入到步驟2)中料漿攪拌均勻，攪拌速 度為80rpm，得到泡沫混合物； 5) 將步驟4)中的泡沫混合物注入模具中，靜置固化脫模，即得泡沫混凝土材料。
[0014] 其中，所述發(fā)泡劑為質(zhì)量比為1:3 :0.5 :1.6的質(zhì)量濃度為25%的碳酸氫鈉水溶液、 十二烷基硫酸鈉、烷基糖苷和明膠的混合物;所述細(xì)沙的粒徑小于1mm，所述粉煤灰的粒徑 小于3mm 〇
[0015] 實(shí)施例2 本實(shí)施例地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料的制備方法，包括如下步驟： 1) 按重量份數(shù)稱取原料:鋁硅酸鹽水泥45份、氯化丁基橡膠26份、聚氨酯14份、磷石膏 12份、粉煤灰21份、細(xì)沙17份、不銹鋼纖維8份、納米硅鋁粉9份、硫酸鈣晶須11份、鋁酸鈉12 份、蛋白石粉8份、檸檬酸鉀9份、氣相二氧化硅7份、2-(3,4_環(huán)氧環(huán)己烷）乙基三甲氧基硅烷 2份、乙基羥乙基纖維素7份、減水劑7份、發(fā)泡劑8份和水36份； 2) 將鋁硅酸鹽水泥、粉煤灰、細(xì)沙、蛋白石粉、鋁酸鈉、檸檬酸鉀、減水劑和水加入到攪 拌罐中攪拌，攪拌速度為60rpm，攪拌時(shí)間為15分鐘，得到料漿I; 3) 再將除發(fā)泡劑外的剩余原料加入步驟2)中的料漿I中攪拌均勻，攪拌速度為350rpm; 4) 將發(fā)泡劑采用壓縮空氣法發(fā)泡，制成泡沫后加入到步驟2)中料漿攪拌均勻，攪拌速 度為120rpm，得到泡沫混合物； 5) 將步驟4)中的泡沫混合物注入模具中，靜置固化脫模，即得泡沫混凝土材料。
[0016] 其他內(nèi)容參見實(shí)施例1。
[0017] 實(shí)施例3 本實(shí)施例地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料的制備方法，包括如下步驟： 1) 按重量份數(shù)稱取原料:鋁硅酸鹽水泥38份、氯化丁基橡膠22份、聚氨酯11份、磷石膏8 份、粉煤灰17份、細(xì)沙14份、不銹鋼纖維5份、納米硅鋁粉6份、硫酸鈣晶須7份、鋁酸鈉8份、蛋 白石粉5份、檸檬酸鉀5份、氣相二氧化硅5份、2-(3,4_環(huán)氧環(huán)己烷）乙基三甲氧基硅烷1.2 份、乙基羥乙基纖維素4份、減水劑5份、發(fā)泡劑5份和水30份； 2) 將鋁硅酸鹽水泥、粉煤灰、細(xì)沙、蛋白石粉、鋁酸鈉、檸檬酸鉀、減水劑和水加入到攪 拌罐中攪拌，攪拌速度為45rpm，攪拌時(shí)間為10分鐘，得到料漿I; 3) 再將除發(fā)泡劑外的剩余原料加入步驟2)中的料漿I中攪拌均勻，攪拌速度為350rpm; 4) 將發(fā)泡劑采用壓縮空氣法發(fā)泡，制成泡沫后加入到步驟2)中料漿攪拌均勻，攪拌速 度為lOOrpm，得到泡沫混合物； 5) 將步驟4)中的泡沫混合物注入模具中，靜置固化脫模，即得泡沫混凝土材料。
[0018] 其他內(nèi)容參見實(shí)施例1。
[0019] 實(shí)施例4 本實(shí)施例地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料的制備方法，包括如下步驟： 1) 按重量份數(shù)稱取原料:鋁硅酸鹽水泥37份、氯化丁基橡膠24份、聚氨酯11份、磷石膏8 份、粉煤灰19份、細(xì)沙15份、不銹鋼纖維2份、納米硅鋁粉5份、硫酸鈣晶須8份、鋁酸鈉7份、蛋 白石粉4份、檸檬酸鉀6份、氣相二氧化硅5份、2-(3,4_環(huán)氧環(huán)己烷）乙基三甲氧基硅烷0.6 份、乙基羥乙基纖維素5份、減水劑4份、發(fā)泡劑5份和水34份； 2) 將鋁硅酸鹽水泥、粉煤灰、細(xì)沙、蛋白石粉、鋁酸鈉、檸檬酸鉀、減水劑和水加入到攪 拌罐中攪拌，攪拌速度為46rpm，攪拌時(shí)間為12分鐘，得到料漿I; 3) 再將除發(fā)泡劑外的剩余原料加入步驟2)中的料漿I中攪拌均勻，攪拌速度為350rpm; 4) 將發(fā)泡劑采用壓縮空氣法發(fā)泡，制成泡沫后加入到步驟2)中料漿攪拌均勻，攪拌速 度為94rpm，得到泡沫混合物； 5) 將步驟4)中的泡沫混合物注入模具中，靜置固化脫模，即得泡沫混凝土材料。
[0020] 其他內(nèi)容參見實(shí)施例1。
[0021] 實(shí)施例5 本實(shí)施例地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料的制備方法，包括如下步驟： 1) 按重量份數(shù)稱取原料:鋁硅酸鹽水泥42份、氯化丁基橡膠21份、聚氨酯10份、磷石膏9 份、粉煤灰15份、細(xì)沙13份、不銹鋼纖維4份、納米硅鋁粉7份、硫酸鈣晶須7份、鋁酸鈉6份、蛋 白石粉6份、檸檬酸鉀4份、氣相二氧化硅4份、2-(3,4_環(huán)氧環(huán)己烷）乙基三甲氧基硅烷1份、 乙基羥乙基纖維素3份、減水劑3份、發(fā)泡劑4份和水28份； 2) 將鋁硅酸鹽水泥、粉煤灰、細(xì)沙、蛋白石粉、鋁酸鈉、檸檬酸鉀、減水劑和水加入到攪 拌罐中攪拌，攪拌速度為40rpm，攪拌時(shí)間為12分鐘，得到料漿I; 3) 再將除發(fā)泡劑外的剩余原料加入步驟2)中的料漿I中攪拌均勻，攪拌速度為350rpm; 4) 將發(fā)泡劑采用壓縮空氣法發(fā)泡，制成泡沫后加入到步驟2)中料漿攪拌均勻，攪拌速 度為1 lOrpm，得到泡沫混合物； 5) 將步驟4)中的泡沫混合物注入模具中，靜置固化脫模，即得泡沫混凝土材料。
[0022]其他內(nèi)容參見實(shí)施例1。
[0023] 對(duì)比例1 本對(duì)比例與實(shí)施例1基本相同，其不同之處在于:不含不銹鋼纖維和硫酸鈣晶須。
[0024] 對(duì)比例2 本對(duì)比例與實(shí)施例1基本相同，其不同之處在于:不含粉煤灰和納米硅鋁粉。
[0025] 表1產(chǎn)品的各項(xiàng)性能測(cè)試數(shù)據(jù)
從表1的各實(shí)施例的產(chǎn)品測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明提供的泡沫混凝土材料的抗壓強(qiáng) 度高于2. IMPa，吸水率低于0.024%，此外，各產(chǎn)品的導(dǎo)熱系數(shù)小于0.92W/m · k，各項(xiàng)性能指 標(biāo)都達(dá)到地暖應(yīng)用領(lǐng)域的要求。
[0026] 通過對(duì)比例1和對(duì)比例2可知，對(duì)比例1的性能下降的更為嚴(yán)重。對(duì)比例1與實(shí)施例1 相比，由于缺少不銹鋼纖維和硫酸鈣晶須，所制備的混凝土材料雖然導(dǎo)熱系數(shù)有所下降，但 其抗壓強(qiáng)度下降至對(duì)于l.OMPa，這說明不銹鋼纖維和硫酸鈣晶須對(duì)抗壓強(qiáng)度的改善發(fā)揮著 更為重要的作用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料，其特征在于，包括如下重量份數(shù)的組分:鋁硅酸鹽 水泥32~45份、氯化丁基橡膠18~26份、聚氨酯8~14份、磷石膏5~12份、粉煤灰13~21份、細(xì)沙 11~17份、不銹鋼纖維3~8份、納米硅鋁粉2~9份、硫酸鈣晶須4~11份、鋁酸鈉5~12份、蛋白石 粉2~8份、檸檬酸鉀2~9份、氣相二氧化硅3~7份、2-(3，4_環(huán)氧環(huán)己烷）乙基三甲氧基硅烷0.3 ~2份、乙基羥乙基纖維素2~7份、減水劑2~7份、發(fā)泡劑2~8份和水23~36份； 所述發(fā)泡劑為質(zhì)量比為1:3:0.5:1.6的質(zhì)量濃度為25%的碳酸氫鈉水溶液、十二烷基硫 酸鈉、烷基糖苷和明膠的混合物。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料，其特征在于，所述減水劑為聚羧 酸高效減水劑或萘磺酸鹽減水劑。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料，其特征在于，所述細(xì)沙的粒徑小 于Imm，所述粉煤灰的粒徑小于3mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料，其特征在于，包括如下重量份數(shù) 的組分:鋁硅酸鹽水泥32~42份、氯化丁基橡膠21~26份、聚氨酯10~14份、磷石膏5~9份、粉煤 灰15~21份、細(xì)沙13~17份、不銹鋼纖維4~8份、納米硅鋁粉2~7份、硫酸鈣晶須7~11份、鋁酸鈉 6~12份、蛋白石粉2~6份、檸檬酸鉀4~9份、氣相二氧化硅4~7份、2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己烷）乙基三 甲氧基硅烷0.3~1份、乙基羥乙基纖維素3~7份、減水劑3~7份、發(fā)泡劑4~8份和水28~36份。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料，其特征在于，包括如下重量份數(shù) 的組分:鋁硅酸鹽水泥37份、氯化丁基橡膠24份、聚氨酯11份、磷石膏8份、粉煤灰19份、細(xì)沙 15份、不銹鋼纖維2份、納米硅鋁粉5份、硫酸鈣晶須8份、鋁酸鈉7份、蛋白石粉4份、檸檬酸鉀 6份、氣相二氧化硅5份、2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己烷）乙基三甲氧基硅烷0.6份、乙基羥乙基纖維素5 份、減水劑4份、發(fā)泡劑5份和水34份。6. 如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料的制備方法，其特征在 于，包括如下步驟： 1) 按重量份數(shù)稱取原料； 2) 將鋁硅酸鹽水泥、粉煤灰、細(xì)沙、蛋白石粉、鋁酸鈉、檸檬酸鉀、減水劑和水加入到攪 拌罐中攪拌，攪拌速度為30~60rpm，攪拌時(shí)間為5~15分鐘，得到料漿I; 3) 再將除發(fā)泡劑外的剩余原料加入步驟2)中的料漿I中攪拌均勻，攪拌速度為350rpm; 4) 將發(fā)泡劑采用壓縮空氣法發(fā)泡，制成泡沫后加入到步驟2)中料漿攪拌均勻，攪拌速 度為80~120rpm，得到泡沫混合物； 5) 將步驟4)中的泡沫混合物注入模具中，靜置固化脫模，即得泡沫混凝土材料。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料的制備方法，其特征在于，所述步 驟2)中攪拌速度為46rpm，攪拌時(shí)間為12分鐘。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的地暖用高強(qiáng)泡沫混凝土材料的制備方法，其特征在于，所述步 驟4)中攪拌速度為94rpm。
【文檔編號(hào)】C04B103/30GK105884295SQ201610218239
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月11日
【發(fā)明人】史閔新
【申請(qǐng)人】蘇州甫眾塑膠有限公司