非蒸养泡沫混凝土板材

本发明属于多孔的砂浆、混凝土制品技术领域，具体涉及一种非蒸养泡沫 混凝土板材。

随着人民生活水平的不断提高，住宅档次要求越来越高，旧城改造、新城 建设，高层、超高层建筑陈出不穷，为了减轻房屋的荷载承受力，降低房屋的 综合造价，节约制冷保温能源，节约土地资源，国家建设部、各地方建委都相 应发文，禁止粘土砖，限制页岩空心砖的生产和使用。因为这类砖既浪费泥土， 又重，保温差，而且成本高。同时财政部国家税务总局财税字(1995)4号文 发出了关于对部分资源综合利用、产品免征增殖税的通知，其中规定“……利 用煤矸石、沙、煤泥、粉煤灰(渣)等及其他废渣生产的砖、加气混凝土、砌 块、陶粒、墙板等，一律免征增殖税”等优惠政策。泡沫混凝土从减轻混凝土 构件的重量和节约能源的角度来看，已受到极大的关注。具有代表性的是采用 加气蒸养方法制造的轻质混凝土(ALC)板材，它通常采用的是发泡或预先发 泡形式得到水泥浆，经浇注、脱模后，在热液和压力条件下，在一热压容器内 经养护固化产品而制成。这类板材的存在的缺点是：(1)工艺繁杂，从混料到 养护完成耗费时间长，耗费能源多。(2)所需的加气蒸养设备—蒸养釜，投资 大，技术要求高，而且在一定的情况下，一般只能生产砌块，不能适用生产各 种异形板材的需要，灵活性差。(3)所生产出的板材气泡孔洞为串孔，隔热保 温和隔音效果不好。(4)在满足轻质的同时难以达到足够的强度。为了克服加 气蒸养混凝土的不足，宁波市北乏北南新型建筑材料制造有限公司研制了一种 轻质隔音墙板，它以粉煤灰、氧化镁、普通水泥制心填料，以工业胶水、氯化 镁卤液进行乳化改性处理制成凝胶剂；以松香、工业骨胶、氢氧化钠、膨化发 泡剂水制成膨化发泡液，再将上述三种成分按计量投入制成发泡糊状物，然后 在模具上边浇注边铺设骨料，最后固化脱模而成。该墙板由于采用了发泡剂以 及相关的一些助剂，使墙板达到轻质的效果，不需加气蒸养。该板材虽然克服 了ALC的一些不足，但其采用了氯化镁卤液和氧化镁为原料，制品物理性能不 稳定，在气候潮湿时制品会出现反卤现象，影响制成品质量和外观。

基于现有泡沫混凝土的上述诸多不足，本发明目的是提供一种脱模时间端， 自然养护，不需加气蒸养养护，制造成本低，请读高，质量稳定，隔音、隔热 性好的非蒸养泡沫混凝土板材。

为了实现上述目的，本发明的非蒸养泡沫混凝土板材选用以下组分(重量 份)：

低碱水泥40-60份，粉煤灰25-40份，纤维0.4-0.7份，发泡剂1.8-3份。

另，以水和上述各组分总量的重量之比为50-60∶100份加水。

其中，发泡剂的具体成分为(重量％)：的二氧化氢(波美度25°)94-99％， 草酸(浓度99％)1-6％。

按以下工艺生产：首先按比例加水入搅拌机内，再加纤维，使纤维充分松懈， 再加入粉煤灰、水泥，最后加如发泡剂，拌合后出料浇注成型；第二步是脱模， 第三步是自然养护。

水泥选择快硬铝酸盐水泥，对此类水泥的要求是初凝不早于20分钟，终凝 不迟于3小时，3天强度应大于相应标号的90％以上。

为了提高制品的强度和均匀性，本混凝土板材还可加入河沙1-25重量份， 减水剂、分散剂或增强剂：1-3重量份。

对于各组成的选用，本发明的考虑是：

1水泥：水泥即无机胶凝材料，是本产品的强度主要来源，为达到本发明 要脱模时间短，强度高的目的，要求选用的水泥须早期强度高，凝结快。因此， 按照ZBD11005-87的标准，本发明特别地选用了快硬硫铝酸盐水泥或其它品种 的低碱水泥，其中快硬硫铝酸盐水泥以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主，这两类 水泥均具有初凝不早于25分钟，终凝不迟于3小时，3天强度大于相应标号90％ 以上的性能。其凝结硬化过程能正好与本发明特有的发泡剂发气过程一致，能 生产出容重小，强度高的产品。

2、发泡剂：在非蒸养泡沫混凝土板材中，发泡剂是一种重要物质，由 于该板材要求的非蒸养特性，要求发泡剂必须具有产气量大，发泡速度适 宜，用量小的特征。因为料浆注入模具后，在化学反应下放出气体，使物 料膨胀，同时胶凝材料(即水泥)开始凝结硬化，如果发泡快，凝结硬化 慢，料浆内部形成的气孔因自重而塌陷和溢出；如果发气慢，凝结硬化快， 发泡体膨胀率低或出现裂纹或膨胀不起来。因此，只有发气过程与凝结硬化 过程协调一致才能产生出理想产品。对发泡剂的研究，国际过内都曾做过许 多探索，例如用电石制得乙炔气；用硅化铁以及一些活泼金属制得氢气等，但 由于这些气体法存在成本、产气量及工艺控制等诸多不利因素，在大规模 生产产品中效果难尽人意。本发明采用了二氧化氢和草酸组成发泡剂，它 与硫酸盐水泥浆的作用过程如下：发泡剂中的二氧化氢与水泥中的无水硫酸 铝在化合过程中会放出大量的氧气，对水泥浆起到发泡作用。草酸与水泥 中的钙质反应生成草酸钙。水泥遇水后，无水硫酸钙又与水泥中的另一组 分硫酸钙反应形成钙矾石，其非常坚硬和稳定，因而制品强度高。该发泡 剂在水泥料浆中能形成使固—液—气三物共存的体系。如不加入该发泡剂， 该体系将会不稳定，气体要溢出，固体要沉淀，水要泌出，因而不能形成 多孔均匀分散的状态，加入该发泡剂，则可降低粉煤灰、水泥发泡料浆的 表面强度，提高料浆的保气能力，同时使固体颗粒吸附在气泡周围，避免 固体颗粒沉降，有效地形成固—液—气三相多孔均匀分散体系。另外，发 泡剂掺入量的多少，对料浆孔径大小和均匀性，以及制成品的物理力学性 能、吸音隔热性能都有明显影响。本发明选择了最佳的掺入量。

3.粉煤灰：

粉煤灰中的颗粒以球形玻璃体居多，比表面积大，其矿物组成主要是 玻璃体、石英及少量未燃烧的碳粒。用在本技术中使墙材达到容重轻的目 的，同时做为一种填料，降低生产成本。

4.纤维

采用改性PVA纤维，以提高墙材的抗拉强度、强性模量。

5.河砂：

该组分在本发明中为选择组分，当选用它时，由粉煤灰与之在用量上 要相增减。加入它是为增加墙材的强度，但加入量过多会导致墙材容重增 加，达到不轻质的目的。因此本发明将其用量限定在每100份灰料中含河砂 1-25份的范围内。

6.水：

水是作为水泥水化和成型的介质，其作用在于调节料浆的浓度和制品 的性能，高水灰比料浆易成型，易发泡，但强度低；低水灰比料浆流动生 差，发泡剂放出的气体在膨胀过程中易阻，制品内部易出现裂纹或容重大， 因此，水的掺入必须适量。本发明选用了较佳的水灰比50-60∶100份。

7.分散剂、增强剂或减水剂：

这几种助剂为本发明的选择组分，用于提高制品的强度和均匀性，根 据需要而添加。

本发明在生产工艺方面与制造常规墙材的工艺相同，首先是按水灰比 例加水入搅拌机内，再加纤维，不停地开反顺车，使纤维得到充分松懈， 再加入粉煤灰、水泥、河砂等，最后加入发泡剂，拌合1分钟左右出料浇铸 成型；第二步是脱模，第三步是自然养护。整个过程都在常温常压下完成。 在工艺方面应注意以下几点：

①环境温度与水

最适宜的环境温度应在15℃以上，如果温度太低，发泡时间会延长， 脱模慢，所以在气温低于15℃时必须调整好发泡剂及配方或提高水温或车 间室内加热。

②入模时间

料浆拌后应立即注入模具中，尽量缩短“无效时间”。因发泡剂一旦 加入后，立即发生化学反应，开始放出气体，如果延长了入模时间，料浆 内部已形成的气孔会在入模过程中损失掉，将会浪费一部分气体，达不到 发泡效果。

由于本发明对各组分和用量的选择做了上述充分的考虑，故使本发明 具有以下优点：

1.本发明由于选用了快硬硫铝酸盐水泥或其它品种的低碱水泥配以特 殊的发泡剂，使水泥的发泡过程与凝结硬化过程达到协调一致，使产品与同 体积的其它产品相比，即有更轻的容重，又有更优的强度。

2.由于组分的合理选用，使产品的脱模时间短，一般三小时即可脱模， 不长期占用模具，大大提高生产效率。

3.产品只需自然养护，克服了加气蒸釜着的许多耗能源，耗人力，投 资大，生产的产品形状受蒸养釜制约等诸多缺点，实现节能、节力、节资 产品多样化的优点。

4.制造工艺简单，所需的动力只有灰砂搅拌机和模具，设备少。

以下为本发明的实施例：(公斤)     硫铝酸     盐水泥   低碱水泥     粉煤灰   砂     纤维     发泡剂    减水剂   分散剂  增强剂     水 1     43     34    19.5     0.4     2.1   1     50 2     45     28    21.6     0.4     2     3     50 3     49     32    16.4     0.4     2.2     50 4     52     33    12.2     0.5     2.3     60 5     54     34    8     0.6     2.4     1     60 6     56     35    3.8     0.7     2.5     2     60 7     56.8     40     0.7     2.5     60 8     60     34.6     0.7     2.7     2     60 9     60     33.5    1     0.7     2.8     2     60 10     40     32.5    25     0.7     1.8     60 11     57     25    14.3     0.7     3     60

其中发泡剂的组成为：(重量％)

二氧化氢            草酸

99％                1％

97％                3％

96％                4％

94％                6％

实施例中：

①硫铝酸盐水泥选用四川乐山夹江水泥厂的525水泥。

②低碱水泥选用广西南宁水泥厂的525水泥。

③粉煤灰按GB1598-91标准选用重庆九龙坡电厂的“电力牌”粉煤灰。

④河沙是按建工部JGI52-92标准—即普通混凝土用砂质量的标准及检 验方法选用。

⑤纤维选用四川维昵纶厂产品M-PVA，经苏州水泥制品研究院测定， 其结果如下：抗拉强度88MPa，强性模量20MPa延伸极限8.56％。

本产品经重庆市建设工程质量监督检测中心检测，检测报告号： NO980751，其结论是：所检项目达到JC/T3029-1995标准所规定的技术指 标要求，合格。

检测的具体情况如下： 检验项目 技术指标 检验结果 结  论 面密度，kg/m ≯60        41.6 合格 抗弯破坏荷截，kg ≯板自重74.9×0.75 66.5 合格 抗冲击强度 30kg砂袋落差0.5m， 摆动冲击三次，不出 现贯通裂纹。 30kg砂袋落差0.5m， 摆动冲击三次，未出 现贯通裂纹。 合格 单点吊挂力 受800N单点吊挂力作 用24h，不出现贯通裂 纹。 受800N单点吊挂力作 用24h，未出现贯通裂 纹。 合格 燃烧性 为非燃烧体 为非燃烧体 合格 干燥收缩值mm/m ≯0.8 ≯0.6 合格 导热系数，w/m·k 0.14 0.122 合格