一种免蒸压泡沫混凝土材料及其制备方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201710588489.2 | 申请日 | 2017-07-19 | 公开(公告)号 | CN107445538A | 公开(公告)日 | 2017-12-08 |
| 申请人 | 南京工业大学; | 发明人 | 潘志华; 徐赛赛; 杨刘琨; 刘劲松; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种免蒸压 泡沫 混凝土 材料及其制备方法，其特征在于其原料组分及各组分的重量份分别为： 水 泥85-96份、细砂2-8份、矿渣粉2-10份、化学发泡剂1.4-2.2份、外加剂0.7-1.5份、 纤维 0.5-1.0份、助剂1-1.5份；其中所述的外加剂为稳泡剂、 减水剂 和早强剂；水料 质量 比为0.55-0.6。本发明所制得的 泡沫混凝土 材料可以达到(泡沫混凝土JG/T266-2011)的各项性能指标，各项性能优越，这种方法简单易行，成本低廉，节能效果明显，适宜规模化推广应用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种免蒸压泡沫混凝土材料，其特征在于其原料组分及各组分的重量份分别为：水泥85-96份、细砂2-8份、矿渣粉2-10份、化学发泡剂1.4-2.2份、外加剂0.7-1.5份、纤维0.5- |
||||||
| 说明书全文 | 一种免蒸压泡沫混凝土材料及其制备方法技术领域背景技术[0002] 近年来泡沫混凝土以其无机不燃的特性受到整个外墙保温材料市场的关注，同时泡沫混凝土材料的轻质高强、隔音性能、保温性能、均较优越，受到建筑工程的青睐。 [0003] 目前市场上大部分泡沫混凝土都是以铝粉为发泡剂，同时也是利用蒸压养护工艺制取，不仅成本较高，对蒸压设备的要求很高，不仅生产过程中的风险高，而且蒸压过程中3 3 能耗较大(容重为600kg/m的蒸压泡沫混凝土砌块生产油耗约25kg/m)，还可能造成二次污染。与蒸压泡沫混凝土技术相比，本发明的免蒸压制备方法简单易行，所制备的泡沫混凝土性能优越，成本低廉，节能效果明显，适宜规模化推广应用。 发明内容[0005] 蒸压釜用途十分广泛，大量应用于灰砂砖、加气混凝土砌块、高强度石膏等建筑材料的蒸压养护。其工作原理：首先排除蒸压釜内空气，减少传热阻力，增加蒸汽量，增加釜内蒸汽温度；然后升温升压阶段，蒸汽与制品达到规定的压力、温度的这一过程；再者恒温恒压阶段，为了保证水化反应的正常进行，使试样有足够的强度；最后是降压降温阶段，使试样能够在适宜的温湿度条件成型。虽然采取压蒸工艺才能制备出性能符合要求的泡沫混凝土，但是在生产过程中也会存在一定的问题：如釜内蒸汽、试样表面试样内部三者温差过大而造成因表面与内部温差不一致而产生裂纹，必须控制升温速度；在恒温恒压阶段，必须严格控制釜内压力、温度和养护时间；在降压降温这一阶段由于压差和温差过大可造成的制品暴裂、酥松及强度下降；蒸压养护最主要的问题是能耗较大和污染问题，也存在着安全隐患问题。 [0006] 本发明的技术方案为：一种免蒸压泡沫混凝土材料，其特征是在于其原料组分及各组分的重量份分别为：水泥85-96份、细砂2-8份、矿渣粉2-10份、化学发泡剂1.4-2.2份、外加剂0.7-1.5份、纤维0.5-1.0份、助剂1-1.5份；其中所述的外加剂为稳泡剂、减水剂和早强剂；水料质量比为0.55-0.6。 [0007] 优选上述的外加剂的重量份分别为：稳泡剂0.1-0.6份、减水剂0.2-0.3份、早强剂0.4-0.6份。 [0009] 优选上述的化学发泡剂为质量分数为60％的铝粉，平均粒径为500目。 [0010] 优选上述的水泥为PO42.5普通硅酸盐水泥、PII52.5硅酸盐水泥、R·SAC52.5硫铝酸盐水泥、52.5JC83高铝水泥或者矿渣水泥的一种或多种。水泥的主要成分为C3S、C2S、C4A3、C3A和C4AF，其在配方中所起的作用主要是发生水化反应，生成胶凝材料。 [0011] 优选上述的细砂粒度为40-70目，模数为1.6-2.2；细砂优选为粉细砂、天然河砂、海砂或石英砂的一种。主要降低水化热，起骨架作用。 [0012] 优选上述的矿渣粉为比表面积为800-1000m2/kg。不仅降低水化热，同时提高混凝土强度，强化了集料界面的粘结力，使得泡沫混凝土的物理力学性能大大提高。 [0014] 本发明还提供了上述的免蒸压泡沫混凝土材料的方法，其具体步骤为： [0015] A、按质量份计，将水泥、矿渣粉、细砂与水在机械搅拌条件下混合均匀，将纤维、助剂和外加剂中的减水剂加入搅拌机混合搅拌2-3min，搅拌转速1000-1200rpm；再者加入外加剂中的稳泡剂和早强剂拌合，与水泥浆混合搅拌40s-60s，搅拌机转速为1500-1800rpm；最后加入发泡剂与水泥料浆混合搅拌20-30s，搅拌转速1000-1200rpm，继续搅拌30-40s搅拌机转速(2500-3000rpm)；其中水料质量比为0.55-0.6； [0016] B、将搅拌好的泡沫混凝土料浆注入模具中，在10-40℃环境下静置发泡12min-22min，然后在温度为15-25℃，湿度为85-90％的养护室中养护18h-24h得成型试件，将成型试件脱模，即制成免蒸压泡沫混凝土材料成品。 [0017] 本专利主要通过改善配方，加入一定的外加剂和铝粉处理使泡沫混凝土在常温下就能有很好地发泡效果。具体技术路线为：免蒸压泡沫混凝土原材料组合试配→通过强度等性能指标的测试，择优选取一组或几组免蒸压泡沫混凝土原材料组合方案→活性掺合料及外加剂的改性试验→免蒸压加气混凝土原材料组合方案及蒸汽养护工艺参数的确定→测定泡沫混凝土制品性能。 [0018] 有益效果： [0019] 与现有技术相比，采用本发明的技术方案所得的泡沫混凝土材料可以达到中华人民共和国建筑行业标准—泡沫混凝土(JG/T266-2011)的各项性能指标，具体包含有如下优点： [0020] (1)隔音保温效果较好 [0021] 本发明的技术方案中铝粉颗粒较低，同时分散性较好，制备出的孔结构均匀，其可进一步提高发泡混凝土材料的保温隔音效果； [0022] (2)力学性能较好 [0023] 本发明技术方案中的细砂、矿渣粉和水泥能够很好结合，不仅能够提升力学性能，而且降低水化热，可有效阻止泡沫混凝土材料的细微裂纹的产生，阻塞泡沫混凝材料土中易导致渗水的贯通通道，从而使得泡沫混凝土材料具有较好的力学和抗开裂的性能； [0024] (3)成本较低，节能环保 [0025] 本发明技术方案的配方可以让铝粉在常温条件下进行发泡，可大大降低生产成本，节约资源，提高社会效益，适宜规模化推广应用。 具体实施方式[0026] 泡沫混凝土其原料组成为水泥、细砂、矿渣粉、发泡剂、外加剂、纤维、助剂按照质量比为水泥：细砂：矿渣粉：发泡剂：外加剂：纤维：助剂＝85-96：2-8：2-10：1.4-2.2：0.7-1.5：0.5-1.0：1-1.5。水料比为0.55-0.6。由水泥、细砂和矿渣粉混合均匀，再加水与外加剂搅拌均匀，然后加入化学发泡剂充分搅拌均匀后，在模具中浇注成型，泡沫混凝土浇注成型 24h后拆模，养护，测量泡沫混凝土(JG/T266-2011)的各项性能指标。 [0027] 水泥为PO42.5普通硅酸盐水泥、PII52.5硅酸盐水泥、R·SAC52.5硫铝酸盐水泥、52.5JC83高铝水泥或者矿渣水泥的一种或多种；细砂粒度为40-70目，模数为1.6-2.2；矿渣粉为比表面积为800-1000m2/kg；化学发泡剂，质量分数为60％的铝粉膏，发泡剂平均粒径 500目，组分为铝粉、CaO、Fe3O4、Fe2O3、NaOH、脂肪酸皂的一种或几种；泡沫混凝土配合比中所用发泡剂为铝粉，按质量份计，铝粉1.4-2.2份；外加剂按质量份计0.7-1.5份，其中稳泡剂0.1-0.6份、减水剂0.2-0.3份、早强剂0.4-0.6份；纤维0.5-1.0份；助剂1-1.5份。 [0028] 实施例1 [0029] 按质量份计，准备水泥88份(86份PO42.5普通硅酸盐水泥和2份R·SAC52.5硫铝酸2 盐水泥)、石英砂2份、比表面积800m/kg矿渣粉10份、质量分数60％的铝粉化学发泡剂1.4份、外加剂1.2份(松香酸皂类稳泡剂0.6份、聚羧酸减水剂0.2份、早强剂MgCl20.4份)、聚丙烯纤维0.6份、助剂NaOH1.4份。 [0030] 首先把水泥、石英砂、矿渣粉和水在机械搅拌条件下混合均匀，将纤维、助剂和外加剂中的减水剂加入搅拌机混合搅拌2min，搅拌转速1000rpm；然后加入外加剂中的稳泡剂、早强剂和其他外加剂拌合，与水泥浆混合搅拌40s，搅拌机转速为1500rpm；最后加入发泡剂与水泥料浆混合搅拌20s，搅拌转速1000rpm，继续搅拌30s搅拌机转速2500rpm；其中水料质量比为0.56。将搅拌好的泡沫混凝土料浆注入模具中，在10℃环境下静置发泡12min，然后在温度为15℃，湿度为85％的养护室中养护24h得成型试件，将成型试件脱模，测量泡沫混凝土(JG/T266-2011)的各项性能指标。(见表1) [0031] 实施例2 [0032] 按质量份计，准备水泥92份(88份PO42.5普通硅酸盐水泥和4份R·SAC52.5硫铝酸盐水泥)、石英砂2份、800m2/kg矿渣粉6份、化学发泡剂2份、外加剂0.8份(松香酸皂类稳泡剂0.2份、聚羧酸减水剂0.2份、早强剂MgCl20.4)、聚丙烯纤维0.5份、助剂NaOH1.3份。 [0033] 首先把水泥和水在机械搅拌条件下混合均匀，将纤维、助剂和外加剂中的减水剂加入搅拌机混合搅拌3min，搅拌转速1200rpm；然后加入外加剂中的稳泡剂、早强剂和其他外加剂拌合，与水泥浆混合搅拌60s，搅拌机转速为1500rpm；最后加入发泡剂与水泥料浆混合搅拌30s，搅拌转速1200rpm，继续搅拌30s搅拌机转速3000rpm；其中水料质量比为0.56。将搅拌好的泡沫混凝土料浆注入模具中，在20℃环境下静置发泡18min，然后在温度为20℃，湿度为90％的养护室中养护18h得成型试件，将成型试件脱模，测量泡沫混凝土(JG/T266-2011)的各项性能指标。(见表1) [0034] 实施例3 [0035] 按质量份计，准备PO42.5普通硅酸盐水泥92份、石英砂5份、800m2/kg矿渣粉6份、化学发泡剂2份、外加剂1.4份(松香酸皂类稳泡剂0.6份、聚羧酸减水剂0.3份、早强剂MgCl20.5份)、聚丙烯纤维0.6份、助剂NaOH1.4份。 [0036] 首先把水泥、石英砂、矿渣粉和水在机械搅拌条件下混合均匀，将纤维、助剂和外加剂中的减水剂加入搅拌机混合搅拌3min，搅拌转速1200rpm；然后加入外加剂中的稳泡剂、早强剂和其他外加剂拌合，与水泥浆混合搅拌50s，搅拌机转速为1600rpm；最后加入发泡剂与水泥料浆混合搅拌30s，搅拌转速1200rpm，继续搅拌30s搅拌机转速3000rpm；其中水料质量比为0.56。将搅拌好的泡沫混凝土料浆注入模具中，在20℃环境下静置发泡18min，然后在温度为25℃，湿度为90％的养护室中养护24h得成型试件，将成型试件脱模，测量泡沫混凝土(JG/T266-2011)的各项性能指标。(见表1) [0037] 实施例4 [0038] 按质量份计，准备水泥95份(89份PO42.5普通硅酸盐水泥和6份R·SAC52.5硫铝酸盐水泥)、石英砂2份、800m2/kg矿渣粉2份、化学发泡剂2.2份、外加剂0.8份(松香酸皂类稳泡剂0.2份、聚羧酸减水剂0.2份、早强剂MgCl20.4份)、聚丙烯纤维1.0份、助剂NaOH1.2份。 [0039] 首先把水泥、石英砂、矿渣粉和水在机械搅拌条件下混合均匀，将纤维、助剂和外加剂中的减水剂加入搅拌机混合搅拌2min，搅拌转速1000rpm；然后加入外加剂中的稳泡剂、早强剂和其他外加剂拌合，与水泥浆混合搅拌60s，搅拌机转速为1800rpm；最后加入发泡剂与水泥料浆混合搅拌20s，搅拌转速1000rpm，继续搅拌40s搅拌机转速2500rpm；其中水料质量比为0.56。将搅拌好的泡沫混凝土料浆注入模具中，在40℃环境下静置发泡12min，然后在温度为15℃，湿度为90％的养护室中养护20h得成型试件，将成型试件脱模，测量泡沫混凝土(JG/T266-2011)的各项性能指标。(见表1) [0040] 实施例5 [0041] 按质量份计，准备水泥96份(94份PO42.5普通硅酸盐水泥和2份R·SAC52.5硫铝酸盐水泥)、天然河砂5份、1000m2/kg矿渣粉5份、化学发泡剂2.1份、外加剂1份(松香酸皂类稳泡剂0.2份、有机硅0.2份、早强剂MgCl20.6份)、聚丙烯纤维0.5份、助剂水玻璃1.4份。 [0042] 首先把水泥、天然河砂、矿渣粉和水在机械搅拌条件下混合均匀，将纤维、助剂和外加剂中的减水剂加入搅拌机混合搅拌3min，搅拌转速1100rpm；然后加入外加剂中的稳泡剂、早强剂和其他外加剂拌合，与水泥浆混合搅拌55s，搅拌机转速为1700rpm；最后加入发泡剂与水泥料浆混合搅拌25s，搅拌转速1100rpm，继续搅拌40s搅拌机转速2800rpm；其中水料质量比为0.58。将搅拌好的泡沫混凝土料浆注入模具中，在25℃环境下静置发泡20min，然后在温度为20℃，湿度为90％的养护室中养护24h得成型试件，将成型试件脱模，测量泡沫混凝土(JG/T266-2011)的各项性能指标。(见表1) [0043] 表1实施例各项性能指标 [0044] [0045] [0046] 由上表可知：实施例成品的各性能指标均符合标准JG/T266-2011中的规定，不在蒸压环境下也能够顺利成型，干密度、导热系数、强度等级、吸水率和耐火极限五个指标的数值都比较优越。以上结果表明，采用本发明的技术方案所得的实施例1-5的泡沫混凝土成品的保温性能、力学性能和韧性均较优，同时也能大幅度的降低成本，减少工序，提高效率。 [0047] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈