CN103524091A - 大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土的制备方法 - Google Patents

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CN103524091A CN201210232984.7A CN201210232984A CN103524091A CN 103524091 A CN103524091 A CN 103524091A CN 201210232984 A CN201210232984 A CN 201210232984A CN 103524091 A CN103524091 A CN 103524091A
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Abstract

本发明提供了一种大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土的制备方法，该方法按下列重量百分比配制原料：水泥25～35％；粉煤灰25～47％；硅灰0～5％；凹凸棒石粘土0～2％；化学发泡剂1～5％；稳泡剂0.03～2％；纤维0～4％；防水剂0.5～3％；增强剂0～2％；早强剂0～4％；减水剂0.1～0.4％；膨胀剂0.1～4％；生石灰0～3％；水22～30％，然后经混合搅拌发泡而成。采用以上方法制备的泡沫混凝土主要性能均优于常用的泡沫混凝土，其表观密度为160kg/m3～280kg/m3，导热系数低于0.06W/(m·K)，体积吸水率不大于10％；另外本发明掺入粉煤灰的比例高达47％，工艺稳定性好，成品率高，适合大规模生产，可用作外墙外保温工程、屋面保温工程、地暖工程、节能复合材料等。

Description

大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土的制备方法
技术领域
本发明涉及到泡沫混凝土的制备方法，具体地讲，涉及到一种大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土的制备方法。
背景技术
泡沫混凝土是将化学发泡剂或物理发泡剂发泡后加入到胶凝材料、掺合料、外加剂和水等制成的浆料中，经混合搅拌、浇注成型、自然养护而成的一种轻质保温材料，由于其含有大量均匀分布的封闭气孔，因而具有轻质、防潮、防火、隔音以及良好的保温隔热功能。目前常用的泡沫混凝土的主要性能为表观密度处于300kg/m3～1200kg/m3，导热系数大于0.085W/(m·K)，体积吸水率大于30％，主要应用领域包括：轻质混凝土制品制造，复合墙体保温隔热工程，地暖等场合。
近年来，在全球节能减排大趋势的推动下，建筑节能问题受到广泛的关注，发展绿色环保节能建筑材料已势在必行。我国已经出台了大量与绿色建筑节能相关的政策法规，对新型建筑材料的开发提出了更高的要求。泡沫混凝土作为一种兼具A级防火性能和良好保温隔热性能的材料，在建筑外保温和防火方面具有明显的优势。然而，作为泡沫混凝土的主要原材料之一的水泥却是一种高能耗、高环境污染的建筑材料，现有的泡沫混凝土制品由于受限于技术原因仍大量使用水泥作为胶凝材料，使这种用传统方法制备的泡沫混凝土制品难以成为绿色建筑材料，虽然有专利文献介绍采用粉煤灰等具有潜在活性的材料部分替代水泥作为胶凝材料制备泡沫混凝土制品，但其对水泥的取代量仍低于30％；此外，现有泡沫混凝土制品受限于工艺问题还存在易开裂、吸水性强等缺陷，限制了其在实际工程中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土的制备方法，该方法能够制备出低密度、保温性能优异的泡沫混凝土，大大降低泡沫混凝土制品水泥用量、解决其易开裂及吸水性强的问题。
实现本发明的一种大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土的制备方法是：
一、首先进行原料选取：
水泥：强度等级不低于42.5的R型通用硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥或快硬铁铝酸盐水泥；
粉煤灰：国标等级不低于II级；
硅灰：SiO2含量不低于80％；
凹凸棒石粘土：纯度大于80％，粒径小于或等于200目；
化学发泡剂：含量大于27％的双氧水溶液；
稳泡剂：松香型表面活性剂、粘度大于10万的纤维素醚、纯度大于90％的三乙醇胺中的一种或几种的混合；
纤维：6mm～19mm的聚丙烯纤维、海泡石绒或玄武岩纤维中的一种或几种的混合；
防水剂：硬脂酸盐系列产品中一种或几种的混合；
增强剂：可再分散乳胶粉；
早强剂：硫酸钠、碳酸锂或水玻璃中一种或几种的混合；
减水剂：高效聚羧酸减水剂；
膨胀剂：低碱混凝土膨胀剂；
生石灰；
水。
二、原料选定后，泡沫混凝土的原料按下列重量(％)配制：
水泥            25～35；
粉煤灰          25～47；
硅灰            0～5；
凹凸棒石粘土    0～2；
化学发泡剂      1～5；
稳泡剂          0.03～2；
纤维            0～4；
防水剂          0.5～3；
增强剂          0～2；
早强剂          0～4；
减水剂          0.1～0.4；
膨胀剂          0.1～4；
生石灰          0～3；
水              22～30。
三、泡沫混凝土的原料配制后，其制备工艺步骤为：
(1)先将减水剂、粉煤灰和水加入搅拌机混合搅拌；
(2)往步骤(1)所制备的料浆中加入硅灰、凹凸棒石粘土、稳泡剂、纤维、防水剂、增强剂、早强剂、膨胀剂、生石灰后混合搅拌均匀；
(3)将水泥加入步骤(2)所制备的浆料中并搅拌均匀；
(4)往步骤(3)所制备的料浆中加入化学发泡剂，用搅拌机搅拌0.5～1分钟，搅拌速度大于600转/分钟；
(5)将步骤(4)搅拌好的泡沫混凝土料浆注入到模具中，静置发泡，自然养护，便制得本发明的大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土。
采用本发明制备的大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土主要性能均优于常用的泡沫混凝土，其表观密度为160kg/m3～280kg/m3，导热系数低于0.06W/(m·K)，体积吸水率不大于10％；另外本发明掺入粉煤灰的比例高达47％，不仅大量降低泡沫混凝土中水泥的用量，还消除了泡沫混凝土制品因应力产生的裂纹，且有利于制品后期强度的提高，可制备出性能优良的绿色节能产品。
此外采用本发明制备的大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土为封闭气孔、保温隔热效果好，在浇筑至凝固过程中不产生收缩下沉、坍塌、变形、脱模时间短，工艺稳定性好，成品率高，适合大规模生产，可用作外墙外保温工程、屋面保温工程、地暖工程、节能复合材料等。
具体实施方式
实施例1
实现本发明的一种大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土的制备方法的具体实施方式是：
一、首先进行原料选取：
水泥：强度等级等于42.5的R型通用硅酸盐水泥；
粉煤灰：国标等级为II级；
凹凸棒石粘土：纯度85％，粒径为200目；
化学发泡剂：含量27.5％的双氧水溶液；
稳泡剂：纯度95％的三乙醇胺；
纤维：19mm的聚丙烯纤维；
防水剂：硬脂酸锌；
早强剂：碳酸锂；
减水剂：高效聚羧酸减水剂；
膨胀剂：低碱混凝土膨胀剂；
生石灰；
水。
二、原料选定后，泡沫混凝土的原料按下列重量(％)配制：
水泥                25；
粉煤灰            47；
凹凸棒石粘土      0.32；
化学发泡剂        1；
稳泡剂            0.06；
纤维              0.64；
防水剂            1.27；
早强剂            1.28；
减水剂            0.13；
膨胀剂            0.1；
生石灰            0.2；
水                23。
三、泡沫混凝土的原料配制后，其制备工艺步骤为：
(1)先将减水剂、粉煤灰和水加入搅拌机混合搅拌；
(2)往步骤(1)所制备的料浆中加入凹凸棒石粘土、稳泡剂、纤维、防水剂、早强剂、膨胀剂、生石灰后混合搅拌均匀；
(3)将水泥加入步骤(2)所制备的浆料中并搅拌均匀；
(4)往步骤(3)所制备的料浆中加入化学发泡剂，用搅拌机搅拌1分钟，搅拌速度800转/分钟；
(5)将步骤(4)搅拌好的泡沫混凝土料浆注入到模具中，静置发泡，自然养护，便制得本发明的大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土，其主要性能检测结果见表1。
表1实施例1性能检测结果
  实施例1   表观密度，kg/m3   导热系数，W/(m·K)   体积吸水率，％
  性能结果   275   0.068   8
实施例2
实现本发明的一种大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土的制备方法的具体实施方式是：
一、首先进行原料选取：
水泥：强度等级等于42.5的快硬铁铝酸盐水泥；
粉煤灰：国标等级为II级；
硅灰：SiO2含量80％；
凹凸棒石粘土：纯度87％，粒径为200目；
化学发泡剂：含量27.5％的双氧水溶液；
稳泡剂：粘度为12万的纤维素醚；
防水剂：硬脂酸钙与硬脂酸锌的混合物；
增强剂：可再分散乳胶粉；
早强剂：硫酸钠；
减水剂：高效聚羧酸减水剂；
膨胀剂：低碱混凝土膨胀剂；
水。
二、原料选定后，泡沫混凝土的原料按下列重量(％)配制：
水泥            27；
粉煤灰          36；
硅灰            1；
凹凸棒石粘土    2.0；
化学发泡剂      2.5；
稳泡剂          0.06；
防水剂          1.84；
增强剂          0.47；
早强剂          1.85；
减水剂          0.28；
膨胀剂          1；
水              26；
以上防水剂中硬脂酸钙与硬脂酸锌按0.8∶1配制。
三、泡沫混凝土的原料配制后，其制备工艺步骤为：
(1)先将减水剂、粉煤灰和水加入搅拌机混合搅拌；
(2)往步骤(1)所制备的料浆中加入硅灰、凹凸棒石粘土、稳泡剂、防水剂、增强剂、早强剂、膨胀剂后混合搅拌均匀；
(3)将水泥加入步骤(2)所制备的浆料中并搅拌均匀；
(4)往步骤(3)所制备的料浆中加入化学发泡剂，用搅拌机搅拌1分钟，搅拌速度800转/分钟；
(5)将步骤(4)搅拌好的泡沫混凝土料浆注入到模具中，静置发泡，自然养护，便制得本发明的大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土，其主要性能检测结果见表2。
表2实施例2性能检测结果
  实施例2   表观密度，kg/m3   导热系数，W/(m·K)   体积吸水率，％
  性能结果   240   0.063   6
实施例3
实现本发明的一种大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土的制备方法的具体实施方式是：
一、首先进行原料选取：
水泥：强度等级等于42.5的快硬硫铝酸盐水泥；
粉煤灰：国标等级为II级；
硅灰：SiO2含量80％；
凹凸棒石粘土：纯度87％，粒径为200目；
化学发泡剂：含量27.5％的双氧水溶液；
稳泡剂：粘度为12万的纤维素醚；
纤维：19mm的聚丙烯纤维与海泡石绒的混合物；
防水剂：硬脂酸钙与硬脂酸锌的混合；
增强剂：可再分散乳胶粉；
早强剂：水玻璃；
减水剂：高效聚羧酸减水剂；
膨胀剂：低碱混凝土膨胀剂；
生石灰；
水。
二、原料选定后，泡沫混凝土的原料按下列重量(％)配制：
水泥            26；
粉煤灰          36；
硅灰            2；
凹凸棒石粘土    0.1；
化学发泡剂      3；
稳泡剂          0.07；
纤维            2.52；
防水剂          1.16；
增强剂          0.38；
早强剂          0.76；
减水剂          0.38；
膨胀剂          0.63；
生石灰          2；
水            25；
以上纤维中聚丙烯纤维与海泡石绒按0.8∶1配制；防水剂中硬脂酸钙与硬脂酸锌按0.5∶1配制。
三、泡沫混凝土的原料配制后，其制备工艺步骤为：
(1)先将减水剂、粉煤灰和水加入搅拌机混合搅拌；
(2)往步骤(1)所制备的料浆中加入硅灰、凹凸棒石粘土、稳泡剂、纤维、防水剂、增强剂、早强剂、膨胀剂、生石灰后混合搅拌均匀；
(3)将水泥加入步骤(2)所制备的浆料中并搅拌均匀；
(4)往步骤(3)所制备的料浆中加入化学发泡剂，用搅拌机搅拌1分钟，搅拌速度800转/分钟；
(5)将步骤(4)搅拌好的泡沫混凝土料浆注入到模具中，静置发泡，自然养护，便制得本发明的大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土，其主要性能检测结果见表3。
表3实施例3性能检测结果
  实施例3   表观密度，kg/m3   导热系数，W/(m·K)   体积吸水率，％
  性能结果   210   0.061   9
实施例4
实现本发明的一种大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土的制备方法的具体实施方式是：
一、首先进行原料选取：
水泥：强度等级等于42.5的快硬硫铝酸盐水泥；
粉煤灰：国标等级为II级；
硅灰：SiO2含量80％；
凹凸棒石粘土：纯度85％，粒径为200目；
化学发泡剂：含量27.5％的双氧水溶液；
稳泡剂：纯度96％的三乙醇胺与松香型表面活性剂的混合物；
纤维：海泡石绒与玄武岩纤维的混合；
防水剂：硬脂酸钙；
增强剂：可再分散乳胶粉；
早强剂：硫酸钠和水玻璃的混合；
减水剂：高效聚羧酸减水剂；
膨胀剂：低碱混凝土膨胀剂；
生石灰；
水。
二、原料选定后，泡沫混凝土的原料按下列重量(％)配制：
水泥            31；
粉煤灰          25；
硅灰            3；
凹凸棒石粘土    0.8；
化学发泡剂      3.5；
稳泡剂          0.92；
纤维            1.87；
防水剂          1.5；
增强剂          0.4；
早强剂          2.71；
减水剂          0.2；
膨胀剂          0.1；
生石灰          3；
水              26；
以上纤维中海泡石与玄武岩纤维绒按0.8∶1配制；早强剂中硫酸钠与水玻璃按10∶1配制；稳泡剂中纯度96％的三乙醇胺与松香型表面活性剂按1∶1配制。
三、泡沫混凝土的原料配制后，其制备工艺步骤为：
(1)先将减水剂、粉煤灰和水加入搅拌机混合搅拌；
(2)往步骤(1)所制备的料浆中加入硅灰、凹凸棒石粘土、稳泡剂、纤维、防水剂、增强剂、早强剂、膨胀剂、生石灰后混合搅拌均匀；
(3)将水泥加入步骤(2)所制备的浆料中并搅拌均匀；
(4)往步骤(3)所制备的料浆中加入化学发泡剂，用搅拌机搅拌1分钟，搅拌速度800转/分钟；
(5)将步骤(4)搅拌好的泡沫混凝土料浆注入到模具中，静置发泡，自然养护，便制得本发明的大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土，其主要性能检测结果见表4。
表4实施例4性能检测结果
  实施例4   表观密度，kg/m3   导热系数，W/(m·K)   体积吸水率，％
  检测结果   180   0.054   7

Claims (5)

1.一种大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：
一、首先进行原料选取：水泥：强度等级不低于42.5的R型通用硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥或快硬铁铝酸盐水泥；粉煤灰：国标等级不低于II级；硅灰：SiO2含量不低于80％；凹凸棒石粘土：纯度大于80％，粒径小于或等于200目；化学发泡剂：含量大于27％的双氧水溶液；稳泡剂：松香型表面活性剂、粘度大于10万的纤维素醚、纯度大于90％的三乙醇胺中的一种或几种的混合；纤维：6mm～19mm的聚丙烯纤维、海泡石绒或玄武岩纤维中的一种或几种的混合；防水剂：硬脂酸盐系列产品中一种或几种的混合；增强剂：可再分散乳胶粉；早强剂：硫酸钠、碳酸锂或水玻璃中一种或几种的混合；减水剂：高效聚羧酸减水剂；膨胀剂：低碱混凝土膨胀剂；生石灰；水；
二、原料选定后，该泡沫混凝土的原料按下列重量(％)配制：水泥25～35；粉煤灰25～47；硅灰0～5；凹凸棒石粘土0～2；化学发泡剂1～5；稳泡剂0.03～2；纤维0～4；防水剂0.5～3；增强剂0～2；早强剂0～4；减水剂0.1～0.4；膨胀剂0.1～4；生石灰0～3；水22～30；
三、泡沫混凝土的原料配制后，其制备工艺步骤为：
(1)先将减水剂、粉煤灰和水加入搅拌机混合搅拌；
(2)往步骤(1)所制备的料浆中加入硅灰、凹凸棒石粘土、稳泡剂、纤维、防水剂、增强剂、早强剂、膨胀剂、生石灰后混合搅拌均匀；
(3)将水泥加入步骤(2)所制备的浆料中并搅拌均匀；
(4)往步骤(3)所制备的料浆中加入化学发泡剂，用搅拌机搅拌0.5～1分钟，搅拌速度大于600转/分钟；
(5)将步骤(4)搅拌好的泡沫混凝土料浆注入到模具中，静置发泡，自然养护，便制得本发明的大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：
一、首先进行原料选取：水泥：强度等级等于42.5的R型通用硅酸盐水泥；粉煤灰：国标等级为II级；凹凸棒石粘土：纯度85％，粒径为200目；化学发泡剂：含量27.5％的双氧水溶液；稳泡剂：纯度95％的三乙醇胺；纤维：19mm的聚丙烯纤维；防水剂：硬脂酸锌；早强剂：碳酸锂；减水剂：高效聚羧酸减水剂；膨胀剂：低碱混凝土膨胀剂；生石灰；水；
二、原料选定后，泡沫混凝土的原料按下列重量(％)配制：水泥25；粉煤灰47；凹凸棒石粘土0.32；化学发泡剂1；稳泡剂0.06；纤维0.64；防水剂1.27；早强剂1.28；减水剂0.13；膨胀剂0.1；生石灰0.2；水23；
三、泡沫混凝土的原料配制后，其制备工艺步骤为：
(1)先将减水剂、粉煤灰和水加入搅拌机混合搅拌；
(2)往步骤(1)所制备的料浆中加入凹凸棒石粘土、稳泡剂、纤维、防水剂、早强剂、膨胀剂、生石灰后混合搅拌均匀；
(3)将水泥加入步骤(2)所制备的浆料中并搅拌均匀；
(4)往步骤(3)所制备的料浆中加入化学发泡剂，用搅拌机搅拌1分钟，搅拌速度800转/分钟；
(5)将步骤(4)搅拌好的泡沫混凝土料浆注入到模具中，静置发泡，自然养护，便制得本发明的大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土。
3.根据权利要求1所述的一种大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：
一、首先进行原料选取：水泥：强度等级等于42.5的快硬铁铝酸盐水泥；粉煤灰：国标等级为II级；硅灰：SiO2含量80％；凹凸棒石粘土：纯度87％，粒径为200目；化学发泡剂：含量27.5％的双氧水溶液；稳泡剂：粘度为12万的纤维素醚；防水剂：硬脂酸钙与硬脂酸锌的混合物，硬脂酸钙与硬脂酸锌按0.8∶1配制；增强剂：可再分散乳胶粉；早强剂：硫酸钠；减水剂：高效聚羧酸减水剂；膨胀剂：低碱混凝土膨胀剂；水；
二、原料选定后，泡沫混凝土的原料按下列重量(％)配制：
水泥27；粉煤灰36；硅灰1；凹凸棒石粘土2.0；化学发泡剂2.5；稳泡剂0.06；防水剂1.84；增强剂0.47；早强剂1.85；减水剂0.28；膨胀剂1；水26；
三、泡沫混凝土的原料配制后，其制备工艺步骤为：
(1)先将减水剂、粉煤灰和水加入搅拌机混合搅拌；
(2)往步骤(1)所制备的料浆中加入硅灰、凹凸棒石粘土、稳泡剂、防水剂、增强剂、早强剂、膨胀剂后混合搅拌均匀；
(3)将水泥加入步骤(2)所制备的浆料中并搅拌均匀；
(4)往步骤(3)所制备的料浆中加入化学发泡剂，用搅拌机搅拌1分钟，搅拌速度800转/分钟；
(5)将步骤(4)搅拌好的泡沫混凝土料浆注入到模具中，静置发泡，自然养护，便制得本发明的大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土。
4.根据权利要求1所述的一种大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：
一、首先进行原料选取：水泥：强度等级等于42.5的快硬硫铝酸盐水泥；粉煤灰：国标等级为II级；硅灰：SiO2含量80％；凹凸棒石粘土：纯度87％，粒径为200目；化学发泡剂：含量27.5％的双氧水溶液；稳泡剂：粘度为12万的纤维素醚；纤维：19mm的聚丙烯纤维与海泡石绒的混合物，纤维中聚丙烯纤维与海泡石绒按0.8∶1配制；防水剂：硬脂酸钙与硬脂酸锌的混合，防水剂中硬脂酸钙与硬脂酸锌按0.5∶1配制；增强剂：可再分散乳胶粉；早强剂：水玻璃；减水剂：高效聚羧酸减水剂；膨胀剂：低碱混凝土膨胀剂；生石灰；水；
二、原料选定后，泡沫混凝土的原料按下列重量(％)配制：水泥26；粉煤灰36；硅灰2；凹凸棒石粘土0.1；化学发泡剂3；稳泡剂0.07；纤维2.52；防水剂1.16；增强剂0.38；早强剂0.76；减水剂0.38；膨胀剂0.63；生石灰2；水25。
5.根据权利要求1所述的一种大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：
一、首先进行原料选取：水泥：强度等级等于42.5的快硬硫铝酸盐水泥；粉煤灰：国标等级为II级；硅灰：SiO2含量80％；凹凸棒石粘土：纯度85％，粒径为200目；化学发泡剂：含量27.5％的双氧水溶液；稳泡剂：纯度96％的三乙醇胺与松香型表面活性剂的混合物，稳泡剂中纯度96％的三乙醇胺与松香型表面活性剂按1∶1配制；纤维∶海泡石绒与玄武岩纤维的混合，纤维中海泡石与玄武岩纤维绒按0.8∶1配制；防水剂：硬脂酸钙；增强剂：可再分散乳胶粉；早强剂：硫酸钠和水玻璃的混合，早强剂中硫酸钠与水玻璃按10∶1配制；减水剂：高效聚羧酸减水剂；膨胀剂：低碱混凝土膨胀剂；生石灰；水；
二、原料选定后，泡沫混凝土的原料按下列重量(％)配制：
水泥31；粉煤灰25；硅灰3；凹凸棒石粘土0.8；化学发泡剂3.5；稳泡剂0.92；纤维1.87；防水剂1.5；增强剂0.4；早强剂2.71；减水剂0.2；膨胀剂0.1；生石灰3；水26。
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