CN111747691B - 一种高抗裂泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高抗裂泡沫混凝土及其制备方法，所述高抗裂泡沫混凝土由以下质量份组成：胶凝材料500‑1800份，吸水树脂1‑5份，骨料100‑500份，弱碱性水60‑300份，水250‑900份，纳米增强发泡剂1‑5份，植物纤维2‑10份。其制备方法为：1)将胶凝材料、吸水树脂及水按比例搅拌均匀得到浆体；2)在此基础上将骨料及植物纤维逐渐加入步骤1)制备的浆体中搅拌，形成搅拌充分富含骨料及植物纤维的浆状混合物；3)将纳米增强发泡剂与弱碱性水混合生成泡沫，并加入已搅拌充分富含骨料及植物纤维的浆状混合物中继续搅拌均匀，使泡沫均匀分布在浆料中，形成泡沫混凝土浆体；4)将泡沫混凝土浆体浇筑于模具并覆盖，等泡沫混凝土凝固和硬化后脱模制得。

Description

一种高抗裂泡沫混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种高抗裂泡沫混凝土及其制备方法。

背景技术

泡沫混凝土是一种以水泥、粉煤灰、矿粉及硅灰等作为胶凝材料，通过在基体中引入大量泡沫而制备的多孔轻质混凝土材料。泡沫混凝土因具有流动度高、密度低、保温、隔音、抗震、耐火及节能等优点而被广泛应用于建筑工程中，对我国墙体材料及建筑节能材料的改革具有重要的推进意义。

然而，泡沫混凝土水胶比大，内部游离水较多，骨料少导致泡沫混凝土强度低，干缩大且易开裂，严重限制了泡沫混凝土的应用。因此，如何解决泡沫混凝土的干缩大及易开裂等问题是解决目前泡沫混凝土应用问题的关键。

解决泡沫混凝土强度低，干缩大及易开裂等问题的主要方法有：在水泥基体中添加植物纤维(农作物秸秆纤维、椰子壳纤维、麻纤维、木纤维等等)，骨料(橡胶颗粒、砂、页岩陶粒、粉煤灰陶粒、聚苯乙烯颗粒、珍珠岩、玻化微珠、玻珠颗粒或者废聚氨酯颗粒)等。例如专利201711417395.5采用植物纤维制备泡沫混凝土，显著改善了泡沫混凝土的强度及干缩性能。例如专利201811319014.4采用轻质骨料改善泡沫混凝土性能，泡沫混凝土强度明显提高，且泡沫混凝土具有优良的保温性能。

吸水树脂是由共价交联三维聚合物网络组成，可以吸附大量的水或溶液。吸水树脂也表现出超强的解吸附能力，可作为内养护材料改善泡沫混凝土的干缩性能。

本发明采用吸水树脂、植物纤维及骨料改善泡沫混凝土的强度、干缩及抗裂性能，并通过添加稳泡剂及控制泡沫的碱度，提高泡沫的稳定性，制备一种高抗裂泡沫混凝土。

发明内容

技术问题：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高抗裂泡沫混凝土及其制备方法，制备的泡沫混凝土具有轻质、保温、强度高等特点，还具有防干缩、防开裂及增韧等优点。

技术方案：本发明提供一种高抗裂泡沫混凝土及其制备方法，所述高抗裂泡沫混凝土由以下质量份的材料组成：

胶凝材料500-1800份，

吸水树脂1-5份，

骨料100-500份，

弱碱性水60-300份，

纳米增强发泡剂1-5份，

植物纤维2-10份；

水250-900份。

所述胶凝材料按质量份由水泥500-1000份，粉煤灰50-300份，矿粉100-500组成。

所述吸水树脂为丙烯酸、丙烯酸铵、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵及低交联型聚丙烯酸钠盐的一种或几种。

所述植物纤维为农作物秸秆纤维、椰子纤维、麻纤维、木纤维等的一种或几种。

所述弱碱性水的PH值为8-10。

所述骨料为砂、珍珠岩、玻化微珠、矿渣、橡胶颗粒、粉煤灰陶粒及页岩陶粒等的一种或几种，骨料的粒径小于10mm。

纳米增强发泡剂的稳泡剂为纳米氧化铝、纳米氧化硅及纳米氧化锌等的一种或几种。

本发明的高抗裂泡沫混凝土的制备方法具体制备过程为：

1)将胶凝材料、吸水树脂及水按比例搅拌均匀得到浆体；

2)在此基础上将骨料及植物纤维逐渐加入步骤1)制备的浆体中搅拌，形成搅拌充分富含骨料及植物纤维的浆状混合物；

3)将纳米增强发泡剂与弱碱性水混合生成泡沫，并加入已搅拌充分富含骨料及植物纤维的浆状混合物中继续搅拌均匀，使泡沫均匀分布在浆料中，形成泡沫混凝土浆体；

4)将泡沫混凝土浆体浇筑于模具并覆盖，等泡沫混凝土凝固和硬化后脱模制得。

有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：

1)组分中添加了吸水树脂及植物纤维等内养护材料，能够及时补充因水分蒸发造成的泡沫混凝土水份流失，改善泡沫混凝土的干缩及抗裂性能。

2)泡沫采用弱碱性水制备，一方面改善了泡沫的稳定性，另一方面调节泡沫混凝土的水化，提高泡沫混凝土的强度。

3)采用纳米氧化铝、纳米氧化硅及纳米氧化锌等来稳定气泡，可以提高气泡的稳定性，并降低气泡的孔径。

4)采用砂、橡胶颗粒、粉煤灰陶粒及页岩陶粒等骨料，有利于改善泡沫混凝土强度及干缩性能。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的介绍。

对照例：

本实施方式提供了一种高抗裂泡沫混凝土，由以下质量份组成：水泥1000份、粉煤灰300份、矿渣粉500份、纳米氧化铝增强发泡剂3份、PH＝9的弱碱性水180份及水900份。

上述高抗裂泡沫混凝土的具体制备步骤如下：

1)将水泥、粉煤灰、硅灰及水按比例以90r/min的转速搅拌30s；

2)使用纳米氧化铝增强发泡剂与PH＝9的弱碱性水混合生成泡沫，并加入已搅拌充分的浆状混合物中以60r/min的转速搅拌3min，使泡沫均匀分布在浆料中，形成泡沫混凝土浆体；

3)将泡沫混凝土浆体浇筑于模具并覆盖，泡沫混凝土凝结硬化后脱模制得。

实施方式1：

本实施方式提供了一种高抗裂泡沫混凝土，由以下质量份组成：水泥1000份、粉煤灰300份、矿渣粉500份、丙烯酸吸水树脂2份、纳米氧化硅增强发泡剂5份、PH＝9的弱碱性水300份、水900份、小于10mm的页岩陶粒360份及农作物秸秆纤维8份。

上述高抗裂泡沫混凝土的具体制备步骤如下：

1)将水泥、粉煤灰、硅灰、吸水树脂及水按比例以90r/min的转速搅拌30s；

2)逐渐将页岩陶粒及农作物秸秆纤维逐渐加入步骤1)制备的浆体中以120r/min的转速搅拌30s；

3)使用纳米氧化硅增强发泡剂与PH＝9的弱碱性水混合生成泡沫，并加入已搅拌充分的浆状混合物中以60r/min的转速搅拌3min，使泡沫均匀分布在浆料中，形成泡沫混凝土浆体；

4)将泡沫混凝土浆体浇筑于模具并覆盖，泡沫混凝土凝结硬化后脱模制得。

实施方式2：

本实施方式提供了一种高抗裂泡沫混凝土，由以下质量份组成：水泥1000份、粉煤灰100份、矿渣粉300份、丙烯酸铵吸水树脂3份、纳米氧化锌增强发泡剂2份、PH＝9的弱碱性水120份、水700份、粒径小于10mm的橡胶颗粒300份及木纤维5份。

上述高抗裂泡沫混凝土的具体制备步骤如下：

1)将水泥、粉煤灰、硅灰、吸水树脂及水按比例以90r/min的转速搅拌30s；

2)逐渐将橡胶颗粒及木纤维逐渐加入步骤1)制备的浆体中以120r/min的转速搅拌30s；

3)使用纳米氧化锌增强发泡剂与PH＝9的弱碱性水混合生成泡沫，并加入已搅拌充分的浆状混合物中以60r/min的转速搅拌3min，使泡沫均匀分布在浆料中，形成泡沫混凝土浆体；

4)将泡沫混凝土浆体浇筑于模具并覆盖，泡沫混凝土凝结硬化后脱模制得。

实施方式3：

本实施方式提供了高抗裂泡沫混凝土，由以下质量份组成：水泥800份、粉煤灰100份、矿渣粉200份、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵吸水树脂5份、纳米氧化铝增强发泡剂4份、PH＝9的弱碱性水240份、水500份、粒径小于10mm的砂200份及麻纤维3份。

上述高抗裂泡沫混凝土的具体制备步骤如下：

1)将水泥、粉煤灰、硅灰、吸水树脂及水按比例以90r/min的转速搅拌30s；

2)逐渐将砂及麻纤维逐渐加入步骤1)制备的浆体中以120r/min的转速搅拌30s；

3)使用纳米氧化铝增强发泡剂与PH＝9的弱碱性水混合生成泡沫，并加入已搅拌充分的浆状混合物中以60r/min的转速搅拌3min，使泡沫均匀分布在浆料中，形成泡沫混凝土浆体；

4)将泡沫混凝土浆体浇筑于模具并覆盖，泡沫混凝土凝结硬化后脱模制得。

实施方式4：

本实施方式提供了一种高抗裂泡沫混凝土，由以下质量份组成：水泥1200份、粉煤灰200份、矿渣粉200份、低交联型聚丙烯酸钠盐吸水树脂5份、纳米氧化铝及氧化锌复合增强发泡剂3份、PH＝9的弱碱性水180份、水600份、粒径小于10mm粉煤灰陶粒300份及农作物秸秆纤维10份。

上述高抗裂泡沫混凝土的具体制备步骤如下：

1)将水泥、粉煤灰、硅灰、吸水树脂及水按比例以90r/min的转速搅拌30s；

2)逐渐将粉煤灰陶粒及农作物秸秆纤维逐渐加入步骤1)制备的浆体中以120r/min的转速搅拌30s；

3)使用纳米氧化铝及氧化锌复合增强发泡剂与PH＝9的弱碱性水混合生成泡沫，并加入已搅拌充分的浆状混合物中以60r/min的转速搅拌3min，使泡沫均匀分布在浆料中，形成泡沫混凝土浆体；

4)将泡沫混凝土浆体浇筑于模具并覆盖，泡沫混凝土凝结硬化后脱模制得。

将实施例与对照例制备的泡沫混凝土进行检测，具体检测如下：

采用尺寸为100mm×100mm×100mm的样品，参考JG/T2011《泡沫混凝土》测定绝干密度及28d强度。参考JC/T266-2011《泡沫混凝土》测定其吸水率。参考JCT951-2005《水泥砂浆抗裂性能试验方法》的测试试件在恒温(20±1)℃、恒湿(43±2)％环境下测定泡沫混凝土360d内的开裂龄期。

表1泡沫混凝土性能

由表1可见，本发明制备的泡沫混凝土强度、吸水率及抗裂等性能均非常优异。

上述实施方式仅为说明本发明的特点及内容所作的列举，本申请的保护范围不受其限制，仍以本申请权利要求书的内容为准。凡根据本发明实质所做的修饰或变换，均落入本申请的保护范围。

Claims (3)

1.一种高抗裂泡沫混凝土，其特征在于，所述高抗裂泡沫混凝土由以下质量份的材料组成：

胶凝材料500-1800份，

吸水树脂1-5份，

骨料100-500份，

弱碱性水60-300份，

纳米增强发泡剂1-5份，

植物纤维2-10份；

水250-900份；

其中，

所述胶凝材料按质量份由水泥500-1000份，粉煤灰50-300份，矿粉100-500组成；

所述吸水树脂为丙烯酸、丙烯酸铵、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵及低交联型聚丙烯酸钠盐的一种或几种；

所述植物纤维为农作物秸秆纤维、椰子纤维、麻纤维、木纤维的一种或几种；

所述弱碱性水的PH值为8-10；

所述纳米增强发泡剂的稳泡剂为纳米氧化铝、纳米氧化硅及纳米氧化锌的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种高抗裂泡沫混凝土，其特征在于，所述骨料为砂、珍珠岩、玻化微珠、矿渣、橡胶颗粒、粉煤灰陶粒及页岩陶粒的一种或几种，骨料的粒径小于10mm。

3.一种如权利要求1或2所述的高抗裂泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，具体制备过程为：

1）将胶凝材料、吸水树脂及水按比例搅拌均匀得到浆体；

2）在此基础上将骨料及植物纤维逐渐加入步骤1）制备的浆体中搅拌，形成搅拌充分富含骨料及植物纤维的浆状混合物；

3）将纳米增强发泡剂与弱碱性水混合生成泡沫，并加入已搅拌充分富含骨料及植物纤维的浆状混合物中继续搅拌均匀，使泡沫均匀分布在浆料中，形成泡沫混凝土浆体；

4）将泡沫混凝土浆体浇筑于模具并覆盖，等泡沫混凝土凝固和硬化后脱模制得。