CN113264719A - 一种道路用地聚合物基泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种道路用地聚合物基泡沫混凝土及其制备方法，所述混凝土包括以下重量份的组份：胶凝原料100份，碱激发剂5～10份，水50～60份，发泡剂0.2～0.4份，稳泡剂0.02～0.05份，所述胶凝原料包括水泥和硅铝质原料，水泥与硅铝质原料的质量比为3:1～1:1。本发明结合了地聚合物与泡沫混凝土的优势，通过优化配方，使该混凝土质轻、耐热、稳定性好、流动度好，抗压强度高，远大于规范强度(0.6MPa)，特别适用于道路铺设用。所述制备方法简单，施工时间短，材料简单易得，能够固废利用，既节约资源又降低成本。

Description

一种道路用地聚合物基泡沫混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于混凝土技术领域，更具体地，涉及一种道路用地聚合物基泡沫混凝土及其制备方法。
背景技术
现有的道路很多使用水泥混凝土，其强度高，稳定性好，无老化现象，耐久性好。但是对水泥和水的需求量大，水泥生产过程污染较严重。因此出现了以地聚合物或者其复合材料为胶凝材料配置的混凝土，其耐高温能力和耐久性等都优于传统水泥混凝土材料。且地聚合物可以以工业生产中废弃的材料为原料，不仅有利于固废回收，也避开了水泥生产过程中的大量消耗资源和能源。泡沫混凝土因其质轻、保温、隔热耐火、隔音和抗冻等优异特性，也是近年来建筑领域较受欢迎的建筑材料，但同时，泡沫混凝土普遍强度较低。因此，如何调节原料配方，结合地聚合物和泡沫混凝土的优势，扩大适用范围，具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足，提供一种道路用地聚合物基泡沫混凝土及其制备方法，通过优化配方，使该混凝土质轻、耐热、稳定性好、流动性好，抗压强度高，特别适用于道路铺设用。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种道路用地聚合物基泡沫混凝土，所述混凝土包括以下重量份的组份：
胶凝原料100份，碱激发剂5～10份，水50～60份，发泡剂0.2～0.4份，稳泡剂0.02～0.05份，所述胶凝原料包括水泥和硅铝质原料，水泥与硅铝质原料的质量比为3:1～1:1。
优选的，所述混凝土包括以下重量份的组份：
胶凝原料100份，碱激发剂6～8份，水50～55份，发泡剂0.3～0.35份，稳泡剂0.03～0.05份，所述胶凝原料包括水泥和硅铝质原料，水泥与硅铝质原料的质量比为3:1。
优选的，所述硅铝质原料包括粉煤灰和S95矿粉，其质量比为2～3:1。粉煤灰中含有大量的硅、铁、铝、钙等金属元素以及各种微量元素，其与矿粉的强度和硬度较高，提高混凝土的抗压强度、耐磨性和耐久性。同时由于粉煤灰比表面积巨大，吸附能力强，因而粉煤灰颗粒可以吸附水泥中的碱，并与碱发生反应而消耗其数量。游离碱数量的减少可以抑制或减少碱集料反应。
优选的，所述碱激发剂为水玻璃，模数为2.0；通过水玻璃激活硅铝质原料的活性，提高混凝土的强度。
优选的，所述发泡剂为表面活性剂类发泡剂，优选为AOS(α-烯烃磺酸钠)粉，替代现有管控较严的双氧水，便宜易得。
优选的，所述稳泡剂为硬脂酸钙。能够吸附在气泡的气液界面，控制气泡液膜的结构稳定性，稳泡效果明显，使用方便，尤其适用于AOS的稳泡。
上述道路用地聚合物基泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将活性物和碱激发剂混合、搅拌，制成地聚合物凝胶；
将水泥与地聚合物凝胶混合，加入水搅拌，得胶凝材料浆体；
将发泡剂加入水中稀释后发泡制得泡沫，同时加入稳泡剂；
将泡沫与胶凝材料浆体混合，搅拌均匀制得泡沫混凝土浆料，然后浇筑、养护，制得地聚合物基泡沫混凝土。
优选的，所述发泡剂稀释20～22倍，制得的泡沫密度为45～60Kg/m3。
优选的，所述制备过程中的水胶比为1:2～2:3。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所述道路用地聚合物基泡沫混凝土，结合了地聚合物与泡沫混凝土的优势，通过优化配方，使该混凝土质轻、耐热、稳定性好、流动度好，抗压强度高，远大于规范强度(0.6MPa)，特别适用于道路铺设用。
(2)本发明所述制备方法简单，施工时间短，材料简单易得，能够固废利用，既节约资源又降低成本。
附图说明
图1为实施例1所制备的地聚合物基泡沫混凝土在电镜放大200倍下的试样断面图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例更详细地描述本发明的优选实施方式。
实施例1
一种道路用地聚合物基泡沫混凝土，是通过以下方法制备得到的：
将74.14Kg粉煤灰、31.77Kg S95矿粉，与34.35Kg水玻璃(速溶硅酸钠,模数2.0，掺量7.5％)混合、搅拌，制成地聚合物凝胶；
将317.74Kg水泥与上述地聚合物凝胶混合，加入229Kg水搅拌，得胶凝材料浆体；
将1.26Kg AOS粉(α-烯烃磺酸钠)加入水中稀释20倍后发泡制得泡沫，同时加入0.229Kg硬脂酸钙稳泡，泡沫密度为45～60Kg/m3；
将泡沫与胶凝材料浆体混合，搅拌均匀制得泡沫混凝土浆料，然后浇筑、养护，制得地聚合物基泡沫混凝土。
将本实施例所制得地聚合物基泡沫混凝土在电镜放大200倍观察，其断面图如图1所示。
实施例2
一种道路用地聚合物基泡沫混凝土，是通过以下方法制备得到的：
将148.28Kg粉煤灰、63.55Kg S95矿粉，与34.35Kg水玻璃(速溶硅酸钠,模数2.0，掺量7.5％)混合、搅拌，制成地聚合物凝胶；
将211.83Kg水泥与上述地聚合物凝胶混合，加入229Kg水搅拌，得胶凝材料浆体；
将1.38Kg AOS粉(α-烯烃磺酸钠)加入水中稀释20倍后发泡制得泡沫，同时加入0.229Kg硬脂酸钙稳泡，泡沫密度为45～60Kg/m3；
将泡沫与胶凝材料浆体混合，搅拌均匀制得泡沫混凝土浆料，然后浇筑、养护，制得地聚合物基泡沫混凝土。
对比例1
一种普通泡沫混凝土，是通过以下方法制备得到的：
将458Kg水泥，加入229Kg水搅拌，得胶凝材料浆体；
将1.47Kg AOS粉(α-烯烃磺酸钠)加入水中稀释20倍后发泡制得泡沫，同时加入0.229Kg硬脂酸钙稳泡，泡沫密度为45～60Kg/m3；
将泡沫与胶凝材料浆体混合，搅拌均匀制得泡沫混凝土浆料，然后浇筑、养护，制得。
对比例2
一种道路用地聚合物基泡沫混凝土，不采用水泥，粉煤灰用量为296.65Kg，S95矿粉用量为127.10Kg，其他步骤方法同实施例3。
对比例3
一种道路用地聚合物基泡沫混凝土，是通过以下方法制备得到的：
将222.41Kg粉煤灰、95.32Kg S95矿粉，与34.35Kg水玻璃(速溶硅酸钠,模数2.0，掺量7.5％)混合、搅拌，制成地聚合物凝胶；
将105.91Kg水泥与上述地聚合物凝胶混合，加入229Kg水搅拌，得胶凝材料浆体；
将1.37Kg AOS粉(α-烯烃磺酸钠)加入水中稀释20倍后发泡制得泡沫，同时加入0.229Kg硬脂酸钙稳泡，泡沫密度为45～60Kg/m3；
将泡沫与胶凝材料浆体混合，搅拌均匀制得泡沫混凝土浆料，然后浇筑、养护，制得地聚合物基泡沫混凝土。
对上述实施例和对比例所制备的混凝土进行检测，结果见表1。
表1实施例和对比例所制备的混凝土性能对比
Figure BDA0003112313850000051
通过上表可看出，本发明实施例所制得的地聚合物基泡沫混凝土密度远远小于普通的泡沫混凝土，既满足质轻的要求，又节省资源，且其强度均大于规范强度，满足道路铺设需求，流动性好，有利于泵送，便于生产施工。根据对比例2和3可知，地聚合物的用量并非越高越好，还需考虑其强度，本发明是根据各方面综合性能对配方进行的优化。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和技术原理的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的，这些修改和变更也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种道路用地聚合物基泡沫混凝土，其特征在于，所述混凝土包括以下重量份的组份：
胶凝原料100份，碱激发剂5～10份，水50～60份，发泡剂0.2～0.4份，稳泡剂0.02～0.05份，所述胶凝原料包括水泥和硅铝质原料，水泥与硅铝质原料的质量比为3:1～1:1。
2.根据权利要求1所述的道路用地聚合物基泡沫混凝土，其特征在于，所述混凝土包括以下重量份的组份：
胶凝原料100份，碱激发剂6～8份，水50～55份，发泡剂0.3～0.35份，稳泡剂0.03～0.05份，所述胶凝原料包括水泥和硅铝质原料，水泥与硅铝质原料的质量比为3:1。
3.根据权利要求1或2所述的道路用地聚合物基泡沫混凝土，其特征在于，所述硅铝质原料包括粉煤灰和S95矿粉，其质量比为2～3:1。
4.根据权利要求1或2所述的道路用地聚合物基泡沫混凝土，其特征在于，所述碱激发剂为水玻璃，模数为2.0。
5.根据权利要求1或2所述的道路用地聚合物基泡沫混凝土，其特征在于，所述发泡剂为表面活性剂类发泡剂。
6.根据权利要求5所述的道路用地聚合物基泡沫混凝土，其特征在于，所述发泡剂为AOS粉。
7.根据权利要求1或2所述的道路用地聚合物基泡沫混凝土，其特征在于，所述稳泡剂为硬脂酸钙。
8.一种权利要求1或2所述的道路用地聚合物基泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将活性物和碱激发剂混合、搅拌，制成地聚合物凝胶；
将水泥与地聚合物凝胶混合，加入水搅拌，得胶凝材料浆体；
将发泡剂加入水中稀释后发泡制得泡沫，同时加入稳泡剂；
将泡沫与胶凝材料浆体混合，搅拌均匀制得泡沫混凝土浆料，然后浇筑、养护，制得地聚合物基泡沫混凝土。
9.根据权利要求8所述的道路用地聚合物基泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，所述发泡剂稀释20～22倍，制得的泡沫密度为45～60Kg/m3。
10.根据权利要求8所述的道路用地聚合物基泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，所述制备过程中的水胶比为1:2～2:3。
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