CN114773085A - 一种新型的发泡混凝土、发泡混凝土预制件及轻质填充现浇墙体的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的发泡混凝土，按质量份数计，包括有以下组分：水泥150‑350份、400‑800级浮石150‑700份、炉渣150‑700份、400‑800级工业锰钢矿渣150‑700份、磷石膏150‑350份、400‑800级陶粒及工业烧制品废渣150‑700份、动物蛋白高分子发泡剂0.1‑0.4份、外加剂3‑12份、水120‑200份。本发明具有绿色环保、生产成本低的特点。本发明还公开使用发泡混凝土制成发泡混凝土预制件，以及将新型的发泡混凝土用于制备轻质填充现浇墙体，该技术方案工艺简单，操作简单，实用性强，施工效率较高，生产成本较低，同时，定型塑料模板为可循环重复使用，避免建筑工具的浪费以及建材的随意丢弃，节能环保，减少了生产成本，经济效益好。

Description

一种新型的发泡混凝土、发泡混凝土预制件及轻质填充现浇 墙体的制备方法

技术领域

本发明涉及非承重轻质混凝土技术领域非承重轻质混凝土技术领域，更具体地说，涉及一种新型的发泡混凝土、发泡混凝土预制件及轻质填充现浇墙体的制备方法。

背景技术

固废的回收处理一直是业界难题，对生态环境产生严重污染。包括磷石膏是一种常用的无机材料简称石灰石或生熟石灰水被广泛应用于家居装修等领域。随着社会家居生活的进步和发展，更新迭代迅速。本发明有效的把这些废弃材料组织在一起，研制成新的轻质泡沫混凝土。把这些无法降解或降解难废弃物再生利用，改善对环境污染，变废再生资源节能、环保。而新型轻质泡沫混凝土性能，强度高、质量轻、保温、隔热、隔音、弹性模量高、抗震性强等特点。应用领域更广，如市政工程、路桥、民用建筑、高速路回填、屋顶保温、非承重现浇墙体、内外墙等。

现今我国在建筑非承重墙体方面，大多采用气体砖垒砌施工工艺，已有二十余年历史，传统砌垒墙体，存在诸多问题已经显现多年，如沉降裂缝，抹灰层空鼓，漏水，容易氧化脱落等质量通病，气体砖的实际使用寿命无法与主体结构设计使用年限保持一致，存在诸多安全隐患与一系列社会性问题。传统砌垒工艺流程过于繁琐，环节多，劳动强度大，垒砌气块砖的破损，抹灰砂浆的浪费，造成建筑垃圾甚多，且无法及时高效回收利用，废弃物的填埋严重破坏生态环境，施工劳动强度大而影响了新时代青年人不愿从事该行业工作，全国现状是“泥匠工”的用工荒，要解决年龄上的断层与“泥匠工”的青黄不接已刻不容缓。

轻质混凝土是指采用轻骨料的混凝土，其密度不大于1900kg/m³。轻质混凝土具有保温耐火特点、变形性能良好。现今轻质混凝土存在混凝土施工难，操作不方便的问题，在施工时，按传统的方法利用大量的人力，旧的施工工艺，加上我国劳务人员老年化，且年轻新生多不愿进入建筑劳务领域，造成施工效率较低，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种新型的发泡混凝土，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种新型的发泡混凝土，按质量份数计，包括有以下组分：水泥150-350份、400-800级浮石150-700份、炉渣150-700 份、400-800级工业锰钢矿渣150-700份、磷石膏150-350份、400-800级陶粒及工业烧制品废渣150-700份、动物蛋白高分子发泡剂0.1-0.4份、外加剂3-12 份、水120-200份。

优选地，所述的水泥为P.O普通硅酸盐水泥。

水泥：粉状水硬无机胶凝材料，加水搅拌后成浆体。能在空气中或水中硬化，并能按比例把粉状材料如浮石、陶粒、锰钢矿渣等及骨料工业固废等材料牢固胶结在一起制成混凝土湿料，再经过发泡剂发泡掺入混凝土湿料中搅拌均匀从而制成发泡混凝土，同时实现了发泡混凝土密度轻、强度高、保温隔热、隔音、绿色环保节能。

优选地，所述的工业烧制品废渣包括粘土、页岩、钙石中的一种。

优选地，所述的发泡剂为十二烷基硫酸钠。

动物蛋白高分子发泡剂均匀性、稳定性好，发泡的泡沫与泡沫之间不相联通，如此制成的发泡混凝土，气孔和气孔之间不连通。生成的产品抗渗性能非常好、隔音、保温的功能优于其它种类的发泡剂。其中羧甲基纤维素钠是一种离子型纤维素胶，有吸湿性，易于分散在水中形成透明的胶体溶液。羧甲基纤维素钠的加入，不仅可成为胶状增粘剂，增稠乳化，配合水泥，增加了混凝土各组分的粘连度，从而增强混凝土的硬度和韧性，提高混凝土的抗压强度，同时提高了混凝土的抗渗性能。同时，羧甲基纤维素钠与聚氨酯之间易形成分子作用力，不仅增强了混凝土的坚固，提升了混凝土的抗裂效果，增强了混凝土的使用寿命，而且提升了磷石膏的稳定性，提高了磷石膏的抗高温和抗老化性能，从而提高了混凝土的抗老化和抗腐蚀性能。由于羧甲基纤维素钠具有无臭、无味的特点，同时化学性质稳定，安全性高，对人体健康不会造成不良影响，环境友好。烷基酚聚氧乙烯醚是一种重要的聚氧乙烯型非离子表面活性剂，它具有性质稳定、耐酸碱和成本低等特征，可增加混凝土各组分在搅拌过程中的分散，分散性能好，防止混凝土各组分粒子之间相互聚集，提高混凝土各组分的均匀分布，使混凝土质地均匀，从而提高混凝土的质量。另外，由于烷基酚聚氧乙烯醚是聚氧乙烯型聚合物，易于与磷石膏形成分子间的作用力，从而增加了混凝土的韧性，提高了混凝土的抗冲击能力和抗压强度。硅酮酰胺具有稳泡功能，可提高混凝土料浆粘度，分散性强，能使混凝土中的固体微粒均匀分散并使气孔分布均匀，可改善气孔结构，减少串孔，提高混凝土的强度和保温效果，减少塌模的概率，同时可减少物料使用量。

优选地，所述的外加剂为高新能减水增强剂。

优选地，所述的外加剂为聚羧酸减水剂。

聚羧酸减水剂减水率高，坍落度损失小，对用水量较为敏感，对混凝土强度提升效果明显。缓凝组分多元醇及其衍生物：多元醇，胺类衍生物，纤维素类；缓凝作用较为稳定，在温度变化时有较好的的稳定性，掺量在 0.05-0.2％。保水组分保水剂的作用是增加混凝土拌合物的粘度，使混凝土在大水胶比、大坍落度的情况下不泌水、离析。早强组分硫酸盐是使用最广泛的早强剂，其中以硫酸钠用量最大，掺量一般在1-3％，通常在1.5％为宜。

发泡混凝土的原料中工业固废为磷石膏、浮石、锰钢矿渣可仅通过单纯的物理粉粹处理后即可用于发泡混凝土的加工制备。工业固废为磷石膏、浮石、锰钢矿渣只是单纯地物理粉碎，工艺简单，不使用化学试剂，污染小。工业固废为磷石膏、浮石、锰钢矿渣颗粒的加入，由于两者密度均较轻，不仅减轻了混凝土的密度，而且解决了建筑固废和工业固废难以处理的问题，实现工业固废为磷石膏废弃物无危害处理，即有效的减少环境污染，保护了生态平衡，实现工业固废锰钢矿渣利用的效果，为工业固废废弃物找到了新的使用途径，降低了生产成本，绿色环保。

工业固废磷石膏、炉渣、浮石、锰钢矿渣颗粒及粉状的加入，在减轻发泡混凝土的密度的同时，不仅能增加发泡混凝土的保温效果，而且可增强发泡混凝土的抗压强度，提升发泡混凝土的质量。

其中本技术方案中还有石粉都得到有效利用，生产成本低，环境友好。由于本技术方案中的这些材料密度比较接近，所以按一定比例制成发泡混凝土拌合物制成品质地均匀，不易出现控鼓、不易出现裂缝。在体积相同下，适当调加发泡剂使发泡混凝土密度减小，内部形成大小均匀空隙，不易裂缝、收缩、沉降，密度较为均匀，不仅使发泡混凝土重量减少，减低建筑物的荷载，延长使用寿命，而且使该发泡混凝土具有保温隔热，导热系数低的特点，隔音效果较好。

由于磷石膏密度较小，磷石膏的加入减轻了发泡混凝土骨料的密度，从而减轻了发泡混凝土的密度，同时实现了对磷石膏的回收利用，绿色节能，生产成本较低。

通过炉渣的加入，实现了工业废弃物炉渣的回收利用，实现了炉渣废弃资源的重新利用和合理使用，生产成本较低，绿色节能，同时炉渣增加了发泡混凝土的强度。

工业废浮石存在数量较多、难以处理的情况，该技术方案实现了建筑垃圾砖渣的回收利用，不仅实现了资源的利用，节省了能源，而且降低了生产成本，设计合理，经济效益好。同时，对建筑垃圾砖渣可不采用化学处理方式，只是单纯地物理粉碎，工艺简单，不使用化学试剂，污染小。

工业固废锰钢矿渣是一种绿色无污染的再生资源，质地轻、韧性大、内部富含孔状结构、保温效果好，浮石、锰钢矿渣、陶粒、炉渣的加入不仅减轻了发泡混凝土的密度，而且由于小颗粒骨料的结构，增加了发泡混凝土的抗压强度和断裂伸长率，增强了发泡混凝土的韧性，从而提高了发泡混凝土的抗压、抗震、保温性能，同时由于炉渣、建筑固废、工业固废的抗老化，因此提高了发泡混凝土的抗老化性能。炉渣、建筑固废、工业固废取材方便，可再生，成本低，资源广泛，无污染，无放射性，不含甲醛，环保性能佳。具有更强的韧性，在保证发泡混凝土轻质的前提下，更好地增强了发泡混凝土的韧度和强度。

本发明的目的之二在于提供一种发泡混凝土预制件，所述发泡混凝土预制件使用上述的发泡混凝土制成。

本发明的目的之三在于提供一种新型的发泡混凝土用于制备轻质填充现浇墙体。

进一步地，所述轻质填充现浇墙体的制备方法包括以下步骤：

S1，按比例选取上述权利要求1的配比原材料，除发泡剂外，将其他配比原材料加入搅拌机中搅拌均匀，得到拌合物；

S2，搅拌均匀后将拌合物放入搅拌运输车中输送至工地现场准备浇筑；

S3，根据工况利用可循环重复使用的定型模板或金属框、木、塑、面板模具进行流程化的模具的装配、定型，并用销钉对定型模具进行加固；

S4，向拌合物中添加发泡剂，免振捣，发泡后通过输送泵浇筑到之前立好的模具中成型。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

1、工业固废锰钢矿渣、磷石膏、浮石、炉渣颗粒的加入，不仅减轻了混凝土的密度，而且解决了固废颗粒难以处理的问题，实现工业固废磷石膏、浮石、炉渣颗粒等废弃物无危害处理，即有效的减少环境污染，保护了生态平衡，实现工业固废磷石膏、锰钢矿渣、浮石、炉渣的利用效果，工业固废磷石膏、浮石、炉渣颗粒找到了新的使用途径，降低了生产成本，绿色环保。同时由于本泡沫混凝土各原料密度比较接近，质地均匀，不易出现控鼓、不易出现裂缝，混凝土内部形成大小均匀空隙，保温隔热，导热系数低，而且隔音效果较好。

2、炉渣、锰钢矿渣、陶粒、浮石、磷石膏等的加入，不仅增强了混凝土的性能，而且实现了废弃资源的重新利用，绿色节能，生产成本较低。

3、炉渣、浮石、陶粒、工业固废锰钢矿渣等颗粒可有效阻止混凝土塑性收缩，干缩和温度变化而引起裂缝的发生，同时增强混凝土的抗渗性能、抗冲击性，提高混凝土的韧性，同时增强混凝土的抗老化性能，延长本泡沫混凝土的使用寿命，增强了混凝土的抗压强度。外加剂增强了混凝土的硬度和韧性，提高混凝土的抗压强度，提高了混凝土的抗渗性能，提升了混凝土的抗裂效果，提高了混凝土的抗老化和抗腐蚀性能。

4、一种轻质填充现浇墙体的制备方法，该技术方案工艺简单，操作简单，实用性强，施工效率较高，生产成本较低，同时，定型塑料模板为可循环重复使用，避免建筑工具的浪费以及建材的随意丢弃，节能环保，减少了生产成本，经济效益好。

具体实施方式

实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种轻质填充现浇墙体的制备方法，包括如下步骤：

S1，按质量份数计，将水泥250份、炉渣份600份、外加剂10份、水120 份，加入搅拌机中搅拌均匀，得到拌合物；

S2，搅拌均匀后将拌合物放入搅拌运输车中输送至工地现场准备浇筑；

S3，根据工况利用可循环重复使用的定型塑料模板进行流程化的模具的装配、定型，并用销钉对定型模具进行加固；

S4，向拌合物中添加按质量份数计发泡剂0.1份，免振捣，发泡后通过输送泵浇筑到之前立好的模具中成型。其中，发泡剂为十二烷基硫酸钠。

实施例2

一种轻质填充现浇墙体的制备方法，包括如下步骤：

S1，按质量份数计，将水泥200份、浮石500份、外加剂12份、水130 份、磷石膏200份，加入搅拌机中搅拌均匀，得到拌合物；

S2，搅拌均匀后将拌合物放入搅拌运输车中输送至工地现场准备浇筑；

S3，根据工况利用可循环重复使用的定型塑料模板进行流程化的模具的装配、定型，并用销钉对定型模具进行加固；

S4，向拌合物中添加按质量份数计发泡剂0.25份，免振捣，发泡后通过输送泵浇筑到之前立好的模具中成型。其中，发泡剂为十二烷基硫酸钠。

实施例3

一种轻质填充现浇墙体的制备方法，包括如下步骤：

S1，按质量份数计，将水泥200份、外加剂10份、陶粒500份、水130 份、磷石膏200份，炉渣100份，加入搅拌机中搅拌均匀，得到拌合物；

S2，搅拌均匀后将拌合物放入搅拌运输车中输送至工地现场准备浇筑；

S3，根据工况利用可循环重复使用的定型塑料模板进行流程化的模具的装配、定型，并用销钉对定型模具进行加固；

S4，向拌合物中添加按质量份数计发泡剂0.2份，免振捣，发泡后通过输送泵浇筑到之前立好的模具中成型。其中，发泡剂为十二烷基硫酸钠。

实施例4

一种轻质填充现浇墙体的制备方法，包括如下步骤：

S1，按质量份数计，将水泥200份、锰钢矿渣500份、外加剂8份、水 130份、磷石膏200份、炉渣100份、加入搅拌机中搅拌均匀，得到拌合物。

S2，搅拌均匀后将拌合物放入搅拌运输车中输送至工地现场准备浇筑；

S3，根据工况利用可循环重复使用的定型塑料模板进行流程化的模具的装配、定型，并用销钉对定型模具进行加固；

S4，向拌合物中添加按质量份数计发泡剂0.25份，免振捣，发泡后通过输送泵浇筑到之前立好的模具中成型。其中，发泡剂为十二烷基硫酸钠。

实施例5

一种轻质填充现浇墙体的制备方法，包括如下步骤：

S1，按质量份数计，将水泥200份、磷石膏300份、外加剂8份、水120 份、炉渣400份、加入搅拌机中搅拌均匀，得到拌合物；

S2，搅拌均匀后将拌合物放入搅拌运输车中输送至工地现场准备浇筑；

S3，根据工况利用可循环重复使用的定型塑料模板进行流程化的模具的装配、定型，并用销钉对定型模具进行加固；

S4，向拌合物中添加按质量份数计发泡剂0.3份，免振捣，发泡后通过输送泵浇筑到之前立好的模具中成型。其中，发泡剂为十二烷基硫酸钠。

实施例6

一种轻质填充现浇墙体的制备方法，包括如下步骤：

S1，按质量份数计，将水泥200份、锰钢矿渣600份、外加剂10份、水120份、磷石膏200份、加入搅拌机中搅拌均匀，得到拌合物；

S2，搅拌均匀后将拌合物放入搅拌运输车中输送至工地现场准备浇筑；

S3，根据工况利用可循环重复使用的定型塑料模板进行流程化的模具的装配、定型，并用销钉对定型模具进行加固；

S4，向拌合物中添加按质量份数计发泡剂0.3份，免振捣，发泡后通过输送泵浇筑到之前立好的模具中成型。其中，发泡剂为十二烷基硫酸钠。

实施例7

一种轻质填充现浇墙体的制备方法，包括如下步骤：

S1，按质量份数计，将水泥200份、浮石600份、外加剂8份、水140 份、磷石膏200份、加入搅拌机中搅拌均匀，得到拌合物；

S2，搅拌均匀后将拌合物放入搅拌运输车中输送至工地现场准备浇筑；

S3，根据工况利用可循环重复使用的定型塑料模板进行流程化的模具的装配、定型，并用销钉对定型模具进行加固；

S4，向拌合物中添加按质量份数计发泡剂0.3份，免振捣，发泡后通过输送泵浇筑到之前立好的模具中成型。其中，发泡剂为十二烷基硫酸钠。

实施例8

一种轻质填充现浇墙体的制备方法，包括如下步骤：

S1，按质量份数计，将水泥200份、陶粒600份、外加剂12份、水150 份、磷石膏200份，加入搅拌机中搅拌均匀，得到拌合物；

S2，搅拌均匀后将拌合物放入搅拌运输车中输送至工地现场准备浇筑；

S3，根据工况利用可循环重复使用的定型塑料模板进行流程化的模具的装配、定型，并用销钉对定型模具进行加固；

S4，向拌合物中添加按质量份数计发泡剂0.3份，免振捣，发泡后通过输送泵浇筑到之前立好的模具中成型。其中，发泡剂为十二烷基硫酸钠。

实验内容

取实施例1-8制备的混凝土预制件，每个实施例分别制备8份，分别进行性能测试：依照JG/T266-2011检测混凝土的干密度(kg/m³)，JG/T266-2011检测混凝土的抗压强度(MPa)，GB/T10294-2008检测混凝土的导热系数 (W/(m·K))，GB6566-2010检测混凝土的放射性：内照射指数IRa、外照射指数Iγ；GB/T5464-2010测试混凝土的燃烧性能：炉内温度(℃)；燃烧持续时间(s)；质量损失率(％)；总热值(MJ/kg)，记录每组实施例的数据，然后舍弃最大值以及最小值，剩下的数值求平均值，并记录。

产物性能表征

对各组实验进行记录，所得结果如下表：

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

实施例6

实施例7

实施例8

通过上述数据可知，以上实施例所得混凝土所检项目参数(干密度、抗压强度、导热系数)均符合JG/T266-2011的标准要求，且放射性检测结果均符合GB6566-2010中A类装饰装修材料限量要求，混凝土的燃烧性能参数均符合GB8624-2012中A1级标准要求。

锰钢矿渣、炉渣、陶粒、浮石的加入，减轻了混凝土骨料的密度，从而减轻了混凝土的密度，使混凝土的密度的密度进一步减少，提升混凝土的轻质特性，减轻了建筑物的荷载，延长使用寿命。磷石膏的加入，不仅增加了混凝土的韧性，而且增开了混凝土的抗压强度。增加了混凝土各组分的粘连度，提升了混凝土的抗裂效果，增强了混凝土的使用寿命。发泡剂的加入，不仅提高混凝土各组分的均匀分布，使混凝土质地均匀，而且可和氢氧化钙、建筑固废等分子间的作用力，从而增加了混凝土的韧性，提高了混凝土的抗冲击能力和抗压强度。气泡的产生，不仅增加了混凝土的储热能力，可以保持室内温度适宜，提升人们的居住适宜度，从而使混凝土在经济效益上具有竞争力。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种新型的发泡混凝土，其特征在于，按质量份数计，包括有以下组分：水泥150-350份、400-800级浮石150-700份、炉渣150-700份、400-800级工业锰钢矿渣150-700份、磷石膏150-350份、400-800级陶粒及工业烧制品废渣150-700份、动物蛋白高分子发泡剂0.1-0.4份、外加剂3-12份、水120-200份。

2.根据权利要求1所述的一种新型的发泡混凝土，其特征在于：所述的水泥为P.O普通硅酸盐水泥。

3.根据权利要求1所述的一种新型的发泡混凝土，其特征在于：所述的工业烧制品废渣包括粘土、页岩、钙石中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种新型的发泡混凝土，其特征在于：所述的发泡剂为十二烷基硫酸钠。

5.根据权利要求1所述的一种新型的发泡混凝土，其特征在于：所述的外加剂为高新能减水增强剂。

6.根据权利要求5所述的一种新型的发泡混凝土，其特征在于：所述的外加剂为聚羧酸减水剂。

7.一种发泡混凝土预制件，其特征在于：所述发泡混凝土预制件使用权利要求1-6中任一项所述的发泡混凝土制成。

8.根据权利要求书1-6任一项所述的一种新型的发泡混凝土用于制备轻质填充现浇墙体。

9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述轻质填充现浇墙体的制备方法包括以下步骤：

S1，按比例选取上述权利要求1的配比原材料，除发泡剂外，将其他配比原材料加入搅拌机中搅拌均匀，得到拌合物；

S2，搅拌均匀后将拌合物放入搅拌运输车中输送至工地现场准备浇筑；

S3，根据工况利用可循环重复使用的定型模板或金属框、木、塑、面板模具进行流程化的模具的装配、定型，并用销钉对定型模具进行加固；

S4，向拌合物中添加发泡剂，免振捣，发泡后通过输送泵浇筑到之前立好的模具中成型。