CN114835458A - 一种陶粒泡沫混凝土材料及其制备方法 - Google Patents
一种陶粒泡沫混凝土材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114835458A CN114835458A CN202210405421.7A CN202210405421A CN114835458A CN 114835458 A CN114835458 A CN 114835458A CN 202210405421 A CN202210405421 A CN 202210405421A CN 114835458 A CN114835458 A CN 114835458A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ceramsite
- portions
- foam concrete
- concrete material
- cement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 239000011381 foam concrete Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 10
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims abstract description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 12
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 42
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 24
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 20
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 17
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 17
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 15
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 15
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 13
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 12
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 12
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 10
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims description 9
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims description 9
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 8
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000010009 beating Methods 0.000 claims description 6
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims description 3
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 abstract description 16
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 37
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000010097 foam moulding Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 241000264877 Hippospongia communis Species 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 235000021120 animal protein Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000003469 silicate cement Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/06—Aluminous cements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
- B28B1/14—Producing shaped prefabricated articles from the material by simple casting, the material being neither forcibly fed nor positively compacted
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
- B28B1/50—Producing shaped prefabricated articles from the material specially adapted for producing articles of expanded material, e.g. cellular concrete
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
- B28C5/38—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions wherein the mixing is effected both by the action of a fluid and by directly-acting driven mechanical means, e.g. stirring means ; Producing cellular concrete
- B28C5/381—Producing cellular concrete
- B28C5/386—Plants; Systems; Methods
- B28C5/388—Methods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
- C04B18/023—Fired or melted materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
- C04B18/141—Slags
- C04B18/142—Steelmaking slags, converter slags
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/10—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/34—Non-shrinking or non-cracking materials
- C04B2111/343—Crack resistant materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/40—Porous or lightweight materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/76—Use at unusual temperatures, e.g. sub-zero
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明公开了一种陶粒泡沫混凝土材料及其制备方法,包括以下重量份组分:水泥基料300‑400份、陶粒300‑350份、河沙30‑60份、外加剂0.2‑2.0份、发泡剂1‑5份、水100‑320份和聚丙烯纤维6‑25份。本发明制备的陶粒泡沫混凝土材料可以用于生产陶粒泡沫混凝土墙板,比普通混凝土墙板更轻,且能表现出与普通混凝土墙板相同的强度、刚度等力学性能。同时通过组分与比例关系的调控,本发明提供的陶粒泡沫混凝土材料结构轻质,具有良好的吸音降噪、保温隔热等性能,并且在作为墙板应用时具有施工安装上简易、连接和构造简单、使用范围广等优点。
Description
技术领域
本发明属于混凝土技术领域,具体涉及到一种陶粒泡沫混凝土材料及其制备方法。
背景技术
近年来,能源消耗现已成为各国日益关注的焦点,在能源消耗总量日益增涨的总体需求下,如何解决由能源消耗增长引起的二氧化碳排放量的增加,成为各国研究的重点。几十年以来的研究和实践表明,建筑节能是目前最有效的提高能源利用率,减少碳排放的有效途径之一。
利用煅烧技术制备陶粒利废为宝,已经在国内建筑行业广泛流行。我国陶土资源十分丰富,天然储量占据世界首位,并且随着我国经济不断发展,工业副产石膏也与日俱增。此外,石膏属于节能环保型材料,与水泥和石灰相比,这两种胶凝材料在生产过程中都会排放大量的二氧化碳,会进一步造成温室效应的加剧。将陶粒材料与水泥材料结合制备成陶粒混凝土可以在一定程度上减轻碳排放,节约资源。
但是目前的陶粒混凝土性价比较低,并且其强度不高,具有很高的吸水率,同时收缩开裂程度也很严重。还存在其他的一些问题:如流动性能差,结构存在很多的缺陷,一部分孔结构不合理,最后导致其保温性能低等缺陷,其性能有待进一步改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种陶粒泡沫混凝土材料及其制备方法,通过优化原料的组成和配比,可以制备出一种较现有技术更轻质、具有高比强、高隔热保温性能的环保型陶粒泡沫混凝土材料,使其拓宽了再墙板材料中的应用。
为达上述目的,本发明提供了一种陶粒泡沫混凝土材料,包括以下重量份组分:水泥基料300-400份、陶粒300-350份、河沙30-60份、外加剂0.2-2.0份、发泡剂1-5份、水100-320份和聚丙烯纤维6-25份。
进一步地,包括以下重量份组分:水泥基料300份、陶粒300份、河沙30份、外加剂1.2份、发泡剂3份、水320份和聚丙烯纤维25份。
进一步地,陶粒的粒径为1.5-2cm,堆积密度为400-450kg/m3。
进一步地,外加剂包括质量比为6-7:7-8的乳胶粉和纤维素。
进一步地,矿粉通过以下方法制备得到:将炼钢炉中浮于铁水表面的熔渣排出时用水急冷,制得;
矿粉中包括以下质量分数的组分:LiO2 0.3-0.4%、Al2(SiO4)3 60-65%、CaSO412-13%、FeSO4 2.0-2.5%、MgSO4 0.8-1.2%、K2SO4 1.0-1.2%和Na2SO4 0.5-1.0%,其余为不可避免的杂质。
进一步地,水泥基料为硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和矿粉的混合物,水泥基料中硫铝酸盐水泥的质量分数为8-12%,水泥基料中矿粉的质量为硅酸盐水泥质量的12-18%,水泥基料中水胶比为0.28-0.35。
采用上述方案的有益效果是:控制水泥基料的水胶比,可以在保证强度的同时提高流动性和和易性。
进一步地,发泡剂在使用前需用水稀释,发泡剂与水的稀释质量比为1:32-40。
采用上述方案的有益效果是:发泡剂以32-40倍稀释后,稀释液的起泡剂浓度达到它的临界胶束浓度,此时泡沫的总表面积刚好等于发泡剂的有效表面积,所制成的泡沫混凝土的抗压强度也得到相应的提高。
进一步地,聚丙烯纤维的长度为6-12mm,聚丙烯纤维的直径为25-30μm,聚丙烯纤维的密度为0.90-0.92g/cm3。
进一步地,本发明提供了一种陶粒泡沫混凝土材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将乳胶粉与纤维素共溶于水中,搅拌均匀制备出外加剂的混合液;
(2)将水泥基料、陶粒和河沙搅拌均匀后,加入步骤(1)制得的混合液搅拌均匀;
(3)将发泡剂打出泡沫后,加入步骤(2)制备的混合物中,搅拌至泡沫消失,装模填平,即可制得。
进一步地,陶粒在搅拌前需预湿10-30min。
采用上述方案的有益效果是:陶粒预湿时间为10-30min配制的陶粒混凝土抗压强度要明显高于未预湿的陶粒轻骨料混凝土和陶粒预湿24h的陶粒轻骨料混凝土。
综上所述,本发明具有以下优点:
1、本发明制备的陶粒泡沫混凝土材料物理性能优异,在经过抗冲击性能测试后,满足5次冲击试验无裂纹;在单点吊挂力实验中,满足荷载1000N板面无裂纹;还具有抗冻融以及成本低等优点。
2、本发明制备的陶粒泡沫混凝土材料制备板件并干燥收缩后,试件表面无裂纹、气孔和蜂窝等缺陷,色泽均一、统一。
3、本发明的水泥基料中掺入了一定量的硫铝酸盐水泥,硫铝酸盐水泥作为一类快硬性水泥,提高胶凝材料基体强度,同时发挥一定的快速凝结作用,稳定泡沫成型,形成良好的孔结构,增强陶粒泡沫混凝土的强度;掺入了一定量的矿粉,可改善混凝土的早期抗裂性能,有效提高混凝土的工作性能,同时,它的生产成本低也从源头上控制了混凝土的生产成本,能达到更好的高循环低能耗的经济指标。
附图说明
图1为11组工况在标准养护下龄期为28天的抗压强度试验结果;
图2为不同发泡剂倍数对力学性能的影响试验结果。
具体实施方式
本发明提供了一种陶粒泡沫混凝土材料,包括以下重量份组分:水泥基料300-400份、陶粒300-350份、河沙30-60份、外加剂0.2-2.0份、发泡剂1-5份、水100-320份和聚丙烯纤维6-25份。其中,外加剂包括质量比为6-7:7-8的乳胶粉和纤维素。
本发明中的水泥基料为硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和矿粉的混合物,硅酸盐水泥为火山灰质硅酸水泥,购自眉山市峨红建材有限公司P.P 32.5水泥;本发明中的陶粒为页岩陶粒,呈灰白色,规格为1.5-2cm,堆积密度为400-450kg/m3;矿粉指的是是粒化高炉矿渣,也被简称矿渣,它是经过烘干磨细稀选所得矿物,矿粉作为一种水淬化合物,是在炼钢炉中浮于铁水表面的熔渣排出时用水急冷得到的水淬矿渣,以玻璃结构为主,具有较高的活性。本发明中的矿粉是矿渣经烘干磨细所得,也具有良好的凝胶性能。
本发明中的外加剂包括质量比为6-7:7-8的乳胶粉和纤维素,乳胶粉为白色泛黄粉末状,纤维素为浅白色粉末状;
本发明中的发泡剂为动物蛋白发泡剂,呈黑色液状,气味刺鼻。
本发明还提供了一种陶粒泡沫混凝土材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将乳胶粉与纤维素共溶于水中,搅拌均匀制备出外加剂的混合液;
(2)将水泥基料、预湿的陶粒和河沙搅拌均匀后,加入步骤(1)制得的混合液搅拌均匀;
(3)将发泡剂打出泡沫后,加入步骤(2)制备的混合物中,搅拌至泡沫消失,装模填平,即可制得。
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例提供了一种陶粒泡沫混凝土材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照以下重量份组分称取原料:硫铝酸盐水泥30份、矿粉35份、硅酸盐水泥235份、陶粒300份、河沙30份、外加剂0.2份、发泡剂1份、水100份和聚丙烯纤维6份。其中,外加剂包括质量比为6:7的乳胶粉和纤维素;
(2)将乳胶粉与纤维素共溶于水中,搅拌均匀制备出外加剂的混合液;
(3)将水泥基料、预湿的陶粒和河沙搅拌均匀后,加入步骤(2)制得的混合液搅拌均匀;
(4)将发泡剂打出泡沫后,加入步骤(3)制备的混合物中,搅拌至泡沫消失,装模填平,即可制得。
实施例2
本实施例提供了一种陶粒泡沫混凝土材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照以下重量份组分称取原料:硫铝酸盐水泥42份、矿粉47份、硅酸盐水泥261份、陶粒320份、河沙45份、外加剂1.0份、发泡剂3份、水150份和聚丙烯纤维15份。其中,外加剂包括质量比为7:8的乳胶粉和纤维素;
(2)将乳胶粉与纤维素共溶于水中,搅拌均匀制备出外加剂的混合液;
(3)将水泥基料、预湿的陶粒和河沙搅拌均匀后,加入步骤(2)制得的混合液搅拌均匀;
(4)将发泡剂打出泡沫后,加入步骤(3)制备的混合物中,搅拌至泡沫消失,装模填平,即可制得。
实施例3
本实施例提供了一种陶粒泡沫混凝土材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照以下重量份组分称取原料:硫铝酸盐水泥32份、矿粉40份、硅酸盐水泥328份、陶粒350份、河沙60份、外加剂2.0份、发泡剂5份、水320份和聚丙烯纤维25份。其中,外加剂包括质量比为6:8的乳胶粉和纤维素;
(2)将乳胶粉与纤维素共溶于水中,搅拌均匀制备出外加剂的混合液;
(3)将水泥基料、预湿的陶粒和河沙搅拌均匀后,加入步骤(2)制得的混合液搅拌均匀;
(4)将发泡剂打出泡沫后,加入步骤(3)制备的混合物中,搅拌至泡沫消失,装模填平,即可制得。
将陶粒泡沫混凝土材料制备成宽度为100mm、高度为100mm、长度为100mm的单元体试件,以下简称为试件,进行各项性能测试。
性能1-抗压强度
实验方法:将试件三块为一组样本,处理试件的上表面和下表面,使之成为相互平行且与试件孔洞圆柱轴线垂直的平面。可调制水泥砂浆处理上表面和下表面,并用水平尺调至水平。表面经处理的试样,置于不低于10℃的不通风室内养护72h,用钢直尺分别测量试件受压面长度、宽度尺寸各2个,取平均值,修约至1mm。将试件置于试验机承压板上,使试件的轴线与试验机压板的压力中心重合,以0.05Mpa/s~0.10Mpa/s的速度加荷,直至试件破坏。记录最大荷载P。
每个试件的抗压强度按式(1)计算,修约至0.01Mpa。
R=P/LB
式中:
R——试件的抗压强度,单位为兆帕(Mpa);
P——破坏荷载,单位为牛顿(N);
L——试件受压的长度,单位为毫末(mm);
B——试件受压面的宽度,单位为毫末(mm)。
试件的抗压强度按3块试件抗压强度的算数平均值计算,修约至0.1Mpa。如果其中一个试件的抗压强度(Ri)与3个试件抗压强度平均值(R)之差相差20%R,则抗压强度按另两个试件的抗压强度的算数平均值计算;如有两个试件与R之差超过规定,则试验结果无效,重新取样进行试验。
性能2-抗冲击性能
按照国家标准《建筑用轻质隔墙条板》(GBT-23451)来测定板的试件冲击性能。试验条板的长度尺寸不应该小于2m。取条板三块为一组样本,按照下图所示组装并固定,上下钢管中心间距为板长减去100mm,即(L-100)mm。板缝与板材材质相符的专用砂浆粘结,板与板之间挤紧,接缝处用玻璃纤维纤维布搭接,并用砂浆压实、刮平。
24h后将装有30kg重,粒径2mm以下的细砂标准砂带用直径10mm左右的绳子固定在其中心距离板面100mm的钢环上,使砂袋垂悬状态时的中心位于L/2高度处。
以绳长为半径沿圆弧将砂袋在与板面垂直的平面内拉开,使得重心提高500mm(标尺测量),然后自由摆动下落,冲击设定位置,反复5次。
试验例1
以以下配比为基础配比:水泥基料5.18kg、水2.325kg、河沙0.57kg、乳胶粉684g、纤维素798g和陶粒7.5L,验证水胶比、硫铝酸盐水泥掺量、硅灰掺量对强度的影响,其具体的配比如表1所示。
表1陶粒泡沫混凝土材料不同掺量和水胶比分组表
制备的陶粒泡沫混凝土材料在标准养护下龄期为28d的抗压强度试验结果如图1所示。前四组A1-A3为初始配合比降低水胶比,分别为0.35、0.30、0.28的工况下的情况,当容重达到700时,水胶比为0.28时,其28天抗压强度接近4MPa;A5和A6为掺有8%的硫铝酸盐水泥在水胶比为0.30和0.28时的28天抗压强度,其平均值分别达到4.24和4.73Mpa,满足对优化配方的容重和28天抗压强度指标,是理想的优化配方。而A7-A9是掺量在12%的硫铝酸盐情况下28天抗压强度平均值,可能受硫铝酸盐掺量的影响,其28天抗压强度值不足4Mpa;A10和A11是硫铝酸盐水泥掺量较佳的8%情况下掺入硅灰的28天抗压强度平均值结果,结果表明加入硅灰对强度没有显著提升,其强度值不能满足项目要求,总体而言A5-7三组均能达到指标要求,满足基本容重和抗压强度的指标。
试验例2
基于试验例1的数据,考虑改变发泡剂稀释倍数探究对泡沫成型质量以及抗压强度的影响。设计发泡剂稀释梯度为1:32、1:35和1:38三个对照组进行陶粒泡沫混凝土浇筑养护及其力学性能试验。设计组内容如表2所示,其中水泥1为硅酸盐水泥,水泥2为硫铝酸盐水泥。
表2配合比设计组
试验中,在8%的硫铝酸盐水泥替换硅酸盐水泥后,对所有工况的陶粒进行了10-15min的预湿润处理,采用了高效聚羧酸减水剂,并进行了标准养护。结果如表3和图2所示。
表3实验结果机器分析
由表3和图2可知,随着发泡剂稀释倍数梯度逐渐扩大,接近1:40,其混凝土试块的抗压强度值也逐渐增加,但相较于基准组的发泡剂1:40稀释倍数的混凝土而言,其抗压强度值均有所下降,未达到容重700kg/m3及其以下,混凝土试块抗压强度4MPa。同时,泡沫的成型质量影响因素众多,且对影响因素敏感,不仅仅是受到发泡剂倍数的影响,同时对季节和气温的条件也不同也展现出不同的发泡质量,因此综合考虑下,本发明将发泡剂1:40作为最佳的发泡剂稀释倍数作为配置陶粒泡沫混凝土的配方标准,但不限于根据季节气候不同对发泡剂稀释倍数做出相应的调整。
试验例3
基于试验例2的结果,对不同矿粉掺量进行探究,研究它在改进陶粒泡沫混凝土配方的最优掺量,以分析掺量(12%、15%和18%)的不同对混凝土工作性能的影响。
本发明中的矿粉组成如表4所示,陶粒泡沫混凝土的组成如表5所示,测试结果如表6所示。
表4矿粉的化学组分
表5陶粒泡沫混凝土设计组成
表6实验结果
由表6可知,掺杂一定量的矿粉可以提高抗压强度,矿粉的生产成本低,能达到更好的高循环低能耗的经济指标,同时具有较好的凝胶性能,可以用于替换陶粒泡沫混凝土材料中的部分硅酸盐水泥,掺量比为硅酸盐水泥的12~18%。
虽然对本发明的具体实施方式进行了详细地描述,但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内,本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (9)
1.一种陶粒泡沫混凝土材料,其特征在于,包括以下重量份组分:水泥基料300-400份、陶粒300-350份、河沙30-60份、外加剂0.2-2.0份、发泡剂1-5份、水100-320份和聚丙烯纤维6-25份。
2.如权利要求1所述的陶粒泡沫混凝土材料,其特征在于,所述陶粒的粒径为1.5-2cm,堆积密度为400-450kg/m3。
3.如权利要求1所述的陶粒泡沫混凝土材料,其特征在于,所述外加剂包括质量比为6-7:7-8的乳胶粉和纤维素。
4.如权利要求1所述的陶粒泡沫混凝土材料,其特征在于,所述矿粉通过以下方法制备得到:将炼钢炉中浮于铁水表面的熔渣排出时用水急冷,制得;
所述矿粉中包括以下质量分数的组分:LiO2 0.3-0.4%、Al2(SiO4)3 60-65%、CaSO412-13%、FeSO4 2.0-2.5%、MgSO4 0.8-1.2%、K2SO4 1.0-1.2%和Na2SO40.5-1.0%,其余为不可避免的杂质。
5.如权利要求1所述的陶粒泡沫混凝土材料,其特征在于,所述水泥基料为硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和矿粉的混合物,所述水泥基料中硫铝酸盐水泥的质量分数为8-12%,所述水泥基料中矿粉的质量为所述硅酸盐水泥质量的12-18%,所述水泥基料中水胶比为0.28-0.35。
6.如权利要求1所述的陶粒泡沫混凝土材料,其特征在于,所述发泡剂在使用前需用水稀释,所述发泡剂与水的稀释质量比为1:32-40。
7.如权利要求1所述的陶粒泡沫混凝土材料,其特征在于,所述聚丙烯纤维的长度为6-12mm,所述聚丙烯纤维的直径为25-30μm,所述聚丙烯纤维的密度为0.90-0.92g/cm3。
8.如权利要求1-7任一项所述的陶粒泡沫混凝土材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将乳胶粉与纤维素共溶于水中,搅拌均匀制备出外加剂的混合液;
(2)将水泥基料、陶粒和河沙搅拌均匀后,加入步骤(1)制得的混合液搅拌均匀;
(3)将发泡剂打出泡沫后,加入步骤(2)制备的混合物中,搅拌至泡沫消失,装模填平,即可制得。
9.如权利要求8所述的陶粒泡沫混凝土材料的制备方法,其特征在于,所述陶粒在搅拌前需预湿10-30min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210405421.7A CN114835458A (zh) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 一种陶粒泡沫混凝土材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210405421.7A CN114835458A (zh) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 一种陶粒泡沫混凝土材料及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114835458A true CN114835458A (zh) | 2022-08-02 |
Family
ID=82566766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210405421.7A Pending CN114835458A (zh) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 一种陶粒泡沫混凝土材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114835458A (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103449783A (zh) * | 2013-08-27 | 2013-12-18 | 十堰奕福新型建材有限公司 | 一种轻质隔墙板及其制作方法 |
CN103508712A (zh) * | 2012-06-28 | 2014-01-15 | 沈阳红姗石建筑装饰材料有限公司 | 一种高性能现浇泡沫混凝土及其制备方法 |
CN104945007A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-09-30 | 中民筑友有限公司 | 一种加气陶粒混凝土预制构件及其制备方法 |
CN104987005A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-10-21 | 中民筑友有限公司 | 一种加气陶粒混凝土及其制备方法 |
CN105601323A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-05-25 | 湖北大学 | 一种泡沫混凝土复合轻质隔墙条板及其制备方法 |
CN106565274A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-04-19 | 江苏建筑职业技术学院 | 一种纤维增强陶粒泡沫混凝土及其制备方法 |
CN113800864A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-17 | 中建西部建设建材科学研究院有限公司 | 一种高稳定性超轻泵送泡沫混凝土及其制备方法 |
-
2022
- 2022-04-18 CN CN202210405421.7A patent/CN114835458A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103508712A (zh) * | 2012-06-28 | 2014-01-15 | 沈阳红姗石建筑装饰材料有限公司 | 一种高性能现浇泡沫混凝土及其制备方法 |
CN103449783A (zh) * | 2013-08-27 | 2013-12-18 | 十堰奕福新型建材有限公司 | 一种轻质隔墙板及其制作方法 |
CN104945007A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-09-30 | 中民筑友有限公司 | 一种加气陶粒混凝土预制构件及其制备方法 |
CN104987005A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-10-21 | 中民筑友有限公司 | 一种加气陶粒混凝土及其制备方法 |
CN105601323A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-05-25 | 湖北大学 | 一种泡沫混凝土复合轻质隔墙条板及其制备方法 |
CN106565274A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-04-19 | 江苏建筑职业技术学院 | 一种纤维增强陶粒泡沫混凝土及其制备方法 |
CN113800864A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-17 | 中建西部建设建材科学研究院有限公司 | 一种高稳定性超轻泵送泡沫混凝土及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109704695B (zh) | 早强型现浇活性粉末混凝土及其制备方法 | |
CN106747128B (zh) | 一种大流态高强无收缩灌浆料及其制备方法 | |
CN112960952B (zh) | 一种高抗裂轻质高强自密实混凝土及其制备方法 | |
CN110218051A (zh) | 一种高强轻集料混凝土及其制备工艺 | |
CN107265966A (zh) | 一种利用高细粉含量机制砂制备桥梁自密实抗裂清水混凝土 | |
CN105819727A (zh) | 一种混凝土用复合矿物掺合料 | |
CN109279861B (zh) | 一种自密实复合混凝土及其制备方法、混凝土墙砖 | |
CN111606612B (zh) | 碱激发胶凝材料及其使用方法 | |
AU2021101922A4 (en) | A machine-made sand green concrete and a preparation method thereof | |
CN111423180A (zh) | 一种高流动性环保型超高性能混凝土及其制备方法 | |
CN108892450A (zh) | 一种以风积沙及戈壁砾石为主的低收缩高强混凝土材料及其制备方法 | |
CN107673696A (zh) | 一种泡沫混凝土自保温墙材及其制备方法 | |
CN110066158A (zh) | 轻质自密实混凝土及其制备方法 | |
CN108774021A (zh) | 一种再生混凝土及其制备方法 | |
CN111439973B (zh) | 水泥基灌浆料及其制备方法和应用 | |
CN108341618A (zh) | 一种免蒸养活性粉末混凝土掺合料及生产方法 | |
CN111533495A (zh) | 一种高强度自密实混凝土工业化生产工艺 | |
CN109665769A (zh) | 一种超早强高性能混凝土及其制备方法 | |
CN111253139A (zh) | 一种基于碳酸化的高性能结构材料的制备方法 | |
CN113816664A (zh) | 一种掺合钢渣粉的泡沫混凝土 | |
CN104556785A (zh) | 减水型偏高岭土基微膨胀密实剂及其制备方法 | |
CN110577382B (zh) | 一种c25超保坍混凝土 | |
CN108609988B (zh) | 一种利用萤石选矿废渣-石英尾渣生产加气混凝土砌块的方法 | |
CN104557124B (zh) | 轻质抗裂混凝土及其制备方法 | |
CN110845188A (zh) | 一种无砂大孔混凝土及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220802 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |