CN115180907B - 一种泡沫混凝土的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型泡沫混凝土的制备方法。该方法先将新型专用胶凝材料、硫铝酸盐水泥和水放入搅拌机中搅拌3‑5min，充分混合制得初始料浆；将发泡剂与水按体积比为1:50配制成溶液，利用发泡剂机将发泡剂制成泡沫；将制备好的初始料浆与泡沫均匀混合，制得混合浆料，控制泡沫体积与初始料浆体积比为5～10:1；将搅拌后的混合料浆浇筑至模具中，将模具置于常压二氧化碳浓度为10～50％的混凝土碳化养护箱中预养护10～30min；将预养护后的泡沫混凝土脱模，置于常温、二氧化碳分压为0.1～1.0MPa的碳化釜内碳化养护0.5～2h，即得成品。本发明利用新型胶凝材料及特殊制备工艺，通过二氧化碳养护的方式，使得制备出的泡沫混凝土具有强度高，能够固化封存二氧化碳，干缩率低等优点。

Description

一种泡沫混凝土的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种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、改性剂等制成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的轻质墙体材料。具有容重小、保温隔热性能好、隔音耐火性能好等优点，广泛应用于广泛应用于节能墙体材料中。
中国专利CN114538837A公开了一种泡沫混凝土配方及生产工艺：水泥熟料60-80份，矿石粉20-25份，骨胶粉15-18份，湿磨纳米石粉8-10份，十二烷基硫酸钠8-10份，增稠剂6-8份，防水剂4-6份。将所述份数的原料制成料浆，利用发泡剂制成泡沫后，与料浆混合，浇筑养护后制得泡沫混凝土。
中国专利CN112028569A公开了一种泡沫混凝土配方及其制备方法与应用：水泥100～130份，轻骨料150～200份，粉煤灰30～50份，水50～80份，TPU颗粒8～30份，复合发泡剂6～16份，增稠剂0.2～0.6份。将TPU颗粒、复合发泡剂、增稠剂和水混合搅拌，搅拌至产生气泡后继续搅拌，得到泡沫溶液；将粉煤灰和轻骨料混合搅拌，然后加入水泥继续搅拌，得到混凝土浆料；将所述泡沫溶液和混凝土浆料混合搅拌后浇筑成型养护。
上述公开的现有技术中存在以下几点不足：
1、传统泡沫混凝土在成型后易出现塌膜的现象。
2、传统泡沫混凝土干燥收缩率较大，易产生开裂风险。
3、传统泡沫混凝土通常为自然养护或蒸养养护，其养护周期一般为7～28d，养护周期长，难以短周期内获得高强度、低密度的优质产品。
4、传统泡沫混凝土一般使用普通水泥作为胶凝材料，普通水泥生产过程中碳排放高，且养护过程中无法大量吸收二氧化碳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种泡沫混凝土的制备方法。根据本发明的泡沫混凝土的制备方法，利用新型胶凝材料及特殊制备工艺，通过二氧化碳养护的方式，使得制备出的泡沫混凝土具有强度高，能够固化封存二氧化碳，干缩率低等优点，本发明采用的技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供了一种泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将新型专用胶凝材料、快硬性硫铝酸盐水泥和水放入搅拌机中搅拌3-5min，充分混合制得初始料浆；
(2)将发泡剂与水按体积比为1:50配制成溶液，利用发泡剂机将发泡剂制成泡沫；
(3)将制备好的初始料浆与泡沫均匀混合，制得混合浆料，控制泡沫体积与初始料浆体积比为5～10:1；
(4)将搅拌后的混合料浆浇筑至模具中，将模具置于常压二氧化碳浓度为10～50％的混凝土碳化养护箱中预养护10～30min，得到泡沫混凝土；
(5)将预养护后的泡沫混凝土脱模，置于常温、二氧化碳分压为0.1～1.0MPa的碳化釜内碳化养护0.5～2h，即得成品。
优选的，所述新型专用胶凝材料由以下方法制备而成：
将氧化钙含量大于52％的石灰石和二氧化硅含量大于90％的高岭土或砂岩中的一种或两种，按钙硅摩尔比1.5～2.0的比例混合；
将混合后的原料粉磨至比表面积为370～450m2/kg；
将粉磨后的原料在高温炉中由常温以10℃/min的速度升温至1350～1400℃，在1350～1400℃下保温1～4h后，以2～5℃/min的降温速率降至常温，得到新型专用胶凝材料。
优选的，所述泡沫混凝土由以下重量份的原材料制备而成：新型专用胶凝材料60～80份，快硬性硫铝酸盐水泥10～15份，水20～40份和发泡剂。
优选的，所述发泡剂为HTQ-1型复合动物蛋白发泡剂、植物型发泡剂及复合型发泡剂中的一种或几种。
本发明采用的上述技术方案，具有如下显著效果：
(1)本发明的泡沫混凝土的制备过程中，采用新型的专用胶凝材料，与普通水泥相比，碳化强度高，收缩率低，保证了泡沫混凝土的强度，降低了泡沫混凝土的干燥收缩率；
(2)本发明的泡沫混凝土的制备方法，其特殊的制备与养护工艺可以充分发挥专用胶凝材料的活性，保证了泡沫混凝土的性能；
(3)传统泡沫混凝土的制备和养护周期一般为7～28d。而本发明的泡沫混凝土的制备方法，其制备和养护过程仅需要1～3h，大大缩短了时间，提高了生产效率；
(4)本发明的泡沫混凝土的制备过程中，需要利用二氧化碳进行养护，为混凝土行业实现“碳中和”探索了新的道路。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例1：
一种泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将氧化钙含量为52％的石灰石，二氧化硅含量为95％的砂岩，按钙硅摩尔比1.5的比例混合；将混合后的原料粉磨至比表面积为380m2/kg；将粉磨后的原料在高温炉中由常温以10℃/min的速度升温至1350℃，在1350℃下保温2h后，以2℃/min的降温速率降至常温，得到新型专用胶凝材料；
将新型专用胶凝材料80份、快硬性硫铝酸盐水泥10份和水10份放入搅拌机中搅拌4min，充分混合制得初始料浆；
将发泡剂与水按体积比为1:50配制成溶液，利用发泡剂机将发泡剂制成泡沫；
将制备好的初始料浆与泡沫均匀混合，制得混合浆料，控制泡沫体积与初始料浆体积比为10:1；
将搅拌后的混合料浆浇筑至模具中，将模具置于常压二氧化碳浓度为10％的混凝土碳化养护箱中预养护30min，得到泡沫混凝土；
将预养护后的泡沫混凝土脱模，置于常温、二氧化碳分压为0.2MPa的碳化釜内碳化养护1h，即得成品。
实施例2：
一种泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将氧化钙含量为53％的石灰石，二氧化硅含量为90％的砂岩，按钙硅摩尔比1.8的比例混合；将混合后的原料粉磨至比表面积为400m2/kg；将粉磨后的原料在高温炉中由常温以10℃/min的速度升温至1350℃，在1350℃下保温3h后，以3℃/min的降温速率降至常温，得到新型专用胶凝材料；
将新型专用胶凝材料75份、快硬性硫铝酸盐水泥12份和水25份放入搅拌机中搅拌5min，充分混合制得初始料浆；
将发泡剂与水按体积比为1:50配制成溶液，利用发泡剂机将发泡剂制成泡沫；
将制备好的初始料浆与泡沫均匀混合，制得混合浆料，控制泡沫体积与初始料浆体积比为8:1；
将搅拌后的混合料浆浇筑至模具中，将模具置于常压二氧化碳浓度为15％的混凝土碳化养护箱中预养护20min，得到泡沫混凝土；
将预养护后的泡沫混凝土脱模，置于常温、二氧化碳分压为0.3MPa的碳化釜内碳化养护1h，即得成品。
实施例3：
一种泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将氧化钙含量为53％的石灰石，二氧化硅含量为90％的高岭土和砂岩(质量比1：1)，按钙硅摩尔比2.0的比例混合；将混合后的原料粉磨至比表面积为420m2/kg；将粉磨后的原料在高温炉中由常温以10℃/min的速度升温至1400℃，在1400℃下保温1h后，以2℃/min的降温速率降至常温，得到新型专用胶凝材料；
将新型专用胶凝材料70份、快硬性硫铝酸盐水泥13份和水28份放入搅拌机中搅拌5min，充分混合制得初始料浆；
将发泡剂与水按体积比为1:50配制成溶液，利用发泡剂机将发泡剂制成泡沫；
将制备好的初始料浆与泡沫均匀混合，制得混合浆料，控制泡沫体积与初始料浆体积比为7:1；
将搅拌后的混合料浆浇筑至模具中，将模具置于常压二氧化碳浓度为30％的混凝土碳化养护箱中预养护10min，得到泡沫混凝土；
将预养护后的泡沫混凝土脱模，置于常温、二氧化碳分压为0.4MPa的碳化釜内碳化养护0.5h，即得成品。
对比例1：
一种泡沫混凝土的制备方法
1.1原料：相比实施例1，对比例1原料中将新型专用胶凝材料替换为P·C42.5水泥。
1.2制备方法：同实施例1。
对比例2：
一种泡沫混凝土的制备方法
2.1原料：相比实施例2，对比例1原料中未使用快硬硫铝酸盐水泥。
2.2制备方法：同实施例2。
对比例3：
一种泡沫混凝土的制备方法
3.1原料：同实施例3。
3.2制备方法：相比实施例3，未进行预养护。
对比例4：
一种泡沫混凝土的制备方法
41原料：同实施例3。
4.2制备方法：相比实施例3，未在碳化釜内养护。
按照JG/T 266-2011《泡沫混凝土》测定泡沫混凝土的干密度和抗压强度。GB/T11969-2020《蒸压加气混凝土性能试验方法》测定泡沫混凝土的干燥收缩率。将泡沫混凝泥土试块在55℃的烘箱中烘干至恒重，用振动磨粉磨后，在500℃的电炉中煅烧至恒重，然后再在900℃的电炉中煅烧至恒重，取前后两次质量差计算泡沫混凝泥土的固碳量。结果如表1所示。
表1
Figure GDA0004137296620000061
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将新型专用胶凝材料、快硬性硫铝酸盐水泥和水放入搅拌机中搅拌3-5min，充分混合制得初始料浆；
(2)将发泡剂与水按体积比为1:50配制成溶液，利用发泡剂机将发泡剂制成泡沫；
(3)将制备好的初始料浆与泡沫均匀混合，制得混合浆料，控制泡沫体积与初始料浆体积比为5～10:1；
(4)将搅拌后的混合料浆浇筑至模具中，将模具置于常压二氧化碳浓度为10～50％的混凝土碳化养护箱中预养护10～30min，得到泡沫混凝土；
(5)将预养护后的泡沫混凝土脱模，置于常温、二氧化碳分压为0.1～1.0MPa的碳化釜内碳化养护0.5～2h，即得成品；
所述新型专用胶凝材料由以下方法制备而成：
将氧化钙含量大于52％的石灰石和二氧化硅含量大于90％的高岭土或砂岩中的一种或两种，按钙硅摩尔比1.5～2.0的比例混合；
将混合后的原料粉磨至比表面积为370～450m2/kg；
将粉磨后的原料在高温炉中由常温以10℃/min的速度升温至1350～1400℃，在1350～1400℃下保温1～4h后，以2～5℃/min的降温速率降至常温，得到新型专用胶凝材料；
所述泡沫混凝土由以下重量份的原材料制备而成：新型专用胶凝材料60～80份，快硬性硫铝酸盐水泥10～15份，水20～40份和发泡剂。
2.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：所述发泡剂为HTQ-1型复合动物蛋白发泡剂、植物型发泡剂及复合型发泡剂中的一种或几种。
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