一種阻燃保溫泡沫混凝土及其製備方法
2023-05-03 01:00:41
專利名稱：一種阻燃保溫泡沫混凝土及其製備方法
技術領域：
本發明屬於阻燃保溫建築材料，具體地說是一種阻燃保溫泡沫混凝土及其製備方
法。
背景技術：
目前中國建築節能保溫工程大量使用保溫材料，由於很多材料阻燃效果不佳，極易出現火災，所以中國建築節能市場迫切需要阻燃保溫材料。無機泡沫保溫材料燃燒性能達到不燃A級。在無機泡沫材料中，泡沫玻璃、泡沫鋁、泡沫陶瓷的價格高，不能成為阻燃保溫建築材料的主要來源。巖棉礦棉等纖維保溫材料雖然價格略低，但仍遠高於泡沫混凝土和加氣混凝土材料。從保溫性、安全性、不燃性等方面考慮泡沫混凝土和加氣混凝土仍是有機保溫建築材料的最佳替代品。已有技術泡沫混凝土是用機械方法將泡沫劑水溶液製備成泡沫，再將泡沫加入到含矽質材料、鈣質材料、水及各種外加劑等組成的料漿中，經混合攪拌、澆注成型、養護而成的一種多孔材料。加氣混凝土和泡沫混凝土在氣孔結構和保溫性等方面相仿，與加氣混凝土相比，泡沫混凝土存在如下優點1.生產過程中不需蒸壓， 能耗少；2.施工方式靈活，既可現場澆築、又可製成各種預製品，廣泛應用於屋面、牆體和地面地暖保溫等工程領域；3.泡沫混凝土採用現澆方式用於屋面地面施工，具有施工速度快；泡沫混凝土與基層結合力高、整體性好；實現找平、找坡、保溫工序三位一體，節約施工時間，提高建築工程效率。泡沫混凝土在實現建築節能的同時，能夠確保防火安全和使用壽命。現有技術泡沫混凝土的缺點是強度低、收縮大、易吸水開裂；這些缺點限制了泡沫混凝土材料的推廣應用。因此發明一種原料便宜、生產方法簡單、強度高、收縮小、阻燃保溫性能好的阻燃保溫泡沫混凝土及其製備方法是十分必要的。
發明內容
本發明的目的在於提供一種原料便宜、生產方法簡單、強度高、收縮小、阻燃保溫性能好的阻燃保溫泡沫混凝土；
本發明的另一目的在於提供該阻燃保溫泡沫混凝土的製備方法。實現本發明目的的技術方案如下
一種阻燃保溫泡沫混凝土，由下列質量比的物質組成 水泥30— 60份； 粉煤灰30— 70份；
礦粉10 — 40份； 減水劑0.05 —1.0份；
纖維素醚0. 02—0. 2份； 憎水劑0. 05—1. 0份；
無水硬石膏 1 一 10份； 聚丙烯纖維 0.06 — 0.2份； 發泡劑 0. 1—0.4份； 水0. 30—0.60份。
所述水泥為42. 5級的普通矽酸鹽水泥和快硬硫鋁酸鹽水泥中的一種；
所述粉煤灰為燃煤電廠幹排I級低鈣粉煤灰、II級低鈣粉煤灰、I級高鈣粉煤灰和II 級高鈣粉煤灰中的一種或兩種以上的混合物；
所述礦粉為S95 (28d活性指數≥95%);S105 (28d活性指數≥105%)和S115，(28d活性指數≥115%)中的一種或兩種以上的混合物；
所述減水劑為三聚氰胺減水劑和萘系減水劑中的一種；
所述纖維素醚為羥乙基甲基纖維素醚和羥丙基甲基纖維素醚中的一種，粘度範圍1 萬-3萬 mpa. s ；
所述的憎水劑為矽烷和矽氧烷中的一種； 所述聚丙烯纖維，長度範圍為3mm-10mm ；
所述發泡劑為動物蛋白發泡劑、植物蛋白發泡劑和高分子合成類發泡劑中的一種或兩種以上的混合物；
上述試劑如無特殊說明，均為本領域常用的試劑。上述阻燃保溫泡沫混凝土的製備方法如下
(1)將水泥、粉煤灰、礦粉、減水劑、纖維素醚、憎水劑、石膏、聚丙烯纖維混合均勻製得乾粉料；
(2)將發泡劑用水稀釋，用空氣壓縮發泡機將發泡劑水溶液製成泡沫；
(3)將步驟(1)製得的乾粉料加水攪拌均勻得到水泥料漿；
(4)將步驟(2)製備的泡沫加入水泥料漿中混合攪拌均勻，製得阻燃保溫泡沫混凝土。本發明的要點在於
由水泥、粉煤灰、礦粉、減水劑、纖維素醚、憎水劑、無水硬石膏、聚丙烯纖維以及發泡劑等材料混合而成泡沫混凝土。本發明使用的水泥為42. 5級的普通矽酸鹽水泥和快硬硫鋁酸鹽水泥中的一種； 本發明使用的粉煤灰為燃煤電廠幹排I級低鈣粉煤灰、II級低鈣粉煤灰、I級高鈣粉
煤灰、II級高鈣粉煤灰等的一種或一種以上的混合物；
礦粉為S95 (28d活性指數≥95%)、S105 (28d活性指數≥105%)、S115 (28d活性指數≥115%)中的一種或一種以上的混合物；
纖維素醚為羥乙基甲基纖維素醚或羥丙基甲基纖維素醚，粘度範圍1萬_3萬mpa. s ； 減水劑為三聚氰胺高效減水劑或萘系高效減水劑； 憎水劑為矽烷或矽氧烷； 聚丙烯纖維，長度範圍為3mm— 10mm ；
發泡劑為動物蛋白發泡劑、植物蛋白發泡劑、高分子合成類發泡劑中的一種或一種以上的混合物。原料便宜、生產方法簡單、強度高、收縮小、憎水型、阻燃保溫性能好的阻燃保溫泡沫混凝土的製備方法如下
(1)將水泥、粉煤灰、礦粉、減水劑、纖維素醚、憎水劑、石膏、抗裂纖維混合均勻製得乾粉料。(2)將發泡劑用水稀釋，用空氣壓縮發泡機將發泡劑水溶液製成泡沫； (3)將步驟(1)製得的乾粉料加水攪拌均勻；(4)將步驟(2)製備的泡沫加入水泥料漿中混合攪拌均勻，製得阻燃保溫泡沫混凝土。本發明將粉煤灰、礦粉和石膏結合起來，充分利用石膏水化的微膨脹特性以及對粉煤灰和礦粉的硫酸鹽活性激發效應，在高效減水劑、纖維素醚、憎水劑、聚丙烯纖維等組份的改性作用下，製備出一種高強度、低收縮、憎水型、保溫隔熱性能好的泡沫混凝土。與目前傳統的泡沫混凝土相比，本發明表現出如下特點
1.水泥、粉煤灰、礦粉、無水硬石膏四元水化體系中，無水硬石膏以及水泥水化的鹼激發作用加速了粉煤灰、礦粉的二次水化反應，有效彌補了粉煤灰早期水化強度偏低的問題。2.高效減水劑的應用可改善泡沫混凝土的下列性能
①降低水料比，提高泡沫混凝土的強度，彌補其強度差的不足；
②漿體用水量減小，泡沫混凝土在乾燥過程中由於水份蒸發而損失的體積小，降低體積收縮。③提高泡沫混凝土漿料的內聚性，有利於泡沫的穩定，使得泡沫孔徑更加均勻；減少泡沫上浮合併的機率，減少泌水通道，有利於降低吸水率。高效減水劑的應用可提高泡沫混凝土的抗壓強度、降低收縮、降低吸水率。3.採用纖維素醚可減少孔徑尺寸，改善泡沫混凝土孔徑的均勻性，提高泡沫混凝土的保溫隔熱性能和抗壓強度。纖維素醚可增加漿體的粘稠度，有利於泡沫的穩定，降低小泡上浮合併成大泡的機率。試驗表明，與基準泡沫混凝土相比，摻加纖維素醚後，泡沫混凝土孔徑尺寸變小，孔徑更加均勻。孔徑的尺寸越小，其保溫隔熱性能越好，而且泡孔間壁形成的網絡骨架更堅固。孔徑越均勻，泡沫混凝土的強度就越高。因而摻加纖維素醚有利於泡沫混凝土強度的提高和保溫隔熱性能的改善。4.石膏在水化過程中具有一定的微膨脹效應，可在一定程度上補償水泥基材料水化過程中固有的體積收縮變形。同時，粉煤灰自身較高的細度及本身堅強的微集料支撐效應，強化了泡沫混凝土微結構，阻止了體積收縮變形。另一方面，高效減水劑的加入減少了用水量，也降低了塑形收縮變形。此外，摻入的抗裂組份-聚丙烯纖維可有效阻止泡沫混凝土表面的裂紋發展，提高抗裂性能，因而泡沫混凝土在整體結構上表現出優良的體積穩定性。5.憎水劑添加後能同水泥水化產物中的羥基基團形成穩固的化學健合，牢固地結合在泡孔間壁水泥基體孔壁的表面。由於憎水的有機官能團朝向孔壁的外側，使得泡孔間壁水泥基體孔隙的表面獲得一定的憎水性，為泡沫混凝土帶來了較好的整體憎水效果。6.粉煤灰和礦粉等工業廢料的利用有利於環保節能。本發明的優點如下
1.本發明泡沫混凝土強度高、收縮低、憎水性好。2.保溫隔熱性能優異，能滿足建築物不同的保溫要求。3.製備工藝簡單。4.充分利用了粉煤灰、礦粉等工業廢料，具有利廢、節能等優異的環保效應以及較好的經濟效益。
具體實施例方式
為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容。實施例1
阻燃保溫泡沫混凝土 1按照下述質量比配製水泥40份、粉煤灰42份、礦粉18份、三聚氰胺減水劑0. 2份、1萬粘度纖維素醚0. 03份、矽烷憎水劑0. 2份、石膏4. 8份、聚丙烯纖維0. 08份、植物蛋白發泡劑0. 20份、水0. 33份。製備方法如下
先將膠凝材料水泥、粉煤灰、礦粉，改性組份減水劑份、纖維素醚、憎水劑、石膏、聚丙烯纖維混合均勻製得乾粉料；將發泡劑用水稀釋，採用空氣壓縮發泡機將發泡劑水溶液製成泡沫；將乾粉料加適量水進行攪拌，要求漿料均勻、沒有結團及大顆粒存在；取製備好的泡沫加入水泥料漿中進行混合攪拌，混合要求均勻、無明顯的泡沫漂浮和泥漿塊出現，製成阻燃保溫泡沫混凝土。
實施例2
阻燃保溫泡沫混凝土 2按照下述質量比配製水泥50份；粉煤灰25份；礦粉25份；萘系減水劑0. 4份；2萬粘度纖維素醚0. 03份；矽氧烷憎水劑0. 4份；石膏2份；聚丙烯纖維 0. 16份；動物蛋白發泡劑0. 21份；水0. 31份。製備方法同實施例1。 實施例3
阻燃保溫泡沫混凝土 3按照下述質量比配製水泥60份；粉煤灰12份；礦粉28份；萘系減水劑0. 3份；2萬粘度纖維素醚0. 05份；矽氧烷憎水劑0. 2份；石膏1. 2份；聚丙烯纖維0. 24份；動物蛋白發泡劑0. 20份；水0. 32份。製備方法同實施例1。 實施例4
阻燃保溫泡沫混凝土 3按照下述質量比配製水泥55份；粉煤灰18份；礦粉27份 』三聚氰胺減水劑0. 3份；1. 5萬纖維素醚0. 08份；矽烷憎水劑0. 2份；無水硬石膏2. 7份；聚丙烯纖維0. 13份；植物蛋白發泡劑0. 21份；水0. 30份。製備方法同實施例1。 實施例5
阻燃保溫泡沫混凝土 3按照下述質量比配製水泥45份；粉煤灰11份；礦粉44份；萘系減水劑0. 4份；1. 5萬纖維素醚0. 05份；矽烷憎水劑0. 3份；無水硬石膏2. 2份；聚丙烯纖維0. 19份；植物蛋白發泡劑0. 22份；水0. 31份。製備方法同實施例1。 對比例1
傳統泡沫混凝土 4按照下述質量比配製水泥100份；發泡劑0. 20份；水0. 5份。
製備方法同實施例1。表1 本發明實施例1-5及傳統泡沫混凝土對比例1製得的泡沫混凝土性能測試。
權利要求
1.1、一種阻燃保溫泡沫混凝土，其特徵在於由下列質量份的物質組成水泥30— 60份； 粉煤灰30— 70份；礦粉10 — 40份； 減水劑0.05 —1.0份；纖維素醚0. 02—0. 2份； 憎水劑0. 05—1. 0份；無水硬石膏 1 一 10份； 聚丙烯纖維 0.06 — 0.2份；發泡劑 0. 1—0.4份； 水0. 30—0.60份。
2.2、根據權利要求1所述的阻燃保溫泡沫混凝土，其特徵在於所述水泥為42. 5級的普通矽酸鹽水泥和快硬硫鋁酸鹽水泥中的一種。
3.3、根據權利要求1所述的阻燃保溫泡沫混凝土，其特徵在於所述粉煤灰為燃煤電廠幹排I級低鈣粉煤灰、II級低鈣粉煤灰、I級高鈣粉煤灰和II級高鈣粉煤灰中的一種或兩種以上的混合物。
4.4、根據權利要求1所述的阻燃保溫泡沫混凝土，其特徵在於所述礦粉為S95、S105 和S115中的一種或兩種以上的混合物。
5.5、根據權利要求1所述的阻燃保溫泡沫混凝土，其特徵在於所述減水劑為三聚氰胺減水劑和萘系減水劑的一種。
6.6、根據權利要求1所述的阻燃保溫泡沫混凝土，其特徵在於所述纖維素醚為羥乙基甲基纖維素醚或羥丙基甲基纖維素醚中的一種，粘度範圍1萬-3萬mpa.S。
7.7、根據權利要求1所述的憎水劑為矽烷和矽氧烷中的一種。
8.8、根據權利要求1所述的阻燃保溫泡沫混凝土，其特徵在於所述聚丙烯纖維，長度範圍為3mm-IOmmο
9.9、根據權利要求1所述的阻燃保溫泡沫混凝土，其特徵在於所述發泡劑為動物蛋白發泡劑、植物蛋白發泡劑和高分子合成類發泡劑中的一種或兩種以上的混合物。
10.10、權利要求1所述的阻燃保溫泡沫混凝土的製備方法，其特徵在於具體步驟為(1)將水泥、粉煤灰、礦粉、減水劑、纖維素醚、憎水劑、石膏、聚丙烯纖維混合均勻製得乾粉料；(2)將發泡劑用水稀釋，用空氣壓縮發泡機將發泡劑水溶液製成泡沫；(3)將步驟(1)製得的乾粉料加水攪拌均勻得到水泥料漿；(4)將步驟(2)製備的泡沫加入水泥料漿中混合攪拌均勻，製得阻燃保溫泡沫混凝土。
全文摘要
本發明公開了一種阻燃保溫泡沫混凝土，由下列質量份的物質組成水泥30—60份；粉煤灰30—70份；礦粉10—40份；減水劑0.05—1.0份；纖維素醚0.02—0.2份；憎水劑0.05—1.0份；無水硬石膏1—10份；聚丙烯纖維0.06—0.2份；發泡劑0.1—0.4份；水0.30—0.60份。本發明的優點如下1.本發明泡沫混凝土強度高、收縮低、憎水性好。2.保溫隔熱性能優異，能滿足建築物不同的保溫要求。3.製備工藝簡單。4.充分利用了粉煤灰、礦粉等工業廢料，具有利廢、節能等優異的環保效應以及較好的經濟效益。
文檔編號C04B38/02GK102153364SQ20111011366
公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月4日 優先權日2011年5月4日
發明者張鑫, 管文, 趙立群 申請人:上海市建築科學研究院(集團)有限公司