一种基于页岩陶砂的发泡混凝土

摘要

本发明公开了一种基于页岩陶砂的发泡混凝土，水泥∶粉煤灰∶页岩陶砂∶水＝1∶0.7-1∶1.9-3∶0.53-1.04，减水剂为水泥与粉煤灰总量的0.4％，发泡剂为水泥用量的0.2％；将水泥、粉煤灰、页岩陶砂分别称量后依次加入搅拌机，搅拌成混合水泥砂浆后，加入发泡剂与水的混合物，通过发泡剂的泡沫混合水泥浆制成泡沫水泥浆，搅拌均匀后浇筑。由于采用物理发泡的方式，使得泡沫水泥浆体能够更大范围地包裹页岩陶砂骨架，并能进行自养护。本发明，生态环保、造价低、制作工艺简单。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及的是一种基于页岩陶砂的发泡混凝土。

背景技术

目前，全球变暖、温室效应已成为影响人类生活、生存的主要问题之一，而节能是 减少温室气体排放的重要途径，同时也是可再生资源产业发展的动力。其中，能源节约 主要是通过控制有效能源消耗或节能方法来实现的，当前建筑已成为能源消耗最快的领 域之一，成为实施节能措施的重要领域。普通发泡混凝土是通过发泡机的发泡系统将发 泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆或水泥与粉煤灰浆均匀混合，然后经过发 泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔 的新型轻质保温材料。而本发明所述的发泡页岩陶砂/陶粒混凝土与普通发泡混凝土所用 的原料不同，且具有更高的强度、更好的耐磨性和更好的保温、隔声性能，更适应当前 社会发展的需要。

本发明通过在页岩陶砂砂浆中加入发泡剂、外加剂或页岩陶粒等材料，研制成一种 发泡页岩陶砂/陶粒混凝土。与普通发泡混凝土相比，该发泡页岩陶砂/陶粒混凝土具有 更好的耐久性、保温性能、耐磨性能等。此外，发泡页岩陶砂混凝土施工工艺简单，与 普通发泡混凝土相比，仅需按比例要求加入页岩陶砂、发泡剂、外加剂或陶粒等，均匀 搅拌，其他均相同。与普通保温材料相比，具有环保、防火、成本低、强度高等优点。 该发泡页岩陶砂/陶粒混凝土不仅可以应用到普通建筑工程，而且还可以应用于高层建筑 以及有较高保温、隔声要求的建筑工程等，具有较好的综合经济与社会效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种。

本发明的技术方案如下：

一种基于页岩陶砂的发泡混凝土，水泥∶粉煤灰∶页岩陶砂∶水＝1∶0.7-1∶1.9-3∶ 0.53-1.04，减水剂为水泥与粉煤灰总量的0.4％，发泡剂为水泥用量的0.2％；将水泥、 粉煤灰、页岩陶砂分别称量后依次加入搅拌机，搅拌成混合水泥砂浆后，加入发泡剂与 水的混合物，通过发泡剂的泡沫混合水泥浆制成泡沫水泥浆，搅拌均匀后浇筑。

所述的发泡混凝土，还加入页岩陶粒，水泥∶粉煤灰∶页岩陶砂∶页岩陶粒∶水＝1∶1∶ 0.9∶1.6∶0.8，减水剂为水泥与粉煤灰总量的0.4％，发泡剂为水泥用量的0.2％。

本发明的发泡页岩陶砂混凝土，由水泥、粉煤灰、页岩陶砂(陶砂粒径小于5mm， 而陶粒粒径大于5mm)、减水剂、发泡剂组成，其最佳质量比为1∶1∶3∶0.008∶0.002。

该发泡页岩陶砂混凝土的制造方法是将水泥、粉煤灰、页岩陶砂、减水剂分别称量 后依次加入搅拌机，搅拌成混合水泥砂浆后，加入发泡剂与水的混合物，通过发泡剂的 泡沫混合水泥浆制成泡沫水泥浆，搅拌均匀后浇模，一次成型后进行自然养护。根据需 要，也可加入各种纤维，以进一步提高结构的强度和抗裂性。

本发明所选用的页岩陶砂粒径为小于等于5mm，陶粒为5mm-15mm，按照国标规 定的筛孔尺寸对砂进行筛分析，测得细度模数为2.32，水泥优选标号为32.5级的普通硅 酸盐水泥，减水剂为MY-1，发泡剂泡沫体积为675％。

本发明所采用的页岩陶砂是陶粒破碎后的产物，是经高温烧成的一种质轻且有一定 强度的集料，虽然采用页岩但却不占用耕地，甚至在页岩开采后还可以进行复耕；同时， 在生产过程中还可使用经过处理后的污泥作为原材料，不仅可以有效降低生产成本，而 且可以减少城市污泥中重金属对环境的污染以及传统的技术方法对环境造成的二次污 染。因页岩陶砂为陶粒的破碎产物，故拥有其自养护的特点，降低了制品养护的要求， 并且因页岩陶砂质轻，导热系数较小，使得其制品在轻质的基础上，增强了保温、隔声 性能。此外，因页岩陶砂在混凝土拌合物中起到连接胶凝材料的骨架作用，提高泡沫混 凝土强度的同时增加了耐磨性能等。由于采用物理发泡的方式，使得泡沫水泥浆体能够 更大范围地包裹页岩陶砂骨架，并能进行自养护。因混凝土后期自养护的方式与一次成 型浇筑方式的结合，省去了多次不同条件下的养护程序，解决了后续切割工作等衍生的 资源浪费、成本过高、废弃物污染等问题。所以，使用本发明，生态环保、造价低、制 作工艺简单。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1：

水泥：32.5普通硅酸盐水泥；

页岩陶砂：堆积密度为700kg/m³、细度模数为2.32，吸水率为8.9％；

水：自来水；

矿物外加剂：II级粉煤灰；

发泡剂：复合型发泡剂(安徽泰恒机械制造有限公司生产的发泡剂)；

采用100mm×100mm×100mm的混凝土试模进行成型。

各组分的质量配合比如下：

水泥∶粉煤灰∶页岩陶砂∶水＝1∶1∶2.3∶0.8，减水剂为水泥与粉煤灰总量的0.4％， 发泡剂为水泥用量的0.2％。

制造方法为：

将水泥、粉煤灰、页岩陶砂分别称量后依次加入搅拌机，搅拌成混合水泥砂浆后， 加入发泡剂与水的混合物，通过发泡剂的泡沫混合水泥浆制成泡沫水泥浆，搅拌均匀后 浇模，一次成型后进行自然养护。

实施例2：

各组分的质量配合比如下：

水泥∶粉煤灰∶页岩陶砂∶水＝1∶1∶3∶1.04，减水剂为水泥与粉煤灰总量的0.4％， 发泡剂为水泥用量的0.2％。

其他同实施例1相同。

实施例3：

水泥∶粉煤灰∶页岩陶砂∶水＝1∶0.7∶1.9∶0.62，减水剂为水泥与粉煤灰总量的0.4％， 发泡剂为水泥用量的0.3％。

其他同实施例1相同。

实施例4：

水泥∶粉煤灰∶页岩陶砂∶水＝1∶0.7∶1.9∶0.53，减水剂为水泥与粉煤灰总量的0.4％， 发泡剂为水泥用量的0.4％。

为了提高发泡混凝土的强度，在实施例1的基础上加入页岩陶粒，即为相应的页岩 陶粒发泡混凝土，如实施例5。

实施例5：

水泥：32.5普通硅酸盐水泥；

页岩陶砂：堆积密度为700kg/m³、细度模数为2.32，吸水率为8.9％；

页岩陶粒(粒径为5mm-15mm，形状为卵石型)：堆积密度为600kg/m³，吸水率为 14.2％；

水：自来水；

矿物外加剂：II级粉煤灰；

发泡剂：复合型发泡剂(安徽泰恒机械制造有限公司生产的发泡剂)；

各组分的质量配合比如下：

水泥∶粉煤灰∶页岩陶砂∶页岩陶粒∶水＝1∶1∶0.9∶1.6∶0.8，减水剂为水泥与粉煤 灰总量的0.4％，发泡剂为水泥用量的0.2％。

各组试验样品性能如表1所示：

表1各组试验样品性能

拌合材料称量允许偏差如表2所示：

表2拌合材料称量允许偏差

水泥 陶砂 粉煤灰 发泡剂 减水剂 水 ±2％ ±1％ ±1％ ±0.001％ ±0.1％ ±1％

由表1实例可知，本发明的产品具有轻质、保温、隔音、耐久等特点，同时具有一 定的强度。随着发泡剂用量的增加，干表观密度减小，强度降低，导热系数较小；随着 页岩陶砂用量的增加，干表观密度增大，强度增大，导热系数减小。当发泡剂取水泥质 量的0.2％，页岩陶砂取水泥质量的300％时，该发泡页岩陶砂混凝土的抗压强度超过 5MPa，满足工程所需的强度要求，导热系数为0.164w/(m·k)，能够满足国家规定的节 能标准要求，具有较好的综合效益。

此外，根据工程需要，可分别采用发泡倍率不等的泡沫混凝土，及其对应的干表观 密度和强度等级。一般地，其对应关系如表3所示。

表3发泡混凝土选择参数表

2012年12月23日，于郑州某工地实施，具体实施过程如下：先对待浇筑墙体进行 支模(先期为木模板，后期大面积施工时为定制铝合金模板)，然后用塑料布将四周门窗 洞口围护起来，在房间内生炭火以提高浇注现场温度(施工时为晚上，温度为-8℃)，因 该法施工需要在正温情况下进行。然后按实施例1进行配比，通过JS1000型强制搅拌 机搅拌8min后，放料并通过TH-30S细石泵泵送到支模后的墙体内，一直注满为止，3d 后拆模，若为夏秋季节，24h后即可拆模。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。