硅烷偶联剂‑粉煤灰漂珠轻质高强泡沫混凝土及制备方法

摘要

本发明涉及一种硅烷偶联剂‑粉煤灰漂珠轻质高强泡沫混凝土，该混凝土原材料构成为：水泥、水、纤维、粉煤灰漂珠、硅灰、减水剂、硅烷偶联剂、发泡剂，以前述中原材料比例搅拌、浇筑成型。内含硅烷偶联剂与水泥、硅灰等胶凝材料反应，于集料间生成共价键，可增强泡沫混凝土抗压强度；加入粉煤灰漂珠，在提高泡沫混凝土强度的同时，提高混凝土的保温性能；加入硅灰，提高泡沫混凝土的强度与耐久性；加入聚丙烯砂浆/混凝土纤维，提高泡沫混凝土的抗裂性。此发明技术能克服传统泡沫混凝土易塌模、负载低、大面积浇筑易开裂等缺点，具有广泛的工程应用前景。

说明书

技术领域

本发明涉及泡沫混凝土技术领域，是一种硅烷偶联剂改性水泥、硅灰等胶凝材料同时掺加粉煤灰漂珠、纤维等而成的轻质高强、保温、抗裂泡沫混凝土。

背景技术

泡沫混凝土种类繁多，最常用的是水泥泡沫混凝土，是一种通过物理或化学方法将泡沫剂与水按比例混合进行发泡，再将泡沫引入添加诸如减水剂、膨胀剂或矿物掺和料等外加剂的水泥浆体中，浇筑、养护而成的一种多孔材料。泡沫混凝土因其密度低、保温绝热性能好及噪声污染小等优点被广泛用于建筑工程中，在我国主要应用在屋面泡沫混凝土保温层、泡沫混凝土面块、泡沫混凝土轻质墙板、泡沫混凝土补偿地基等方面。

目前常用的水泥泡沫混凝土干密度与强度关系如下，水泥-砂泡沫混凝土：干密度810～840kg/m³，抗压强度1.9～3.1MPa；水泥-粉煤灰泡沫混凝土：595～625kg/m³，抗压强度2.78～3.1MPa；大掺量粉煤灰泡沫混凝土：800kg/m³，抗压强度3.2～4.0MPa。随着泡沫混凝土容重的增加，其抗压强度得到提升，但导热系数也会增加，从而降低了保温性能。在实际工程应用中，泡沫混凝土承受外荷载易出现破坏现象，严重时必须返工重做，但提升强度意味着容重的增加，其保温性能又会变差。强度与保温性能兼顾是制约泡沫混凝土广泛应用的关键所在。另外，泡沫混凝土中有大量的水泥，极易水化不均造成泡沫混凝土开裂。上述问题限制了泡沫混凝土的应用，相关制备技术仍有待改进。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种硅烷偶联剂-粉煤灰漂珠轻质高强泡沫混凝土，形成特有的配合比，在增加泡沫混凝土强度的同时，提高其保温与抗裂性能。

技术方案：本发明的硅烷偶联剂-粉煤灰漂珠轻质高强泡沫混凝土是通过以下技术措施来实现的：该混凝土原材料构成为：水泥、水、纤维、粉煤灰漂珠、硅灰、减水剂、硅烷偶联剂、发泡剂，原材料构成按重量份配比为：

其中：

所述的水泥为普通硅酸盐水泥；

所述的纤维为优质聚丙烯砂浆/混凝土纤维；长度为12mm；

所述的粉煤灰漂珠，其粒径80～120目与200～300目的漂珠各占所需量的一半；

所述的硅灰选用微硅粉的SiO₂含量为92％的产品；

所述的减水剂选用聚羧酸高效减水剂；

所述的硅烷偶联剂为KH550系列；

所述的发泡剂选用微生物蛋白发泡剂。

所述的发泡剂与发泡用水量比例为1:30～1:60。

本发明的硅烷偶联剂-粉煤灰漂珠轻质高强型泡沫混凝土的制备方法包括以下步骤：

第一步，将微生物蛋白发泡剂和发泡用水按比例称量，混合均匀放入发泡机药液箱内备用；

第二步，将所需量的水泥、水、纤维、粉煤灰漂珠、硅灰、减水剂、硅烷偶联剂称量备用；

第三步，将所需水加入所述发泡机搅拌筒内，搅拌并调节转速至700～800rpm，同时缓慢加入所需水泥，随着水泥量的增加，适当提升转速，同时加入少量减水剂；

第四步，将所需粉煤灰漂珠和硅灰缓慢加入搅拌筒内，调节转速至1300～1500rpm，同时缓慢加入减水剂；

第五步，将所需硅烷偶联剂加入搅拌筒内，保持1300～1500rpm；

第六步，将所需纤维提前撵散缓慢加入搅拌桶内，保持1300～1500rpm；

第七步，调节发泡阀门，使第一步中备用溶液发出的泡沫干湿度达到1000ml泡沫重量为35～45g，关闭搅拌机体外出泡沫开关、让泡沫进入搅拌筒内，持续约3～6分钟，同时将转速降至700～800rpm，以免转速太快打碎泡沫，搅拌均匀后得到硅烷偶联剂-粉煤灰漂珠轻质高强型泡沫混凝土。浇筑施工。

其中：所述的浇筑施工，完成后24小时左右覆盖薄膜和洒水养护，每天不少于两次，并应设置醒目标示严禁上人，养护期不得少于7天。

所述的浇筑施工，环境温度低于5℃或高于35℃时，应停止泡沫混凝土的浇筑，当工艺要求连续施工时，应采取相应措施保证泡沫混凝土的浇筑质量。

有益效果：本发明的优点和效果：硅烷偶联剂与水泥、硅灰等胶凝材料反应，于集料间生成共价键，可提升泡沫混凝土的抗压强度；加入粉煤灰漂珠，在提升泡沫混凝土强度的同时，提高其保温性能；加入硅灰，提高泡沫混凝土的强度与耐久性；加入聚丙烯砂浆/混凝土纤维，提高泡沫混凝土的抗裂性。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作进一步说明。

本发明中原材料的构成为：普通硅酸盐42.5水泥、水、聚丙烯砂浆/混凝土纤维、粉煤灰漂珠、硅灰、聚羧酸高效减水剂、硅烷偶联剂为KH550、微生物蛋白发泡剂。

本发明中硅烷偶联剂-粉煤灰漂珠轻质高强型泡沫混凝土原材料构成配比为：

发泡剂与发泡用水量比例为1:30～1:60(发泡用水量与上述配比用水量无关)。

其中：

所述的水泥为普通硅酸盐水泥；

所述的纤维为优质聚丙烯砂浆/混凝土纤维；长度为12mm；

所述的粉煤灰漂珠，其粒径80～120目与200～300目的漂珠各占所需量的一半；

所述的硅灰选用微硅粉的SiO₂含量为92％的产品；

所述的减水剂选用聚羧酸高效减水剂；

所述的硅烷偶联剂为KH550系列；

所述的发泡剂选用微生物蛋白发泡剂。

所述的发泡剂与发泡用水量比例为1:30～1:60。

以前述中原材料比例，搅拌、浇筑硅烷偶联剂-粉煤灰漂珠轻质高强型泡沫混凝土。本发明中，硅烷偶联剂-粉煤灰漂珠轻质高强型泡沫混凝土浇筑工艺流程：

检验原材料质量→试验确定配合比→现场技术交底→准备搅拌机、称量器具→清理模板、放钢筋网→搅拌、浇筑发泡混凝土→找平→养护→检查验收。

1、清理模板、放钢筋网：把模板内垃圾清理干净，在浇筑泡沫混凝土前洒水湿润。

2、泡沫混凝土搅拌：泡沫混凝土的配合比根据设计要求通过试验确定，称量必须严谨，泡沫干湿度必须严格把控。

3、按规定留置同条件试块。

4、浇筑：浇筑前基层应洒水湿润，应分层、均匀浇筑至填满模板。

5、找平：用平直木模将试件表面刮平。

6、养护：应在施工完成后24小时左右覆盖薄膜和洒水养护，每天浇水不少于两次，并应设置醒目标示严禁上人，养护期不得少于7d。

7、实例以干密度800～850kg/m³泡沫混凝土浇筑的1.5m×1.5m×240mm配筋墙体，表面无开裂现象。干密度814kg/m³的泡沫混凝土28d强度可达6.2MPa，导热系数为0.174W/(m·K)。同配比干密度500kg/m³的泡沫混凝土7d、28d抗压强度分别达3.23MPa、3.86MPa；干密度650kg/m³的泡沫混凝土28d抗压强度可达5.5MPa。

综上所述，本发明硅烷偶联剂-粉煤灰漂珠轻质高强型泡沫混凝土有以下优点：硅烷偶联剂与水泥、硅灰等胶凝材料反应，于集料间生成共价键，可加强泡沫混凝土的抗压强度；加入粉煤灰漂珠，在提高泡沫混凝土强度的同时，提高其保温性能；加入硅灰，提高泡沫混凝土的强度与耐久性；加入聚丙烯砂浆/混凝土纤维，提高泡沫混凝土的抗裂性。此发明硅烷偶联剂-粉煤灰漂珠轻质高强型泡沫混凝土可以作为组合承重、非承重墙体内填充材料，也可以与钢筋网浇筑成型代替砌体结构，具有广泛的工程应用前景。