一种高流动度泡沫混凝土及其制备方法

技术领域

本发明属于泡沫混凝土技术领域，具体地，涉及一种高流动度的泡沫混凝土及其制备方法。

背景技术

泡沫混凝土是通过发泡机将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后由泵送系统进行现场浇筑施工或模具成型、经合理养护而成的轻质多孔混凝土。由于其表观密度小、自流平、自密实、施工便捷及保温等优异性能，在房建保温、减荷回填及空洞填充等多个领域获得广泛应用。但在实际工程应用中出现了强度低、流动性差、吸水率大以及可泵性差等问题。

因此，亟待开发拥有较高流动度的泡沫混凝土，将对泡沫混凝土的发展、功能的增加起到积极的作用。浆体的高流动性能是泡沫混凝土实现自流平的条件，但增加流动度，很大程度上必须保证充足的用水量，这会导致无法实现很高的强度，高水灰比可能导致浆体稳定性降低，因此提高浆体的流动性应从材料的组分优化入手。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种能够实现自流平的有一定强度的高流动度泡沫混凝土及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

高流动度泡沫混凝土，包括如下重量组分：水泥130-155份、粉煤灰20-40份、矿渣10-20份、磨细粉20-40份、硅灰3-5份、复合减水剂0.3-0.6份、稳泡剂0.04-0.08份、发泡剂0.9-0.11份、水80-100份。通过加入粉煤灰、磨细粉、矿渣等粉状掺合料，可填充水泥间隙，占据絮凝结构中本来充满水的空间，把絮凝结构中的水释放出来，提高流动性，且不影响强度。

优选的，复合减水剂采用单体A、单体B、单体C为主要原料，在常温氧化还原体系引发下，通过自由基聚合制备而成，重量组分如下：35-45份单体A、5-10份单体B、10-20份单体C、0.5-0.15引发剂、50-65份水；其中，单体A为甲基烯丙基聚氧乙烯醚或异戊烯基聚乙二醇中的一种；单体B为含磷单体；单体C为丙烯酸或丙烯酸盐；引发剂为过硫酸铵、维生素C为疏基丙酸按质量比2：1：1的混合物。

上述复合减水剂按如下方法制备：

S1，将引发剂中的过硫酸铵溶于15份水中，搅拌均匀制成过硫酸铵水溶液；

S2，将各自三分之一质量的单体A、单体B、单体C溶于25份水中，再加入S1中预先制成的水溶液，混合均匀后作为打底液备用；

S3，将剩余的三分之二质量的单体A、单体B、单体C、维生素C和疏基丙酸溶于40份水中，混合均匀后，缓慢匀速加入S2制得的打底液，2-3h加完，加完后再保温反应3h，保温结束后补加水稀释到35％固含量。

通过采用上述方法形成的复合减水剂在降低粘度的同时，能够保证强度。减水剂吸附到水泥颗粒表面，产生静电斥力，有解凝和分散作用，使絮凝体中被包裹的游离水释放出来，显著增加浆体的流动性。

优选的，上述高流动度泡沫混凝土中所述磨细粉为石灰石粉，其比表面积为1200-1600m

优选的，发泡剂选用物理发泡剂，即动植物蛋白和高分子材料复合而成的发泡剂，ph值为中性，与水有很好的的亲和性。

优选的，上述高流动度泡沫混凝土中所述水泥为普通硅酸盐水泥P.O42.5，细度6.2％。

优选的，上述高强大流动度泡沫混凝土中所述稳泡剂选自聚丙烯酰胺、十二烷基二甲基氧化胺、纤维素中的一种。

优选的，上述高强大流动度的泡沫混凝土中所述硅灰密度为2.18g/cm

上述高流动度泡沫混凝土的制备方法，包括如下步骤：

S1，按重量份数计，将水泥、粉煤灰、矿渣、磨细粉、硅灰倒入搅拌机内干拌，再将水及减水剂倒入搅拌机内继续搅拌；

S2，按重量份计，将发泡剂按1:25-1:45进行稀释，搅拌均匀后加入发泡机中，发泡机将空气引入发泡剂溶液中，将发泡剂溶液变为泡沫；

S3，按体积计，将占总泡沫添加量30％-40％的泡沫于低速搅拌下加入到上述料浆中，搅拌一段时间使物料分散均匀后，将剩余泡沫加入并高速搅拌，最后将混合料注入模具中。

所述S1中，搅拌转速为60r/min，搅拌时间总共为4-6min；

所述S3中，低速转速为40r/min，高速为55r/min，搅拌时间总共为3-5min。

通过采用上述技术方案，S1在上述转速和时间范围内进行搅拌,可使料浆充分混合均匀，有利于提高流动度。S3在上述转速和时间范围内进行搅拌，可使泡沫与其他成分充分混合，均匀地分散在整个体系中，起到润混的作用，改善流动度。

相对于现有技术，本发明具有的有益效果如下：

1、泡沫混凝土浆体饱满、拌合物黏度小、流动速度快，最重要的是其稳泡效果好。

2、添加含磷单体的复合减水剂，降低了浆体的相对极限剪切应力及相对黏度，极大改善浆体的流动性，使浆体可以实现自流平，并且可以减少用水量，提高其强度。

3、粉状掺合料具有微珠效应和微集料效应，且在加入后能充分发挥各自改善浆体流动性能的作用，并产生“叠加效应”；加入粉状掺合料，改善泡沫混凝土在大流动度下仍有良好的包裹性、均质性，优于传统配比。

4、采用复合型发泡剂，在含水量较大的情况下，保证更多有益小气泡的存在，降低了表面势能，提高了气泡稳定性，不易出现泌水现象；同时在胶体颗粒间起到顺滑的作用，提供封闭气孔，兼顾较高的泡沫混凝土强度。

具体实施方式

高流动度泡沫混凝土，包括如下重量组分：水泥130-155份、粉煤灰20-40份、矿渣10-20份、磨细粉20-40份、硅灰3-5份、复合减水剂0.3-0.6份、稳泡剂0.04-0.08份、发泡剂0.9-0.11份、水80-100份。通过加入粉煤灰、磨细粉、矿渣等粉状掺合料，可填充水泥间隙，占据絮凝结构中本来充满水的空间，把絮凝结构中的水释放出来，提高流动性，且不影响强度。

上述高流动度泡沫混凝土的制备方法，包括如下步骤：

S1、按重量份计，将水泥、粉煤灰、矿渣、磨细粉、硅灰倒入搅拌机内干拌2-3分钟，再将水及复合减水剂倒入搅拌机内继续搅拌2-3分钟，转速60r/min。

S2，按重量份计，将发泡剂按1:25-1:45进行稀释，搅拌均匀后加入发泡机中，发泡机将空气引入发泡剂溶液中，将发泡剂溶液变为泡沫；

S3，按体积计，将占总泡沫添加量30％-40％的泡沫于低速搅拌下加入到上述料浆中，搅拌2-3分钟，转速为40r/min；物料分散均匀后，将剩余泡沫加入并高速搅拌1-2分钟，转速为55r/min，最后将混合料注入模具中。

其中，减水剂选用复合减水剂；磨细粉为石灰石粉；发泡剂为物理发泡剂，即动植物蛋白和高分子材料复合而成的发泡剂；水泥为普通硅酸盐水泥P.O42.5，细度6.2％；稳泡剂为聚丙烯酰胺、十二烷基二甲基氧化胺、纤维素中的一种；硅灰密度为2.18g/cm

具体实施例如表1所示：

表1

将实施例1-4进行试验，具体试验步骤如下：

(1)流动度试验

试验对象：实施例1-4，对比例1-4，分别按各自配比搅拌制成泡沫混凝土。

试验方法：用水彩笔分别在量杯杯身外侧标明量杯1、量杯2，并清洗擦干仪器设备；将空心圆筒垂直竖于光滑硬质塑料板中间；用量杯1接取试样，并应将试样倒入量杯2中；应慢慢地将量杯2中的试样倒入空心圆筒，并用平口刀轻敲空心圆简外侧，使试样充满整个空心圆筒；用平口刀慢慢地沿空心圆筒的端口平面刮平试样；应慢慢地将空心圆筒垂直向上提起，并应使试样自然坍落，采用直尺测量两个方向的直径，并取平均值作为流动度。

(2)抗压强度试验

试验对象：实施例1-4，对比例1-4，分别按各自配比搅拌制成泡沫混凝土浆体，再注入模具制成100mm×100mm×100mm的立方体标准试块。

试验方法：按照《泡沫混凝土》(JG/T266-2011)来进行试验，测定7d和28d的抗压强度。

上述实施例与对比例1-4中提供的高流动度泡沫混凝土性能测试结果如表2所示：

对比例与实施例的区别仅在于：

减水剂的种类为普通的聚羧酸高效减水剂。

表2

根据表2实施例与对比例的数据对比可知，加入本发明的复合减水剂，制得的试样的流动度有明显改善，强度有一定的提升。由实施例1-4的数据对比可得，矿物掺合料掺量的不同，将导致流动度与抗压强度的变化，当粉煤灰：矿渣：磨细粉比例为1.3：1:1.6时，试样流动度较高，强度满足要求，能够满足工程所需。