一种高强度泡沫混凝土及其制备方法与流程

1.本发明涉及泡沫混凝土技术领域，具体为一种高强度泡沫混凝土及其制备方法。


背景技术：

2.泡沫混凝土是一种轻质物质，由水泥、沙子、水和空气形成的混凝土，在混合过程中，通过向混凝土中注入空气形成泡沫，从而减少了混凝土的密度和重量，泡沫混凝土在制备过程中容易受泡沫质量影响出现消泡现象，从而会发生收缩开裂的问题，对泡沫混凝土的强度影响很大，同时泡沫混凝土的凝结硬化的时间较长，养护条件要求高等缺点也很大程度上制约泡沫混凝土的物理力学性能，它被广泛应用于建筑、道路、隧道和其他工程领域。
3.随着我国道路交通量和交通荷载的日益增加，部分早期高速公路和城市道路的改扩建工程不断增，建设中所存在的占地拆迁、软土地基处理、冻土破坏以及管涵外保温施工等问题对道路基层和面层的质量和耐久性有着重要的影响，不少关键技术没有得到有效解决，泡沫混凝土虽然凭借自身优异的隔热性、吸音性和耐火性在各类工程建设中都有着极为广泛的应用，但是现有泡沫混凝土仍然存在诸多待解决的问题，在相同密度下，泡沫混凝土的抗压强度通常比传统的混凝土要低很多，这意味着它的承载能力较弱，不能承受过高的荷载，并且泡沫混凝土的力学性能受到材料组成、制备工艺和环境条件等多种因素的影响，因此其力学性能不如传统混凝土稳定，其强度方面的缺点限制了其在某些领域的应用，因此，目前正在积极研究改进泡沫混凝土的制备工艺和材料组成，以提高其强度和稳定性，故而我们提出了一种高强度泡沫混凝土及其制备方法。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强度泡沫混凝土及其制备方法，具备强度高、力学性能优异等优点，解决了在相同密度下，泡沫混凝土的抗压强度通常比传统的混凝土要低很多，这意味着它的承载能力较弱，不能承受过高的荷载，并且泡沫混凝土的力学性能受到材料组成、制备工艺和环境条件等多种因素的影响，因此其力学性能不如传统混凝土稳定，其强度方面的缺点限制了其在某些领域的应用的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述强度高、力学性能优异的目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种高强度泡沫混凝土，包括以下重量份数配比的原料：水泥350-450份、硅灰石80-120份、沙子100-150份、水280-320份、膨胀剂0.01-0.03份、泡沫剂0.3-0.5份、纳米二氧化硅10kg/m3、纤维素纤维1kg/m3。
9.本发明要解决的另一技术问题是提供一种高强度泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：
10.1)将水泥350-450份、硅灰石80-120份和沙子100-150份，按照一定比例混合均匀；
11.2)将纳米二氧化硅10kg/m3和纤维素纤维1kg/m3加入混合料中，继续搅拌均匀；
12.3)将水280-320份加入混合料中，并在搅拌的同时，缓慢加入膨胀剂0.01-0.03份和泡沫剂0.3-0.5份，继续搅拌直至形成均匀的泡沫混凝土糊状物；
13.4)将糊状物倒入模具中，震实坯体，以排除气泡和空隙；
14.5)在适当的温度下养护泡沫混凝土，通常需要进行湿养护，以保证泡沫混凝土的强度和稳定性；
15.6)待泡沫混凝土养护完成后，可进行拆模，然后对泡沫混凝土进行切割和加工，以满足不同的使用要求。
16.优选的，所述水泥采用高强度水泥，掺量不超过500kg/m3；硅灰石掺量不超过300kg/m3；沙子的细度模数要求在2.2至2.6之间，并且掺量不超过500kg/m3。
17.优选的，所述膨胀剂采用无机膨胀剂，掺量为1.5％至3.0％；泡沫剂采用蛋白质泡沫剂，掺量为0.5％至1.0％。
18.优选的，可采用强制式搅拌机进行混合作业，在进行搅拌之前需要通过称量系统对水、硅灰石和沙子进行称量，所有原材料的计量值累积偏差均符合泡沫混凝土规范允许的控制范围：水泥：
±
1％、硅灰石：
±
1％、沙子：
±
2％。
19.优选的，震实坯体阶段可采用：机械振动、高频振动、气爆、手工敲打，四种震实坯体方式中的其中一种。
20.优选的，泡沫混凝土养护期间应通过覆盖湿布、喷水、喷水膜的方式对泡沫混凝土进行湿度控制，通过覆盖遮阳网、使用喷雾系统、调节室温的方式对泡沫混凝土进行温度控制，且泡沫混凝土的养护时间不少于7天。
21.优选的，泡沫混凝土养护完成，并拆模以后，需要对泡沫混凝土进行检测，包括：强度检测、密度检测、空隙率检测、含水率检测、抗渗性能检测和碳化深度检测。
22.(三)有益效果
23.与现有技术相比，本发明提供了一种高强度泡沫混凝土及其制备方法，具备以下有益效果：
24.1、该高强度泡沫混凝土，通过在高强度泡沫混凝土的组份中添加膨胀剂、泡沫剂、纳米二氧化硅和纤维素纤维，膨胀剂和泡沫剂主要用于控制泡沫混凝土的密度和减轻泡沫混凝土的重量，同时也能够提高泡沫混凝土的隔热性能和抗震性能；纳米二氧化硅主要用于填充泡沫混凝土中的微孔和裂缝，提高泡沫混凝土的密实性和强度；纤维素纤维主要用于增强泡沫混凝土的抗拉性能和抗裂性能，同时也能够提高泡沫混凝土的韧性和耐久性；在膨胀剂、泡沫剂、纳米二氧化硅和纤维素纤维的共同作用下，泡沫混凝土的强度和力学性能都有了极大的提高，扩大了泡沫混凝土的应用领域。
25.2、该高强度泡沫混凝土的制备方法，通过在泡沫混凝土的加工过程中，对泡沫混凝土进行养护，对泡沫混凝土的温湿度进行控制，养护过程中，可以让水泥充分水化反应，泡沫混凝土中的晶体凝结成形，从而提高泡沫混凝土的强度和稳定性，适当的湿度和温度可以让泡沫混凝土内部的水分慢慢挥发，避免泡沫混凝土表面过快干燥而导致的开裂，并且可以让泡沫混凝土表面保持湿润状态，防止泡沫混凝土表面龟裂、脱落和磨损，从而提高泡沫混凝土的耐久性，并且可以让泡沫混凝土表面保持平整、光滑、美观，避免泡沫混凝土表面出现裂缝、气泡、空洞等不良影响，经过7天温湿度控制养护的泡沫混凝土，强度、稳定
性、抗冻性、耐久性和外观质量都有了极大的提升，延长其使用寿命，保证了工程质量。
具体实施方式
26.下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例一：
28.一种高强度泡沫混凝土，包括以下重量份数配比的原料：水泥350份、硅灰石80份、沙子100份、水280份、膨胀剂0.01份、泡沫剂0.3份、纳米二氧化硅10kg/m3、纤维素纤维1kg/m3。
29.一种高强度泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：
30.1)将水泥350份、硅灰石80份和沙子100份，按照一定比例混合均匀；
31.2)将纳米二氧化硅10kg/m3和纤维素纤维1kg/m3加入混合料中，继续搅拌均匀；
32.3)将水280份加入混合料中，并在搅拌的同时，缓慢加入膨胀剂0.01份和泡沫剂0.3份，继续搅拌直至形成均匀的泡沫混凝土糊状物；
33.4)将糊状物倒入模具中，震实坯体，以排除气泡和空隙；
34.5)在适当的温度下养护泡沫混凝土，通常需要进行湿养护，以保证泡沫混凝土的强度和稳定性；
35.6)待泡沫混凝土养护完成后，可进行拆模，然后对泡沫混凝土进行切割和加工，以满足不同的使用要求。
36.具体的，水泥采用高强度水泥，掺量不超过500kg/m3；硅灰石掺量不超过300kg/m3；沙子的细度模数要求在2.2至2.6之间，并且掺量不超过500kg/m3。
37.具体的，膨胀剂采用无机膨胀剂，掺量为1.5％至3.0％；泡沫剂采用蛋白质泡沫剂，掺量为0.5％至1.0％。
38.具体的，可采用强制式搅拌机进行混合作业，在进行搅拌之前需要通过称量系统对水、硅灰石和沙子进行称量，所有原材料的计量值累积偏差均符合泡沫混凝土规范允许的控制范围：水泥：
±
1％、硅灰石：
±
1％、沙子：
±
2％。
39.具体的，震实坯体阶段可采用：机械振动、高频振动、气爆、手工敲打，四种震实坯体方式中的其中一种。
40.具体的，泡沫混凝土养护期间应通过覆盖湿布、喷水、喷水膜的方式对泡沫混凝土进行湿度控制，通过覆盖遮阳网、使用喷雾系统、调节室温的方式对泡沫混凝土进行温度控制，且泡沫混凝土的养护时间不少于7天。
41.具体的，泡沫混凝土养护完成，并拆模以后，需要对泡沫混凝土进行检测，包括：强度检测、密度检测、空隙率检测、含水率检测、抗渗性能检测和碳化深度检测。
42.在本实施例中，按照上述配方和工艺所制得的泡沫混凝土制作成本低，且因制备的配方剂量小，制作的速度快，提高了泡沫混凝土的制备效率，能作为一般的小型建筑物或者小型工程使用。
43.实施例二：
44.一种高强度泡沫混凝土，包括以下重量份数配比的原料：水泥400份、硅灰石100份、沙子130份、水300份、膨胀剂0.02份、泡沫剂0.4份、纳米二氧化硅10kg/m3、纤维素纤维1kg/m3。
45.一种高强度泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：
46.1)将水泥400份、硅灰石100份和沙子130份，按照一定比例混合均匀；
47.2)将纳米二氧化硅10kg/m3和纤维素纤维1kg/m3加入混合料中，继续搅拌均匀；
48.3)将水300份加入混合料中，并在搅拌的同时，缓慢加入膨胀剂0.02份和泡沫剂0.4份，继续搅拌直至形成均匀的泡沫混凝土糊状物；
49.4)将糊状物倒入模具中，震实坯体，以排除气泡和空隙；
50.5)在适当的温度下养护泡沫混凝土，通常需要进行湿养护，以保证泡沫混凝土的强度和稳定性；
51.6)待泡沫混凝土养护完成后，可进行拆模，然后对泡沫混凝土进行切割和加工，以满足不同的使用要求。
52.具体的，水泥采用高强度水泥，掺量不超过500kg/m3；硅灰石掺量不超过300kg/m3；沙子的细度模数要求在2.2至2.6之间，并且掺量不超过500kg/m3。
53.具体的，膨胀剂采用无机膨胀剂，掺量为1.5％至3.0％；泡沫剂采用蛋白质泡沫剂，掺量为0.5％至1.0％。
54.具体的，可采用强制式搅拌机进行混合作业，在进行搅拌之前需要通过称量系统对水、硅灰石和沙子进行称量，所有原材料的计量值累积偏差均符合泡沫混凝土规范允许的控制范围：水泥：
±
1％、硅灰石：
±
1％、沙子：
±
2％。
55.具体的，震实坯体阶段可采用：机械振动、高频振动、气爆、手工敲打，四种震实坯体方式中的其中一种。
56.具体的，泡沫混凝土养护期间应通过覆盖湿布、喷水、喷水膜的方式对泡沫混凝土进行湿度控制，通过覆盖遮阳网、使用喷雾系统、调节室温的方式对泡沫混凝土进行温度控制，且泡沫混凝土的养护时间不少于7天。
57.具体的，泡沫混凝土养护完成，并拆模以后，需要对泡沫混凝土进行检测，包括：强度检测、密度检测、空隙率检测、含水率检测、抗渗性能检测和碳化深度检测。
58.在本实施例中，按照上述配方和工艺所制得的泡沫混凝土的材料配比值适中，能够提高泡沫混凝土的材料配比的成功率，且泡沫混凝土的强度、力学性能和耐腐蚀性能以及制作成本适中，使得泡沫混凝土的使用范围在实施例一的基础上有了极大的提升，适合大范围推广和生产制备。
59.实施例三：
60.一种高强度泡沫混凝土，包括以下重量份数配比的原料：水泥450份、硅灰石120份、沙子150份、水320份、膨胀剂0.03份、泡沫剂0.5份、纳米二氧化硅10kg/m3、纤维素纤维1kg/m3。
61.一种高强度泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
62.1)将水泥450份、硅灰石120份和沙子150份，按照一定比例混合均匀；
63.2)将纳米二氧化硅10kg/m3和纤维素纤维1kg/m3加入混合料中，继续搅拌均匀；
64.3)将水320份加入混合料中，并在搅拌的同时，缓慢加入膨胀剂0.03份和泡沫剂
0.5份，继续搅拌直至形成均匀的泡沫混凝土糊状物；
65.4)将糊状物倒入模具中，震实坯体，以排除气泡和空隙；
66.5)在适当的温度下养护泡沫混凝土，通常需要进行湿养护，以保证泡沫混凝土的强度和稳定性；
67.6)待泡沫混凝土养护完成后，可进行拆模，然后对泡沫混凝土进行切割和加工，以满足不同的使用要求。
68.具体的，水泥采用高强度水泥，掺量不超过500kg/m3；硅灰石掺量不超过300kg/m3；沙子的细度模数要求在2.2至2.6之间，并且掺量不超过500kg/m3。
69.具体的，膨胀剂采用无机膨胀剂，掺量为1.5％至3.0％；泡沫剂采用蛋白质泡沫剂，掺量为0.5％至1.0％。
70.具体的，可采用强制式搅拌机进行混合作业，在进行搅拌之前需要通过称量系统对水、硅灰石和沙子进行称量，所有原材料的计量值累积偏差均符合泡沫混凝土规范允许的控制范围：水泥：
±
1％、硅灰石：
±
1％、沙子：
±
2％。
71.具体的，震实坯体阶段可采用：机械振动、高频振动、气爆、手工敲打，四种震实坯体方式中的其中一种。
72.具体的，泡沫混凝土养护期间应通过覆盖湿布、喷水、喷水膜的方式对泡沫混凝土进行湿度控制，通过覆盖遮阳网、使用喷雾系统、调节室温的方式对泡沫混凝土进行温度控制，且泡沫混凝土的养护时间不少于7天。
73.具体的，泡沫混凝土养护完成，并拆模以后，需要对泡沫混凝土进行检测，包括：强度检测、密度检测、空隙率检测、含水率检测、抗渗性能检测和碳化深度检测。
74.在本实施例中，按照上述配方和工艺所制得的泡沫混凝土的强度性能、力学性能和耐腐蚀性能均非常优异，适合大型建筑、大型基础设施的施工建设，也能够极大的提高企业在该领域的竞争力。
75.本发明的有益效果是：该高强度泡沫混凝土，通过在高强度泡沫混凝土的组份中添加膨胀剂、泡沫剂、纳米二氧化硅和纤维素纤维，膨胀剂和泡沫剂主要用于控制泡沫混凝土的密度和减轻泡沫混凝土的重量，同时也能够提高泡沫混凝土的隔热性能和抗震性能；纳米二氧化硅主要用于填充泡沫混凝土中的微孔和裂缝，提高泡沫混凝土的密实性和强度；纤维素纤维主要用于增强泡沫混凝土的抗拉性能和抗裂性能，同时也能够提高泡沫混凝土的韧性和耐久性；在膨胀剂、泡沫剂、纳米二氧化硅和纤维素纤维的共同作用下，泡沫混凝土的强度和力学性能都有了极大的提高，扩大了泡沫混凝土的应用领域。
76.并且，该高强度泡沫混凝土的制备方法，通过在泡沫混凝土的加工过程中，对泡沫混凝土进行养护，对泡沫混凝土的温湿度进行控制，养护过程中，可以让水泥充分水化反应，泡沫混凝土中的晶体凝结成形，从而提高泡沫混凝土的强度和稳定性，适当的湿度和温度可以让泡沫混凝土内部的水分慢慢挥发，避免泡沫混凝土表面过快干燥而导致的开裂，并且可以让泡沫混凝土表面保持湿润状态，防止泡沫混凝土表面龟裂、脱落和磨损，从而提高泡沫混凝土的耐久性，并且可以让泡沫混凝土表面保持平整、光滑、美观，避免泡沫混凝土表面出现裂缝、气泡、空洞等不良影响，经过7天温湿度控制养护的泡沫混凝土，强度、稳定性、抗冻性、耐久性和外观质量都有了极大的提升，延长其使用寿命，保证了工程质量，解决了在相同密度下，泡沫混凝土的抗压强度通常比传统的混凝土要低很多，这意味着它的
承载能力较弱，不能承受过高的荷载，并且泡沫混凝土的力学性能受到材料组成、制备工艺和环境条件等多种因素的影响，因此其力学性能不如传统混凝土稳定，其强度方面的缺点限制了其在某些领域的应用的问题。
77.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种高强度泡沫混凝土，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：水泥350-450份、硅灰石80-120份、沙子100-150份、水280-320份、膨胀剂0.01-0.03份、泡沫剂0.3-0.5份、纳米二氧化硅10kg/m3、纤维素纤维1kg/m3。2.一种高强度泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将水泥350-450份、硅灰石80-120份和沙子100-150份，按照一定比例混合均匀；2)将纳米二氧化硅10kg/m3和纤维素纤维1kg/m3加入混合料中，继续搅拌均匀；3)将水280-320份加入混合料中，并在搅拌的同时，缓慢加入膨胀剂0.01-0.03份和泡沫剂0.3-0.5份，继续搅拌直至形成均匀的泡沫混凝土糊状物；4)将糊状物倒入模具中，震实坯体，以排除气泡和空隙；5)在适当的温度下养护泡沫混凝土，通常需要进行湿养护，以保证泡沫混凝土的强度和稳定性；6)待泡沫混凝土养护完成后，可进行拆模，然后对泡沫混凝土进行切割和加工，以满足不同的使用要求。3.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫混凝土，其特征在于，所述水泥采用高强度水泥，掺量不超过500kg/m3；硅灰石掺量不超过300kg/m3；沙子的细度模数要求在2.2至2.6之间，并且掺量不超过500kg/m3。4.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫混凝土，其特征在于，所述膨胀剂采用无机膨胀剂，掺量为1.5％至3.0％；泡沫剂采用蛋白质泡沫剂，掺量为0.5％至1.0％。5.根据权利要求2所述的一种高强度泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，在所述步骤1)中，可采用强制式搅拌机进行混合作业，在进行搅拌之前需要通过称量系统对水、硅灰石和沙子进行称量，所有原材料的计量值累积偏差均符合泡沫混凝土规范允许的控制范围：水泥：
±
1％、硅灰石：
±
1％、沙子：
±
2％。6.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫混凝土，其特征在于，在所述步骤4)中，震实坯体阶段可采用：机械振动、高频振动、气爆、手工敲打，四种震实坯体方式中的其中一种。7.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，在所述步骤5)中，泡沫混凝土养护期间应通过覆盖湿布、喷水、喷水膜的方式对泡沫混凝土进行湿度控制，通过覆盖遮阳网、使用喷雾系统、调节室温的方式对泡沫混凝土进行温度控制，且泡沫混凝土的养护时间不少于7天。8.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，在所述步骤6)中，泡沫混凝土养护完成，并拆模以后，需要对泡沫混凝土进行检测，包括：强度检测、密度检测、空隙率检测、含水率检测、抗渗性能检测和碳化深度检测。

技术总结
本发明涉及泡沫混凝土技术领域，且公开了一种高强度泡沫混凝土及其制备方法，包括以下重量份数配比的原料：水泥350-450份、硅灰石80-120份、沙子100-150份、水280-320份、膨胀剂0.01-0.03份、泡沫剂0.3-0.5份、纳米二氧化硅10kg/m3、纤维素纤维1kg/m3。该高强度泡沫混凝土，通过在高强度泡沫混凝土的组份中添加膨胀剂、泡沫剂、纳米二氧化硅和纤维素纤维，纳米二氧化硅主要用于填充泡沫混凝土中的微孔和裂缝，提高泡沫混凝土的密实性和强度；纤维素纤维主要用于增强泡沫混凝土的抗拉性能和抗裂性能，同时也能够提高泡沫混凝土的韧性和耐久性；在膨胀剂、泡沫剂、纳米二氧化硅和纤维素纤维的共同作用下，泡沫混凝土的强度和力学性能都有了极大的提高，扩大了泡沫混凝土的应用领域。域。


技术研发人员：郑华 郑玉刚 帅禄 王双喜 刘正顺
受保护的技术使用者：青岛高新区环湾商砼有限公司
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/8/14