[发明专利]物理自发泡制备泡沫混凝土的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备泡沫混凝土的方法，尤其是物理自发泡制备泡沫混凝土的方法。 

  

背景技术

泡沫混凝土是用粉煤灰、炉渣、矿渣、砂石、等原料，与水泥充分混合搅拌,再添加发泡剂，形成泡沫浆体，经养护而成的一种新型轻质节能环保的建筑材料。基本原理是利用泡沫混凝土中的大量的气孔，产品达到轻质、保温、隔热、隔音的效果,是新一代最具有发展潜力的建筑材料之一。自21世纪初以来，泡沫混凝土研究、应用越来越多，但是其制备的关键技术都是采用以下两种技术途径： 

（一）化学自发泡制备泡沫混凝土方法：以水泥、粉煤灰、石灰、水等作为制备泡沫混凝土的主要胶凝材料，以铝粉（或者其他与水反应产生气体物质）、水等作为发泡材料。其原理是：水泥、粉煤灰、石灰、水、铝粉等按比例混合，水泥、粉煤灰、石灰等和水会发生水化反应，最后生成凝胶体构成混凝土材料的主体。在这个过程中，会产生一定量的氢氧化钙，反应初期整个浆体呈碱性，而在碱性水溶液中，铝粉表面的氧化膜会破坏 ，铝粉和水会反应产生氢气，从而在水泥浆体中产生大量气泡，体积膨胀。合理的控制各组分比例和水化-凝胶反应速度、铝粉和水反应产生氢气的速度，可以在水泥浆体凝胶硬化过程中，将产生的气泡稳定封闭在浆体内，最终制备得到泡沫混凝土。

该种方法的特征主要是如下两点：（1）是泡沫的产生是由化学反应产生的；（2）是泡沫的产生是在水泥浆体混合搅拌过程中，在水泥浆体内部同步进行的。其方法步骤如附图5所示。 

（二）机械物理发泡外掺式制备泡沫混凝土方法 

以水泥、粉煤灰、石灰、水等作为制备泡沫混凝土的主要胶凝材料，以表面活性剂（如皂素、蛋白质、烷基苯磺酸钠等）和水作为发泡材料。其原理是： 将水泥、粉煤灰、石灰、水等按比例混合，形成水泥浆体； 与此同时，将表面活性剂与水按比例混合，采用机械物理作用如快速搅拌、压缩空气冲吹等，将空气引入混合溶液，由于表面活性剂存在，引入的空气在溶液内部均匀分散，成为独立的小气泡，最后形成具有一定稳定性的泡沫体，这个过程没有化学反应发生。将泡沫体按比例加入水泥浆体，混合均匀，体积膨胀，形成含有大量气泡的水泥浆体。水泥、粉煤灰、石灰、水会发生水化反应，最后生成凝胶体构成混凝土材料的主体。在这个过程中，合理的控制水化-凝胶反应速度和气泡的稳定性，可以在水泥浆体凝胶硬化过程中，将泡沫稳定封闭在浆体内，最终制备得到泡沫混凝土。

该种方法的特征主要是如下两点：（1）是泡沫的产生是由机械物理作用产生，这一过程中没有化学反应发生；（2）是泡沫的产生是在水泥浆体外单独制备得到，而后再混合到水泥浆体中形成泡沫水泥浆体。 

其方法步骤如附图6所示。 

以上两种方法应用广泛，但是也存在不同的缺陷： 

第一种化学自发泡制备泡沫混凝土方法其不足在于一是化学反应发泡速度难以准确控制，生产工艺难度加大；二是化学反应产生气体，在浆体分散过程中，会不同程度汇聚联通，其产生的气孔普遍大（孔径多在2mm～3mm之间，见附图1），且连通孔较多，相同容重下保温性能降低。

第二种机械物理发泡外掺式制备泡沫混凝土方法最大的其不足在于需要单独的泡沫发生装置和独立的制备工序，生产设备复杂，工序增加，初始投入加大；其次是泡沫单独掺入，而泡沫体是疏松堆积体，本身体量较难准确称量，在连续生产过程中，制品容重的准确控制较难；三是在泡沫体加入水泥浆体，进行混合过程中，由于水泥浆内颗粒存在，原本细腻的微小气泡会不同程度汇聚和破泡，形成较大的气泡，导致最终气孔普遍较大（孔径多在1mm～3mm之间，见附图2），相同容重下保温性能降低；四是由于泡沫体容重大大低于水泥浆体，在制备容重在300kg/m以下的轻质泡沫混凝土时，掺加泡沫体体积达到水泥浆体体积的10倍以上，要充分混合均匀很困难，因此采用这种方法难以稳定的实现大批量工业化生产。 

  

发明内容

本发明针对现有技术中制备泡沫混凝土方法存在的上述不足，提供一种物理自发泡制备泡沫混凝土的方法。该方法通过快速机械搅拌的方式，通过快速机械搅拌将大量空气引入浆体内，在浆体内部均匀分散，成为独立的小气泡，最后形成具有一定稳定性的泡沫水泥浆体。 

本发明的技术方案：物理自发泡制备泡沫混凝土的方法，其特征在于： 

（1）按照工艺要求，准备合格的制备泡沫混凝土的原料，水泥、粉煤灰、

石灰、水、表面活性剂；