專利名稱：輕質絕熱發泡水泥及其制備方法
技術領域：
本發明涉及建筑材料技術領域，特別是涉及一種輕質絕熱發泡水泥及其制備方法。
背景技術：
近幾年，有機保溫材料在建筑保溫施工中引發了幾場特大火災，造成了嚴重損失，有機保溫材料在我國不少地方已被禁止用于建筑保溫。盡管無機保溫材料保溫隔熱性能不如有機保溫材料，但由于無機保溫材料不燃，它已成為建筑保溫材料發展的主流趨勢。無機保溫材料中的巖棉與礦棉在生產和使用過程對人體有害；泡沫玻璃與泡沫陶瓷價格偏高；膨脹珍珠巖吸水率太高。綜合比較，發泡水泥是一種比較理想的無機保溫材料，正在我國迅速發展和應用。
發泡水泥也叫泡沫混凝土，是在水泥漿中引入適量微小氣泡，攪拌均勻后澆注硬化而成的一種內部含有大量密閉氣孔的多孔性材料，具有輕質、保溫、隔熱、不燃、壽命長等特點，在建筑節能保溫中有重要應用。但發泡水泥也有強度較低、脆性大、導熱系數相對較大等缺點，所以人們對發泡水泥做了不少改性。傳統的以聚丙烯短切纖維作為增強材料制得了干密度70(Tll00kg/m3、抗壓強度2.0 8.010^、導熱系數小于0.191/011*1()的泡沫混凝土。盡管抗壓強度得到了很大提高，但是干密度與導熱系數偏大，作為保溫材料實際應用的效果較差。
發明內容
基于此，有必要提供一種密度較低、導熱系數較低的輕質絕熱發泡水泥及其制備方法。一種輕質絕熱發泡水泥，按質量份數，包括以下組分水泥50 80份；粉煤灰20 60份；生石灰粉5 20份；發泡劑4 10份；空心玻璃微珠5 20份；及氯化鐵O. 4 I份。在其中一個實施例中，所述水泥為42. 5普通硅酸鹽水泥或52. 5普通硅酸鹽水泥。在其中一個實施例中，所述粉煤灰為工業一級粉煤灰或工業二級粉煤灰。在其中一個實施例中，所述發泡劑為質量濃度為10°/Γ30%的雙氧水。在其中一個實施例中，所述空心玻璃微珠為抗壓強度大于IOMPa的空心球狀玻璃微珠，所述空心玻璃微珠的粒徑為2 μ πΓ90 μ m,真密度為O. 3^0. 4g/cm3。在其中一個實施例中，還包括質量份數為(Γ0. 2份的聚丙烯纖維。在其中一個實施例中，所述聚丙烯纖維為長度為3mnTl8mm的短切聚丙烯纖維。
一種輕質絕熱發泡水泥的制備方法，包括以下步驟將50 80質量份的水泥、20 60質量份的粉煤灰、5 20質量份的生石灰粉、5 20質量份的空心玻璃微珠、ο. Π質量份的氯化鐵混合均勻，得混合物；往所述混合物中加入7(Γ90質量份的水，攪拌混合均勻制得漿料；往所述漿料中加入Γ10質量份的發泡劑，攪拌混合均勻，得混合料；及將所述混合料迅速注入模具中，靜置發泡，自然養護成型。在其中一個實施例中，所述發泡劑為質量濃度為10°/Γ30%的雙氧水。在其中一個實施例中，所述空心玻璃微珠為抗壓強度大于IOMPa的空心球狀玻璃微珠，所述空心玻璃微珠的粒徑為2 μ πΓ90 μ m,真密度為O. 3^0. 4g/cm3。
上述輕質絕熱發泡水泥的配方簡單、穩定性好，由于空心玻璃微珠保溫性能良好、與硅酸鹽水泥相容性好且不易破壞輕質絕熱發泡水泥原有泡孔結構，因此，添加空心玻璃微珠至輕質絕熱發泡水泥中可有效提高輕質絕熱發泡水泥的抗壓強度，并可適量降低其導熱系數，提高其保溫絕熱性能。上述輕質絕熱發泡水泥的制備方法，工藝簡單，易于操作。制得的輕質絕熱發泡水泥質輕、抗壓強度高、絕熱保溫性好，適用于墻體保溫、屋面保溫等建筑節能保溫工程。
圖I為一實施方式的輕質絕熱發泡水泥的制備方法流程圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。一實施方式的輕質絕熱發泡水泥，按質量份數，包括以下組分水泥5(Γ80 份；粉煤灰20 60份；生石灰粉5 20份；發泡劑4 10份；空心玻璃微珠5 20份；及氯化鐵O. 4 I份。其中，所述水泥為42. 5普通硅酸鹽水泥或52. 5普通硅酸鹽水泥。水泥主要為發泡水泥的基體材料，借助于水泥的快速硬化固定發生的氣泡，并產生足夠的機械強度，形成發泡水泥的基礎骨架。所述粉煤灰為工業一級粉煤灰或工業二級粉煤灰。優選的，所述粉煤灰為符合《硅酸鹽建筑制品用粉煤灰》中I級或II級粉煤灰。粉煤灰摻加到水泥中，能夠節約大量的水泥、減少用水量及改善水泥拌合物的和易性。所述發泡劑為質量濃度為10°/Γ30%的雙氧水。發泡劑雙氧水在受熱的條件下自身會發生熱分解化學反應，生成水和氧氣。優選的，用氯化鐵作為催化劑，加速雙氧水的熱分解化學反應。所述空心玻璃微珠為抗壓強度大于IOMPa的空心球狀玻璃微珠，所述空心玻璃微珠的粒徑為2 μ πΓ90 μ m,真密度為O. 3^0. 4g/cm3。空心玻璃微珠是良好的輕質增強填料及絕熱保溫材料。空心玻璃微珠是一種低密度的空心結構玻璃材料，質硬耐壓，抗壓強度大于lOMPa，是良好的輕質增強填料；同時，由于空心玻璃微珠的主要成分為硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅等，與硅酸鹽水泥的硅酸鈣等成分有良好的相容性，在發泡過程中可以相互作用，進一步增加了輕質絕熱發泡水泥的強度。空心玻璃微珠由于其封閉的空心結構，自身導熱系數較低，具有良好的保溫性能，是良好的絕熱保溫填料。另外，本實施方式選用的空心玻璃微珠粒徑為2 μ πΓ90 μ m,小于輕質絕熱發泡水泥的泡孔直徑(O. ImnTlmm),不易破壞輕質絕熱發泡水泥原有泡孔結構。優選的，上述輕質絕熱發泡水泥還包括(Γ0. 2質量份的聚丙烯纖維。 所述聚丙烯纖維為長度為3mnTl8mm的短切聚丙烯纖維。本實施方式中加入短切聚丙烯纖維，使短切聚丙烯纖維在水泥內部亂向均勻分散，有效地提高水泥的基體抗拉強度和柔韌性。上述輕質絕熱發泡水泥的配方簡單、穩定性好。由于空心玻璃微珠保溫性能良好、與硅酸鹽水泥相容性好且不易破壞輕質絕熱發泡水泥原有泡孔結構，因此，添加空心玻璃微珠至輕質絕熱發泡水泥中可有效提高輕質絕熱發泡水泥的抗壓強度，并可適量降低其導熱系數，提高其保溫絕熱性能。請參閱圖1，一實施方式的輕質絕熱發泡水泥的制備方法，包括以下步驟SlOOJf 50 80質量份的水泥、20 60質量份的粉煤灰、5 20質量份的生石灰粉、5^20質量份的空心玻璃微珠、O. Π質量份的氯化鐵混合均勻，得混合物。優選的，將50 80質量份的水泥、20 60質量份的粉煤灰、5 20質量份的生石灰粉、(Γ0. 2質量份的聚丙烯纖維、5 20質量份的空心玻璃微珠、O. Π質量份的氯化鐵混合均勻，得混合物。所述水泥為42. 5普通硅酸鹽水泥或52. 5普通硅酸鹽水泥。所述粉煤灰為工業一級粉煤灰或工業二級粉煤灰。所述聚丙烯纖維為長度為3mnTl8mm的短切聚丙烯纖維。所述空心玻璃微珠為抗壓強度大于IOMPa的空心球狀玻璃微珠，所述空心玻璃微珠的粒徑為2 μ πΓ90 μ m,真密度為O. 3 O. 4g/cm3。S200、往所述混合物中加入7(Γ90質量份的水，攪拌混合均勻制得漿料。S300、往所述漿料中加入Γ10質量份的發泡劑，快速攪拌混合均勻，得混合料。所述發泡劑為質量濃度為10°/Γ30%的雙氧水。S400、將所述混合料迅速注入模具中，靜置發泡，自然養護成型。上述輕質絕熱發泡水泥的制備方法，工藝簡單，易于操作。由上述輕質絕熱發泡水泥的制備方法得到的輕質絕熱發泡水泥，其干密度為15(T300kg/m3，抗壓強度為
O.3^0. 4MPa，導熱系數為O. 04、. 07ff/(m. K)。該輕質絕熱發泡水泥質輕、抗壓強度高、絕熱保溫性好，適用于墻體保溫、屋面保溫等建筑節能保溫工程。下面結合實施例，對輕質絕熱發泡水泥及其制備方法做進一步的闡述。實施例I
將70質量份的42. 5硅酸鹽水泥、28質量份的粉煤灰、12質量份的生石灰粉、O. 15質量份的聚丙烯纖維、15質量份的空心玻璃微珠、O. 5質量份的氯化鐵混合均勻，得混合物；往所述混合物中加入75質量份的水，攪拌混合均勻制得漿料；往所述漿料中加入6質量份的雙氧水(質量濃度為30%)，攪拌混合均勻，得混合料。將所述混合料迅速注入模具中，靜置發泡，自然養護成型。實施例2將55質量份的42. 5硅酸鹽水泥、22質量份的粉煤灰、12質量份的生石灰粉、O. 18聚丙烯纖維、10質量份的空心玻璃微珠、O. 5質量份的氯化鐵混合均勻，得混合物。
往所述混合物中加入80質量份的水，攪拌混合均勻制得漿料。往所述漿料中加入7. 5質量份的雙氧水(質量濃度為30%)，攪拌混合均勻，得混合料。將所述混合料迅速注入模具中，靜置發泡，自然養護成型。實施例3將80質量份的42. 5硅酸鹽水泥、32質量份的粉煤灰、12質量份的生石灰粉、O. 18質量份的聚丙烯纖維、10質量份的空心玻璃微珠、O. 5質量份的氯化鐵混合均勻，得混合物。往所述混合物中加入90質量份的水，攪拌混合均勻制得漿料。往所述漿料中加入7質量份的雙氧水(質量濃度為30%)，攪拌混合均勻，得混合料。將所述混合料迅速注入模具中，靜置發泡，自然養護成型。對比例I將80質量份的42. 5硅酸鹽水泥、32質量份的粉煤灰、12質量份的生石灰粉、O. 18質量份的聚丙烯纖維、O. 5質量份的氯化鐵混合均勻，得混合物。往所述混合物中加入90質量份的水，攪拌混合均勻制得漿料。往所述漿料中加入7質量份的雙氧水(質量濃度為30%)，攪拌混合均勻，得混合料。將所述混合料迅速注入模具中，靜置發泡，自然養護成型。本發明各實施例及對比例中的輕質絕熱發泡水泥，用下列測試方法對各性能進行測試根據GB/T 5486-2008《無機硬質絕熱制品試驗方法》對干密度和抗壓強度進行測試；根據GB/T 10294-2008《絕熱材料穩態熱阻及有關特性的測定防護熱板法》對導熱系數進行測試。請參閱表1，表I所示為實施例f實施例3及對比例I制備的輕質絕熱發泡水泥的干密度、抗壓強度及導熱系數測試結果。表I
權利要求
1.一種輕質絕熱發泡水泥，其特征在于，按質量份數，包括以下組分 水泥5(T80份； 粉煤灰20 60份； 生石灰粉 5 20份； 發泡劑4 10份； 空心玻璃微珠5 20份；及 氯化鐵0. 4^1份。
2.根據權利要求I所述的輕質絕熱發泡水泥，其特征在于，所述水泥為42.5普通硅酸鹽水泥或52. 5普通娃酸鹽水泥。
3.根據權利要求I所述的輕質絕熱發泡水泥，其特征在于，所述粉煤灰為エ業ー級粉煤灰或エ業ニ級粉煤灰。
4.根據權利要求I所述的輕質絕熱發泡水泥，其特征在于，所述發泡劑為質量濃度為10% 30%的雙氧水。
5.根據權利要求I所述的輕質絕熱發泡水泥，其特征在于，所述空心玻璃微珠為抗壓強度大于IOMPa的空心球狀玻璃微珠，所述空心玻璃微珠的粒徑為2 u nT90 u m,真密度為0.3^0. 4g/cm3。
6.根據權利要求廣5任意一項所述的輕質絕熱發泡水泥，其特征在于，還包括質量份數為(To. 2份的聚丙烯纖維。
7.根據權利要求6所述的輕質絕熱發泡水泥，其特征在干，所述聚丙烯纖維為長度為3mnTl8mm的短切聚丙烯纖維。
8.一種輕質絕熱發泡水泥的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 將50 80質量份的水泥、20 60質量份的粉煤灰、5 20質量份的生石灰粉、5 20質量份的空心玻璃微珠、0. n質量份的氯化鐵混合均勻，得混合物； 往所述混合物中加入7(T90質量份的水，攪拌混合均勻制得漿料； 往所述漿料中加入4 10質量份的發泡劑，攪拌混合均勻，得混合料 '及 將所述混合料迅速注入模具中，靜置發泡，自然養護成型。
9.根據權利要求8所述的輕質絕熱發泡水泥的制備方法，其特征在于，所述發泡劑為質量濃度為10% 30%的雙氧水。
10.根據權利要求8所述的輕質絕熱發泡水泥的制備方法，其特征在于，所述空心玻璃微珠為抗壓強度大于IOMPa的空心球狀玻璃微珠，所述空心玻璃微珠的粒徑為2u m 90 u m,真密度為 0. 3 0. 4g/cm3。
全文摘要
本發明提供了一種輕質絕熱發泡水泥及其制備方法。該輕質絕熱發泡水泥，按質量份數，包括以下組分水泥50～80份；粉煤灰20～60份；生石灰粉5～20份；發泡劑4～10份；空心玻璃微珠5～20份；及氯化鐵0.4～1份。上述輕質絕熱發泡水泥質輕、抗壓強度高、絕熱保溫性好，適用于墻體保溫、屋面保溫等建筑節能保溫工程。
文檔編號C04B111/40GK102795878SQ20121027542
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月3日 優先權日2012年8月3日
發明者孫容, 胡友根, 姜成名, 趙濤 申請人:中國科學院深圳先進技術研究院