一种高强度保温防火泡沫混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高强度保温防火泡沫混凝土及其制备方法。本发明专利技术提供的高强度保温防火泡沫混凝土，按质量含量计，由包括以下组分的原料制备得到：水泥20～30％，石膏20～40％，水10～15％，煤矸石10～20％，轻集料0.5～30％，纤维0.2～5％，泡沫0.5～25％，减水剂0.05～2％。本发明专利技术以煤矸石作为矿物掺合料，利用石膏和纤维的增强作用提高强度，通过轻集料提高保温性能，通过控制各组分的含量，得到的高强度保温防火泡沫混凝土强度高，保温和防火性能好。

High strength insulation fireproof foam concrete and preparation method thereof

The invention provides a high-strength heat-insulating fireproof foam concrete and a preparation method thereof. High strength fire insulation foam concrete provided by the invention, according to the quality of content, which comprises the following components of the prepared cement: 20 ~ 30%, 20 ~ 40% water gypsum, 10 ~ 15%, 10 ~ 20% Coal Gangue light aggregate, 0.5 ~ 30%, 0.2 ~ 5% fiber foam 0.5 ~ 25%. The water reducing agent is 0.05 to 2%. The invention uses the coal gangue as mineral admixture, improve the strength of gypsum and enhanced the utilization of fiber, improve the insulation performance by lightweight aggregate, by controlling the content of each component, the high strength fire insulation foam concrete with high strength, heat preservation and good fireproof performance.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度保温防火泡沫混凝土及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，特别涉及一种高强度保温防火泡沫混凝土及其制备方法。
技术介绍
随着国家环保节能政策的推动和人民生活水平的提高，我国对建筑节能的需求也日益迫切。外墙保温是降低建筑能耗的有效手段，但传统的聚苯乙烯泡沫板等有机保温材料存在严重的火灾风险，阻燃保温材料又具有防火性能不佳(达不到A级)等弊端。为满足建筑防火节能性的要求，需要开发新型建筑防火保温材料。泡沫混凝土作为外墙保温材料，在建筑材料领域得到了广泛关注。泡沫混凝土由胶凝材料、发泡剂和水等基本组分组成，在此基础上加入骨料、添加剂等，再将泡沫加入胶凝材料浆体，制成泡沫料浆，然后成型或现浇，经养护所形成的微孔轻质材料。泡沫混凝土由于密度小、吸水率低、保温隔热性能好等优势逐渐成为了研究重点。但现有的泡沫混凝土的强度较低，且防火性能差。美国专利US8070876公开了一种防火保温发泡储能胶结复合材料，主要成份包含相转变材料、煅烧石膏、水硬水泥、聚苯乙烯颗粒、粉煤灰、聚合物乳液和泡沫溶液；复合材料中还可以加入增强纤维，表面活性剂，无机阻燃剂和其他添加剂。虽然该专利技术材料的干表观密度可低至219kg/m3，但强度和保温性能仍然较低，相应的导热系数为0.06W/(m·K)，抗压强度为1.05MPa，并且需要添加阻燃剂来提高阻燃性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高强度保温防火泡沫混凝土及其制备方法。本专利技术提供的高强度保温防火泡沫混凝土强度高，保温和防火性能好。本专利技术提供了一种高强度保温防火泡沫混凝土，按质量含量计，由包括以下组分的原料制备得到：水泥20～30％，石膏20～40％，水10～15％，煤矸石10～20％，轻集料0.5～30％，纤维0.2～5％，泡沫0.5～25％，减水剂0.05～2％。优选的，所述煤矸石为煅烧后的煤矸石。优选的，所述煅烧的温度为700～800℃，所述煅烧的时间为0.5～2h。优选的，所述煤矸石的粒径为0.08～2mm。优选的，所述水泥与石膏的质量比为(1～2):(2～1)。优选的，所述轻集料的导热系数不高于0.1W/(m·K)，轻集料的密度不高于300kg/m3。优选的，所述轻集料包括有机轻集料和无机轻集料中的一种或多种。优选的，所述纤维的直径为0.5～2mm，纤维的长度为5～50mm。优选的，所述泡沫中泡沫剂的质量含量为0.5～10％。本专利技术还提供了上述技术方案所述高强度保温防火泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：将水泥、石膏、水、煤矸石和减水剂混合，得到浆料；将所述浆料与纤维混合，得到纤维混合物；将所述纤维混合物与轻集料混合，得到混凝土前驱体；将所述混凝土前驱体与泡沫混合，得到泡沫混凝土前驱体；将所述泡沫混凝土前驱体成型，得到高强度保温防火泡沫混凝土。本专利技术提供了一种高强度保温防火泡沫混凝土，按质量含量计，由包括以下组分的原料制备得到：水泥20～30％，石膏20～40％，水10～15％，煤矸石10～20％，轻集料0.5～30％，纤维0.2～5％，泡沫0.5～25％，减水剂0.05～2％。本专利技术以煤矸石作为矿物掺合料，利用石膏和纤维的增强作用提高强度，通过轻集料提高保温性能，通过控制各组分的含量，得到的高强度保温防火泡沫混凝土强度高，保温和防火性能好。实验结果表明，本专利技术提供的高强度保温防火泡沫混凝土7天抗压强度为1.31MPa，导热系数为0.044W/(m·K)，燃烧性能可达A级不燃性。并且，本专利技术高强度保温防火泡沫混凝土以煤矸石为原料，成本低，并且密度低，耐水性好。试验结果表明，本专利技术提供的高强度保温防火泡沫混凝土干表观密度为226kg/m3，吸水率为1.33％。具体实施方式本专利技术提供了一种高强度保温防火泡沫混凝土，按质量含量计，由包括以下组分的原料制备得到：水泥20～30％，石膏20～40％，水10～15％，煤矸石10～20％，轻集料0.5～30％，纤维0.2～5％，泡沫0.5～25％，减水剂0.05～2％。在本专利技术中，制备高强度保温防火泡沫混凝土的原料包括质量含量为10～15％的水，优选为12～14％。在本专利技术中，制备高强度保温防火泡沫混凝土的原料包括质量含量为20～30％的水泥，优选为22～28％，更优选为24～26％。在本专利技术中，所述水泥优选包括硅酸盐水泥、镁水泥、铝酸钙水泥和膨胀水泥中的一种或多种。在本专利技术中，所述水泥作为胶凝材料，可通过水化反应与水生成坚硬的非水溶性物质。在本专利技术中，制备高强度保温防火泡沫混凝土的原料包括质量含量为20～40％的石膏，优选为25～35％，更优选为28～32％。在本专利技术中，所述石膏优选为半水合硫酸钙(熟石膏)，更优选包括α或β晶型的半水合硫酸钙。在本专利技术中，所述石膏与水混合后快速固化生成坚硬的二水合硫酸钙(生石膏)。在本专利技术中，所述水泥和石膏的质量比优选为(1～2):(2～1)，更优选为(1.4～1.8):(1.8～1.4)。在本专利技术中，所述水泥与石膏均为胶凝材料，水泥较好的耐水性、耐久性和机械强度与石膏快速的固化能力、较高的早期强度、较好的耐火及保温性能相结合可以得到优异的胶凝体系。在本专利技术中，制备高强度保温防火泡沫混凝土的原料包括质量含量为10～20％的煤矸石，优选为12～18％，更优选为14～16％。在本专利技术中，所述煤矸石的粒径优选为0.08～2mm，更优选为0.1～1.5mm，最优选为0.5～1mm。在本专利技术中，所述煤矸石优选为煅烧后的煤矸石。在本专利技术中，所述煅烧的温度优选为700～800℃，更优选为720～780℃，最优选为740～760℃；所述煅烧的时间优选为0.5～2h，更优选为1～1.5h。在本专利技术中，所述煤矸石作为体系填料，能够提高混凝土的强度，同时降低成本。在本专利技术中，所述煅烧后的煤矸石具有火山灰的活性，与胶凝材料之间具有较强的结合力。在本专利技术中，制备高强度保温防火泡沫混凝土的原料包括质量含量为0.5～30％的轻集料，优选为1～25％，更优选为5～20％，最优选为10～15％。在本专利技术中，所述轻集料的导热系数优选不高于0.1W/(m·K)，更优选为0.2～0.8W/(m·K)，最优选为0.4～0.6W/(m·K)；所述轻集料的密度优选不高于300kg/m3，更优选为50～200kg/m3，最优选为100～150kg/m3。在本专利技术中，所述轻集料优选包括有机轻集料和无机轻集料中的一种或多种；所述有机轻集料优选包括可发性聚苯乙烯颗粒；所述无机轻集料优选包括膨胀珍珠岩。在本专利技术中，所述可发性聚苯乙烯颗粒的粒径优选为0.2～5mm，更优选为0.5～4mm，最优选为1～3mm；所述可发性聚苯乙烯颗粒的密度优选为1.6～80kg/m3，更优选为5～60kg/m3，最优选为20～40kg/m3。在本专利技术中，所述膨胀珍珠岩的粒径优选为0.1～5mm，更优选为0.5～4mm，最优选为1～3mm；所述膨胀珍珠岩的密度优选为16～160kg/m3，更优选为30～120kg/m3，最优选为50～90kg/m3。在本专利技术中，所述轻集料作为体系填充料，不仅能够降低体系容重也能够提高体系的保温性能。在本专利技术中，制备高强度保温防火泡沫混凝土的原料包括质量含量为0.2～5％的纤维，优选为0.5～4％，更优选为1～3％。在本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度保温防火泡沫混凝土，按质量含量计，由包括以下组分的原料制备得到：水泥20～30％，石膏20～40％，水10～15％，煤矸石10～20％，轻集料0.5～30％，纤维0.2～5％，泡沫0.5～25％，减水剂0.05～2％。

【技术特征摘要】
1.一种高强度保温防火泡沫混凝土，按质量含量计，由包括以下组分的原料制备得到：水泥20～30％，石膏20～40％，水10～15％，煤矸石10～20％，轻集料0.5～30％，纤维0.2～5％，泡沫0.5～25％，减水剂0.05～2％。2.根据权利要求1所述的高强度保温防火泡沫混凝土，其特征在于，所述煤矸石为煅烧后的煤矸石。3.根据权利要求2所述的高强度保温防火泡沫混凝土，其特征在于，所述煅烧的温度为700～800℃，所述煅烧的时间为0.5～2h。4.根据权利要求1～3任意一项所述的高强度保温防火泡沫混凝土，其特征在于，所述煤矸石的粒径为0.08～2mm。5.根据权利要求1所述的高强度保温防火泡沫混凝土，其特征在于，所述水泥与石膏的质量比为(1～2):(2～1)。6.根据权利要求1所述的高强度保温防火泡沫混凝土，其特征在于，所述轻集料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新立，周莲，刘海静，李磊，
申请(专利权)人：中国建筑科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11