聚合物泡沫混凝土及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种聚合物泡沫混凝土，其组分及其重量份为：水溶性乳液100‑200重量份、偶联剂1‑5重量份、水400‑1000重量份、水泥500‑1000重量份、活性固体废弃物0‑1000重量份、粗骨料0‑100重量份、细骨料0‑500重量份、增韧纤维2‑10重量份、高活化矿物粉50‑200重量份、有机粘合剂2‑5重量份、水性表面活性剂50‑100重量份。本发明专利技术还涉及前述聚合物泡沫混凝土的制备方法和用途。本发明专利技术聚合物泡沫混凝土具有轻质、高强度、高抗碳化、耐化学介质侵蚀、防水抗渗、隔声性能优、耐候性能持久、低收缩、抗冻融、抗震等优异性能。使用范围广、施工简便、节能节材、利用工业废弃物、绿色环保等特点。

【技术实现步骤摘要】
聚合物泡沫混凝土及其制备方法和用途
本专利技术涉及建筑用混凝土制品，特别是一种聚合物泡沫混凝土及其制造方法，此外，本专利技术还涉及该聚合物泡沫混凝土的用途。
技术介绍
普通混凝土缺点：普通混凝土已在全球建设工程中普遍使用，其强度和耐久性深受人们青睐；但其自身重量、耐化学介质侵蚀性、抗冻性、抗震性、收缩裂缝及抗载性是建设工程中令人头疼难以解决的问题。普通混凝土强度可以满足设计要求，但要解决其抗弯荷载性能，必须设配大量强度等级的钢材配筋用量来实现，由于普通混凝土自身重量大、弹性模量大，其抗震性能弱，解决这一缺陷只能依靠设计大量钢材配筋来满足抗震要求。水泥这种无机材料属于水硬性胶凝钙质材料，遇水而凝结，其吸水性和干收缩性难以控制，这给工程建设带来诸多质量问题。普通混凝土不具备抗冻性、抗碳化性能，抗外界化学介质侵蚀性，从而耐久性达不到有些工程百年设计要求。综上简述普通混凝土的自身缺陷，因此欧美等国科研人员研究开发聚合物混凝土来解决普通混凝土的诸多缺陷，但他们至今无法解决聚合物混凝土自身轻量化的难题，使聚合物混凝土的使用范围大大受限。轻骨料混凝土缺点：我国行业标准JGJ51-2002《轻骨料混凝土技术规程》中规定了轻骨料混凝土的干表观密度600kg/m3～1950kg/m3，14个密度等级，强度等级范围在LC5.0～LC60,13个强度等级，但解决自身重量所采用的轻质材料为膨胀矿渣球、膨胀珍珠岩颗粒、烧结陶粒颗粒和聚苯乙烯泡沫颗粒。只是解决了混凝土每立方干密度问题，但没有从根本上解决普通混凝土的诸多缺陷问题，相反还造成混凝土强度等级下降，在实际工程中使用范围甚少。普通泡沫混凝土缺陷：普通泡沫混凝土材料选用一般没有添加骨料和其它有机材料或化学助剂，因为普通泡沫混凝土泡沫质量无法承受骨料搅拌摩擦力，特别是采用过氧化氢或铝粉的化学发泡混凝土。有机材料或化学助剂的添加对普通泡沫混凝土有极大的化学腐蚀作用，所以普通泡沫混凝土的胶凝材料只采用水泥和促凝早强成份的添加剂，造成普通泡沫混凝土闭孔率低、收缩开裂、内聚力小与配筋握裹力低、结构酥松粉化、干密度容重高，这些本质缺点就很难有较为突出的物理性能，因此我国多省对普通泡沫混凝土禁止在工程中使用。上述是对普通混凝土、轻骨料混凝土、普通泡沫混凝土在实际工程中使用存在的缺陷进行简述，上述所提的传统混凝土是无法适应我国国民经济发展的需要，因此本专利技术历经近十多年的研究实验，在现有的物理发泡混凝土技术基础上，融合了无机和有机的复合，有机材料的引入提升改性了无机材料的性能空缺，优异的性能填补了国内外轻质混凝土的技术空白，本专利技术通过十多年试验掌握了聚合物泡沫混凝土制备工艺及其大量数据，专利技术目的是解决我国建筑节能与新型墙体材料的应用，为我国国民经济发展和人民生命安全贡献科学知识的微薄之力。聚合物泡沫混凝土专利技术技术路线：聚合物泡沫混凝土是有机、无机材料的复合体系，有机聚合物材料改性提高了普通混凝土的自身特性。这一过程是当聚合物乳液掺入后，乳液中的聚合物支链均匀分布在水泥浆体中，形成聚合物水泥浆体。聚合物水泥浆体具有超好的延展性、柔韧性均匀的包裹在泡沫核体周边形成较高的闭孔率，提高泡沫核体和泡沫间夹角的浆体厚度及相互粘结强度，在这一体系中，随着水泥的水化，水泥胶凝逐渐形成，聚合物逐渐被限制在毛细空隙中，在水泥水化胶凝的结构中形成聚合物密封层，聚合物密封层也包裹骨料颗粒的表面，随着水化过程的不断进行，最终聚合物颗粒完全成膜凝结在一起形成连续的聚合物网状结构，偶联剂的加入进一步使聚合物网状结构与水泥水化物牢牢联结在一起，即：水泥水化物与聚合物交织缠绕在一起，改变了水泥石的结构形态，形成新的聚合物水泥石体系。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，根据本专利技术的实施例，希望提供一种聚合物泡沫混凝土，旨在解决现有普通混凝土、轻骨料混凝土、普通泡沫混凝土所存在的前述技术缺陷。本专利技术采用水溶性乳液、偶联剂、水混合组成水性聚合物液体；水泥、活性固体废弃物、粗骨料、细骨料、增韧纤维、高活化矿物粉、有机粘合剂组成无机胶凝材料；水性表面活性剂为发泡源，将无机胶凝材料组分与水性聚合物液体材料组分混合搅拌均匀形成聚合物水泥胶凝浆体；水性表面活性剂通过物理高速分散形成的高密度泡沫核与聚合物水泥胶凝浆体混合搅拌发泡，形成聚合物泡沫混凝土。本专利技术提供的聚合物泡沫混凝土具有轻质、高强度、高抗碳化、耐化学介质侵蚀、防水抗渗、隔声性能优、耐候性能持久、低收缩、抗冻融、抗震等优异性能。使用范围广、施工简便、节能节材、利用工业废弃物、绿色环保等特点。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种聚合物泡沫混凝土，其组成及其重量份分别为：水溶性乳液100-200重量份、偶联剂1-5重量份、水400-1000重量份、水泥500-1000重量份、活性固体废弃物500-1000重量份、粗骨料50-100重量份、细骨料100-500重量份、增韧纤维2-10重量份、高活化矿物粉50-200重量份、有机粘合剂2-5重量份、水性表面活性剂50-100重量份。其中：水溶性乳液、偶联剂、水混合组成水性聚合物液体；水泥、活性固体废弃物、粗骨料、细骨料、增韧纤维、高活化矿物粉、有机粘合剂组成无机胶凝材料；水性表面活性剂为发泡源。优选地，前述聚合物泡沫混凝土中，所述的水溶性乳液材料采用为聚丙烯酸酯乳液、丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、丁苯乳液、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液、硅丙乳液、水性双组份环氧树脂乳液。优选地，前述聚合物泡沫混凝土中，所述的偶联剂采用为硅烷类、铝酸酯类、钛酸酯类。优选地，前述聚合物泡沫混凝土中，水泥采用为硅酸盐类水泥、普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐类水泥。优选地，前述聚合物泡沫混凝土中，活性固体废弃物采用为火力发电厂排放的固体废弃物燃煤灰、干排放，或湿排放的Ⅱ级粉煤灰和Ⅲ级粉煤灰；或采用铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时，产生的高硅微硅粉废弃物。优选地，前述聚合物泡沫混凝土中，粗骨料采用尾矿破碎筛选机制碎石、城市拆迁混凝土结构固体垃圾破碎筛选机制碎石、炉渣废料。优选地，前述聚合物泡沫混凝土中，细骨料采用尾矿破碎筛选机制砂、城市拆迁混凝土结构固体垃圾破碎筛选机制砂。优选地，前述聚合物泡沫混凝土中，增韧纤维采用聚酯抗拉纤维、聚乙烯醇抗拉纤维、玄武岩纤维、废弃岩棉丝、玻璃纤维。优选地，前述聚合物泡沫混凝土中，高活化矿物粉主要成分为硫铝酸钙。优选地，前述聚合物泡沫混凝土中，有机粘合剂采用为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺。优选地，前述聚合物泡沫混凝土中，水性表面活性剂采用如下百分含量的组分组成的组合物：水65％；工业水解动物蛋白17.5％；松香胶15％；聚丙烯酸钠2％、聚氧乙烯辛基酚醚0.5％。水性表面活性剂的制备采用合成工艺形成。本专利技术前述聚合物泡沫混凝土的制备方法，包括如下步骤：第一步骤原材料及生产前准备：(1)将水性聚合物液体材料按所述重量份数据输入液体计量搅拌罐中，混合均匀后泵送至液体储存罐中待用；(2)将水性表面活性剂按所述重量份数据输入高速液体计量搅拌罐中，搅拌分散形成高密度泡沫核待用；(3)将无机胶凝材料按所述重量份数据输入干粉原材料计量斗，原材料计量斗投入干粉混合搅拌设备中，干粉混合均匀搅拌，混合均匀度达99％后将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物泡沫混凝土，其特征在于，其组分及其重量份为：水溶性乳液100‑200重量份；偶联剂1‑5重量份；水400‑1000重量份；水泥500‑1000重量份；活性固体废弃物500‑1000重量份；粗骨料50‑100重量份；细骨料100‑500重量份；增韧纤维2‑10重量份；高活化矿物粉50‑200重量份；有机粘合剂2‑5重量份；水性表面活性剂50‑100重量份。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物泡沫混凝土，其特征在于，其组分及其重量份为：水溶性乳液100-200重量份；偶联剂1-5重量份；水400-1000重量份；水泥500-1000重量份；活性固体废弃物500-1000重量份；粗骨料50-100重量份；细骨料100-500重量份；增韧纤维2-10重量份；高活化矿物粉50-200重量份；有机粘合剂2-5重量份；水性表面活性剂50-100重量份。2.根据权利要求1所述的聚合物泡沫混凝土，其特征在于：所述的水溶性乳液材料为聚丙烯酸酯乳液、丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、丁苯乳液、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液、硅丙乳液或水性双组份环氧树脂乳液。3.根据权利要求1所述的聚合物泡沫混凝土，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷类偶联剂、铝酸酯类偶联剂或钛酸酯类偶联剂。4.根据权利要求1所述的聚合物泡沫混凝土，其特征在于：水泥为硅酸盐类水泥、普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐类水泥。5.根据权利要求1所述的聚合物泡沫混凝土，其特征在于：活性固体废弃物为火力发电厂排放的固体废弃物燃煤灰、干排放或湿排放的Ⅱ级粉煤灰和Ⅲ级粉煤灰，或铁合金在冶炼硅铁和工业硅或金属硅时产生的高硅微硅粉废弃物。6.根据权利要求1所述的聚合物泡沫混凝土，其特征在于：粗骨料采用尾矿破碎筛选机制碎石、城市拆迁混凝土结构固体废弃物破碎筛选机制碎石或炉渣废料。7.根据权利要求1所述的聚合物泡沫混凝土，其特征在于：细骨料采用天然河砂、尾矿破碎筛选机制砂或城市拆迁混凝土结构固体垃圾破碎筛选机制砂。8.根据权利要求1所述的聚合物泡沫混凝土，其特征在于：增韧纤维采用聚酯抗拉纤维、聚乙烯醇抗拉纤维、玄武岩纤维、废弃岩棉丝或玻璃纤维。9.根据权利要求1所述的聚合物泡沫混凝土，其特征在于：有机粘合剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁振君，祁磊，
申请(专利权)人：祁振君，祁磊，
类型：发明
国别省市：陕西,61