[发明专利]泡沫混凝土

说明书

技术领域

本发明涉及泡沫混凝土以及用于制备泡沫混凝土的泡沫组合物。

背景技术

存在很多类型的旨在以砌块形式用于构架工程的建筑材料。这样的材料包括基于粘土的材料（例如中空或蜂窝砖如Monomur^TM）、水泥材料（例如固体混凝土块或中空混凝土块）或者有机材料（例如大麻纤维如Chanvribloc^TM）。

在这些块中，轻质混凝土块凭借例如它们的热绝缘性能对于很多应用而言是有利的。轻质混凝土是这样的混凝土，该混凝土由于例如其包含孔或空白空间而比常规混凝土更轻。这样的孔或空白空间是由于在混凝土中存在形成气泡的空气。有可能由1立方米的原材料制备大约5立方米的混凝土成品，其为由20%固体材料和80%空气构成的块（对于密度为400千克/立方米的块）。

制备轻质混凝土块的一个困难是同时确保块的轻质及机械强度。制备轻质水泥材料以形成泡沫块的最普遍的方式是：

a）在混凝土凝固的过程中，在包含砂子与水泥的混合物中，通过铝粉末与富含石灰的反应物之间的化学反应而生成气体；

b）制备含水泡沫（通过将空气引入水与起泡剂的混合物中）并将泡沫注入水泥糊剂中；或者

c）在混合器中对水泥糊剂直接充气。

然而，这样的方法并不总是令人满意的。第一种方法由于其复杂性并不提供对密度的足够控制。第二种方法要求向水泥糊剂中加入水作为泡沫的一部分，其自然使得糊剂流体化，但是损害了最终机械性能。第三种方法不提供足够强的泡沫。在最后两种情况中，所需要的低流动性通过已知的方式获得，所述已知的方式涉及使用流化剂和/或减水剂，有时通过优化粉末混合物的颗粒测量法。尽管使用流化剂（例如超增塑剂）不带来改进的流动性，但是这通常与颗粒的高分离以及产生结块的增加趋势有关，由此损害制备的固体材料的机械强度。

本发明尝试解决的问题是简化泡沫混凝土的制备，有利于制备具有低的水/水泥比率和水/固体比率的流体水泥糊剂，和/或确保泡沫混凝土良好的热和机械性能。

出人意料地，发明人已经发现以特定比率联合使用特定已知的促进剂和起泡剂产生协同效果，增加水泥糊剂的流动性。流动性的增加有利于例如在高剪切速率混合器中泵送糊剂并且有利于起泡。

发明内容

本发明试图提供以下中的至少一种：

泡沫混凝土，其可以例如在建筑或建造业（包括土木工程和道路）中用作预浇注块，并且可以在设备（例如预拌混凝土混合设备）中或在施工现场预浇注；

低密度泡沫混凝土；具有良好热、声和/或机械性能的泡沫混凝土；

用于制备泡沫混凝土的水泥浆料，所述浆料与不含在本发明中所使用的掺合物的相同浆料相比具有低水含量；

泡沫混凝土块，其使得有可能大幅减少例如板边缘、横墙、系墙铁和过梁处的热桥接（其有可能减少室内或室外的绝缘）；

泡沫混凝土块，其通过在环境温度下模制并凝固，接着例如在环境条件下（例如不进行加热）硬化而制得，由此减少制备它们所必需的能量以及相关的CO₂排放；和/或

与已知的具有类似密度的块相比具有改进的抗开裂性的泡沫混凝土。

因此，本发明提供一种密度为200至800千克/立方米的泡沫混凝土，其包含相对于所述混凝土总质量以质量计的：

-水泥；

-水；

-0.01至5%的减水剂、增塑剂或超增塑剂；

-相对于水的量0.45至5%的起泡剂；

-水溶性钙盐；

包含尺寸为0.1至300微米的无机颗粒例如矿物颗粒（优选选自碳酸钙、硅灰、熔渣、粉煤灰、火山灰、玻璃和硅质填料以及它们的混合物）；起泡剂与钙盐的比率为0.3至0.8；排除包含10质量%或更多质量熔渣的泡沫混凝土。

在包括所附权利要求书的本说明书中，0.3至0.8的比率基于作为钙盐的无水氯化钙的基础而计算。当使用不同的钙盐时，用于计算比率的钙盐的质量为以无水氯化钙的等效质量计的质量。

有可能回收已有的本发明的泡沫混凝土以再次用于制备新型泡沫混凝土。使用低能压碎方式压碎已有的泡沫混凝土以制备粒径通常为200至1000微米的粒子材料。可以将相对于新型泡沫混凝土质量的至多约10质量%的粒子材料引入新型泡沫混凝土中。

当在溶液中使用减水剂、增塑剂、超增塑剂或起泡剂时，所述量为溶液中活性成分的量。

钙盐可以为水合物或无水的：当使用水合物时，所述量基于无水材料表示。