[发明专利]一种新型隔热保温防火多孔混凝土及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种新型隔热保温防火多孔混凝土及其制备方法，该多孔混凝土具有多孔轻质、导热系数低、强度高、隔热保温效果好的特点，属于建筑防火材料技术领域。 

背景技术：

随着城镇化的快速发展，高层建筑日益增多，建筑节能的要求和标准也不断提高。这种新形势对我国外墙保温材料的发展也有了新的要求。如何在推动建筑节能目标实现的同时，兼顾解决外墙外保温系统的防火安全，成为建筑保温行业以及全社会关注的热点和焦点。 

多孔混凝土由于轻质、保温、隔热的功能，其用量越来越大。多孔混凝土的种类很多，但最常用的是水泥多孔混凝土。由于多孔混凝土中含有大量封闭的孔隙，使其具有下列良好的物理力学性能：(1)轻质，多孔混凝土的密度小，密度等级一般为300～1800kg/m³，近年来，密度为160kg/m³的超轻多孔混凝土也在建筑工程中获得了应用；(2)保温隔热性能好；(3)隔音耐火性能好，多孔混凝土是无机材料，不会燃烧，从而具有良好的耐火性，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能；(4)整体性能好，可现场浇注施工，与主体工程结合紧密；(5)低弹减震性好，多孔混凝土的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用；(6)防水性能强，现浇多孔混凝土吸水率较低，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能；(7)耐久性能好，与主体工程寿命相同；(8)生产加工方便，多孔混凝土不但能在厂内生产成各种各样的制品，而且还能现场施工，直接现浇成屋面、地面和墙体；(9)环保性能好；(10)施工方便。 

目前，国内外研究机构及学者针对多孔混凝土防火领域的应用开展了相关研究工作，并取得部分成果。杨久俊、张海涛等从粉煤灰中提取厚壁膨胀珍珠岩并与水泥和自制无机高分子热聚物发泡剂预混合，制成流态多孔混凝土。在常温常压养护下，600kg级抗压强度可以达到5～7MPa，700kg级达到10MPa以上，明显高于同级别的铝粉加气混凝土的强度，800～1600kg级达到承重材料的强度。向超、刘自力以普通硅酸盐水泥为基本原料，辅以20％的粉煤灰，10％的熟石灰，5％的环氧树脂、适量的乙二胺和三乙醇胺，制备出密度为300-400kg/m³，抗压能力达到1.2MPa，导热系数低于0.05J/K·M，吸水率低于10％的多孔混凝土制品。郭立英、赵芸平自行研制了多孔混凝土的松香皂发泡剂，通过大量试验确定了泡沫混凝的最佳配合比，配制出密度为450kg/m³，强度达到1.3MPa左右的多孔混凝土。宋斌、龚健研究了纤 维和粉煤灰对水泥基多孔混凝土性能的影响，添加0.5％聚丙烯纤维后可使多孔混凝土的强度提高40％以上；添加50％粉煤灰后使强度降低40％；使用化学激发剂后，使添加50％粉煤灰的水泥基多孔混凝土的强度提高20％以上，使用化学激发剂的纤维增强粉煤灰多孔混凝土是一种应用前景广阔的保温节能产品。新型多孔混凝土，由于新拌浆体具有极好的流动性，混凝土浇筑时无需机械振动捣实，特别适用于大体积现场浇筑工程和地下不规则空间的混凝土填充浇筑，也可以在工厂预制成砖块、砌块、墙板等建筑构件。 

多孔混凝土是一种新型的节能环保型建筑材料，虽然国内外学者对其做了大量的研究开发，使其广泛应用于墙体材料中，但其还存在一定的缺陷，如强度偏低、开裂、吸水等，因而要进一步扩大其应用领域还需在发泡剂、掺料配合比、工艺流程、设备等方面做更进一步的研究。 

发明内容：

本发明的目的是提供一种新型隔热保温防火多孔混凝土及其制备方法。该种混凝土具有保温、隔热和防火的作用，特别适合用于建筑的外保温材料。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：以普通硅酸盐水泥为结合剂，添加复合发泡剂和粉煤灰，用膨胀珍珠岩取代砂和部分水泥，并掺加了聚丙烯纤维制备多孔混凝土。探讨了粉煤灰、膨胀珍珠岩、聚丙烯纤维对多孔混凝土抗压强度影响。结果表明：采用掺加膨胀珍珠岩和聚丙烯纤维技术，可以制备出表观密度在450～600kg/m³，抗压强度达到10MPa的高强多孔混凝土。膨胀珍珠岩和聚丙烯纤维能显著提高多孔混凝土的抗压强度，且泡沫掺量越大，其增强效果越显著。掺入聚丙烯纤维后，多孔混凝土的劈裂抗拉强度显著提高，干缩率明显下降。 

原材料选择： 

(1)水泥：普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等均可在多孔混凝土中使用。本实验采用42.5MPa以上的普通硅酸盐水泥，细度350m²/kg。