阻燃耐高溫泡沫混凝土及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高耐火等級的泡沫混凝土，尤其涉及一種阻燃耐高溫泡沫混凝土及其制備方法，屬于防火建筑材料領域。
【背景技術】
[0002]隨著國家關于建筑節(jié)能發(fā)明相關法律法規(guī)的實行，墻體保溫材料也得到迅速發(fā)展，其中有機類保溫材料因具有容易加工、密度小及保溫性能好的優(yōu)點獲得廣泛應用，如EPS (聚苯乙烯泡沫)、XPS (擠塑聚苯乙烯泡沫)和I3U (聚氨酯泡沫)等，但此類保溫材料已引發(fā)了多起火災事故，給國家和人們造成了嚴重的生命和財產(chǎn)損失，這也為建筑防火安全問題敲響了警鐘，因此到目前這類材料中很多因為防火等級差而被限制使用。按照《建筑材料及制品燃燒性能分級》GB8624-2006的劃分，絕大多數(shù)建筑工程上常用的有機類保溫材料只能達到可燃B2級，達不到燃燒性能為A級的要求。
[0003]防火等級高是無機保溫材料的最顯著特點，燃燒性能為A級，如泡沫混凝土、加氣混凝土砌塊、泡沫玻璃等，從保溫、燃燒、施工和經(jīng)濟性等角度考慮，泡沫混凝土是最有發(fā)展前景的輕質(zhì)材料之一，目前也得到了較廣泛的應用，但其在高溫環(huán)境尤其是受火狀態(tài)下的穩(wěn)定性不夠，力學性能和表觀質(zhì)量的劣變較為顯著，耐火極限一般不超過2.5h。
[0004]專利CN202416589U公開了一種混凝土防腐蝕耐高溫材料，包括底層、耐高溫層和多層網(wǎng)體，底層上面設有耐高溫層，耐高溫層上面設有多層網(wǎng)體，耐高溫層是由砂粒6%、石英砂10%、硅酸鋁8%、脂肪族聚氨酯樹脂1.25%、30%的稀硅酸鈉溶液5.5%、丙烯酸單體3%和氫氧化鉀4%組成的，能抵抗鹽、油脂、酸和堿對建筑物的腐蝕，同時耐高溫性能好，但其只是作為附著材料而不是主要保溫材料在發(fā)揮作用。
[0005]如何改善泡沫混凝土自身的阻燃耐高溫性能，提升其結(jié)構在高溫高壓蒸汽或明火灼燒情況下的穩(wěn)定性、完整性和絕熱性，對提高建筑物的防火以及失火后的結(jié)構安全具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有產(chǎn)品存在的不足，本發(fā)明提供一種阻燃型耐高溫泡沫混凝土，所述混凝土由膠凝材料、耐熱集料、液態(tài)組合物、摻合料和發(fā)泡劑混合制備而成，各組分的質(zhì)量份數(shù)分別為:
(1)膠凝材料:
礦渣硅酸鹽水泥，30-50份；
I級粉煤灰，15-35份；
(2)耐熱集料:
?；⒅?，5-10份；
碎黏土熟料，5-10份；
納米粘土，10-25份； 剛玉砂，5_15份；
(3)液態(tài)組合物:
減水劑，0.5-1.2份；
水，25-40 份；
丙烯酸樹脂，1-5份；
(4)摻合料:
磷酸鹽，6-15份；
無機阻燃劑，1-5份；
玻璃纖維，2-4份；
碳酸鈣晶須，5-10份；
(5)發(fā)泡劑:
0.3-0.8 份。
[0007]所述礦渣硅酸鹽水泥為42.5級礦渣硅酸鹽水泥。
[0008]所述無機阻燃劑為氫氧化鋁或氫氧化鎂中的一種；所述磷酸鹽為磷酸二氫鉀或磷酸二氫鋁中的一種或兩種按任意比例混合。
[0009]所述減水劑為三聚氰胺或氨基磺酸鹽高效減水劑中的一種或兩種按任意比例混合，凈漿減水率為20%左右。
[0010]所述玻璃纖維為高耐熱性連續(xù)石英玻璃纖維，長度范圍為
[0011]所述碳酸媽晶須長度范圍為20um~40um，直徑0.5um~l.2um。
[0012]所述高耐熱性連續(xù)石英玻璃纖維長度的占30%，長度的占70%，使用溫度為650-750 °C。
[0013]本發(fā)明還提供一種阻燃耐高溫泡沫混凝土的制備方法，包括以下步驟:
(1)將質(zhì)量份數(shù)30-50份礦渣硅酸鹽水泥、5-10份?；⒅?、6-15份磷酸鹽、5_10份碎黏土熟料、5-15份剛玉砂、2-4份玻璃纖維、5-10份碳酸鈣晶須、15-35份I級粉煤灰、1-5份無機阻燃劑均勻混合在一起，制得干粉料；
(2)將0.3-0.8份發(fā)泡劑按質(zhì)量比1:40用水稀釋成發(fā)泡液，用空氣壓縮發(fā)泡機將發(fā)泡液制成泡沫；
(3)將10-25份納米粘土制備的分散液、0.5-1.2份減水劑、25-40份水、1_5份丙烯酸樹脂加入到步驟(I)制備得到的干粉料中，均勻攪拌成漿體；
(4)根據(jù)干密度等級的需要，將步驟(2)制備的泡沫加入到步驟(3)制備的漿體中攪拌均勻，制得阻燃耐高溫泡沫混凝土。
[0014]所述納米粘土為預先制成納米粘土的分散液，其制備方法是:把水加熱到90 °C -99 °C時加入納米粘土，加入納米粘土的質(zhì)量為溶液總重的35%~55%，用轉(zhuǎn)速為1100-1250轉(zhuǎn)/分鐘的磁力攪拌棒持續(xù)攪拌至產(chǎn)生勻質(zhì)溶液，自然冷卻至室溫。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果:
(I)本發(fā)明中的減水劑可以改善泡沫混凝土漿體的流動性，適當降低水灰比，提高漿體的強度；丙烯酸樹脂可以改善泡沫漿體的粘度，提高泡沫的穩(wěn)定性，并可增加混凝土的耐腐蝕性；I級粉煤灰的活性、微珠和填充效應，可降低泡沫混凝土的生產(chǎn)成本，提高流動性和強度等綜合性能；剛玉砂和碎黏土熟料都是性能優(yōu)良的耐熱集料，性價比高，利于提升泡沫混凝土的耐熱性能。
[0016](2)本發(fā)明中的連續(xù)石英玻璃纖維，自身耐熱性好，使用溫度可達700°C，不同尺度的玻璃纖維可與膠結(jié)材料、耐熱集料和摻合料形成網(wǎng)絡交織結(jié)構，增強泡沫混凝土的強度，更好地發(fā)揮在受火狀態(tài)下的阻燃和耐高溫作用，保持基體的力學性能。
[0017](3)本發(fā)明中的玻化微珠作為具有大量閉孔結(jié)構的輕質(zhì)骨料，粒徑為3-5_，可耐1000C以下高溫并可以起到支撐和骨架作用，能減少材性收縮和基體微裂紋的產(chǎn)生，提升泡沫混凝土結(jié)構在受火時的完整性，極大地降少穿透性的裂縫或穿火的孔隙。
[0018](4)本發(fā)明中的碳酸鈣晶須作為微米耐熱集料，耐熱溫度可達640°C，熱穩(wěn)定性能好，采用20um~40um的粉末能更好地與泡沫混凝土中的其他材料均勾混合，充分發(fā)揮阻燃耐高溫作用。
[0019](5)本發(fā)明加入的無機阻燃劑均勻混合后，在受到高溫時，能發(fā)揮不燃性氣體的稀釋、覆蓋保護膜和冷卻降溫作用，使得泡沫混凝土結(jié)構整體的耐高溫性能提升。
[0020](6)本發(fā)明中的納米粘土作為納米耐熱集料，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和阻燃性，當顆粒極細的納米粘土與其他材料充分攪拌后，納米粘土的均勾分布可以使泡沫混凝土每部分都具備較好的耐熱性能，大大提高泡沫混凝土的阻燃和耐高溫性能。
[0021](7)本發(fā)明中加入的磷酸鹽，在泡沫混凝土受到高溫時，漿料中的磷酸鹽可以發(fā)揮分解-聚合作用，將混凝土中的耐熱集料、無機阻燃劑及其他組分黏結(jié)在一起，增強混凝土的強度和耐高溫性能，提升泡沫混凝土的耐火極限。
[0022](8)本發(fā)明的阻燃耐高溫泡沫混凝土具有密度小，強度較高，導熱系數(shù)低，保溫效果好等優(yōu)點，燃燒性能為A級，耐火極限可達4h，是一種綜合性能優(yōu)良的防火保溫材料。
【具體實施方式】
[0023]實施例1
一種阻燃耐高溫泡沫混凝土的制備方法，包括以下步驟:
(1)將質(zhì)量份數(shù)30份礦渣硅酸鹽水泥、6份玻化微珠、7份磷酸鹽、7份碎黏土熟料、8份剛玉砂、2.5份玻璃纖維、5份碳酸鈣晶須、35份I級粉煤灰、2.3份無機阻燃劑均勻混合在一