阻燃耐高溫泡沫混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高耐火等級(jí)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(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)家關(guān)于建筑節(jié)能發(fā)明相關(guān)法律法規(guī)的實(shí)行，墻體保溫材料也得到迅速發(fā)展，其中有機(jī)類(lèi)保溫材料因具有容易加工、密度小及保溫性能好的優(yōu)點(diǎn)獲得廣泛應(yīng)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(lèi)保溫材料已引發(fā)了多起火災(zāi)事故，給國(guó)家和人們?cè)斐闪藝?yán)重的生命和財(cái)產(chǎn)損失，這也為建筑防火安全問(wèn)題敲響了警鐘，因此到目前這類(lèi)材料中很多因?yàn)榉阑鸬燃?jí)差而被限制使用。按照《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》GB8624-2006的劃分，絕大多數(shù)建筑工程上常用的有機(jī)類(lèi)保溫材料只能達(dá)到可燃B2級(jí)，達(dá)不到燃燒性能為A級(jí)的要求。
[0003]防火等級(jí)高是無(wú)機(jī)保溫材料的最顯著特點(diǎn)，燃燒性能為A級(jí)，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(jì)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(yīng)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(xué)性能和表觀質(zhì)量的劣變較為顯著，耐火極限一般不超過(guò)2.5h。
[0004]專利CN202416589U公開(kāi)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(shè)有耐高溫層，耐高溫層上面設(shè)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(shù)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(duì)建筑物的腐蝕，同時(shí)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(gòu)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(duì)提高建筑物的防火以及失火后的結(jié)構(gòu)安全具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)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(jí)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(shù)脂，1-5份；
(4)摻合料:
磷酸鹽，6-15份；
無(wú)機(jī)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(jí)礦渣硅酸鹽水泥。
[0008]所述無(wú)機(jī)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(zhǎng)度范圍為
[0011]所述碳酸媽晶須長(zhǎng)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(zhǎng)度的占30%，長(zhǎng)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(jí)粉煤灰、1-5份無(wú)機(jī)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(jī)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(shù)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(jí)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(yù)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(shí)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(shù)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(dòng)性，適當(dāng)降低水灰比，提高漿體的強(qiáng)度；丙烯酸樹(shù)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(jí)粉煤灰的活性、微珠和填充效應(yīng)，可降低泡沫混凝土的生產(chǎn)成本，提高流動(dòng)性和強(qiáng)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(jià)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(dá)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(luò)交織結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)泡沫混凝土的強(qiáng)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(xué)性能。
[0017](3)本發(fā)明中的?；⒅樽鳛榫哂写罅块]孔結(jié)構(gòu)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(gòu)在受火時(shí)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(dá)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(wú)機(jī)阻燃劑均勻混合后，在受到高溫時(shí)，能發(fā)揮不燃性氣體的稀釋、覆蓋保護(hù)膜和冷卻降溫作用，使得泡沫混凝土結(jié)構(gòu)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(dāng)顆粒極細(xì)的納米粘土與其他材料充分?jǐn)嚢韬?，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(shí)，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(wú)機(jī)阻燃劑及其他組分黏結(jié)在一起，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)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(qiáng)度較高，導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫效果好等優(yōu)點(diǎn)，燃燒性能為A級(jí)，耐火極限可達(dá)4h，是一種綜合性能優(yōu)良的防火保溫材料。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)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?；⒅椤?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(jí)粉煤灰、2.3份無(wú)機(jī)阻燃劑均勻混合在一