CN101654345B

CN101654345B - 一种复合型混凝土发泡剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN101654345B
Application number: CN2009101681112A
Authority: CN
Inventors: 刘兴山; 靳雪征; 刘冰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2029-08-28
Also published as: CN101654345A

Abstract

本发明提供一种复合型混凝土发泡剂及其制备方法和应用，是由甲组分和乙组分复合而成，所述甲组分为：聚乙烯醇10-20份，松香15-25份，无水碳酸钠1.5-2.5份，工业烧碱3.5-4.5份，三乙醇胺3-5份，工业级盐酸0.2-0.5份，水53.5-55.8份；所述乙组分为：三乙醇胺0.2-0.5份，硫酸钠8-10份，亚硝酸钠12-15份，氯化钙10-25份，水54.7-64.5份。本发明的复合型混凝土发泡剂既能增大发泡剂掺量，又能使混凝土强度及凝固时间得到补偿；既能制得超低容量泡沫混凝土，又能大量利用工业、建筑垃圾等废渣，生产轻质发泡混凝土。

Description

一种复合型混凝土发泡剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于建筑材料领域，涉及一种复合型混凝土发泡剂及其制备方法和应用，具体涉及一种既能增大发泡剂掺量，又能使混凝土强度及凝固时间得到补偿，既能制得超低容量泡沫混凝土，又能大量利用工业、建筑垃圾等废渣，生产轻质发泡混凝土的复合型发泡剂。

背景技术

制备轻质发泡混凝土首先要制备出泡沫量大、稳泡能力强的泡沫剂，用机械方法发泡后与混凝土搅拌，浇筑成型。发泡剂生产的轻质发泡(或泡沫)混凝土是一种多孔材料，气孔率可高达85％，热导率0.15-0.21/(m.k)。目前，发泡剂制备功能性混凝土的方法和材料很多，但往往存在如下局限或不足：

采用松香类起泡剂与皮胶、骨胶、玉米淀粉等组配发泡剂，其起泡率、稳定性及机械强度均很好，但也存在某些局限：如骨胶、皮胶类产品均由动物的皮、骨制成，在夏季20度左右的天气里存放三、五天就会出现异味，甚至腐坏变质，极不方便运输和储存。

此外，发泡剂的掺入量直接影响混凝土的凝固时间和强度。例如功能单一的普通发泡剂，如十二烷基苯磺酸钠、烧碱类、皂类等，虽然易溶于水，起泡多，但液体的黏度较低，泡沫很容易消失。此类发泡剂往往是通过增大投入量来制得泡沫混凝土的。实践证明，每增加1％的发泡含气量，混凝土的抗压强度会下降5％左右，抗折强度下降2％-3％。泡沫混凝土的强度过低或达不到工程要求，使其应用推广受到局限。另外，发泡剂掺入量大还会造成混凝土缓凝或迟凝，占用工模具影响其周转，甚至延误工期等。

发明内容

本发明目的在于提供一种既能增加发泡剂掺量，又能使混凝土强度及凝固时间得到有效补偿，融发泡、减水、促凝、早强功能为一体的复合型发泡剂。

本发明的另一目的在于提供一种复合型发泡剂，既能生产多孔率、低容重、保温隔热性能优良的泡沫混凝土，又能生产废碴掺量大，节能、节土、环保、利废型多用途混凝土。

为达到上述目的，本发明提供一种复合型混凝土发泡剂，由甲和乙两种组分复合而成的，按重量份数计，所述甲组分包括：10-20份聚乙烯醇粉末，15-25份松香，1.5-2.5份无水碳酸钠，3-5份三乙醇胺，3.5-4.5份工业烧碱，0.2-0.5份工业级盐酸，53.5-55.8份水；所述乙组分包括：0.2-0.5份三乙醇胺，8-10份硫酸钠，12-15份亚硝酸钠，10-25份氯化钙，54.7-64.5份水。其中，甲和乙组分复合时，二者的重量比例为甲∶乙＝0.1-0.5∶4-8。

优选的，所述复合型混凝土发泡剂的组成是：所述甲组分为：聚乙烯醇15份，松香20份，无水碳酸钠2份，工业烧碱4份，三乙醇胺4份，工业级盐酸0.35份，水54.65份；所述乙组分为：三乙醇胺0.4份，硫酸钠9份，亚硝酸钠13份，氯化钙15份，水62.6份；其中，甲和乙组分复合时，二者的重量比例为甲∶乙＝0.3∶6。

本发明所述的复合型混凝土发泡剂是由甲和乙两种组分复合而成的，是针对现有发泡剂使混凝土产生迟凝、缓凝、强度降低甚至容易出现疏松等，制备的泡沫结构致密，泡径小且黏度大，表面膜机械性能强，同时，具有发泡、促凝、早强功能的复合型发泡剂。如取甲组分掺入水泥量的0.3％，取乙组分掺入水泥量的6％，混合使用，该混凝土2天的压缩强度比不掺者提高40％-50％，28天强度提高10％以上。

所述的三乙醇胺具有酸碱中合作用，稳定泡沫，增强发泡能力等作用。

所述的聚乙烯醇是一种水溶性成膜粘结物质，能形成较好的柔韧性膜，具有韧性优良，调稠度好，表面活性能力强等特性。能够替代骨胶、皮胶，其综合性发泡能力优异，使用的性价比优于骨胶和皮胶类。同时具有配制简单，使用方便，保质期长，储运方便等优势特点。

本发明采用松香、烧碱为起泡剂，利用其易溶于水，起泡量大的特性，通过加入聚乙烯醇、三乙醇胺、无水氯化钠等，增加发泡剂液-气界面的表面活性能力，使液体易于成膜且膜壁不易破坏，制备高性能复合发泡剂。

本发明还提供所述复合型混凝土发泡剂的制备方法，包括如下步骤：

A.取乙组分：氯化钙10-25份，亚硝酸钠12-15份，硫酸钠8-10份，三乙醇胺0.2-0.5份，水54.7-64.5份；将水加温至30-50℃后同时投入以上各组分，搅拌均匀装桶待用；

B.取甲组分：取水53.5-55.8份，用其中30％的水加热至70-80℃后将聚乙烯醇稀释待用；将剩余的水放入热容器内，加工业烧碱3.5-4.5份；再加入松香15-25份，在70-80℃温度下边搅拌边热解，90-120分钟左右待原料充分溶解后冷却至常温，加入溶解好的无水碳酸钠1.5-2.5份，三乙醇胺3-5份，工业级盐酸0.2-0.5份；然后将溶解的聚乙烯醇与上述材料混均，即可制得成品，装桶待用。

本发明采用甲、乙两种组分分开制备再混合的原因是：其一、制备过程中，两个组分的溶解水温和溶解方式不同；其二、甲组分的功能侧重起泡能力，乙组分侧重稳泡能力及弥补制品的强度损失、促凝、早强作用。另外，两个组分可以混合使用，也可以分开使用，调整甲、乙组掺入水泥的比例可生产不同密度、强度、重量的混凝土制品。

本发明的有益之处在于：1)原料易得，制作简单，价格便宜；2)本发明的复合型发泡剂既能增大发泡加量，又能使混凝土凝固时间和强度得到补偿。可适用于无机胶凝材料中的各种水泥制品。可生产300-500kg/立方米以下泡沫混凝土及工业废渣、建筑垃圾等高掺入量的轻质混凝土。可广泛用于建筑屋面保温层；地面保温隔垫层；取代挤塑苯板用于地热保温层；取代粘接式聚苯板外墙保温；制成轻质保温墙板及多种容重及热阻的空心砌块等。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，决不限制本发明的保护范围。

复合型发泡剂实施方式由表1中各原料配比及文字表述，其重量单位按心计：

表1

以实施例2为例说明本发明复合型混凝土发泡剂的制作方法如下：

按表1中称取各原料，取水54.65kg，用其中30％的水加热至70-80℃后将聚乙烯醇稀释待用；将剩余的水放入热容器内，加工业烧碱4kg；再加入松香20kg，在70-80℃温度下边搅拌边热解，100分钟左右待原料充分溶解后冷却至常温，加入溶解好的无水碳酸钠2kg，三乙醇胺4kg，工业级盐酸0.35kg；然后将溶解的聚乙烯醇与上述材料混均，即可制得甲组分成品，装桶待用。

取三乙醇胺0.4kg，硫酸钠9kg，亚硝酸钠13kg，氯化钙15kg，水62.6kg，将水加温至30-50℃后同时投入以上各组分，搅拌均匀，即可制得乙组分成品，装桶待用。

本发明所用的各原料均为市售原料。

使用前取甲组分0.1-0.5份，乙组分4-8份，混合制成复合型混凝土发泡剂，装桶待用。也可将甲乙两个组分的发泡剂分别装桶待用。

按实施例1-3的各原料配比，采用所述复合型混凝土发泡剂制作方法制作的发泡剂经在轻质保温墙板适用，效果显著。所制作的轻质保温墙板采取如下流程：首先在搅拌机中加入适量的水，再加入胶凝材料(普硅水泥或菱镁水泥等)，水灰比以流动状态为宜。开始搅拌的同时，分别按水泥重量的0.3％和6％，加入复合型混凝土发泡剂的甲组分和乙组分，边加入边搅拌，搅拌8-10分钟为宜。复合型混凝土发泡剂是经发泡机制成泡沫的同时加入搅拌机内的，发泡混凝土制成后立即注入模具中，固化成型后拆模取板。

采用复合型混凝土发泡剂制作的轻质保温墙板，依据国家建设部《JG/T169-2005检验标准》检验，各项性能指标均符合或优于标准要求，检验结果如下：抗冲击性能：5次无贯通裂缝，抗弯破坏荷载：板自重的2.9倍，吊挂力(N)：1200，空气隔声量(db)：42，传热系数W/(m².k)：1.9，面密度(kg/m²)：49。

本发明的复合型混凝土发泡剂根据需要调整掺入量后可制成500kg/立方米以下、抗压强度为0.8-1.5mpa、热导率0.15-0.21/(m.k)的轻质发泡混凝土，也可制成700-1200kg/立方米的工业废碴、粉煤灰等掺量30-80％的轻质发泡混凝土。可制成砌块、墙板等，也可广泛应用于各类建筑的保温隔热层，地热保温垫层，公路及场地垫层等。如取甲组分掺入水泥量的0.3％，取乙组分掺入水泥量的6％，混合使用，该混凝土2天的压缩强度比不掺者提高40％-50％，28天强度提高10％以上。

采用本发明复合型混凝土发泡剂制成的轻质保温墙板已大量应用于高层、多层楼房，工业厂房，保温畜禽舍，新农村住房等各类建筑工程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种复合型混凝土发泡剂，其特征在于是由甲组分和乙组分复合而成，按重量份数其组成为：

所述甲组分是：聚乙烯醇粉末10-20份，松香15-25份，无水碳酸钠1.5-2.5份，工业烧碱3.5-4.5份，三乙醇胺3-5份，工业级盐酸0.2-0.5份，水53.5-55.8份；

所述乙组分是：三乙醇胺0.2-0.5份，硫酸钠8-10份，亚硝酸钠12-15份，氯化钙10-25份，水54.7-64.5份；

其中，甲和乙组分复合时，二者的重量比例为甲∶乙＝0.1-0.5∶4-8。

2.根据权利要求1所述的一种复合型混凝土发泡剂，其特征在于，按重量份数其组成为：

所述甲组分为：聚乙烯醇粉末15份，松香20份，无水碳酸钠2份，工业烧碱4份，三乙醇胺4份，工业级盐酸0.35份，水54.65份；

所述乙组分为：三乙醇胺0.4份，硫酸钠9份，亚硝酸钠13份，氯化钙15份，水62.6份；

其中，甲和乙组分复合时，二者的重量比例为甲∶乙＝0.3∶6。

3.一种制备权利要求1所述的复合型混凝土发泡剂的方法，其特征在于按如下步骤制备：

A.取乙组分：氯化钙10-25份，亚硝酸钠12-15份，硫酸钠8-10份，三乙醇胺0.2-0.5份，水54.7-64.5份；将水加温30-50℃后同时投入以上各组分，搅拌均匀装桶待用；

B.取甲组分：取水53.5-55.8份，用其中30％的水加热70-80℃后将聚乙烯醇粉末稀释待用；将剩余的水放入热容器内，加工业烧碱3.5-4.5份；再加入松香15-25份，在70-80℃温度下边搅拌边溶解，90-120分钟左右待原料充分溶解后冷却至常温，加入溶解好的无水碳酸钠1.5-2.5份，三乙醇胺3-5份，工业级盐酸0.2-0.5份；然后将溶解的聚乙烯醇与上述材料混均，即可制得成品，装桶待用。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，按如下步骤制备：

A.取三乙醇胺0.4份，硫酸钠9份，亚硝酸钠13份，氯化钙15份，水62.6份，将水加温至30-50℃后同时投入以上各组分，搅拌均匀，装桶待用；

B.取水54.65份，用其中30％的水加热至70-80℃后将聚乙烯醇粉末稀释待用；将剩余的水放入热容器内，加工业烧碱4份；再加入松香20份，在70-80℃温度下边搅拌边溶解，90-120分钟左右待原料充分溶解后冷却至常温，加入溶解好的无水碳酸钠2份，三乙醇胺4份，工业级盐酸0.35份；然后将溶解的聚乙烯醇与上述材料混均，即可制得甲组分成品，装桶待用。

5.权利要求1或2所述的复合型混凝土发泡剂的应用，是取甲组分掺入水泥量的0.1-0.5％，取乙组分掺入水泥量的4-8％，混合使用。

6.权利要求1或2所述的复合型混凝土发泡剂在无机胶凝材料中的各种水泥制品中的应用。