CN102603353A

CN102603353A - 一种泡沫混凝土发泡剂及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN102603353A
Application number: CN2012100702185A
Authority: CN
Inventors: 刘斌; 姚义俊; 吴红艳; 沈国柱
Original assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2032-03-16
Also published as: CN102603353B

Abstract

本发明公开了一种泡沫混凝土发泡剂及其制备方法与应用。本发明发泡剂包括以下重量配比的组分：双氧水35～45%，液体石蜡10～15%，硬脂酸钠2～3%，余量为水；所述双氧水的体积百分浓度为32～42%。本发明的发泡剂性能优异，高强廉价。提高了混凝土的稳泡性，进一步提升发泡效果，使混凝土制品孔隙均匀。

Description

一种泡沫混凝土发泡剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明具体涉及一种混凝土的复合型发泡剂及其制备方法与应用，属材料技术领域。

背景技术

泡沫混凝土是由水泥、石灰、粉煤灰、砂和外加剂等主要原料掺合均匀后浇注硬化而成的内部含有大量封闭气孔的“密孔”轻质建筑材料。发泡剂是生产泡沫混凝土的一个关键因素，它的性能直接决定着泡沫混凝土的质量。为解决单一发泡剂性能不佳的问题，当前国内外都开始采用复合改性技术，生产复合型发泡剂，这也是未来发泡剂的一个发展趋势。例如，美国、俄罗斯、日本等相继开发出高效蛋白质类发泡剂，即由烷基磺酸碱金属盐和水解蛋白质复合组成的液体发泡剂。中国专利文献（申请号：200910154464.7）公开了一种以动物皮毛、蹄角等角质为原料的动物性复合型防水泡沫混凝土发泡剂及其制备和施工方法。中国专利文献（申请号：99115152.6）公开了一种无机复合型发泡剂，它利用双氧水和盐酸的反应产生气泡，加入2-10%的氯化镁作为稳泡剂。此类发泡剂能够稳定产生气泡，气泡大小均匀，较好避免产生串孔，原料成本低。而中国专利文献（申请号：97122317.3）则公开了一种以骨胶、松香、十二烷基苯磺酸钠和三乙醇胺为组分的聚合物复合型发泡剂及其制备工艺。

以上技术方案各有千秋，也存在一定局限性和缺陷。如动物蛋白发泡剂普遍存在发泡能力、泡沫稳定性较差，产品会出现明显的上部是清水，下部分是发泡剂成品的情况。其它类型的发泡剂虽然能够稳定产生大小均匀的气泡，但其中的一些添加剂如十二烷基苯磺酸钠普遍存在与水泥和粉煤灰浆料结合不好的问题。同时我们也注意到泡沫混凝土的质量好坏不仅与发泡剂有关，还与发泡混凝土的制备工艺条件有重要关系。比如采用双氧水为发泡剂的泡沫混凝土的性能往往容易受到外部气温状况的影响。应该说泡沫混凝土还是一个发展中的技术领域，还有很多新的可探索的技术问题。如何制备出性能优异、高强廉价的泡沫混凝土还有待探索。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种性能优异的泡沫混凝土发泡剂。

本发明的另一目的提供上述泡沫混凝土发泡剂的制备方法，该制备方法工艺简单，适于工业化生产。

本发明的目的还提供该泡沫混凝土发泡剂在制备泡沫混凝土方面的应用。

为了达到上述目的，本发明的具体技术方案如下：

一种泡沫混凝土发泡剂，包括以下重量配比的组分：双氧水 35～45%，液体石蜡 10～15%，硬脂酸钠 2～3%，余量为水；其中双氧水的体积百分浓度为32～42%。

发泡剂优选组分配比为：双氧水 40～45%，液体石蜡 12～15%，硬脂酸钠 2～2.5%，余量为水；双氧水的体积百分浓度为37～42%。

本发明还提供了一种泡沫混凝土发泡剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将水加热至60～70℃后恒温，加入硬脂酸钠，搅拌至全部溶解；

（2）将步骤（1）中制备的硬脂酸钠溶液冷却至室温，加入液体石蜡，搅拌2～3分钟；

（3）加入双氧水，搅拌均匀后即制得所述发泡剂。

本发明还提供了上述发泡剂在制备泡沫混凝土方面的应用。包括以下步骤：

（1）在搅拌机内加入45-55重量份的水泥、20-30重量份的粉煤灰、25-35重量份40～60℃的水、0.5重量份的无机纤维和1.5重量份的早强剂，混合搅拌成均匀的混凝土浆料；

（2）在200～300重量份的混凝土浆料中加入20重量份的发泡剂，搅拌20～30秒，注入模具；所述搅拌速度为1200rpm～1500rpm；

（3）待发泡充分后，静置2小时后脱模，即得泡沫混凝土制品。

无机纤维采用玻璃纤维。早强剂采用b型半水建筑石膏。

本发明相比现有技术具有以下优点：

（1）本发明创造性地采用液体石蜡与硬脂酸钠进行复合，硬脂酸钠的作用主要在于避免出现分层现象，使发泡剂的发泡均匀，有效地克服了现有技术中存在的发泡能力不强，稳定性差、分层等现象；而液体石蜡可以增大粘稠度，提高混凝土的稳泡性，进一步提升发泡效果，使混凝土制品孔隙均匀。

（2）本发明采用40～60℃热水制备混凝土浆料，避免了发泡过程环境温度的影响。采用40～60℃热水的作用在于两个方面，首先可以促进水泥的早期硬化，增加混凝土的强度。另一方面可以促进发泡剂中双氧水的分解，有效地克服了现有双氧水发泡技术中受环境温度影响较大的现象。

（3）本发明在制备泡沫混凝土方面的优势在于大大简化了施工工艺，使用少量的添加剂并且价格低廉，如b型半水建筑石膏和玻璃纤维，节省了生产成本，有利于产品的批量生产。

（4）用本发明工艺做出的泡沫混凝土，具有强度高，稳定性好，价格低廉的优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

产品实施例一

先取50公斤水，加热至60℃时恒温，加入2.5公斤硬脂酸钠，混合搅拌；待硬脂酸钠全部溶解后，冷却至室温，然后加入15公斤液体石蜡，搅拌2分钟。最后加入50公斤30%的双氧水，搅拌均匀后即制得混凝土发泡剂。

产品实施例二

先取50公斤水，加热至65℃时恒温，加入3公斤硬脂酸钠，混合搅拌；待硬脂酸钠全部溶解后，冷却至室温，然后加入12公斤液体石蜡，搅拌3分钟。最后加入45公斤30%的双氧水，搅拌均匀后即制得混凝土发泡剂。

产品实施例三

先取50公斤水，加热至70℃时恒温，加入3.5公斤硬脂酸钠，混合搅拌；待硬脂酸钠全部溶解后，冷却至室温，然后加入17公斤液体石蜡，搅拌2分钟。最后加入55公斤30%的双氧水，搅拌均匀后即制得混凝土发泡剂。

产品实施例四

先取50公斤水，加热至60℃时恒温，加入2公斤硬脂酸钠，混合搅拌；待硬脂酸钠全部溶解后，冷却至室温，然后加入8公斤液体石蜡，搅拌3分钟。最后加入40公斤30%的双氧水，搅拌均匀后即制得混凝土发泡剂。

产品实施例五

先取50公斤水，加热至70℃时恒温，加入4.3公斤硬脂酸钠，混合搅拌；待硬脂酸钠全部溶解后，冷却至室温，然后加入19公斤液体石蜡，搅拌3分钟。最后加入60公斤30%的双氧水，搅拌均匀后即制得混凝土发泡剂。

应用实施例一

将200公斤的水泥（PC32.5），100公斤的粉煤灰，120公斤温度为50℃的水、2公斤的无机纤维（钠钙硅酸盐玻璃纤维）；6公斤的早强剂（b型半水建筑石膏），混合搅拌成均匀的混凝土浆料。取产品实施例一配制好的发泡剂20公斤与225公斤混凝土浆料共混后30秒后注入模具，待发泡停止后2小时脱模，即为泡沫混凝土成品。

应用实施例二

将208公斤的水泥（PC32.5），92公斤的粉煤灰，100公斤温度为40℃的水、2公斤的无机纤维（钠钙硅酸盐玻璃纤维）；6公斤的早强剂（b型半水建筑石膏），混合搅拌成均匀的混凝土浆料。取产品实施例二配制好的发泡剂20公斤与275公斤混凝土浆料共混后30秒后注入模具，待发泡停止后2小时脱模，即为泡沫混凝土成品。

应用实施例三

将192公斤的水泥（PC32.5），108公斤的粉煤灰，120公斤温度为60℃的水、2公斤的无机纤维（钠钙硅酸盐玻璃纤维）；6公斤的早强剂（b型半水建筑石膏），混合搅拌成均匀的混凝土浆料。取产品实施例三配制好的发泡剂20公斤与250公斤混凝土浆料共混后30秒后注入模具，待发泡停止后2小时脱模，即为泡沫混凝土成品。

应用实施例四

将220公斤的水泥（PC32.5），80公斤的粉煤灰，100公斤温度为50℃的水、2公斤的无机纤维（钠钙硅酸盐玻璃纤维）；6公斤的早强剂（b型半水建筑石膏），混合搅拌成均匀的混凝土浆料。取产品实施例四配制好的发泡剂20公斤与225公斤混凝土浆料共混后30秒后注入模具，待发泡停止后2小时脱模，即为泡沫混凝土成品。

应用实施例五

将180公斤的水泥（PC32.5），120公斤的粉煤灰，80公斤温度为50℃的水、2公斤的无机纤维（钠钙硅酸盐玻璃纤维）；6公斤的早强剂（b型半水建筑石膏），混合搅拌成均匀的混凝土浆料。取产品实施例五配制好的发泡剂20公斤与250公斤混凝土浆料共混后30秒后注入模具，待发泡停止后2小时脱模，即为泡沫混凝土成品。

效果实施例

对各应用实施例制备的泡沫混凝土进行性能测试，效果如下表所示：

	应用实施例一制备的混凝土	应用实施例二制备的混凝土	应用实施例三制备的混凝土	应用实施例四制备的混凝土	应用实施例五制备的混凝土
						容重级别（kg/m³）	200	250	300	350	400
导热系数（W/mK）	0.061	0.063	0.067	0.073	0.080
						抗压强度（MPa）	0.65	0.81	1.07	1. 77	2.23
收缩系数（mm/m）	0.47	0.43	0.40	0.37	0.35

由上表可见，采用本发明制备的泡沫混凝土制备的泡沫混凝土，各项性能良好，需要说明的是，本说明书中所描述的实施例，其配方、工艺所取名称等可以不同。凡是依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或超越本权利要求所定义的范围，均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种泡沫混凝土发泡剂，其特征是：包括以下重量配比的组分：双氧水35～45%，液体石蜡10～15%，硬脂酸钠2～3%，余量为水；所述双氧水的体积百分浓度为32～42%。

2.根据权利要求1所述的泡沫混凝土发泡剂，其特征是：所述发泡剂包括以下重量配比的组分：双氧水40～45%，液体石蜡12～15%，硬脂酸钠2～2.5%，余量为水；所述双氧水的体积百分浓度为30%。

3.一种泡沫混凝土发泡剂的制备方法，其特征是：包括以下步骤：

（3）加入双氧水，搅拌均匀后即制得所述发泡剂。

4.泡沫混凝土发泡剂在制备泡沫混凝土方面的应用。

5.根据权利要求4所述应用，其特征是具体步骤如下：

（1）在搅拌机内加入45～55重量份的水泥、20～30重量份的粉煤灰、25～35重量份40～60℃的水、0.5重量份的无机纤维和1.5重量份的早强剂，混合搅拌成均匀的混凝土浆料；

（2）在200～300重量份的混凝土浆料中加入20重量份的泡沫混凝土发泡剂，搅拌20～30秒，注入模具；所述搅拌速度为1200rpm～1500rpm；

6.根据权利要求5所述应用，其特征是：所述无机纤维采用玻璃纤维。

7.根据权利要求5所述应用，其特征是：所述早强剂采用b型半水建筑石膏。