CN106830743B - 一种用于生产自保温轻质混凝土砌块的化学发泡催化剂制备方法及化学发泡催化剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产自保温轻质混凝土砌块的化学发泡催化剂制备方法及化学发泡催化剂：1,环烷酸钴溶于200号溶剂油中，加入适量的吐温‑80与OP‑10乳化剂混合物，加入水配置成0.5‑2％环烷酸钴乳化液；2，将环烷酸钴乳化液与一定量的混合稀土硝酸盐溶液混合，即得到所需要的化学发泡催化剂，3，在制备自保温轻质混凝土砌块时，加入发泡剂重量1％左右的化学发泡催化剂可以使其发泡速度明显加快，得到的砌块产品养护28天后测试干密度为0.61g/cm3,抗压强度为4.5MPa/cm2。

Description

一种用于生产自保温轻质混凝土砌块的化学发泡催化剂制备 方法及化学发泡催化剂
技术领域
本发明涉及一种用于生产自保温轻质混凝土砌块的化学发泡催化剂制备技术，属于节能建筑材料技术领域。
背景技术
自保温轻质混凝土砌块，具有耐火防火、保温隔热、轻质、抗震等特点，是由水泥、集料、化学发泡剂、泡沫稳定剂等搅拌混合、浇注成型的一种具有自保温功能的新型轻质泡沫节能砌块。这种新型砌块重量轻，保温性能好，隔音效果好，可以大大降低建筑成本及房屋的使用成本，是国家重点推广的新型墙体材料之一。另外，这种砌块中的集料可大量利用粉煤灰、矿渣、石粉等工业废料，从而减少了废物排放，可有效改善生态条件，保护生态环境。
在自保温轻质混凝土砌块生产过程中，化学发泡剂主要有铝粉和双氧水。铝粉的发泡原理是在碱性条件下生成氢气和铝酸盐，而双氧水是分解产生氧气，反应方程式如下所示。
2Al+3Ca(OH)2→3H2+Ca3(AlO3)2
2H2O2→O2+2H2O
铝粉作为发泡剂主要用于蒸汽压力养护工艺中，而常温常压养护技术一般使用双氧水为化学发泡剂。
轻质混凝土生产工艺要求化学发泡剂应该在混凝土初凝时完成发泡，如果在混凝土开始固化时发泡剂还没有消耗完，则后续产生的气体对发泡无用，反而可能使混凝土产生内应力导致龟裂。
由于硅酸盐是双氧水稳定剂，所以在生产过程中常常需要提高温度来加速双氧水的分解。即使如此也不能保证双氧水在固化前完全分解，一般要加入过量的双氧水来保证轻质混凝土的密度。所以必须开发出一种分解速度合适的化学发泡催化剂，以保证双氧水具有合适的分解速度，降低生产成本，提高产品质量。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种能够使双氧水具有合适的分解速度的化学发泡催化剂制备方法，包括以下步骤：
1)环烷酸钴溶于200号溶剂油中，加入吐温-80与OP-10乳化剂混合物，加入水配置成环烷酸钴质量分数为0.5-2％的乳化液；
2)将环烷酸钴乳化液与0.1-3％的混合稀土硝酸盐溶液混合，即得到用于生产自保温轻质混凝土砌块的化学发泡催化剂。
本发明采用环烷酸钴为化学发泡催化剂的主要活性成分。
本发明环烷酸钴制成乳化液使用。
优选的，环烷酸钴乳化液使用吐温-80和OP-10的混合物为乳化剂，具体配比为:每5-20g环烷酸钴(钴含量8wt％)溶于200g 200号溶剂油中，加入吐温-80与OP-10质量比为3:1的混合物30g，混合均匀后强烈搅拌下加入水至总重量1000g，搅拌制成的乳化液。
优选的，混合稀土硝酸盐溶液为助催化剂；助催化剂的质量浓度为0.1-3％。
优选的，环烷酸钴乳化液与混合稀土硝酸盐溶液的质量比为1:1。
优选的，所述化学发泡催化剂在保温轻质混凝土砌块中的使用量为发泡剂用量的1-3wt％，发泡剂为质量浓度27-30％的双氧水。
在轻质混凝土生产实践中，双氧水完全分解的时间最好控制在6-10min。分解时间过短，混凝土尚未开始固化，没有双氧水分解产生的膨胀力发泡的混凝土会因泡沫破裂而收缩，达不到设计密度。如果分解时间过长，混凝土初凝后已经失去流动性，变形性收到严重制约，此时产生的氧气已经不能对混凝土体积膨胀产生影响，导致双氧水用量增加，或者密度过大。严重时可能使混凝土固化体内产生膨胀应力。鉴于以上原因，需要继续优化双氧水分解催化剂配方，使其达到6-10min。环烷酸钴、混合稀土硝酸盐对双氧水的分解有一定的催化作用，金属盐的浓度越大，催化作用越强，但仍然不能满足轻质混凝土砌块生产的要求。
本发明的优点如下：
本发明提供的方法中，混合稀土硝酸盐对环烷酸钴的催化效果有较好的增强作用，同样，环烷酸钴也对混合稀土硝酸盐的催化作用有良好的促进作用。二者复配大大加快了双氧水的分解反应，缩短了完全分解所需要的时间。根据实验结果及生产需要，确定以环烷酸钴乳化液和混合稀土硝酸盐溶液质量比为1:1组成双氧水分解催化剂，双氧水完全分解时间为6-7min，完全满足自保温轻质混凝土砌块生产的需要，催化反应平稳，生成的泡沫细腻，有提高自保温轻质混凝土砌块产品性能的功能。且本发明提供的化学发泡催化剂使用量小，催化效率高，在自保温轻质混凝土砌块生产中，只要加发泡剂(双氧水)的1％左右即可达到良好的发泡效果。
1，本发明的化学发泡催化剂使用量小，催化效率高，在自保温轻质混凝土砌块生产中，只要加发泡剂的1％左右即可达到良好的发泡效果。
2，本发明的化学发泡催化剂催化反应平稳，生成的泡沫细腻，有提高自保温轻质混凝土砌块产品性能的功能。
具体实施例
以下的实施例是为了进一步说明本发明的具体内容，但本发明的实施范围及实施方法不限于下面所给出的描述。
实施例1
20g环烷酸钴(钴含量8％)溶于200g 200号溶剂油中，加入吐温-80与OP-10(3:1)的混合物30g，混合均匀后强烈搅拌下加入水至总重量1000g，制成的乳化液与0.5％混合稀土硝酸盐溶液按质量比1:1混合，即制得化学发泡催化剂，命名为HT-1，其中环烷酸钴含量为1％。
实施例2
同实施例1操作，只是混合稀土硝酸盐溶液的浓度改为1％，制得的化学发泡催化剂为HT-2。
实施例3
同实施例1操作，只是混合稀土硝酸盐溶液的浓度改为1.5％，制得的化学发泡催化剂为HT-3。
实施例4
同实施例1操作，只是混合稀土硝酸盐溶液的浓度改为2.5％，制得的化学发泡催化剂为HT-4。
实施例5
同实施例1操作，只是混合稀土硝酸盐溶液的浓度改为3％，制得的化学发泡催化剂为HT-5。
实施例6
10g环烷酸钴(钴含量8％)溶于200g 200号溶剂油中，加入吐温-80与OP-10(3:1)的混合物30g，混合均匀后强烈搅拌下加入水至总重量1000g，制成的乳化液与2％混合稀土硝酸盐溶液按1:1混合，即制得化学发泡催化剂，命名为HT-6，其中环烷酸钴含量为0.5％。
实施例7
10g环烷酸钴(钴含量8％)溶于200g 200号溶剂油中，加入吐温-80与OP-10(3:1)的混合物30g，混合均匀后强烈搅拌下加入水至总重量1000g，即制得化学发泡催化剂，命名为HT-7，其中环烷酸钴含量为1％。
实施例8
5g环烷酸钴(钴含量8％)溶于200g 200号溶剂油中，加入吐温-80与OP-10(3:1)的混合物30g，混合均匀后强烈搅拌下加入水至总重量1000g，制成的乳化液与2％混合稀土硝酸盐溶液按1:1混合，即制得化学发泡催化剂，命名为HT-8，其中环烷酸钴含量为0.25％。
实施例9
水泥100kg，河沙80kg，粉煤灰50kg，速凝剂1.5kg，水100kg，混合搅拌5分钟，40g稳泡剂溶于1kg水中，30g HT-1催化剂加入搅拌器中搅拌30秒钟，加入3kg 30％双氧水，再搅拌30秒钟，放入模框中发泡固化，得到水泥砌块的体积为0.43m3，养护28天后测试干密度为0.61g/cm3,抗压强度为4.5MPa/cm2。
实施例10
同实施例9操作，只是把HT-1催化剂的量改为60g，得到的产品养护28天后测试干密度为0.65g/cm3,抗压强度为4.4MPa/cm2。
实施例11
同实施例9操作，只是把HT-1催化剂的量改为30g，得到的产品养护28天后测试干密度为0.66g/cm3,抗压强度为4.2MPa/cm2。
实施例12
同实施例9操作，只是把化学发泡催化剂改为HT-2催化剂，得到的产品养护28天后测试干密度为0.65g/cm3,抗压强度为4.4MPa/cm2。
实施例13
同实施例9操作，只是把化学发泡催化剂改为HT-3催化剂，得到的产品养护28天后测试干密度为0.62g/cm3,抗压强度为4.5MPa/cm2。
实施例14
同实施例9操作，只是把化学发泡催化剂改为HT-4催化剂，得到的产品养护28天后测试干密度为0.62g/cm3,抗压强度为4.4MPa/cm2。
实施例15
同实施例9操作，只是把化学发泡催化剂改为HT-5催化剂，得到的产品养护28天后测试干密度为0.66g/cm3,抗压强度为4.7MPa/cm2。
实施例16
同实施例9操作，只是把化学发泡催化剂改为HT-6催化剂，得到的产品养护28天后测试干密度为0.67g/cm3,抗压强度为4.9MPa/cm2。
实施例17
同实施例9操作，只是把化学发泡催化剂改为HT-8催化剂，得到的产品养护28天后测试干密度为0.62g/cm3,抗压强度为4.4MPa/cm2。
实施例18
同实施例9操作，只是把化学发泡催化剂改为HT-7催化剂，得到的产品养护28天后测试干密度为0.65g/cm3,抗压强度为4.0MPa/cm2。

Claims (6)

1.一种用于生产自保温轻质混凝土砌块的化学发泡催化剂制备方法，其特征在于：1）环烷酸钴溶于200号溶剂油中，加入吐温-80与OP-10乳化剂混合物，加入水配置成环烷酸钴质量分数为0.5-2%的乳化液；2）将环烷酸钴乳化液与0.1-3%的混合稀土硝酸盐溶液混合，即得到用于生产自保温轻质混凝土砌块的化学发泡催化剂；所述化学发泡催化剂在保温轻质混凝土砌块中的使用量为发泡剂用量的1-3wt%，发泡剂为质量浓度27%的双氧水。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：采用环烷酸钴为化学发泡催化剂的主要活性成分。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：环烷酸钴制成乳化液使用。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：环烷酸钴乳化液使用吐温-80和OP-10的混合物为乳化剂，具体配比为: 每5-20g钴含量8wt%的环烷酸钴溶于200g 200号溶剂油中，加入吐温-80与OP-10质量比为3:1的混合物30g，混合均匀后强烈搅拌下加入水至总重量1000g，搅拌制成的乳化液。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于：混合稀土硝酸盐溶液为助催化剂；助催化剂的质量浓度为0.1-3%。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：环烷酸钴乳化液与混合稀土硝酸盐溶液的质量比为1:1。
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