CN106830844A - 一种轻质发泡水泥填充材料及其发泡方法 - Google Patents

一种轻质发泡水泥填充材料及其发泡方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻质发泡水泥填充材料，按重量份计，包括：发泡助剂0.5～1.5份；元明粉4～6份；憎水剂4～6份；灰钙0.2～0.8份；水泥220～250份；保水剂0.5～1.5份；水200份；所述的发泡助剂选自十二烷基磺酸钠和/或十二烷基硫酸钠。此外，本发明还包括所述的轻质发泡水泥填充材料的发泡方法，将发泡助剂和元明粉溶解在水中，在30～150r/min转速下发泡至所投加水体积的500～600％，随后投加憎水剂、灰钙、保水剂，搅拌后再投加水泥，继续搅拌得所述的发泡水泥填充材料。本发明所述的发泡水泥填充材料轻质、发泡方法简单，无需专用发泡机，且可在施工现场就地、人工发泡，具有良好的工业应用前景。

Description

一种轻质发泡水泥填充材料及其发泡方法
技术领域
本发明属于属于建筑材料和建筑施工技术领域，尤其是涉及一种轻质发泡水泥填充材料，以及该轻质发泡水泥填充材料的应用方法。
背景技术
发泡水泥，是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。它属于气泡状绝热材料，突出特点是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔，使混凝土轻质化和保温隔热化。
发泡水泥具有多方面性能：例如，保温性能，其导热系数为0.06-0.28W/(M.K)，热阻约为普通混凝土的10-20倍；轻质性，干体积密度为400-1600kg/m3，相当于普通水泥混凝土的1/5～1/8左右，可减轻建筑物整体荷载；低弹减震性，发泡水泥的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用；隔音性，发泡水泥中含有大量的独立气泡，且分布均匀，吸音能力为0.09-0.19％，是普通混凝土的5倍，具备有效隔音的功能；抗压性，抗压强度为0.6-25.0MPA。
现有的发泡混凝土材料大多需要发泡剂及双氧水的协同配合来促使材料发泡，例如公开号为CN104628347A中国专利文献公开了一种发泡剂，由体积浓度20％的双氧水和月桂醇羧甲基纤维的碱金属盐按照重量比为8：3组成。
再如公开号为CN100398483A的中国专利文献公开了一种轻质保温多孔墙体材料及其砌块，涉及建筑用轻质保温多孔材料以及砌块技术领域。墙体材料按以下重量份的组分组成：硅酸盐水泥20-50份；轻烧氧化镁10-20份；作为发泡剂的双氧水5-10份以及松香钠皂5-10份；作为稳定剂的硬脂酸钙2-6份以及萘1-5份；选自植物秸杆粉或木粉或粉煤灰的填充料10-20份；再加上适量的水。
现有技术中，大多采用商用发泡剂和双氧水在容器中热水搅拌发泡；且一般都需要现场配备专用发泡机，只能在具备特定生产条件的地点生产制备，携带不方便；特别是在某些空间狭小的施工现场，例如厕所沉箱回填场所，发泡材料需求量小，现有的发泡混泥土无法满足就地发泡使用需求，难于满足零散性施工需求。碍于现有的这些缺陷，现有通常是将发泡后的材料输送至施工现场，但这样又容易导致填充固化后的材料的整体性，容易导致填充材料与基体的结合程度，进而容易产生裂缝，影响其防水、隔热等性能。
发明内容
为解决现有技术需要外加双氧水等发泡剂，且需要特制大型发泡机，施工不方便等缺陷，本发明提供了一种轻质发泡水泥填充材料，旨在不添加发泡剂及无需发泡机的前提下，还提升填充材料的整体性、防水性等性能。
另外，本发明还提供了所述的所述的轻质发泡水泥填充材料的应用方法(发泡方法)；旨在提升发泡后的材料的性能。
一种轻质发泡水泥填充材料，按重量份计，包括：
所述的发泡助剂选自十二烷基磺酸钠和/或十二烷基硫酸钠。
本发明中，通过所述重量份比例的物料的协同，可无需专用、大型发泡机，可手工、施工现场就地发泡。此外，所述的轻质发泡水泥填充材料容重小，材料轻。
作为优选，所述的发泡助剂选自十二烷基磺酸钠。
作为优选，所述的轻质发泡水泥填充材料，按重量份计，包括：
本发明中，所述的憎水剂为硬脂酸盐。
所述的硬脂酸盐可为现有常用的具有憎水作用的盐。
作为优选，所述的硬脂酸盐为硬脂酸钙。本发明人发现，采用硬脂酸钙效果最好。
所述的轻质发泡水泥填充材料，所述的保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵中的至少一种。
所述的水泥可为现有常用的硅酸水泥。例如强度等级为42.5、42.5R、52.5、52.5R等的硅酸盐水泥。
此外，本发明还提供了一种所述的轻质发泡水泥填充材料的发泡方法，将发泡助剂和元明粉溶解在水中，在30～150r/min转速下发泡至所投加水体积的500～600％，随后投加憎水剂、灰钙、保水剂，搅拌后再投加水泥，继续搅拌得所述的发泡水泥填充材料。
本发明人发现，在所述的物料配比下，配合所述的搅拌速率、发泡程度及物料的投加顺序，有助于发泡制得良好性能的填充材料。
本发明发泡方法无需特用发泡剂，在任何容器、常压和所述的搅拌转速下即可发泡；发泡过程简单。另外，发泡过程可以采用人工手动搅拌发泡，可无需专用机械设备发泡。本发明所述的发泡混凝土可根据施工场所、施工所需材料量就地发泡，因而，有助于改善填充体的整体性，另外，还有助于改善填充材料的抗水和隔热和隔温效果。
烷基磺酸钠和元明粉预先溶解发泡过程的搅拌转速对发泡效果影响大；作为优选，所述的搅拌转速为80～120r/min。
本发明优选的发泡顺序为：先将发泡助剂和硫酸钠混合、分别在所述的重量份的水下，再在所述的搅拌转速下搅拌发泡至所投加的水体积的5～6倍；随后再投加所述的憎水剂、灰钙、保水剂及水泥，继续搅拌得所述的发泡水泥填充材料。如此投加及控制所述的发泡程度有助于制得轻质发泡水泥。
本发明中，所述的轻质发泡水泥填充材料的容重为250～300kg/m3。
本发明制备的发泡水泥的容重小于300kg/m3；属于轻质材料。
本发明中，一种所述的优选的轻质发泡水泥填充材料的发泡方法，将1重量份的十二烷基磺酸钠和5重量份的元明粉溶解在200重量份的水中，在100～120r/min转速下发泡至所投加水体积的500～550％，随后投加5重量份的憎水剂、0.5重量份的灰钙、1重量份的保水剂，搅拌后再投加220～250重量份的水泥，继续搅拌得所述的发泡水泥填充材料。
本发明所述轻质发泡水泥填充材料可用作填充、屋顶隔热、外墙隔音隔温等材料。
有益效果
本发明中，通过所述的重量份比的十二烷基磺酸钠和元明粉的协同作用下，配合其他物料、重量配比以及所述发泡条件的协同，可制得容重250～300kg/m3的填充材料，符合轻质要求，相较于现有的轻质材料的容重大多在400～700kg/m3更轻。另外，本发明无需专用发泡机，可根据施工地点特性就地、人工发泡，且发泡的量可根据实际需求调整，克服了现有需要大型专用发泡机大规模发泡再将发泡后的产物输送到施工现场的弊端，进而更能保证填充体的完整性，有效克服了裂缝、漏水等情况的发生。
此外，本发明无需现有商用发泡机，且无需双氧水协助发泡。
具体实施方式
实施例1
按以下重量份比例发泡制得发泡混凝土：
所述的水泥为硅酸盐水泥。
所述的保水剂为聚丙烯酰胺。
在施工现场进行发泡，发泡步骤为：先将1重量份的十二烷基磺酸钠和5重量份的元明粉(十水合硫酸钠)溶解在200重量份的水中，在100～110r/min转速下发泡至所投加水体积的500～550％，随后投加5重量份的憎水剂、0.5重量份的灰钙、1重量份的保水剂，搅拌后再投加250重量份的水泥，继续搅拌均匀，制得发泡水泥填充材料。
制得的发泡水泥填充材料容重约为250kg/m3；将该发泡水泥填充材料填充至墙体裂缝中，整体性好。
本实施例制得的材料的导热系数为0.08W/(M.K)，可现场浇注施工，与主体工程结合紧密。另外，本实施例制得的材料的吸水性能为2～4(v/v％)，具有良好的防水性能，具有独立的封闭气泡及良好的整体性，可进一步提升了材料的防水、保温、隔音等性能。
实施例2
按以下重量份比例发泡制得发泡混凝土：
所述的水泥为硅酸盐水泥。
所述的保水剂为聚丙烯酰胺。
在施工现场进行发泡，发泡步骤为：先将所述重量份的十二烷基磺酸钠和元明粉(十水合硫酸钠)溶解在水中，在100～110r/min转速下发泡至所投加水体积的500～550％，随后投加憎水剂、灰钙、保水剂，搅拌后再投加水泥，继续搅拌均匀，制得发泡水泥填充材料。
制得的发泡水泥填充材料容重约为280kg/m3；将该发泡水泥填充材料填充至墙体裂缝中，整体性好，；
本实施例制得的材料的导热系数为0.12W/(M.K)，可现场浇注施工，与主体工程结合紧密。另外，本实施例制得的材料的吸水性能为5～6(v/v％)，具有良好的防水性能，具有独立的封闭气泡及良好的整体性，可进一步提升了材料的防水、保温、隔音等性能。
实施例3
按以下重量份比例发泡制得发泡混凝土：
所述的水泥为硅酸盐水泥。
所述的保水剂为聚丙烯酰胺。
在施工现场进行发泡，发泡步骤为：先将所述重量份的十二烷基磺酸钠和元明粉(十水合硫酸钠)溶解在水中，在100～110r/min转速下发泡至所投加水体积的500～550％，随后投加憎水剂、灰钙、保水剂，搅拌后再投加水泥，继续搅拌均匀，制得发泡水泥填充材料。
制得的发泡水泥填充材料容重约为290kg/m3；将该发泡水泥填充材料填充至墙体裂缝中，整体性好，；
本实施例制得的材料的导热系数为0.15W/(M.K)，可现场浇注施工，与主体工程结合紧密。另外，本实施例制得的材料的吸水性能为6～7(v/v％)，具有良好的防水性能，具有独立的封闭气泡及良好的整体性，可进一步提升了材料的防水、保温、隔音等性能。
实施例4
按以下重量份比例发泡制得发泡混凝土：
所述的水泥为硅酸盐水泥。
所述的保水剂为聚丙烯酰胺。
在施工现场进行发泡，发泡步骤为：先将所述重量份的十二烷基磺酸钠和元明粉(十水合硫酸钠)溶解在水中，在100～110r/min转速下发泡至所投加水体积的500～550％，随后投加憎水剂、灰钙、保水剂，搅拌后再投加水泥，继续搅拌均匀，制得发泡水泥填充材料。
制得的发泡水泥填充材料容重约为260kg/m3；将该发泡水泥填充材料填充至墙体裂缝中，整体性好，；
本实施例制得的材料的导热系数为0.13W/(M.K)，可现场浇注施工，与主体工程结合紧密。另外，本实施例制得的材料的吸水性能为5～6(v/v％)，具有良好的防水性能，具有独立的封闭气泡及良好的整体性，可进一步提升了材料的防水、保温、隔音等性能。
十二烷基硫酸钠制备的材料的性能差于十二烷基磺酸钠。
实施例5
和实施例1相比，区别在于，搅拌转速为30r/min；发泡至所投加水体积的550～600％。
制得的发泡水泥填充材料容重约为260kg/m3；将该发泡水泥填充材料填充至墙体裂缝中，整体性好，；
本实施例制得的材料的导热系数为0.23W/(M.K)，可现场浇注施工，与主体工程结合紧密。另外，本实施例制得的材料的吸水性能为9～10(v/v％)，具有良好的防水性能，具有独立的封闭气泡及良好的整体性，可进一步提升了材料的防水、保温、隔音等性能。
实施例6
和实施例1相比，区别在于，搅拌转速为150r/min；发泡至所投加水体积的550～600％。
制得的发泡水泥填充材料容重约为270kg/m3；将该发泡水泥填充材料填充至墙体裂缝中，整体性好，；
本实施例制得的材料的导热系数为0.29W/(M.K)，可现场浇注施工，与主体工程结合紧密。另外，本实施例制得的材料的吸水性能为9～10(v/v％)，具有良好的防水性能，具有独立的封闭气泡及良好的整体性，可进一步提升了材料的防水、保温、隔音等性能。
对比例1
和实施例1相比，区别在于，十二烷基磺酸钠的重量份为3，元明粉的重量份为15。
制得的发泡水泥填充材料容重约为320kg/m3。
本对比例制得的材料的导热系数为0.59W/(M.K)。另外，本对比例制得的材料的吸水性能为12～14(v/v％)。
对比例2
和实施例1相比，区别在于，不添加所述重量份的元明粉。
制得的发泡水泥填充材料容重约为406kg/m3。
本对比例制得的材料的导热系数为0.69W/(M.K)。另外，本对比例制得的材料的吸水性能为20～21(v/v％)。
对比例3
和实施例1相比，区别在于，不添加所述重量份的十二烷基磺酸钠。
制得的发泡水泥填充材料容重约为516kg/m3。
本对比例制得的材料的导热系数为0.66W/(M.K)。另外，本对比例制得的材料的吸水性能为23～24(v/v％)。
对比例4
和实施例1相比，区别在于，发泡过程中，搅拌的转速为200r/min，发泡至所投加水体积的800～850％。
制得的发泡水泥填充材料容重约为256kg/m3。
本对比例制得的材料的导热系数为0.71W/(M.K)。另外，本对比例制得的材料的吸水性能为20～20(v/v％)。

Claims (8)

1.一种轻质发泡水泥填充材料，其特征在于，按重量份计，包括：
所述的发泡助剂选自十二烷基磺酸钠和/或十二烷基硫酸钠。
2.如权利要求1所述的轻质发泡水泥填充材料，其特征在于，按重量份计，包括：
3.如权利要求1或2所述的轻质发泡水泥填充材料，其特征在于，所述的憎水剂为硬脂酸盐。
4.如权利要求1或2所述的轻质发泡水泥填充材料，其特征在于，所述的保水剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵中的至少一种。
5.如权利要求1或2所述的轻质发泡水泥填充材料，其特征在于，所述的轻质发泡水泥填充材料的容重为250～300kg/m3。
6.一种权利要求1～5任一项所述的轻质发泡水泥填充材料的发泡方法，其特征在于，将发泡助剂和元明粉溶解在水中，在30～150r/min转速下发泡至所投加水体积的500～600％，随后投加憎水剂、灰钙、保水剂，搅拌后再投加水泥，继续搅拌得所述的发泡水泥填充材料。
7.如权利要求6所述的轻质发泡水泥填充材料的发泡方法，其特征在于，所述的搅拌转速为80～120r/min。
8.如权利要求6所述的轻质发泡水泥填充材料的发泡方法，其特征在于，将1重量份的十二烷基磺酸钠和5重量份的元明粉溶解在200重量份的水中，在100～120r/min转速下发泡至所投加水体积的500～550％，随后投加5重量份的憎水剂、0.5重量份的灰钙、1重量份的保水剂，搅拌后再投加220～250重量份的水泥，继续搅拌得所述的发泡水泥填充材料。
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