CN108164211A - 一种发泡砌块的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发泡砌块的生产方法。这种砌块的生产方法包括以下步骤：1)制备发泡剂；2)制备发泡剂溶液；3)制备泡沫浆料；4)注模成型。本发明通过制备一种发泡倍数大、泌水性低、泡沫均匀度好的发泡剂，从而生产得到一种具有良好性能的砌块，对提高轻质砌块的稳定性及降低其成本具有重要的意义，实用性显著。

Description

一种发泡砌块的生产方法

技术领域

本发明涉及一种发泡砌块的生产方法。

背景技术

在我国已有的400亿平方米的城乡建筑中，只有3.2亿平方米的城市房屋可称得上节能建筑。全国每年竣工的20多亿平方米建筑中，只有不到1亿平方米建筑属于节能建筑，仅占3％左右。我国每平方米建筑采暖或制冷能耗约为发达国家的3倍。全国建筑使用能耗已占全国总能耗的27.5％。目前我国正以空前的规模建造高耗能建筑。

在社会需求持续增长和消费水平日益提高的今天，能源紧缺已成为制约我国经济和社会持续协调发展的重大课题。节约能源、降低能耗，特别是降低建筑能耗是摆在我们墙材工作者面前一项义不容辞的艰巨任务。在此背景下，研发一种建筑节能的砌块具有非常广阔的应用前景。

轻质砌块以其良好的特性，广泛应用于节能墙体材料中，在其他方面也获得了应用。应用于轻质砌块中的发泡剂种类很多，目前主要有：松香酸皂类发泡剂、金属铝粉发泡剂、植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、树脂皂类发泡剂、水解血胶发泡剂、石油磺酸铝发泡剂等。我国对发泡剂的研究总体上还比较落后，功能偏少，综合指标不高，发泡倍数低，泡沫泌水性大，同时泡沫的稳定性也不好，严重制约了轻质砌块在工程上的大规模应用。目前，需要研发一种发泡倍率高，泡沫稳定性能好的发泡剂，以适应轻质砌块的生产和推广使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发泡砌块的生产方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种发泡砌块的生产方法，包括以下步骤：

1)制备发泡剂：将氢氧化铝微粉、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、丙二酸、三乙醇胺、甲基纤维素、聚丙烯酰胺、引气剂和水混合，得到发泡剂；

2)制备发泡剂溶液：将发泡剂加水稀释，得到发泡剂溶液；

3)制备泡沫浆料：将水泥浆料和发泡剂溶液、稳泡剂、减水剂混合，搅拌均匀，得到泡沫浆料；

4)注模成型：将泡沫浆料注入模具，加热养护，冷却后脱模，得到砌块。

步骤1)中，发泡剂的具体制备方法为：

1)将十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠和引气剂混合，得到发泡剂初始料；

2)将发泡剂初始料、氢氧化铝微粉、丙二酸、甲基纤维素、聚丙烯酰胺与水混合，得到发泡剂初始溶液；

3)将发泡剂初始溶液与三乙醇胺混合，得到发泡剂。

步骤1)中，发泡剂的干基由以下质量份的原料组成：23～25份氢氧化铝微粉，20～22份十二烷基硫酸钠，17～19份十二烷基苯磺酸钠，4～6份丙二酸，6～8份三乙醇胺，4～6份甲基纤维素，2～4份聚丙烯酰胺，19～21份引气剂；发泡剂干基与水的质量比为1：(33～37)。

步骤1)中，引气剂为三萜皂甙引气剂。

步骤2)中，加水量为发泡剂质量的18～22倍。

步骤3)中，水泥浆料、发泡剂溶液、稳泡剂和减水剂的质量比为100：(15～20)：(1～1.5)：(0.3～0.8)。

步骤3)中，稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、黄原胶、羟乙基纤维素、硬脂酸钙中的至少一种；减水剂为木质素磺酸盐类减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂，脂肪酸系减水剂、聚羧酸系减水剂中的至少一种。

步骤3)中，水泥浆料的制备方法为：先将水泥和水混合后，再加入粉煤灰和石棉，搅拌均匀，得到水泥浆料。

水泥浆料中，水泥、粉煤灰和石棉的质量比为1：(0.5～0.7)：(0.3～0.5)；水泥料浆中的固含量为55wt％～65wt％。

步骤4)中，加热养护具体为：先加热至70℃～80℃养护4h～5h，再升温至200℃～250℃养护8h～10h。

本发明的有益效果是：

本发明通过制备一种发泡倍数大、泌水性低、泡沫均匀度好的发泡剂，从而生产得到一种具有良好性能的砌块，对提高轻质砌块的稳定性及降低其成本具有重要的意义，实用性显著。

具体实施方式

一种发泡砌块的生产方法，包括以下步骤：

1)制备发泡剂：将氢氧化铝微粉、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、丙二酸、三乙醇胺、甲基纤维素、聚丙烯酰胺、引气剂和水混合，得到发泡剂；

2)制备发泡剂溶液：将发泡剂加水稀释，得到发泡剂溶液；

3)制备泡沫浆料：将水泥浆料和发泡剂溶液、稳泡剂、减水剂混合，搅拌均匀，得到泡沫浆料；

4)注模成型：将泡沫浆料注入模具，加热养护，冷却后脱模，得到砌块。

步骤1)中，发泡剂的具体制备方法为：

1)将十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠和引气剂混合，得到发泡剂初始料；

2)将发泡剂初始料、氢氧化铝微粉、丙二酸、甲基纤维素、聚丙烯酰胺与水混合，得到发泡剂初始溶液；

3)将发泡剂初始溶液与三乙醇胺混合，得到发泡剂。

优选的，步骤1)中，发泡剂包括干基和水，发泡剂的干基由以下质量份的原料组成：23～25份氢氧化铝微粉，20～22份十二烷基硫酸钠，17～19份十二烷基苯磺酸钠，4～6份丙二酸，6～8份三乙醇胺，4～6份甲基纤维素，2～4份聚丙烯酰胺，19～21份引气剂；发泡剂干基与水的质量比为1：(33～37)。

优选的，步骤1)中，引气剂为三萜皂甙引气剂。

优选的，步骤2)中，加水量为发泡剂质量的18～22倍。

优选的，步骤3)中，水泥浆料、发泡剂溶液、稳泡剂和减水剂的质量比为100：(15～20)：(1～1.5)：(0.3～0.8)。

优选的，步骤3)中，稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、黄原胶、羟乙基纤维素、硬脂酸钙中的至少一种。

优选的，步骤3)中，减水剂为木质素磺酸盐类减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂，脂肪酸系减水剂、聚羧酸系减水剂中的至少一种。

优选的，步骤3)中，水泥浆料的制备方法为：先将水泥和水混合后，再加入粉煤灰和石棉，搅拌均匀，得到水泥浆料。

优选的，水泥浆料中，水泥、粉煤灰和石棉的质量比为1：(0.5～0.7)：(0.3～0.5)；水泥料浆中的固含量为55wt％～65wt％。

优选的，水泥为普通硅酸盐水泥。

优选的，粉煤灰为Ⅱ级F类粉煤灰。

优选的，步骤4)中，加热养护具体为：先加热至70℃～80℃养护4h～5h，再升温至200℃～250℃养护8h～10h。

以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。

实施例1：

一、制备发泡剂

1)将21质量份的十二烷基硫酸钠，18质量份十二烷基苯磺酸钠，20质量份三萜皂甙引气剂按比例混合，并在搅拌机中搅拌10分钟，使其均匀混合，得到发泡剂初始料；

2)向搅拌均匀的发泡剂初始料中加入按干基总质量35倍的水，以及24质量份氢氧化铝微粉、5质量份甲基纤维素、5质量份丙二酸、3质量份聚丙烯酰胺，搅拌1分钟，使其充分溶解，形成发泡剂初始溶液；

3)继续在搅拌的发泡剂初始溶液中加入7质量份三乙醇胺，继续搅拌10分钟，形成具有粘度的泡沫混凝土发泡剂溶液。

搅拌的速率控制在20r/min～40r/min。

二、制备发泡剂溶液

将发泡剂稀释20倍，即(发泡剂与水的质量比为1:19)，得到发泡剂溶液。

三、制备泡沫浆料

1、制备水泥浆料

将50质量份市售的华润牌普通42.5水泥与66.7质量份的水加入搅拌速度为20～40r/min的搅拌机中，搅拌1分钟。初步混合均匀后，再向初步搅拌均匀的浆体中加入30质量份的二级F类粉煤灰和20质量份的石棉，继续搅拌10～15分钟，完全混合均匀，得到固体浓度为60％的水泥浆料。

2、制备泡沫浆料

向搅拌均匀的水泥浆料中加入30份稀释后的发泡剂溶液，同时加入2质量份的聚乙烯醇稳泡剂和1质量份的萘系减水剂，继续搅拌10分钟，搅拌均匀后即得到泡沫浆料。

四、注模成型

将泡沫浆料搅拌机的出料口通过管道接入到砌块的模具附近，打开出料阀，将浆料通过管道输送到模具中，一个模具浇注好后，继续进行其它模具的浇注；将浇注好的模具放入烘房中加热到70～80℃左右养护4～5小时后，继续升温到200～250℃左右，养护8～10小时，待自然冷却后即可脱模。

实施例2：

实施例2的发泡剂干基由以下质量份的原料组成：25份氢氧化铝微粉，20份十二烷基硫酸钠，19份十二烷基苯磺酸钠，4份丙二酸，6份三乙醇胺，6份甲基纤维素，3份聚丙烯酰胺，20份三萜皂甙引气剂，其余与实施例1的相同。

实施例3：

实施例3的制备水泥浆料步骤中，所加入的粉煤灰为25质量份，石棉为25质量份，其余与实施例1的相同。

实施例4：

实施例4的制备泡沫浆料步骤中，所加入的稳泡剂为3质量份，减水剂为2质量份，其余与实施例1的相同。

对比例：

选用市场上所购买的洛阳海平水泥发泡技术研发有限公司生产的海平纳米热聚合基复合水泥发泡剂HP-03作为对比例，同样的方法采用该发泡剂制备发泡剂溶液，进而制备得到砌块，条件与实施例1的相同。

为进一步测定实施例发泡剂的性能，本发明采用了搅拌法进行测试。搅动法具有简单、方便、快速的优点，并且与本发泡剂生产方式相类似，能够较为准确的判定发泡剂的发泡性能。其具体步骤如下：1)将实施例1和2制备得到的发泡剂溶液静置24h后，取500mL发泡剂溶液加入到搅拌器中，在转速1400r/min下搅拌90秒；2)搅拌停止后静置20秒，去搅拌器上部的泡沫，装满100mL的烧杯，并刮平后称重，以测定发泡剂的发泡倍数；3)将步骤2)操作完成装满泡沫的烧杯静置半小时，用移液管吸出烧杯底泌出的水，称量水的重量，记录半小时泌水量；4)上述步骤2)和步骤3)操作的同时，将制取的泡沫均匀平铺在下部粘贴坐标纸的玻璃板上，泡沫上压另一块透明玻璃板，然后用高倍数码相机采集图像；对采集的图像中随机选取100cm²，对其中的泡沫直径大于5mm的泡沫个数进行统计，统计数值作为泡沫均匀性指数，以此来衡量泡沫尺寸稳定性；泡沫均匀性指数越大(即大泡数量越多)，表示泡沫均匀性越差。

另外，选用市场上所购买的洛阳海平水泥发泡技术研发有限公司生产的海平纳米热聚合基复合水泥发泡剂HP-03作为对比例进行比较。对比例的发泡剂溶液制备方法为直接按相同比例加入水溶液进行搅拌即可，其他测试条件与实施例的相同。

实施例1和2和对比例的发泡剂测试结果如表1所示。

表1实施例和对比例的发泡剂溶液测试结果

	发泡倍数	半小时泌水量(g/L)	泡沫均匀性指数
				实施例1	31.5	16.8	8
实施例2	31.8	16.4	12
				对比例	24.9	22.6	17

从表1可以看出，本发明实施例1和2的发泡剂其发泡倍数均达到了30倍以上，超过了目前市面上所售的发泡剂倍数，同时半小时泌水量也有一定程度的降低，最高达到了27％，同时其泡沫均匀性也有更好的表现。所以，本发明的发泡剂具有很好的应用前景。

实施例1～4和对比例制备所得的砌块其性能测试结果如表2所示。

表2实施例和对比例砌块性能

从表2可见，本实施例制备得到的砌块表观密度为520～530kg/m³，导热系数小于0.05W/(m·K)，砌块7天可满足目前混凝土砌块强度大于3MPa的要求，且性能比对比例的有提高。上述实施例1～4的砌块经过测试具有非常良好的隔音性能，能满足建筑施工的要求。

本发明的发泡剂具有更大的发泡倍数，同时其泌水性比现有发泡剂低，并且其泡沫的均匀性也更好，很好的解决了目前发泡剂在研究和使用过程中存在的发泡倍数低，泡沫均匀性差的问题，对提高轻质砌块的稳定性及降低其成本具有重要的意义，实用性显著。

Claims (10)

1.一种发泡砌块的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)制备发泡剂：将氢氧化铝微粉、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、丙二酸、三乙醇胺、甲基纤维素、聚丙烯酰胺、引气剂和水混合，得到发泡剂；

2)制备发泡剂溶液：将发泡剂加水稀释，得到发泡剂溶液；

3)制备泡沫浆料：将水泥浆料和发泡剂溶液、稳泡剂、减水剂混合，搅拌均匀，得到泡沫浆料；

4)注模成型：将泡沫浆料注入模具，加热养护，冷却后脱模，得到砌块。

2.根据权利要求1所述的一种发泡砌块的生产方法，其特征在于：步骤1)中，发泡剂的具体制备方法为：

1)将十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠和引气剂混合，得到发泡剂初始料；

2)将发泡剂初始料、氢氧化铝微粉、丙二酸、甲基纤维素、聚丙烯酰胺与水混合，得到发泡剂初始溶液；

3)将发泡剂初始溶液与三乙醇胺混合，得到发泡剂。

3.根据权利要求2所述的一种发泡砌块的生产方法，其特征在于：步骤1)中，发泡剂的干基由以下质量份的原料组成：23～25份氢氧化铝微粉，20～22份十二烷基硫酸钠，17～19份十二烷基苯磺酸钠，4～6份丙二酸，6～8份三乙醇胺，4～6份甲基纤维素，2～4份聚丙烯酰胺，19～21份引气剂；发泡剂干基与水的质量比为1：(33～37)。

4.根据权利要求3所述的一种发泡砌块的生产方法，其特征在于：步骤1)中，引气剂为三萜皂甙引气剂。

5.根据权利要求1所述的一种发泡砌块的生产方法，其特征在于：步骤2)中，加水量为发泡剂质量的18～22倍。

6.根据权利要求1所述的一种发泡砌块的生产方法，其特征在于：步骤3)中，水泥浆料、发泡剂溶液、稳泡剂和减水剂的质量比为100：(15～20)：(1～1.5)：(0.3～0.8)。

7.根据权利要求6所述的一种发泡砌块的生产方法，其特征在于：步骤3)中，稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、黄原胶、羟乙基纤维素、硬脂酸钙中的至少一种；减水剂为木质素磺酸盐类减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂，脂肪酸系减水剂、聚羧酸系减水剂中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的一种发泡砌块的生产方法，其特征在于：步骤3)中，水泥浆料的制备方法为：先将水泥和水混合后，再加入粉煤灰和石棉，搅拌均匀，得到水泥浆料。

9.根据权利要求8所述的一种发泡砌块的生产方法，其特征在于：水泥浆料中，水泥、粉煤灰和石棉的质量比为1：(0.5～0.7)：(0.3～0.5)；水泥料浆中的固含量为55wt％～65wt％。

10.根据权利要求1所述的一种发泡砌块的生产方法，其特征在于：步骤4)中，加热养护具体为：先加热至70℃～80℃养护4h～5h，再升温至200℃～250℃养护8h～10h。