CN109231943A - 一种高韧性发泡水泥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高韧性发泡水泥,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥100份,脱硫石膏20‑30份,起泡剂5‑7份,稳泡剂0.4‑0.6份,分散剂0.01‑0.02份,碳酸锂0.3‑0.5份,硬脂酸钙0.5‑1份,有机硅防水剂1‑2份,增强剂6‑8份,水55‑60份,其中,增强剂为纳米偏高岭土、改性碳纳米管、玄武岩纤维。本发明还公开了上述高韧性发泡水泥的制备方法。本发明韧性好,强度高。

Description

一种高韧性发泡水泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及水泥技术领域,尤其涉及一种高韧性发泡水泥及其制备方法。
背景技术
近年来,我国越来越重视建筑节能工作,节能材料倍数欢迎,泡沫水泥是一种新型轻质保温材料,常用于节能墙体材料中,其含有大量的封闭气孔,具有量的保温性能,且密度低;但是其强度和韧性较低。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种高韧性发泡水泥及其制备方法,本发明韧性好,强度高。
本发明提出的一种高韧性发泡水泥,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥100份,脱硫石膏20-30份,起泡剂5-7份,稳泡剂0.4-0.6份,分散剂0.01-0.02份,碳酸锂0.3-0.5份,硬脂酸钙0.5-1份,有机硅防水剂1-2份,增强剂6-8份,水55-60份,其中,增强剂为纳米偏高岭土、改性碳纳米管、玄武岩纤维。
优选地,在改性碳纳米管的制备过程中,将羧基化碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮加入水中超声分散均匀,然后加入聚乙烯醇混匀,以250-350r/min的速度湿法球磨1-2h,过滤取滤饼,晾干得到改性碳纳米管。
优选地,在改性碳纳米管的制备过程中,羧基化碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮、水、聚乙烯醇的重量比为4-6:0.1-0.2:100-200:8-12。
优选地,起泡剂为α-烯基磺酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、脂肪酸烷醇酰胺。
优选地,稳泡剂为三乙醇胺和羧甲基纤维素。
优选地,分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。
优选地,纳米偏高岭土、改性碳纳米管、玄武岩纤维的重量比为4-5:0.4-0.8:1-2。
优选地,玄武岩纤维的长度为3-5mm。
优选地,α-烯基磺酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、脂肪酸烷醇酰胺的重量比为3-4:1-1.5:0.5-1。
优选地,三乙醇胺和羧甲基纤维素的重量比为1:2-3。
本发明还公开了上述高韧性发泡水泥制备方法,包括如下步骤:将改性碳纳米管、以水总重量份计0.15-0.2倍的水混匀得到溶液A;将起泡剂、稳泡剂、以水总重量份计0.15-0.2倍的水混匀得到溶液B;将普通硅酸盐水泥、脱硫石膏、分散剂、碳酸锂、硬脂酸钙、有机硅防水剂、纳米偏高岭土、玄武岩纤维混匀后,加入剩余的水混匀得到水泥浆;将溶液A与水泥浆混匀后,再与溶液B混匀,注入模具成型,养护得到高韧性发泡水泥。
本发明选用α-烯基磺酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、脂肪酸烷醇酰胺相互配合作为发泡剂,可以增加发泡倍数并能提高泡沫的稳定性,保持泡沫均匀细小,与普通硅酸盐水泥相互配合,可以使得本发明内部结构均匀致密,提高强度和韧性;选用三乙醇胺和羧甲基纤维素相互配合,增加泡沫的稳定性,进一步提高本发明内部结构的致密性,提高强度和韧性;碳酸锂作为促凝剂,调节普通硅酸盐水泥的凝结速度和硬化速度,使得泡沫的保持时间和水泥的凝结硬化时间相互匹配,避免塌模的问题,并能使得本发明具有均匀致密的结构,增加本发明的强度和韧性;硬脂酸钙、有机硅防水剂相互配合,增加本发明的防水性;羧基化碳纳米管表面含有羧基,在聚乙烯吡咯烷酮的作用下与聚乙烯醇均匀分散,经湿法球磨,改善碳纳米管表面的状态,使得碳纳米管与水泥可以均匀分散,并且改善碳纳米管与水泥之间的界面相互作用,减少碳纳米管与水泥之间的裂缝,大大增加本发明的抗折性能和韧性,并与玄武岩纤维相互配合,进一步增加本发明的韧性和抗折性能,再配合纳米偏高岭土,可以填充在水泥颗粒和裂缝之间,减少水的填充比例,并且可以吸收水泥水化产生的氢氧化钙形成凝胶,改善水泥硬化体中孔隙率和孔结构,从而进一步增加本发明强度和韧性,并能增加本发明的耐久性能,纳米偏高岭土、改性碳纳米管、玄武岩纤维三者相互配合,可以大大增加本发明的强度和韧性;适宜长度的玄武岩纤维可以进一步增加本发明的韧性;上述各物质以适宜比例相互配合,可以进一步增加本发明的强度和韧性。
具体实施方式
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种高韧性发泡水泥,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥100份,脱硫石膏25份,起泡剂6份,稳泡剂0.5份,分散剂0.015份,碳酸锂0.4份,硬脂酸钙0.75份,有机硅防水剂1.5份,增强剂7份,水57.5份,其中,增强剂为纳米偏高岭土、改性碳纳米管、玄武岩纤维。
上述高韧性发泡水泥制备方法,包括如下步骤:将改性碳纳米管、以水总重量份计0.175倍的水混匀得到溶液A;将起泡剂、稳泡剂、以水总重量份计0.175倍的水混匀得到溶液B;将普通硅酸盐水泥、脱硫石膏、分散剂、碳酸锂、硬脂酸钙、有机硅防水剂、纳米偏高岭土、玄武岩纤维混匀后,加入剩余的水混匀得到水泥浆;将溶液A与水泥浆混匀后,再与溶液B混匀,注入模具成型,养护得到高韧性发泡水泥。
实施例2
一种高韧性发泡水泥,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥100份,脱硫石膏20份,起泡剂7份,稳泡剂0.4份,聚乙烯吡咯烷酮0.02份,碳酸锂0.3份,硬脂酸钙1份,有机硅防水剂1份,增强剂8份,水55份,其中,增强剂为纳米偏高岭土、改性碳纳米管、长度为3-5mm玄武岩纤维;
在改性碳纳米管的制备过程中,将羧基化碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮加入水中超声分散均匀,然后加入聚乙烯醇混匀,以350r/min的速度湿法球磨1h,过滤取滤饼,晾干得到改性碳纳米管,其中,羧基化碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮、水、聚乙烯醇的重量比为6:0.1:200:8。
上述高韧性发泡水泥制备方法,包括如下步骤:将改性碳纳米管、以水总重量份计0.15倍的水混匀得到溶液A;将起泡剂、稳泡剂、以水总重量份计0.2倍的水混匀得到溶液B;将普通硅酸盐水泥、脱硫石膏、分散剂、碳酸锂、硬脂酸钙、有机硅防水剂、纳米偏高岭土、玄武岩纤维混匀后,加入剩余的水混匀得到水泥浆;将溶液A与水泥浆混匀后,再与溶液B混匀,注入模具成型,养护得到高韧性发泡水泥。
实施例3
一种高韧性发泡水泥,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥100份,脱硫石膏30份,起泡剂5份,稳泡剂0.6份,聚乙烯吡咯烷酮0.01份,碳酸锂0.5份,硬脂酸钙0.5份,有机硅防水剂2份,增强剂6份,水60份,其中,增强剂为纳米偏高岭土、改性碳纳米管、长度为3-5mm玄武岩纤维;
在改性碳纳米管的制备过程中,将羧基化碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮加入水中超声分散均匀,然后加入聚乙烯醇混匀,以250r/min的速度湿法球磨2h,过滤取滤饼,晾干得到改性碳纳米管,其中,羧基化碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮、水、聚乙烯醇的重量比为4:0.2:100:12;
纳米偏高岭土、改性碳纳米管、玄武岩纤维的重量比为4:0.8:1;
起泡剂为α-烯基磺酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、脂肪酸烷醇酰胺,其中,α-烯基磺酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、脂肪酸烷醇酰胺的重量比为4:1:1;
稳泡剂为三乙醇胺和羧甲基纤维素,其中,三乙醇胺和羧甲基纤维素的重量比为1:2。
上述高韧性发泡水泥制备方法,包括如下步骤:将改性碳纳米管、以水总重量份计0.2倍的水混匀得到溶液A;将起泡剂、稳泡剂、以水总重量份计0.15倍的水混匀得到溶液B;将普通硅酸盐水泥、脱硫石膏、分散剂、碳酸锂、硬脂酸钙、有机硅防水剂、纳米偏高岭土、玄武岩纤维混匀后,加入剩余的水混匀得到水泥浆;将溶液A与水泥浆混匀后,再与溶液B混匀,注入模具成型,养护得到高韧性发泡水泥。
实施例4
一种高韧性发泡水泥,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥100份,脱硫石膏22份,起泡剂6.5份,稳泡剂0.45份,聚乙烯吡咯烷酮0.018份,碳酸锂0.35份,硬脂酸钙0.8份,有机硅防水剂1.3份,增强剂7.5份,水56份,其中,增强剂为纳米偏高岭土、改性碳纳米管、长度为3-5mm玄武岩纤维;
在改性碳纳米管的制备过程中,将羧基化碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮加入水中超声分散均匀,然后加入聚乙烯醇混匀,以320r/min的速度湿法球磨1.3h,过滤取滤饼,晾干得到改性碳纳米管,其中,羧基化碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮、水、聚乙烯醇的重量比为5.5:0.13:180:9;
纳米偏高岭土、改性碳纳米管、玄武岩纤维的重量比为5:0.4:2;
起泡剂为α-烯基磺酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、脂肪酸烷醇酰胺,其中,α-烯基磺酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、脂肪酸烷醇酰胺的重量比为3:1.5:0.5;
稳泡剂为三乙醇胺和羧甲基纤维素,其中,三乙醇胺和羧甲基纤维素的重量比为1:3。
上述高韧性发泡水泥制备方法,包括如下步骤:将改性碳纳米管、以水总重量份计0.16倍的水混匀得到溶液A;将起泡剂、稳泡剂、以水总重量份计0.18倍的水混匀得到溶液B;将普通硅酸盐水泥、脱硫石膏、分散剂、碳酸锂、硬脂酸钙、有机硅防水剂、纳米偏高岭土、玄武岩纤维混匀后,加入剩余的水混匀得到水泥浆;将溶液A与水泥浆混匀后,再与溶液B混匀,注入模具成型,养护得到高韧性发泡水泥。
实施例5
一种高韧性发泡水泥,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥100份,脱硫石膏28份,起泡剂5.5份,稳泡剂0.55份,聚乙烯吡咯烷酮0.012份,碳酸锂0.45份,硬脂酸钙0.6份,有机硅防水剂1.7份,增强剂6.5份,水58份,其中,增强剂为纳米偏高岭土、改性碳纳米管、长度为3-5mm玄武岩纤维;
在改性碳纳米管的制备过程中,将羧基化碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮加入水中超声分散均匀,然后加入聚乙烯醇混匀,以280r/min的速度湿法球磨1.7h,过滤取滤饼,晾干得到改性碳纳米管,其中,羧基化碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮、水、聚乙烯醇的重量比为4.5:0.17:120:11;
纳米偏高岭土、改性碳纳米管、玄武岩纤维的重量比为4.5:0.6:1.5;
起泡剂为α-烯基磺酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、脂肪酸烷醇酰胺,其中,α-烯基磺酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、脂肪酸烷醇酰胺的重量比为3.5:1.2:0.7;
稳泡剂为三乙醇胺和羧甲基纤维素,其中,三乙醇胺和羧甲基纤维素的重量比为1:2.5。
上述高韧性发泡水泥制备方法,包括如下步骤:将改性碳纳米管、以水总重量份计0.18倍的水混匀得到溶液A;将起泡剂、稳泡剂、以水总重量份计0.16倍的水混匀得到溶液B;将普通硅酸盐水泥、脱硫石膏、分散剂、碳酸锂、硬脂酸钙、有机硅防水剂、纳米偏高岭土、玄武岩纤维混匀后,加入剩余的水混匀得到水泥浆;将溶液A与水泥浆混匀后,再与溶液B混匀,注入模具成型,养护得到高韧性发泡水泥。
对实施例1-5进行性能检测,其结果如下:
组别 28d抗压强度MPa 28d拉压比
实施例1 6.02 0.099
实施例2 6.87 0.111
实施例3 6.33 0.107
实施例4 7.01 0.116
实施例5 7.10 0.119
由上表可以看出本发明强度高,韧性好。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高韧性发泡水泥,其特征在于,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥100份,脱硫石膏20-30份,起泡剂5-7份,稳泡剂0.4-0.6份,分散剂0.01-0.02份,碳酸锂0.3-0.5份,硬脂酸钙0.5-1份,有机硅防水剂1-2份,增强剂6-8份,水55-60份,其中,增强剂为纳米偏高岭土、改性碳纳米管、玄武岩纤维。
2.根据权利要求1所述高韧性发泡水泥,其特征在于,在改性碳纳米管的制备过程中,将羧基化碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮加入水中超声分散均匀,然后加入聚乙烯醇混匀,以250-350r/min的速度湿法球磨1-2h,过滤取滤饼,晾干得到改性碳纳米管;优选地,在改性碳纳米管的制备过程中,羧基化碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮、水、聚乙烯醇的重量比为4-6:0.1-0.2:100-200:8-12。
3.根据权利要求1或2所述高韧性发泡水泥,其特征在于,起泡剂为α-烯基磺酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、脂肪酸烷醇酰胺。
4.根据权利要求1-3任一项所述高韧性发泡水泥,其特征在于,稳泡剂为三乙醇胺和羧甲基纤维素。
5.根据权利要求1-4任一项所述高韧性发泡水泥,其特征在于,分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。
6.根据权利要求1-5任一项所述高韧性发泡水泥,其特征在于,纳米偏高岭土、改性碳纳米管、玄武岩纤维的重量比为4-5:0.4-0.8:1-2。
7.根据权利要求3-6任一项所述高韧性发泡水泥,其特征在于,玄武岩纤维的长度为3-5mm。
8.根据权利要求3-7任一项所述高韧性发泡水泥,其特征在于,α-烯基磺酸钠、椰油酰胺基丙基甜菜碱、脂肪酸烷醇酰胺的重量比为3-4:1-1.5:0.5-1。
9.根据权利要求4-8任一项所述高韧性发泡水泥,其特征在于,三乙醇胺和羧甲基纤维素的重量比为1:2-3。
10.一种如权利要求1-9任一项所述高韧性发泡水泥制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将改性碳纳米管、以水总重量份计0.15-0.2倍的水混匀得到溶液A;将起泡剂、稳泡剂、以水总重量份计0.15-0.2倍的水混匀得到溶液B;将普通硅酸盐水泥、脱硫石膏、分散剂、碳酸锂、硬脂酸钙、有机硅防水剂、纳米偏高岭土、玄武岩纤维混匀后,加入剩余的水混匀得到水泥浆;将溶液A与水泥浆混匀后,再与溶液B混匀,注入模具成型,养护得到高韧性发泡水泥。
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