CN109293297A - 一种低密度发泡水泥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低密度发泡水泥,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥80份,填料20‑40份,起泡剂4‑6份,稳泡剂0.2‑0.4份,碳酸锂0.5‑0.7份,有机硅防水剂1‑2份,羧甲基纤维素0.5‑0.7份,萘系减水剂0.1‑0.3份,改性椰壳纤维2‑4份,分散剂0.01‑0.02份,水40‑50份,其中,填料为聚苯颗粒、纳米偏高岭土、发泡玄武岩废料粉。本发明还公开了上述低密度发泡水泥的制备方法。本发明密度低,抗拉强度高。
Description
技术领域
本发明涉及水泥技术领域,尤其涉及一种低密度发泡水泥及其制备方法。
背景技术
发泡水泥具有不易燃、保温隔热、密度低等性能,是较为理想的新型无机建筑保温材料,然而现阶段我国已大量应用的发泡水泥的干密度一般为300-800kg/m3,相比于有机建筑保温材料,发泡水泥的密度过高,保温隔热性能较差,无法有效取代有机建筑保温材料大规模应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种低密度发泡水泥及其制备方法,本发明密度低,抗拉强度高。
本发明提出的一种低密度发泡水泥,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥80份,填料20-40份,起泡剂4-6份,稳泡剂0.2-0.4份,碳酸锂0.5-0.7份,有机硅防水剂1-2份,羧甲基纤维素0.5-0.7份,萘系减水剂0.1-0.3份,改性椰壳纤维2-4份,分散剂0.01-0.02份,水40-50份,其中,填料为聚苯颗粒、纳米偏高岭土、发泡玄武岩废料粉。
优选地,在改性椰壳纤维的制备过程中,将椰壳纤维加入3-巯丙基三甲氧基硅烷的乙醇水溶液中,升温至90-100℃,保温搅拌1-2h,然后取椰壳纤维晾干,切段得到改性椰壳纤维。
优选地,在改性椰壳纤维的制备过程中,3-巯丙基三甲氧基硅烷的乙醇水溶液的质量分数为5-7wt%,乙醇和水的重量比为1:9-10。
优选地,在改性椰壳纤维的制备过程中,椰壳纤维和3-巯丙基三甲氧基硅烷的重量比为1:0.5-0.7。
优选地,起泡剂为十二烷基硫酸钠和甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚双油酸酯。
优选地,稳泡剂为月桂酰二乙醇胺和三乙醇胺。
优选地,分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。
优选地,聚苯颗粒、纳米偏高岭土、发泡玄武岩废料粉的重量比为3-5:1:2-3。
优选地,发泡玄武岩废料粉为1000-2000目。
优选地,改性椰壳纤维的长度为4-6mm。
优选地,十二烷基硫酸钠和甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚双油酸酯的重量比为4-6:1。
优选地,月桂酰二乙醇胺和三乙醇胺的重量比为1-2:0.5。
本发明还提出了上述低密度发泡水泥制备方法,包括如下步骤:将起泡剂、稳泡剂和水混匀得到泡沫溶液;将普通硅酸盐水泥、填料、碳酸锂、有机硅防水剂、羧甲基纤维素、萘系减水剂、改性椰壳纤维、分散剂混匀,然后与泡沫溶液混匀,注入模具成型,养护得到低密度发泡水泥。
本发明选用十二烷基硫酸钠和甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚双油酸酯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;选用月桂酰二乙醇胺和三乙醇胺相互配合,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;有机硅防水剂、羧甲基纤维素相互配合,增加本发明的防水性;椰壳纤维与水泥相互配合,可以增加水泥的抗拉强度,且可以降低水泥的密度,经3-巯丙基三甲氧基硅烷改性,降低了椰壳纤维的亲水性,避免纤维吸水,增加水泥密度,并能增加防水性;聚苯颗粒、纳米偏高岭土、发泡玄武岩废料粉相互配合,可以大大降低本发明的密度,且与改性椰壳纤维相互配合,保持本发明的抗拉强度;水泥颗粒与聚苯颗粒、发泡玄武岩废料粉、改性椰壳纤维混合后,会产生细小裂缝,会降低水泥的抗拉强度和防水性,纳米偏高岭土可以填充在上述细小裂缝中,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的抗拉强度和防水性,并且保持本发明的低密度;适宜长度的改性椰壳纤维、适宜粒径的发泡玄武岩废料粉可以进一步增加本发明的抗拉强度;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抗拉强度,降低本发明的密度。
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
一种低密度发泡水泥,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥80份,填料30份,起泡剂5份,稳泡剂0.3份,碳酸锂0.6份,有机硅防水剂1.5份,羧甲基纤维素0.6份,萘系减水剂0.2份,改性椰壳纤维3份,分散剂0.015份,水45份,其中,填料为聚苯颗粒、纳米偏高岭土、发泡玄武岩废料粉。
上述低密度发泡水泥制备方法,包括如下步骤:将起泡剂、稳泡剂和水混匀得到泡沫溶液;将普通硅酸盐水泥、填料、碳酸锂、有机硅防水剂、羧甲基纤维素、萘系减水剂、改性椰壳纤维、分散剂混匀,然后与泡沫溶液混匀,注入模具成型,养护得到低密度发泡水泥;其干密度为190kg/m3。
实施例2
一种低密度发泡水泥,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥80份,填料20份,起泡剂6份,稳泡剂0.2份,碳酸锂0.7份,有机硅防水剂1份,羧甲基纤维素0.7份,萘系减水剂0.1份,长度为4-6mm改性椰壳纤维4份,聚乙烯吡咯烷酮0.01份,水50份,其中,填料为聚苯颗粒、纳米偏高岭土、1000目发泡玄武岩废料粉;
在改性椰壳纤维的制备过程中,将椰壳纤维加入质量分数为7wt%的3-巯丙基三甲氧基硅烷的乙醇水溶液中,升温至90℃,保温搅拌2h,然后取椰壳纤维晾干,切段得到改性椰壳纤维,其中,3-巯丙基三甲氧基硅烷的乙醇水溶液中,乙醇和水的重量比为1:9,椰壳纤维和3-巯丙基三甲氧基硅烷的重量比为1:0.7。
上述低密度发泡水泥制备方法,包括如下步骤:将起泡剂、稳泡剂和水混匀得到泡沫溶液;将普通硅酸盐水泥、填料、碳酸锂、有机硅防水剂、羧甲基纤维素、萘系减水剂、改性椰壳纤维、分散剂混匀,然后与泡沫溶液混匀,注入模具成型,养护得到低密度发泡水泥;其干密度为175kg/m3。
实施例3
一种低密度发泡水泥,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥80份,填料40份,起泡剂4份,稳泡剂0.4份,碳酸锂0.5份,有机硅防水剂2份,羧甲基纤维素0.5份,萘系减水剂0.3份,长度为4-6mm改性椰壳纤维2份,聚乙烯吡咯烷酮0.02份,水40份,其中,填料为聚苯颗粒、纳米偏高岭土、2000目发泡玄武岩废料粉;
在改性椰壳纤维的制备过程中,将椰壳纤维加入质量分数为5wt%的3-巯丙基三甲氧基硅烷的乙醇水溶液中,升温至100℃,保温搅拌1h,然后取椰壳纤维晾干,切段得到改性椰壳纤维,其中,3-巯丙基三甲氧基硅烷的乙醇水溶液中,乙醇和水的重量比为1:10,椰壳纤维和3-巯丙基三甲氧基硅烷的重量比为1:0.5;
聚苯颗粒、纳米偏高岭土、发泡玄武岩废料粉的重量比为5:1:2;
起泡剂为十二烷基硫酸钠和甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚双油酸酯,其中,十二烷基硫酸钠和甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚双油酸酯的重量比为6:1;
稳泡剂为月桂酰二乙醇胺和三乙醇胺,其中,月桂酰二乙醇胺和三乙醇胺的重量比为1:0.5。
上述低密度发泡水泥制备方法,包括如下步骤:将起泡剂、稳泡剂和水混匀得到泡沫溶液;将普通硅酸盐水泥、填料、碳酸锂、有机硅防水剂、羧甲基纤维素、萘系减水剂、改性椰壳纤维、分散剂混匀,然后与泡沫溶液混匀,注入模具成型,养护得到低密度发泡水泥;其干密度为187kg/m3。
实施例4
一种低密度发泡水泥,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥80份,填料35份,起泡剂4.5份,稳泡剂0.35份,碳酸锂0.55份,有机硅防水剂1.8份,羧甲基纤维素0.55份,萘系减水剂0.25份,长度为4-6mm改性椰壳纤维2.5份,聚乙烯吡咯烷酮0.018份,水42份,其中,填料为聚苯颗粒、纳米偏高岭土、2000目发泡玄武岩废料粉;
在改性椰壳纤维的制备过程中,将椰壳纤维加入质量分数为5.5wt%的3-巯丙基三甲氧基硅烷的乙醇水溶液中,升温至97℃,保温搅拌1.3h,然后取椰壳纤维晾干,切段得到改性椰壳纤维,其中,3-巯丙基三甲氧基硅烷的乙醇水溶液中,乙醇和水的重量比为1:9.7,椰壳纤维和3-巯丙基三甲氧基硅烷的重量比为1:0.55;
聚苯颗粒、纳米偏高岭土、发泡玄武岩废料粉的重量比为5:1:2;
起泡剂为十二烷基硫酸钠和甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚双油酸酯,其中,十二烷基硫酸钠和甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚双油酸酯的重量比为6:1;
稳泡剂为月桂酰二乙醇胺和三乙醇胺,其中,月桂酰二乙醇胺和三乙醇胺的重量比为1:0.5。
上述低密度发泡水泥制备方法,包括如下步骤:将起泡剂、稳泡剂和水混匀得到泡沫溶液;将普通硅酸盐水泥、填料、碳酸锂、有机硅防水剂、羧甲基纤维素、萘系减水剂、改性椰壳纤维、分散剂混匀,然后与泡沫溶液混匀,注入模具成型,养护得到低密度发泡水泥;其干密度为180kg/m3。
实施例5
一种低密度发泡水泥,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥80份,填料25份,起泡剂5.5份,稳泡剂0.25份,碳酸锂0.65份,有机硅防水剂1.2份,羧甲基纤维素0.65份,萘系减水剂0.15份,长度为4-6mm改性椰壳纤维3.5份,聚乙烯吡咯烷酮0.012份,水48份,其中,填料为聚苯颗粒、纳米偏高岭土、1000目发泡玄武岩废料粉;
在改性椰壳纤维的制备过程中,将椰壳纤维加入质量分数为6.5wt%的3-巯丙基三甲氧基硅烷的乙醇水溶液中,升温至93℃,保温搅拌1.7h,然后取椰壳纤维晾干,切段得到改性椰壳纤维,其中,3-巯丙基三甲氧基硅烷的乙醇水溶液中,乙醇和水的重量比为1:9.3,椰壳纤维和3-巯丙基三甲氧基硅烷的重量比为1:0.65;
聚苯颗粒、纳米偏高岭土、发泡玄武岩废料粉的重量比为4:1:2.5;
起泡剂为十二烷基硫酸钠和甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚双油酸酯,其中,十二烷基硫酸钠和甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚双油酸酯的重量比为5:1;
稳泡剂为月桂酰二乙醇胺和三乙醇胺,其中,月桂酰二乙醇胺和三乙醇胺的重量比为1.5:0.5。
上述低密度发泡水泥制备方法,包括如下步骤:将起泡剂、稳泡剂和水混匀得到泡沫溶液;将普通硅酸盐水泥、填料、碳酸锂、有机硅防水剂、羧甲基纤维素、萘系减水剂、改性椰壳纤维、分散剂混匀,然后与泡沫溶液混匀,注入模具成型,养护得到低密度发泡水泥;其干密度为170kg/m3。
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)
1.一种低密度发泡水泥,其特征在于,其原料按重量份包括:普通硅酸盐水泥80份,填料20-40份,起泡剂4-6份,稳泡剂0.2-0.4份,碳酸锂0.5-0.7份,有机硅防水剂1-2份,羧甲基纤维素0.5-0.7份,萘系减水剂0.1-0.3份,改性椰壳纤维2-4份,分散剂0.01-0.02份,水40-50份,其中,填料为聚苯颗粒、纳米偏高岭土、发泡玄武岩废料粉。
2.根据权利要求1所述低密度发泡水泥,其特征在于,在改性椰壳纤维的制备过程中,将椰壳纤维加入3-巯丙基三甲氧基硅烷的乙醇水溶液中,升温至90-100℃,保温搅拌1-2h,然后取椰壳纤维晾干,切段得到改性椰壳纤维;优选地,在改性椰壳纤维的制备过程中,3-巯丙基三甲氧基硅烷的乙醇水溶液的质量分数为5-7wt%,乙醇和水的重量比为1:9-10;优选地,在改性椰壳纤维的制备过程中,椰壳纤维和3-巯丙基三甲氧基硅烷的重量比为1:0.5-0.7。
3.根据权利要求1或2所述低密度发泡水泥,其特征在于,起泡剂为十二烷基硫酸钠和甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚双油酸酯。
4.根据权利要求1-3任一项所述低密度发泡水泥,其特征在于,稳泡剂为月桂酰二乙醇胺和三乙醇胺。
5.根据权利要求1-4任一项所述低密度发泡水泥,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任一项所述低密度发泡水泥,其特征在于,聚苯颗粒、纳米偏高岭土、发泡玄武岩废料粉的重量比为3-5:1:2-3。
7.根据权利要求1-6任一项所述低密度发泡水泥,其特征在于,发泡玄武岩废料粉为1000-2000目;优选地,改性椰壳纤维的长度为4-6mm。
8.根据权利要求3-7任一项所述低密度发泡水泥,其特征在于,十二烷基硫酸钠和甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚双油酸酯的重量比为4-6:1。
9.根据权利要求4-8任一项所述低密度发泡水泥,其特征在于,月桂酰二乙醇胺和三乙醇胺的重量比为1-2:0.5。
10.一种如权利要求1-9任一项所述低密度发泡水泥制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将起泡剂、稳泡剂和水混匀得到泡沫溶液;将普通硅酸盐水泥、填料、碳酸锂、有机硅防水剂、羧甲基纤维素、萘系减水剂、改性椰壳纤维、分散剂混匀,然后与泡沫溶液混匀,注入模具成型,养护得到低密度发泡水泥。
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