CN110668743A - 一种发泡混凝土的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发泡混凝土的制备方法，该方法以超细粒度的粉煤灰、钢渣粉和水泥为原料，加入Ni@Fe‑C纳米复合发泡液，在发泡剂作用下粉煤灰、钢渣粉和水泥间形成容重高、孔隙率低的发泡混凝土。本发明制备的发泡混凝土相比于传统的混凝土，制备工艺简便，拉伸强度大，材料的隔热性能强。
Description
技术领域
本发明涉及一种发泡混凝土的制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
发泡混凝土具有生产成本低、利于固体废弃物的资源化综合利用、防火、保温、吸声等优势，有着十分广阔的应用前景。发泡混凝土对质量的要求是高强度、低密度、孔结构均匀，但在实际制备中，发泡混凝土的强度和密度之间的矛盾难以平衡，孔结构难以控制，致使产品质量难以满足市场的需求，如何解决发泡混凝土的强度、密度和孔结构定向控制等关键技术问题，一直是科技研发的努力方向。研究表明发泡混凝土的制备过程是一个极其复杂的物理化学过程，涉及复杂的发泡、稳泡、水化胶凝与硬化机理，也涉及到原料配方、搅拌与养护等工艺条件优化。本发明以粉煤灰、钢渣粉、水泥为原料，加入纳米复合发泡剂，以获得获得密度较低的发泡混凝土。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种发泡混凝土的制备方法。
一种发泡混凝土的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
称取100~200重量份水泥、70~80重量份粉煤灰、40~60钢渣粉加入砂浆锅中进行干拌30min至其混合均匀，再称取140~250重量份50℃水加入混合好的干粉物料中，置于实验室分散机中搅拌制浆，搅拌速度为1200r/min，搅拌时间为3min；然后，向砂浆锅中迅速加入5~9重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液，再持续搅拌约30s，机械搅拌5min；然后在1.5MPa的空气压力下，将上述混合湿料浸润至150kg/m3的玄武岩纤维毡中，发泡，即得发泡混凝土。
有益效果：以超细粒度的粉煤灰、钢渣粉和水泥为原料，在其纳米发泡剂作用下粉煤灰、钢渣粉和水泥间形成容重高、孔隙率低的发泡混凝土，同时形成了较多坚硬的水化产物，因而其抗压强度高，另外发泡混凝土中采用Ni@Fe-C复合纳米发泡液，将传统化学发泡剂与复合纳米固体材料复合形成纳米复合的新型微泡发泡液，能够产生孔径极小(可以达到45-60μm)，稳定性极佳的泡沫，以保证用其生产的泡沫混凝土具有分散均匀，存在较多微小的气孔，其孔径小于空气分子的自由程，可使空气处于静止状态，有效抑制热对流传热，空气的导热系数为0.01～0.04W/(m•K)，空气导热能力要比固体小很多，气孔的存在也大大降低了发泡混凝土的导热能力，提高发泡混凝土保温效果，并且Ni@Fe-C。
具体实施方式
实施例1
称取150重量份水泥、70重量份粉煤灰、50钢渣粉加入砂浆锅中进行干拌 30min至其混合均匀，再称取175重量份50℃水加入混合好的干粉物料中，置于实验室分散机中搅拌制浆，搅拌速度为1200r/min，搅拌时间为3min；然后，向砂浆锅中迅速加入6.5重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液，再持续搅拌约30s，机械搅拌5min；然后在1.5MPa的空气压力下，将上述混合湿料浸润至150kg/m3的玄武岩纤维毡中，发泡，即得发泡混凝土。
所述Ni@Fe-C纳米复合发泡液的制备方法：
称取1重量份木质素溶解在57重量份N，N-二甲基甲酰胺溶液中，超声分散30min后加入3.6重量份碳酸钾、2重量份聚乙二醇，搅拌30min，缓慢滴加4重量份3-溴丙酸甲酯，常温下搅拌12h，再加入0.4重量份六水合硝酸镍、0.1重量份氯化铁、0.5重量份羧基化木质素、1重量份N,N'-二亚硝基五次甲基四胺、35重量份去离子水，搅拌30min后转移至水热反应釜中，然后将水热釜置于105℃烘箱中水热12h，离心、洗涤、干燥后得到镍/铁-木质素配合物，将得到的镍/铁-木质素配合物放入管式炉，在氩气气氛中从室温以2℃/min升温至800℃，焙烧2h，得到Ni@Fe-C复合纳米粉体，将得到的Ni@Fe-C复合纳米粉体与分数为10%的十二烷基苯磺酸钠溶液中按照质量1：10比例混合形成Ni@Fe-C复合微纳米发泡液。
实施例2
与实施例1完全相同，不同在于：加入100重量份水泥、70重量份粉煤灰、40钢渣粉、140重量份50℃水、5重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。
实施例3
与实施例1完全相同，不同在于：加入100重量份水泥、80重量份粉煤灰、60钢渣粉、160重量份50℃水、6重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。
实施例4
与实施例1完全相同，不同在于：加入100重量份水泥、75重量份粉煤灰、60钢渣粉、150重量份50℃水、6重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。
实施例5
与实施例1完全相同，不同在于：加入150重量份水泥、75重量份粉煤灰、40钢渣粉、170重量份50℃水、6.5量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。
实施例6
与实施例1完全相同，不同在于：加入150重量份水泥、80重量份粉煤灰、40钢渣粉、175重量份50℃水、6.5重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。
实施例7
与实施例1完全相同，不同在于：加入200重量份水泥、70重量份粉煤灰、50钢渣粉、210重量份50℃水、8重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。
实施例8
与实施例1完全相同，不同在于：加入200重量份水泥、75重量份粉煤灰、50钢渣粉、210重量份50℃水、8重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。
实施例9
与实施例1完全相同，不同在于：加入200重量份水泥、80重量份粉煤灰、60钢渣粉、220重量份50℃水、8.5重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液。
实施例10与实施例1相同，不同在于，
所述Ni@Fe-C纳米复合发泡液的制备方法：
称取1重量份木质素溶解在57重量份N，N-二甲基甲酰胺溶液中，超声分散30min后加入3.6重量份碳酸钾、2重量份聚乙二醇，搅拌30min，缓慢滴加4重量份3-溴丙酸甲酯，常温下搅拌12h，再加入0.4重量份六水合硝酸镍、0.1重量份氯化铁、0.5重量份羧基化木质素、1重量份N,N'-二亚硝基五次甲基四胺、35重量份去离子水，搅拌30min后转移至水热反应釜中，然后将水热釜置于105℃烘箱中水热12h，离心、洗涤、干燥后得到镍/铁-木质素配合物，将得到的镍/铁-木质素配合物放入管式炉，在氩气气氛中从室温以2℃/min升温至800℃，焙烧2h，得到Ni@Fe-C复合纳米粉体，将得到的Ni@Fe-C复合纳米粉体与质量分数10%的十二烷基苯磺酸钠溶液中按照质量1：10比例混合，再加入5%的丁基卡必醇形成Ni@Fe-C复合微纳米发泡液。
对比例
与实施例1完全相同，不同在于：制备发泡混凝土过程中不加入Ni@Fe-C复合纳米粉体仅仅加入10%的十二烷基苯磺酸钠溶液。
按照下述方法对实施例进行性能测试。
抗压强度测试参照JC/T1062-2007《泡沫混凝土砌块》测定，导热系数试验方法参照GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》测定。
发泡混凝土性能测试
测试样 热导率（W/（m•k）） 抗压强度MPa
实施例1 0.06296 4.1
实施例2 0.06374 3.7
实施例3 0.07296 3.5
实施例4 0.08273 2.2
实施例5 0.11342 2.1
实施例6 0.10295 2.8
实施例7 0.13572 2.6
实施例8 0.10519 2.4
实施例9 0.09658 3.4
实施例10 0.04196 5.9
对比例 0.11445 1.1
由实施例可以发现，当在实施例1所处于配比环境中，制得的发泡混凝土性能测试的隔热效果最好，说明实施例1原料配比和操作工艺可制备抗拉伸性能和隔热性能更高的发泡材料，可能的原因是在制备发泡混凝土过程中以超细粒度的粉煤灰、钢渣粉和水泥为原料，加入Ni@Fe-C纳米复合发泡液，在发泡剂作用下粉煤灰、钢渣粉和水泥间形成容重高、孔隙率低的发泡混凝土，同时形成了较多坚硬的水化产物，因而其抗压强度高，另外发泡混凝土中存在较多微小的气孔，其孔径小于空气分子的自由程，可使空气处于静止状态，有效抑制热对流传热，空气的导热系数为0.01～0.04W/(m•K)，空气导热能力要比固体小很多，气孔的存在也大大降低了发泡混凝土的导热能力，提高发泡混凝土保温效果。。申请人意外的发现，通过将制备Ni@Fe-C纳米复合发泡液过程中加入少量丁基卡必醇混合溶液处理后其隔热性能相比其他对比例却得到大幅度的提升。可见其对于提高气泡稳定性并延长气泡破灭周期，使得生成的泡沫混凝土内部孔隙更均匀，孔径更小，降低其干密度和导热系数。
Claims (4)
1.一种发泡混凝土的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
称取100~200重量份水泥、70~80重量份粉煤灰、40~60钢渣粉加入砂浆锅中进行干拌30min至其混合均匀，再称取140~250重量份50℃水加入混合好的干粉物料中，置于分散机中搅拌制浆，搅拌速度为1200r/min，搅拌时间为3min；然后，向砂浆锅中迅速加入5~9重量份Ni@Fe-C纳米复合发泡液，再持续搅拌约30s，机械搅拌5min；然后在1.5MPa的空气压力下，将上述混合湿料浸润至150kg/m3的玄武岩纤维毡中，发泡，即得发泡混凝土。
2.根据权利要求1中一种发泡混凝土的制备方法，其特征在于步骤中粉煤灰中位径为3μm。
3.根据权利要求1中一种发泡混凝土的制备方法，其特征在于步骤中钢渣粉中位径为2.5μm。
4.根据权利要求1中一种发泡混凝土的制备方法，其特征在于步骤中Ni@Fe-C纳米复合发泡液的制备方法：
称取1重量份木质素溶解在57重量份N，N-二甲基甲酰胺溶液中，超声分散30min后加入3.6重量份碳酸钾、2重量份聚乙二醇，搅拌30min，缓慢滴加4重量份3-溴丙酸甲酯，常温下搅拌12h，再加入0.4重量份六水合硝酸镍、0.1重量份氯化铁、0.5重量份羧基化木质素、1重量份N,N'-二亚硝基五次甲基四胺、35重量份去离子水，搅拌30min后转移至水热反应釜中，然后将水热釜置于105℃烘箱中水热12h，离心、洗涤、干燥后得到镍/铁-木质素配合物，将得到的镍/铁-木质素配合物放入管式炉，在氩气气氛中从室温以2℃/min升温至800℃，焙烧2h，得到Ni@Fe-C复合纳米粉体，将得到的Ni@Fe-C复合纳米粉体与分数为10%的十二烷基苯磺酸钠溶液中按照质量1：10比例混合形成Ni@Fe-C复合微纳米发泡液。
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| CN201911032601.XA CN110668743A (zh) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | 一种发泡混凝土的制备方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117343572A (zh) * | 2023-11-22 | 2024-01-05 | 广东炎墨方案科技有限公司 | 一种雾面阻焊油墨及其制备方法 |
-
2019
- 2019-10-28 CN CN201911032601.XA patent/CN110668743A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117343572A (zh) * | 2023-11-22 | 2024-01-05 | 广东炎墨方案科技有限公司 | 一种雾面阻焊油墨及其制备方法 |
| CN117343572B (zh) * | 2023-11-22 | 2024-03-19 | 广东炎墨方案科技有限公司 | 一种雾面阻焊油墨及其制备方法 |
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