CN112679135A - 一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂及其制备方法，其制备原料，按质量百分比计，包括发泡组分25～50％，稳泡剂10～20％，早强剂1～5％，增强纤维1～5％，增稠剂0.5～1.5％，水20～55％。发泡剂具很好的发泡能力和发泡稳定性，在泡沫混凝土内部形成的泡孔大小均一、分布均匀，能够提高混凝土早期强度，发泡剂中不含氯盐，降低了对钢筋混凝土，以及有金属预埋件的混凝土的影响。

Description

一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂

技术领域

本发明属于发泡剂领域，尤其涉及一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂。

背景技术

泡沫混凝土的密度小，在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料，一般可使建筑物自重降低25％左右；对结构构件而言，如采用发泡混凝土代替普通混凝土，可提高构件的承载能力；由于发泡混凝土中含有大量封闭的细小孔隙，因此具有良好的热工性能，即良好的保温隔热性能，这是普通混凝土所不具备的。

泡沫混凝土从完成浇筑到养护至所需强度需要一定的周期，在一定程度上拖慢了施工进度、降低了施工效率。为提高其早期强度、缩短养护时间、加快施工进度以提高施工效率。特别是东北、华北、西北地区常年冬期较长，以及在华东、华南地区冬季气温降至10℃以下的施工中，更需要提高混凝土早期强度，因此早强增强型泡沫混凝土发泡剂就显得尤为必要。在发泡剂中加入氯盐能够提高混凝土早期强度，但Cl离子的加入，会对钢筋混凝土，以及有金属预埋件的混凝土中产生不利的影响，对混凝土性能和长期稳定性存在潜在危害。另外，单一表面活性剂组分的发泡剂功能单一，不能完全满足实际泡沫混凝土生产需要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，按质量百分比计，其制备原料包括发泡组分25～50％，稳泡剂10～20％，早强剂1～5％，增强纤维1～5％，增稠剂0.5～1.5％，水20～55％。

作为一种优选的技术方案，所述发泡组分包括阴离子表面活性剂和植物蛋白。

作为一种优选的技术方案，所述阴离子表面活性剂选自：十二烷基甘氨酸钠、十二烷基肌氨酸钠、十二烷基硫酸钠、月桂酰谷氨酸钠、月桂酰肌氨酸钠、月桂酰甘氨酸钠、椰油酰谷氨酸钠、椰油酰肌氨酸钠、椰油酰甘氨酸钠中的任意一种或几种的混合。

作为一种优选的技术方案，所述阴离子表面活性剂和植物蛋白的重量比为(0.5～0.8)：1。

作为一种优选的技术方案，所述植物蛋白包括皂角苷植物蛋白和茶皂素植物蛋白，重量比为(0.5～1.5)：1。

作为一种优选的技术方案，所述稳泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、α-烯基磺酸钠、十二烷基二甲基氧化胺的任意一种或几种的混合。

作为一种优选的技术方案，所述早强剂为三异丙醇胺和亚硝酸钠的混合。

作为一种优选的技术方案，所述三异丙醇胺和亚硝酸钠的重量比为(8～12)：1。

作为一种优选的技术方案，所述增强纤维为聚丙烯纤维，抗拉强度大于500Mpa。

作为一种优选的技术方案，所述聚丙烯纤维的直径为15～50μm，长度为9～12mm。

有益效果：

1.阴离子表面活性剂与植物蛋白的复配，一方面能提高发泡倍数和缩短发泡时间，另一方面可以提高液膜稳定性。。

2.稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺，能够降低液膜阴离子表面活性剂阴离子基团的排斥力，从而实现稳泡。还能够与植物蛋白结合，降低气泡开孔率，减少泡沫之间的连通率，从而使气孔分布更均匀。

3.早强剂为三异丙醇胺和亚硝酸钠的混合，不仅能大幅度提高泡沫混凝土的早期强度发展速率，提高泡沫混凝土早期强度；而且能促使钢筋表面形成致密的保护膜。

4.聚丙烯纤维，抗拉强度大于500Mpa，能够提高泡沫混凝土的强度。

5.聚丙烯纤维的直径为15～50μm，长度为8～15mm，使泡沫混凝土内部形成的气孔具有更好的稳定性，从而进一步提高泡沫混凝土的抗冲击性能和韧性。。

具体实施方式

结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本发明所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本发明中提供的任何定义不一致，则以本发明中提供的术语定义为准。

在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本发明的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

为了解决上述问题，本发明提供了一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，按质量百分比计，其制备原料包括发泡组分25～50％，稳泡剂10～20％，早强剂1～5％，增强纤维1～5％，增稠剂0.5～1.5％，水20～55％。

阴离子表面活性剂具有较好的发泡能力，但液膜壁较薄，不稳定；植物蛋白对水泥和金属无腐蚀性，对环境不产生污染，但起泡效果差。在一些优选的实施方式中，所述发泡组分为阴离子表面活性剂和植物蛋白的混合，通过协同作用不仅能够发挥两者的优点，还能削弱各自的缺点。

所述阴离子表面活性剂选自：十二烷基甘氨酸钠、十二烷基肌氨酸钠、十二烷基硫酸钠、月桂酰谷氨酸钠、月桂酰肌氨酸钠、月桂酰甘氨酸钠、椰油酰谷氨酸钠、椰油酰肌氨酸钠、椰油酰甘氨酸钠中的任意一种或几种的混合。

所述植物蛋白选自：皂角苷植物蛋白和茶皂素植物蛋白的一种或两种的混合。

在一些优选的实施方式中，所述阴离子表面活性剂和植物蛋白重量比为(0.5～0.8)：1，一方面能提高发泡倍数和缩短发泡时间，另一方面可以提高液膜稳定性。在一些更优选的实施方式中，所述植物蛋白选自皂角苷植物蛋白和茶皂素植物蛋白的混合，重量比为(0.5～1.5)：1。

在一些优选的实施方式中，所述稳泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、α-烯基磺酸钠、十二烷基二甲基氧化胺的任意一种或几种的混合。在一些更优选的实施方式中，所述稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺，能够降低液膜阴离子表面活性剂阴离子基团的排斥力，从而实现稳泡。还能够与植物蛋白结合，降低气泡开孔率，减少泡沫之间的连通率，从而使气孔分布更均匀。

在一些优选的实施方式中，所述早强剂选自三异丙醇胺、甲酸钙、亚硝酸钠、乙酸、乙酸盐的任意一种或几种的混合。在一些更优选的实施方式中，所述早强剂为三异丙醇胺和亚硝酸钠的混合，重量比为(8～12)：1，不仅能大幅度提高泡沫混凝土的早期强度发展速率，提高泡沫混凝土早期强度；而且能促使钢筋表面形成致密的保护膜，防止泡沫混凝土内部钢筋的锈蚀；另外还不会影响液膜的稳定性。

在一些优选的实施方式中，所述增强纤维为聚丙烯纤维，抗拉强度大于500Mpa，能够提高泡沫混凝土的强度。在一些优选的实施方式中，所述聚丙烯纤维的直径为15～50μm，长度为8～15mm，具有较好的长径比，有利于吸收冲击能量，减小了冲击波被阻断引起的局部应力集中现象，还能缓解温度变化而引起的混凝土内部应力的作用，阻止温度裂缝的扩展。使泡沫混凝土内部形成的气孔具有更好的稳定性，从而进一步提高泡沫混凝土的抗冲击性能和韧性。

所述增稠剂选自阿拉伯胶、黄原胶、瓜尔胶的一种或几种混合。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。

实施例

以下通过实施例对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1

实施例1提供了一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，其制备原料，按质量百分比计，包括发泡组分35％，稳泡剂15％，早强剂3％，增强纤维3％，增稠剂1％，水43％。

所述发泡组分为十二烷基硫酸钠、皂角苷植物蛋白、茶皂素植物蛋白的混合，重量比为1.2：1：1。

所述稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺。

所述早强剂为三异丙醇胺和亚硝酸钠，重量比为10：1。

所述增强纤维为聚丙烯纤维，抗拉强度为599Mpa，直径为18～48μm，长度为12mm，购自北京博顺达建筑装饰工程有限公司。

所述增稠剂为黄原胶。

实施例2

与实施例1类似的提供了一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，但是在所述的制备原料中，按质量百分比计，包括发泡组分25％，稳泡剂15％，早强剂3％，增强纤维3％，增稠剂1％，水53％。

实施例3

与实施例1类似的提供了一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，但是在所述的制备原料中，按质量百分比计，包括发泡组分45％，稳泡剂15％，早强剂3％，增强纤维3％，增稠剂1％，水23％。

对比例1

与实施例1类似的提供了一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂及其制备方法，但是在所述的制备原料中，按质量百分比计，包括发泡组分20％，稳泡剂15％，早强剂3％，增强纤维3％，增稠剂1％，水58％。

对比例2

与实施例1类似的提供了一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，但所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂，所述发泡组分为十二烷基硫酸钠。

对比例3

与实施例1类似的提供了一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，但所述发泡组分为皂角苷植物蛋白。

对比例4

与实施例1类似的提供了一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂及其制备方法，但所述早强剂为三异丙醇胺。

对比例5

与实施例1类似的提供了一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂及其制备方法，但所述聚丙烯纤维的含量为0。

性能评价

1、发泡倍数测试

分别对实施例1～3和对比例1～5制备的发泡剂的发泡倍数进行测试，按照标准JG/T 266-2011《泡沫混凝土》规定的试验方法进行，测试结果见表1。

2、抗压强度测试

将水泥、煤灰、水按重量比制备2:1:1搅拌混合均匀，配置成水泥浆。将实施例1～3和对比例1～5制备的发泡剂分别加一定量的水稀释，发泡剂与稀释水重量比为1:10，放到容器内进行搅拌5min制得泡沫浆。分别将泡沫浆倒入水泥砂浆搅拌锅内，泡沫浆与水泥浆的重量比为1:1000，搅拌至泡沫水泥砂浆达到均匀稳定，倒入模具，一天后脱模，自然养护28天，得到泡沫混凝土试样。

将试样放置于液压式拉力试验机中，以均速进行试压，直至试样完全破坏，记录试样的最大破坏强度，如果强度大于4Mpa，记为强，强度小于4Mpa，记为低，结果见表1。

3、泡孔质量

观察泡沫混凝土试样内部泡孔形态，如果泡孔大小均一，分布均匀，且无大气孔或连通孔，记为好，反之记为差；结果见表1。

表1

实施例	发泡倍数	抗压强度	泡孔质量
				实施例1	40	强	好
实施例2	35	强	好
				实施例3	38	强	好
对比例1	21	低	差
				对比例2	13	低	差
对比例3	8	低	差
				对比例4	33	低	好
对比例5	31	低	好

通过实施例1～3和对比例1～5可以得知，本发明提供了一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，发泡剂具很好的发泡能力和发泡稳定性，在泡沫混凝土内部形成的泡孔大小均一、分布均匀，能够提高混凝土早期强度，发泡剂中不含氯盐，降低了对钢筋混凝土，以及有金属预埋件的混凝土的影响。

最后指出，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，其特征在于：按质量百分比计，其制备原料包括发泡组分25～50％，稳泡剂10～20％，早强剂1～5％，增强纤维1～5％，增稠剂0.5～1.5％，水20～55％。

2.根据权利要求1所述的一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，其特征在于：所述发泡组分包括阴离子表面活性剂和植物蛋白。

3.根据权利要求2所述的一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂选自：十二烷基甘氨酸钠、十二烷基肌氨酸钠、十二烷基硫酸钠、月桂酰谷氨酸钠、月桂酰肌氨酸钠、月桂酰甘氨酸钠、椰油酰谷氨酸钠、椰油酰肌氨酸钠、椰油酰甘氨酸钠中的任意一种或几种的混合。

4.根据权利要求3所述的一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂和植物蛋白的重量比为(0.5～0.8)：1。

5.根据权利要4所述的一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，其特征在于：所述植物蛋白包括皂角苷植物蛋白和茶皂素植物蛋白，重量比为(0.5～1.5)：1。

6.根据权利要求1所述的一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，其特征在于：所述稳泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、α-烯基磺酸钠、十二烷基二甲基氧化胺的任意一种或几种的混合。

7.根据权利要求1所述的一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，其特征在于：所述早强剂为三异丙醇胺和亚硝酸钠的混合。

8.根据权利要求7所述的一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，其特征在于：所述三异丙醇胺和亚硝酸钠的重量比为(8～12)：1。

9.根据权利要求1所述的一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，其特征在于：所述增强纤维为聚丙烯纤维，抗拉强度大于500Mpa。

10.根据权利要求9所述的一种早强增强型复合泡沫混凝土发泡剂，其特征在于：所述聚丙烯纤维的直径为15～50μm，长度为8～15mm。