CN113387640A - 一种整体超疏水硅酸盐水泥泡沫混凝土制品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种整体超疏水硅酸盐水泥泡沫混凝土制品的制备方法，按照一定的配合比将普通硅酸盐水泥、标准砂、纤维、水、减水剂和含氢硅油拌和均匀，然后振实、成型、脱模、养护后得到混凝土试样；将混凝土试样表皮用100目～600目的砂纸打磨掉表皮后即得到表面和内部任意断裂面均具有超疏水的整体超疏水硅酸盐泡沫混凝土制品。本发明制备方法与硅酸盐混凝土制备过程完成同步，不影响水泥添加剂的使用，可操作性强；所制备的整体超疏水硅酸盐泡沫混凝土制品密度小，憎水性好，可提高墙体建筑材料的保温、隔热及防水性能，并且产品的内部任意断裂面均具有超疏水功能。

Description

一种整体超疏水硅酸盐水泥泡沫混凝土制品及其制备方法
技术领域
本发明属于硅酸盐水泥制品憎水改性技术领域，具体涉及一种整体超疏水硅酸盐水泥泡沫水泥制品及其制备方法。
背景技术
硅酸盐水泥混凝土材料，如钢筋混凝土、水泥混凝土、建筑外墙水泥砂浆等，大量用于铺路、桥梁、建筑、堤坝等领域。在服役过程中通常都会与环境中的水接触，如雨水、河流、湖泊、海水、海浪等。未经表面处理的硅酸盐水泥呈亲水性，很容易吸水；硅酸盐水泥制品中还含有数量巨大的孔隙，表面吸水饱和后可通过空隙进入水泥制品内部。这些水通常含有侵蚀性介质，如雨水中可能含有酸雨；河流与湖泊中可能含有硫酸盐；海水中含有氯盐。这些侵蚀介质长期作用会对水泥制品产生破坏。利用超疏水材料和技术可以将水或侵蚀性水溶液对硅酸盐水泥制品的破坏大大降低。如专利文献（申请号201611030438X）将水溶性的低表面能材料硅烷、氟硅烷或含氟丙烯酸酯，添加到水泥混合料中，拌和成型后表面用金属丝网压出粗糙结构。风干后揭除表面丝网即得到超疏水混凝土，但这种方法制备的水泥制备密度较大，不属于泡沫水泥制品的范畴。
另一方面，随着科技的进步和人们对生活与工作环境舒适性要求的提高，在保障室内温度方面所消耗的能量也逐渐提高，建筑能耗已达到社会总能耗的40%左右。泡沫水泥保温板是一种轻质、保温、隔热、防火的建筑节能材料。泡沫水泥通常是在硅酸盐水泥混合料的基础上，采用物理或化学方法进行发泡制备。在硬化的水泥制品中形成封闭或半封闭的孔洞，达到降低密度的目的。如专利文献（2009801608524）公布了用于制备交联的发泡水泥产品的组合物，包括产生泡沫的聚羧酸盐表面活性剂和稳定泡沫的聚乙烯醇等聚合物型稳定剂，但该方法制备的发泡水泥不具有超疏水性。随着人们对水泥制品综合性能的要求不断提高，如能在水泥混合料中添加简单的组分，在不改变水泥制品制备工艺、效率和成本的前提下，制备具有整体超疏水性（表面具有表面超疏水性，表面磨损后新裸露的表面也具有超疏水性）的新型泡沫水泥材料制品，必将具有极大的工业化生产潜力并拓展高附加值水泥制品的应用领域。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种整体超疏水硅酸盐水泥泡沫混凝土制品及其制备方法，可以在对水泥制品进行发泡的同时，赋予水泥制品整体超疏水性。
本发明是这样来实现的。
一种整体超疏水硅酸盐水泥泡沫混凝土制品的制备方法，其特征在于，方法步骤为：按照一定的配合比将普通硅酸盐水泥、标准砂、纤维、水、减水剂和含氢硅油拌和均匀，然后倒入塑料模具中振实；24小时候脱模，在标准养护箱中养护28天；将养护后的混凝土试块表面用打磨机去除表皮后即得到整体超疏水硅酸盐水泥泡沫混凝土制品。
进一步地，上述的整体超疏水硅酸盐水泥泡沫混凝土制品的制备方法，其特征在于：所述的普通硅酸盐水泥采用标号为P.O42.5的普通硅酸盐水泥；标准砂采用水泥试验用标准砂；纤维为长度9～12mm，直径0.04mm的短切聚丙烯纤维；水为市政自来水；减水剂为聚羧酸盐减水剂；含氢硅油的含氢量为1.0～1.6%。
进一步地，上述的整体超疏水硅酸盐水泥泡沫混凝土制品的制备方法，其特征在于：所述普通硅酸盐水泥、标准砂、纤维、水、减水剂和含氢硅油拌的配料比为水泥100重量份，标准砂10～100重量份，纤维0～10重量份，水45～50重量份，减水剂0～0.80重量份，含氢硅油0.5～3.0重量份。
进一步地，上述的整体超疏水硅酸盐水泥泡沫混凝土制品的制备方法，其特征在于：打磨机使用手持式电动打磨机，采用标号为100目～600目的砂纸磨掉表面层。
上述方法所制备的整体超疏水硅酸盐水泥泡沫水泥制品，其密度为400～800kg/m3，表面对水滴的接触角大于150°，滚动角小于10°；用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角大于150°，滚动角小于10°。
本发明的有益效果：1、本发明不改变硅酸盐水泥混凝土的配方，按照硅酸盐水泥混凝土的方式进行加工，制备周期与硅酸盐水泥混凝土保持完全一致。2、不需要额外使用致孔剂或发泡剂，成孔、憎水改性与材料成型过程一步完成。3、产品的内部任意断裂面均具有超疏水功能。
附图说明
图1为本发明实施例1中得到的整体超疏水硅酸盐水泥泡沫水泥制品表面的水滴照片。
图2本发明实施例1中得到的整体超疏水硅酸盐水泥泡沫水泥制品折断面水滴照片。
具体实施方式
下面实施例、对比例以及附图对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
将普通硅酸盐水泥100克，标准砂10克，自来水45克，含氢量1.6%的含氢硅油1.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到硅酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为100目的砂纸磨掉表面层，即得到整体超疏水硅酸盐水泥泡沫水泥制品。其密度为528kg/m3，表面对水滴的接触角为152.4°，滚动角为6.3°；用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为152.6°，滚动角为7.3°。其疏水效果如图1、图2所示。
对比例1
将铝酸盐水泥（嘉耐A700型）100克，标准砂10克，自来水45克，含氢量1.6%的含氢硅油1.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到铝酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为100目的砂纸磨掉表面层，得到铝酸盐水泥样品。其密度为1815kg/m3，表面对水滴的接触角为0°，用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为0°。
实施例2
将普通硅酸盐水泥100克，标准砂10克，自来水45克，含氢量1.6%的含氢硅油2.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到硅酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为100目的砂纸磨掉表面层，即得到整体超疏水硅酸盐水泥泡沫水泥制品。其密度为465kg/m3，表面对水滴的接触角为153.4°，滚动角为8.2°；用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为155.3°，滚动角为6.7°。
对比例2
将铝酸盐水泥（嘉耐A700型）100克，标准砂10克，自来水45克，含氢量1.6%的含氢硅油2.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到铝酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为100目的砂纸磨掉表面层，得到铝酸盐水泥样品。其密度为1732kg/m3，表面对水滴的接触角为0°，用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为0°。
实施例3
将普通硅酸盐水泥100克，标准砂10克，自来水45克，含氢量1.6%的含氢硅油3.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到硅酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为100目的砂纸磨掉表面层，即得到整体超疏水硅酸盐水泥泡沫水泥制品。其密度为424kg/m3，表面对水滴的接触角为154.5°，滚动角为6.7°；用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为154.3°，滚动角为6.5°。
对比例3
将铝酸盐水泥（嘉耐A700型）100克，标准砂10克，自来水45克，含氢量1.6%的含氢硅油3.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到铝酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为100目的砂纸磨掉表面层，得到铝酸盐水泥样品。其密度为1754kg/m3，表面对水滴的接触角为0°，用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为0°。
实施例4
将普通硅酸盐水泥100克，标准砂10克，自来水45克，含氢量1.0%的含氢硅油1.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到硅酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为100目的砂纸磨掉表面层，即得到整体超疏水硅酸盐水泥泡沫水泥制品。其密度为596kg/m3，表面对水滴的接触角为151.2°，滚动角为6.8°；用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为152.3°，滚动角为6.4°。
对比例4
将铝酸盐水泥（嘉耐A700型）100克，标准砂10克，自来水45克，含氢量1.6%的含氢硅油1.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到铝酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为100目的砂纸磨掉表面层，得到铝酸盐水泥样品。其密度为1769kg/m3，表面对水滴的接触角为0°，用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为0°。
实施例5
将普通硅酸盐水泥100克，标准砂10克，自来水45克，含氢量1.0%的含氢硅油2.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到硅酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为100目的砂纸磨掉表面层，即得到整体超疏水硅酸盐水泥泡沫水泥制品。其密度为553kg/m3，表面对水滴的接触角为152.1°，滚动角为6.5°；用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为153.3°，滚动角为7.4°。
对比例5
将铝酸盐水泥（嘉耐A700型）100克，标准砂10克，自来水45克，含氢量1.6%的含氢硅油2.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到铝酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为100目的砂纸磨掉表面层，得到铝酸盐水泥样品。其密度为1723kg/m3，表面对水滴的接触角为0°，用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为0°。
实施例6
将普通硅酸盐水泥100克，标准砂10克，自来水45克，含氢量1.0%的含氢硅油3.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到硅酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为100目的砂纸磨掉表面层，即得到整体超疏水硅酸盐水泥泡沫水泥制品。其密度为498kg/m3，表面对水滴的接触角为153.5°，滚动角为7.1°；用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为152.6°，滚动角为6.9°。
实施例7
将普通硅酸盐水泥100克，标准砂100克，自来水45克，含氢量1.6%的含氢硅油1.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到硅酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为100目的砂纸磨掉表面层，即得到整体超疏水硅酸盐水泥泡沫水泥制品。其密度为635kg/m3，表面对水滴的接触角为154.4°，滚动角为7.3°；用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为153.7°，滚动角为6.7°。
实施例8
将普通硅酸盐水泥100克，标准砂100克，自来水45克，含氢量1.6%的含氢硅油1.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到硅酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为200目的砂纸磨掉表面层，即得到整体超疏水硅酸盐水泥泡沫水泥制品。其密度为637kg/m3，表面对水滴的接触角为152.7°，滚动角为6.5°；用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为152.4°，滚动角为7.2°。
实施例9
将普通硅酸盐水泥100克，标准砂100克，自来水45克，含氢量1.6%的含氢硅油1.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到硅酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为400目的砂纸磨掉表面层，即得到整体超疏水硅酸盐水泥泡沫水泥制品。其密度为629kg/m3，表面对水滴的接触角为153.5°，滚动角为5.9°；用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为153.1°，滚动角为7.3°。
实施例10
将普通硅酸盐水泥100克，标准砂100克，自来水45克，含氢量1.6%的含氢硅油1.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到硅酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为600目的砂纸磨掉表面层，即得到整体超疏水硅酸盐水泥泡沫水泥制品。其密度为636kg/m3，表面对水滴的接触角为153.5°，滚动角为7.2°；用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为153.6°，滚动角为6.8°。
实施例11
将普通硅酸盐水泥100克，标准砂10克，自来水50克，减水剂（聚羧酸盐减水剂）0.5克，纤维（长度9～12mm，直径0.04mm的短切聚丙烯纤维）1克，含氢量1.6%的含氢硅油3.0克拌和均匀，倒入模具中振实。一天后拆模，移入标准养护箱中养护28天，得到硅酸盐水泥制品。使用手持式电动打磨机，采用标号为320目的砂纸磨掉表面层，即得到整体超疏水硅酸盐水泥泡沫水泥制品。其密度为422kg/m3，表面对水滴的接触角为154.5°，滚动角为6.6°；用铁锤击碎后的断面对水滴的接触角为152.6°，滚动角为6.7°。
以上所述是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种整体超疏水硅酸盐水泥泡沫混凝土制品的制备方法，其特征在于，方法步骤为：按照一定的配合比将普通硅酸盐水泥、标准砂、纤维、水、减水剂和含氢硅油拌和均匀，然后倒入塑料模具中振实；24小时候脱模，在标准养护箱中养护28天；将养护后的混凝土试块表面用打磨机去除表皮后即得到整体超疏水硅酸盐水泥泡沫混凝土制品。
2.如权利要求1所述的整体超疏水硅酸盐水泥泡沫混凝土制品的制备方法，其特征在于：所述的普通硅酸盐水泥采用标号为P.O42.5的普通硅酸盐水泥；标准砂采用水泥试验用标准砂；纤维为长度9～12mm，直径0.04mm的短切聚丙烯纤维；水为市政自来水；减水剂为聚羧酸盐减水剂；含氢硅油的含氢量为1.0～1.6%。
3.如权利要求1所述的整体超疏水硅酸盐水泥泡沫混凝土制品的制备方法，其特征在于：所述普通硅酸盐水泥、标准砂、纤维、水、减水剂和含氢硅油拌的配料比为水泥100重量份，标准砂10～100重量份，纤维0～10重量份，水45～50重量份，减水剂0～0.80重量份，含氢硅油0.5～3.0重量份。
4.如权利要求1所述的整体超疏水硅酸盐水泥泡沫混凝土制品的制备方法，其特征在于：打磨机使用手持式电动打磨机，采用标号为100目～600目的砂纸磨掉表面层。
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