CN115259775A - 一种超保温泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种超保温泡沫混凝土及其制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明的超保温泡沫混凝土由如下方法制备而成：将发泡剂与纳米稳泡剂混合，加入去离子水，制备发泡液；将自来水与胶凝材料、甲酸和吸水树脂混合，搅拌均匀，形成胶凝浆体；将发泡液置于发泡机中生成泡沫，并加至胶凝浆体中搅拌均匀，制得泡沫混凝土。本发明的泡沫混凝土强度高、稳定性好，保温隔热性能优异。

Description

一种超保温泡沫混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种超保温泡沫混凝土及其制备方法。
背景技术
泡沫混凝土具有轻质保温、绿色安全及防火系数高等特点，在建筑节能减排等方面应用范围越来越广。然而，泡沫混凝土存在强度低、稳定性差以及导热系数偏高等缺点，从而限制了其推广和应用。
发明内容
本发明的目的在于解决泡沫混凝土存在强度低、稳定性差以及导热系数偏高等缺点，并同时赋予泡沫混凝土超保温性能。
具体地，本发明提出了如下技术方案：
一种超保温泡沫混凝土，由以下组分组成：
自来水250～600份、胶凝材料500～1200份、甲酸1～3份、吸水树脂1～3份、发泡剂1～2份、纳米稳泡剂0.05～0.1份、去离子水300～600份。
上述技术方案中，胶凝材料由水泥400～1000份、粉煤灰50～100份以及矿粉50～100份组成。
上述技术方案中，去离子水选自15～25℃去离子水。
上述技术方案中，吸水树脂选自丙烯酸树脂、丙烯酸铵树脂以及低交联型聚丙烯酸钠盐树脂的一种或几种。
目前市场上的发泡剂种类繁多，有动物蛋白发泡剂、植物蛋白发泡剂及合成表面活性剂等。关于发泡剂，本发明并不做具体限定，只要能够用于混凝土的制备并行使起泡功能即可，但可进一步优选为由50～80％的甜菜碱型两性表面活性剂(例如，C19H38N2O3，青岛优索化学科技有限公司)以及20～40％的粘度调节剂所组成的发泡剂，其中，粘度调节剂可选自甲基纤维素、聚乙烯醇及羟丙甲基纤维素等的一种或多种。
上述技术方案中，纳米稳泡剂选自纳米氧化铝、纳米氧化硅及纳米氧化锌的一种或几种。
上述超保温泡沫混凝土的制备方法，步骤如下：
将发泡剂与纳米稳泡剂混合，加入去离子水，制备发泡液；将自来水与胶凝材料、甲酸和吸水树脂混合，搅拌均匀，形成胶凝浆体；将发泡液置于发泡机中生成泡沫，并加至胶凝浆体中搅拌均匀，制得泡沫混凝土。
本发明的有益效果为：
本发明的泡沫混凝土强度高，稳定性好，吸水率低，保温隔热性能优异。其中，纳米稳泡剂的使用能够提高气泡的稳定性；通过调节去离子水的温度，可以调节泡沫表面张力，从而改善泡沫稳定性；吸水树脂及甲酸能够调节基体凝结时间及屈服应力，提高泡沫混凝土性能，优化其孔结构。
具体实施方式
本发明所采用的发泡剂为合成基发泡剂，由甜菜碱型两性表面活性剂以及粘度调节剂所组成，其中，在具体实施案例中，甜菜碱型两性表面活性剂选自C19H38N2O3，购自青岛优索化学科技有限公司；粘度调节剂选自羟丙基甲基纤维素。
本发明中所使用的其它术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。下面结合具体实施例，并参照数据进一步详细的描述本发明。以下实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供了超保温泡沫混凝土的配方组分，如下：自来水600份，胶凝材料1200份、甲酸2份、吸水树脂2份、发泡剂2份、纳米稳泡剂0.1份、去离子水600份。其中，胶凝材料由水泥1000份、粉煤灰100份和矿渣粉100份组成；吸水树脂选自预吸水20％的丙烯酸树脂；发泡剂由1.5份甜菜碱型两性表面活性剂和0.5份羟丙基甲基纤维素组成；纳米稳泡剂为纳米氧化铝；去离子水选用20℃去离子水。
超保温泡沫混凝土的制备方法，步骤如下：
将2份发泡剂与0.1份纳米稳泡剂混合反应，采用水浴锅将600份去离子水的温度调节为20℃，并将上述混合反应的发泡剂与20℃的去离子水混合，制备发泡液；将1200胶凝材料、2份甲酸、2份吸水树脂以及600份自来水混合，以90r/min的转速搅拌30s，形成胶凝浆体；将发泡液置于发泡机制备泡沫，并引入至胶凝浆体中，以60r/min的转速搅拌3min，制得泡沫混凝土。
实施例2
本实施例提供了超保温泡沫混凝土的配方组分，如下：自来水600份，胶凝材料1200份、甲酸2份、吸水树脂2份、发泡剂2份、纳米稳泡剂0.1份、去离子水600份。其中，胶凝材料由水泥1000份、粉煤灰100份和矿渣粉100份组成；吸水树脂选自预吸水50％的丙烯酸树脂；发泡剂由1.5份甜菜碱型两性表面活性剂和0.5份羟丙基甲基纤维素组成；纳米稳泡剂为纳米氧化铝；去离子水选用20℃去离子水。
超保温泡沫混凝土的制备方法，步骤如下：
将2份发泡剂与0.1份纳米稳泡剂混合反应，采用水浴锅将600份去离子水的温度调节为20℃，并将上述混合反应的发泡剂与20℃的去离子水混合，制备发泡液；将1200份胶凝材料、2份甲酸、2份吸水树脂以及600份自来水混合，以90r/min的转速搅拌30s，形成胶凝浆体；将发泡液置于发泡机制备泡沫，并引入至胶凝浆体中，以60r/min的转速搅拌3min，制得泡沫混凝土。
实施例3
本实施例提供了超保温泡沫混凝土的配方组分，如下：自来水600份，胶凝材料1200份、甲酸2份、吸水树脂2份、发泡剂2份、纳米稳泡剂0.1份、去离子水600份。其中，胶凝材料由水泥1000份、粉煤灰100份和矿渣粉100份组成；吸水树脂选自预吸水50％的丙烯酸树脂；发泡剂由1.5份甜菜碱型两性表面活性剂和0.5份羟丙基甲基纤维素组成；纳米稳泡剂为纳米氧化铝；去离子水选用25℃去离子水。
超保温泡沫混凝土的制备方法，步骤如下：
将2份发泡剂与0.1份纳米稳泡剂混合反应，采用水浴锅将600份去离子水的温度调节为25℃，并将上述混合反应的发泡剂与20℃的去离子水混合，制备发泡液；将1200份胶凝材料、2份甲酸、2份吸水树脂以及600份自来水混合，以90r/min的转速搅拌30s，形成胶凝浆体；将发泡液置于发泡机制备泡沫，并引入至胶凝浆体中，以60r/min的转速搅拌3min，制得泡沫混凝土。
对比例1
本对比例提供了超保温泡沫混凝土的配方组分，如下：自来水600份，胶凝材料1200份、发泡剂2份、纳米稳泡剂0.1份、去离子水600份。其中，胶凝材料由水泥1000份、粉煤灰100份和矿渣粉100份组成；发泡剂由1.5份甜菜碱型两性表面活性剂和0.5份羟丙基甲基纤维素组成；纳米稳泡剂为纳米氧化铝；去离子水选用0℃去离子水。
超保温泡沫混凝土的制备方法，步骤如下：
将2份发泡剂与0.1份纳米氧化铝混合反应，采用冰箱将600份去离子水的温度调节为0℃，并将上述混合反应的发泡剂与0℃的去离子水混合，制备发泡液；将1200份胶凝材料以及600份自来水混合，以90r/min的转速搅拌30s，形成胶凝浆体；将发泡液置于发泡机制备泡沫，并引入至胶凝浆体中，以60r/min的转速搅拌3min，制得泡沫混凝土。
对比例2
本实施例提供了超保温泡沫混凝土的配方组分，如下：自来水600份，胶凝材料1200份、发泡剂2份、纳米稳泡剂0.1份、去离子水600份。其中，胶凝材料由水泥1000份、粉煤灰100份和矿渣粉100份组成；发泡剂由1.5份甜菜碱型两性表面活性剂和0.5份羟丙基甲基纤维素组成；纳米稳泡剂为纳米氧化铝；去离子水选用20℃去离子水。
超保温泡沫混凝土的制备方法，步骤如下：
将2份发泡剂与0.1份纳米稳泡剂混合反应，采用水浴锅将600份去离子水的温度调节为20℃，并将上述混合反应的发泡剂与20℃的去离子水混合，制备发泡液；将1200份胶凝材料以及600份自来水混合，以90r/min的转速搅拌30s，形成胶凝浆体；将发泡液置于发泡机制备泡沫，并引入至胶凝浆体中，以60r/min的转速搅拌3min，制得泡沫混凝土。
对比例3
本实施例提供了超保温泡沫混凝土的配方组分，如下：自来水600份，胶凝材料1200份、甲酸2份、发泡剂2份、纳米稳泡剂0.1份、去离子水600份。其中，胶凝材料由水泥1000份、粉煤灰100份和矿渣粉100份组成；发泡剂由1.5份甜菜碱型两性表面活性剂和0.5份羟丙基甲基纤维素组成；纳米稳泡剂为纳米氧化铝；去离子水选用20℃去离子水。
超保温泡沫混凝土的制备方法，步骤如下：
将2份发泡剂与0.1份纳米稳泡剂混合反应，采用水浴锅将600份去离子水的温度调节为20℃，并将上述混合反应的发泡剂与20℃的去离子水混合，制备发泡液；将1200份胶凝材料、2份甲酸以及600份自来水混合，以90r/min的转速搅拌30s，形成胶凝浆体；将发泡液置于发泡机制备泡沫，并引入至胶凝浆体中，以60r/min的转速搅拌3min，制得泡沫混凝土。
(一)性能测试
测定上述各实施案例制备的泡沫混凝土的性能，检测项目包括绝干密度、沉降值、吸水率、抗压强度以及导热系数。其中，吸水率、绝干密度及28d抗压强度测试方法参见JG/T266-2011《泡沫混凝土》；沉降值可反映泡沫混凝土的稳定性，其测试方式参见参考文献(Cement and Concrete Research,138(2020)106233.)；导热系数的测定参见GB/T10294《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》。
测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003773277310000041
Figure BDA0003773277310000051
由表1可知，实施例1～3制备的泡沫混凝土，其稳定性、强度及保温隔热等性能均非常优异；此外，在本领域中，导热系数小于0.5W/(m·k)可以算作一种超保温的状态，现有技术很难实现密度300kg/m3的泡沫混凝土的导热系数小于0.45W/(m·k)，而本发明在保证其稳定性和强度的基础上，实现了泡沫混凝土的导热系数小于0.4W/(m·k)，达到了一种超保温的技术效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种超保温泡沫混凝土，其特征在于，由以下组分组成：
自来水250～600份、胶凝材料500～1200份、甲酸1～3份、吸水树脂1～3份、发泡剂1～2份、纳米稳泡剂0.05～0.1份、去离子水300～600份。
2.根据权利要求1所述的超保温泡沫混凝土，其特征在于，胶凝材料由水泥400～1000份、粉煤灰50～100份以及矿粉50～100份组成。
3.根据权利要求1所述的超保温泡沫混凝土，其特征在于，所述去离子水选自15～25℃去离子水。
4.根据权利要求1所述的超保温泡沫混凝土，其特征在于，吸水树脂选自丙烯酸树脂、丙烯酸铵树脂以及低交联型聚丙烯酸钠盐树脂的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的超保温泡沫混凝土，其特征在于，纳米稳泡剂选自纳米氧化铝、纳米氧化硅及纳米氧化锌的一种或几种。
6.权利要求1～5任一项所述超保温泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，步骤如下：
将发泡剂与纳米稳泡剂混合，加入去离子水，制备发泡液；将自来水与胶凝材料、甲酸和吸水树脂混合，搅拌均匀，形成胶凝浆体；将发泡液置于发泡机中生成泡沫，并加至胶凝浆体中搅拌均匀，制得泡沫混凝土。
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