一种轻质节能泡沫混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种轻质节能泡沫混凝土及其制备方法。本发明专利技术轻质节能泡沫混凝土由如下质量百分比的组分组成：30～50％水泥砂浆、0.5～5％熟石灰、5～15％黏土、3～12％粉煤灰、1～3％增塑剂、1～5％改性发泡剂、0.5～2％分散剂、1～3％减水剂、25～35％水，其中改性发泡剂采用三羟甲基丙烷和氯化亚砜反应，再通过氢化钛和纳米氧化铝生成的复合物改性后制备而成，轻质节能泡沫混凝土通过发泡

【技术实现步骤摘要】
一种轻质节能泡沫混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料领域，尤其涉及一种轻质节能泡沫混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]泡沫混凝土是将预制泡沫引入水泥或砂浆中制成的一种轻质保温材料。泡沫混凝土因其密度低、耐火性能好、流动性大、导热系数低而在建筑中得到了广泛的应用。然而，泡沫混凝土也存在力学性能差、收缩率高、能耗高、开裂风险大等缺点，限制了其应用。为了缓解这些问题，人们通过优化孔隙形状，减小孔隙尺寸，并向水泥浆体中添加硅灰、粉煤灰、纤维和其他填料进行了许多研究。与其他方法相比，优化孔隙分布是提高泡沫混凝土力学性能最重要、最有效的途径之一。在泡沫混凝土中引入与泡沫混凝土的力学性能和孔隙结构密切相关的预制泡沫材料，产生大量空隙，制备水泥浆体中无泌水和气泡聚集的超稳定泡沫可以显著改善泡沫混凝土的性能。
[0003]专利号CN110041095A公开了一种节能轻质泡沫混凝土的制备方法。该专利技术的水泥砂浆原材料易购，生产工艺不复杂，简单易于生产，使用过程中方便并能均匀使用，满足生产的稳定性，并且提高了生产效率，使用不破坏环境的电厂、矿山、建筑工地等的废弃物(不大于0.5CM粉煤灰、炉灰、炉渣等可直接利用)，及0.01％发泡剂 (自主研发生产)、2％外加剂(自主研发生产、25％水泥(标号42.5) 混合制成品，每立方米800公斤左右(轻质环保节能建筑材料)、无龟裂现象产生、整体平整度好、节约能源、增强隔音、保温效果好、无龟裂现象产生、整体平整度好。但是该节能轻质泡沫混凝土采用的是茶皂素作为发泡剂，发泡效果差，能源浪费大，长期使用易龟裂。
[0004]CN113336492B公开了一种耐久型泡沫混凝土及其制备方法，混凝土包括如下原料：水泥、粉煤灰、松香型发泡剂、表面活性剂、改性碱木质素、水、减水剂、早强剂，所述改性碱木质素由含氟酰氯在碱催化的条件下改性碱木质素而得。以碱木质素、含氟酰氯为原料，通过成酯反应制备出既有三维网状结构又含有疏水侧链的改性碱木质素大分子，一方面利用三维网状结构上含有的大量酚羟基、醚键等与起泡液膜形成氢键，提高液膜粘度和抗压强度，锁住液膜中水分，降低液体流动性，防止气泡壁膜变薄破裂，另一方面疏水侧链不仅能防止气泡间发生交汇形成连通孔而降低抗压强度，还能吸附于泡沫混凝土孔表面，形成包覆膜，使水难以向孔隙中渗透，从而降低吸水率。但是该专利技术中起泡液膜采用的是氢键连接，存在发泡率低、气泡稳定性差的缺点。
[0005]本专利技术为了研究纳米改性发泡剂对泡沫混凝土性能的影响，采用化学方法制备改性发泡剂，再与水泥浆砂等原料混合制备成轻质节能泡沫混凝土。

技术实现思路

[0006]现有技术中的轻质节能泡沫混凝土存在起泡性能差、能耗高、力学性能低的缺点。为解决上述缺点，本专利技术采用改性发泡剂与水泥浆砂和助剂混合制备成一种轻质节能泡沫混凝土。
[0007]一种轻质节能泡沫混凝土，由如下质量比的各组分组成，30～50％水泥砂浆、0.5～5％熟石灰、5～15％黏土、3～12％粉煤灰、1～3％增塑剂、 1～5％改性发泡剂、0.5～2％分散剂、1～3％减水剂、25～35％水。
[0008]本专利技术还公开了一种轻质节能泡沫混凝土的制备方法，包括如下步骤：
[0009]步骤1、发泡：在温度为20～40℃的条件下，将改性发泡剂、增塑剂溶于水形成混合溶液，然后加压，搅拌发泡，制成发泡液备用；
[0010]步骤2、浆料：将水泥砂浆、熟石灰、黏土、粉煤灰、分散剂、减水剂和水投入到混凝土搅拌机搅拌15～30min，制成混合浆料；
[0011]步骤3、拌合：将步骤2的混合浆料和步骤1发泡液混合，搅拌均匀，注入模具中，刮平表面后固化10～20h，拆模，得到坯料；
[0012]步骤4、养护：将坯料进行养护，即得轻质节能泡沫混凝土。
[0013]优选的，所述加压为加压到0.2～0.4MPa。
[0014]优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二乙脂、葵二酸二辛脂中的一种。
[0015]优选的，所述减水剂为木质素磺酸钠、异戊烯醇聚氧乙烯醚、葡萄糖酸钠中的一种。
[0016]优选的，所述分散剂由聚乙二醇、硬脂酸镁、三硬脂酸甘油酯中的一种或一种以上组成。
[0017]优选的，所述养护条件为养护湿度70～85％，养护温度15～25℃，养护10～15天。
[0018]现有技术中纳米二氧化硅、氧化铝等颗粒可以降低泡沫的渗透性，提高界面的强度，改善泡沫混凝土的性能。在这些固体颗粒中，电荷尺寸比大的二氧化硅颗粒表面的羟基倾向于以脱质子为主，吸附在表面活性剂的正离子上，而氧化铝颗粒则倾向于吸附在羧基表面活性剂上。在弱酸性或弱碱性条件下，空气
‑
水界面中的纳米粒子能通过静电相互作用稳定下来。
[0019]在泡沫混凝土中，水泥基体具有强碱性，这会影响泡沫的稳定性，而表面活性剂的羟基可以通过纳米颗粒与表面活性剂之间的特定结合有效地避免这一问题。然而，到目前为止，现有的技术中都局限于力学性能，使用三元化合物稳定泡沫的泡沫混凝土的干燥收缩性，尚未有报道。
[0020]本专利技术通过改性发泡剂的制备，提出了一种通过氯化亚砜处理后三羟甲基丙烷表面的羟基与三元化合物表面结合制备超稳定泡沫的新方法。
[0021]优选的，所述改性发泡剂的制备方法如下，所述份数均为重量份：
[0022]S1、将5～15份氢化钛在40～60份70～80wt％乙醇水溶液中超声 20～40min，搅拌制成悬浮液，向悬浮液中加入质量为1/4～1/8的 25～30wt％氢氧化铵水溶液，搅拌10～20min，以0.02～0.1mL/min的速度加入5～15份正辛基三乙氧基硅烷搅拌反应20～40min，然后加入 40～60份70～80wt％乙醇水溶液中，超声洗涤处理，最后，溶液静置 10～15h，取沉淀物在80～100℃下干燥40～70h，得到包壳剂；
[0023]S2、将1～3份三羟甲基丙烷、0.3～0.8份异十三醇乙氧基酸酯和 0.5～2份氯化亚砜加入50～200份水中，调整压力为0.3～0.6MPa，在 50～70℃下搅拌反应4～7h，制备得到改性化合物；
[0024]S3、将步骤S1制备的包壳剂和10～20份纳米氧化铝混合，在 400～600℃下加热0.5～2h，然后研磨过200～400目筛，制成粉料，将粉料和步骤S2制备的改性化合物在60～80℃下进行搅拌混合 10～20min，制备成改性发泡剂。
[0025]优选的，所述的增溶剂为异十三醇乙氧基酸酯、吐温80、壬基酚聚醚中的一种。
[0026]纳米粒子改性泡沫的稳定性机理与泡沫的性能和结构与薄膜破裂、气泡粗化和泡沫排出有关。在熔化过程中，纳米氧化铝与氢化钛粉混合生成Al
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Si
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Ti三元化合物纳米粒子，三元化合物纳米粒子在泡沫中的均匀分布提高了界面强度，阻碍了泡沫的排水，大大提高了泡沫的稳定性。氯化亚砜处理后三羟甲基丙烷表面的羟基与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻质节能泡沫混凝土，其特征在于，由如下组分组成：水泥砂浆、熟石灰、黏土、粉煤灰、增塑剂、改性发泡剂、分散剂、减水剂、水。2.一种轻质节能泡沫混凝土，其特征在于，由如下质量百分比的组分组成：30～50％水泥砂浆、0.5～5％熟石灰、5～15％黏土、3～12％粉煤灰、1～3％增塑剂、1～5％改性发泡剂、0.5～2％分散剂、1～3％减水剂、25～35％水。3.根据权利要求1或2所述的轻质节能泡沫混凝土，其特征在于，所述改性发泡剂的制备方法如下，所述份数均为重量份：S1、将5～15份氢化钛在40～60份70～80wt％乙醇水溶液中超声搅拌制成悬浮液，向悬浮液中加入质量为1/4～1/8的25～30wt％氢氧化铵水溶液搅拌，加入5～15份正辛基三乙氧基硅烷反应20～40min，然后加入40～60份70～80wt％乙醇水溶液超声，最后静置10～15h，取沉淀物在80～100℃下干燥40～70h，得到包壳剂；S2、将1～3份三羟甲基丙烷、0.3～0.8份增溶剂和0.5～2份氯化亚砜加入50～200份水中，调整压力为0.3～0.6MPa，在50～70℃下搅拌反应4～7h，制备得到改性化合物；S3、将步骤S1制备的包壳剂和10～20份纳米氧化铝混合，在400～600℃下加热0.5～2h，然后研磨过200～400目筛，制成粉料，将粉料和步骤S2制备的改性化合物在60～80℃下进...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，刘玉曦，
申请(专利权)人：武昌理工学院，
类型：发明
国别省市：