專利名稱：一種泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國自從2005年開始推行建筑保溫節(jié)能工程以來，保溫隔熱材料得到迅速發(fā)展。目前，常見的保溫材料主要分為有機(jī)保溫材料、無機(jī)保溫材料和復(fù)合保溫材料。其中，有機(jī)保溫材料包括膨脹聚苯乙烯、擠塑聚苯乙烯、發(fā)泡聚氨酯和膨脹聚苯顆粒等，無機(jī)保溫材料包括膨脹珍珠巖、閉孔珍珠巖、膨脹蛭石、中空?；⒅榧皫r棉(石棉)等，而復(fù)合保溫材料是以隔熱材料、農(nóng)作物秸桿及通過發(fā)泡方式生產(chǎn)的空心材料等為原材料，與硅酸鹽膠凝材料或石膏復(fù)合而加工生產(chǎn)的一類材料，如膨脹聚苯顆粒保溫砂漿。這幾類保溫材料都具有 其各自的優(yōu)缺點(diǎn)I)有機(jī)保溫材料具有保溫隔熱性能好、可加工性強(qiáng)和致密性好等優(yōu)點(diǎn)，但存在易發(fā)生形變、耐久性差及易燃燒等缺點(diǎn)；2)無機(jī)保溫材料具有防火性好、性能穩(wěn)定和耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，但存在容重稍高及保溫隔熱效果稍差等缺點(diǎn)；3)復(fù)合保溫材料具有保溫隔熱性能好、變形系數(shù)小、原材料來源廣泛及能消納廢棄物等一系列優(yōu)點(diǎn)，是一種較理想的保溫材料。泡沫混凝土是將發(fā)泡劑溶液通過機(jī)械方法制成的泡沫，加入到含硅和鈣的材料(水泥、粉煤灰、礦渣粉、石灰和石英砂等)、外加劑、纖維及水等制成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆注成型和養(yǎng)護(hù)而成的一種輕質(zhì)多孔建筑材料。其作為一種復(fù)合保溫材料，具有質(zhì)輕、保溫隔熱、隔音吸聲和不燃等顯著優(yōu)點(diǎn)，而且在生產(chǎn)過程中還可以大量利用粉煤灰和礦渣等工業(yè)廢棄物。當(dāng)前，泡沫混凝土正被廣泛地研究及生產(chǎn)應(yīng)用。發(fā)泡劑作為制備泡沫混凝土的關(guān)鍵技術(shù)之一，其質(zhì)量的好壞直接影響泡沫混凝土的性能。目前，市場上發(fā)泡劑的種類很多，但是質(zhì)量參差不齊，主要包括松香類、合成類表面活性劑、蛋白類和復(fù)合型。松香類發(fā)泡劑是第一代發(fā)泡劑，其主要有松香皂和松香熱聚物等。合成類表面活性劑發(fā)泡劑是第二代發(fā)泡劑，這類發(fā)泡劑易起泡，發(fā)泡倍數(shù)高，但是存在泡壁薄、穩(wěn)定性差以及對混凝土強(qiáng)度影響大等缺點(diǎn)。蛋白類發(fā)泡劑是第三代發(fā)泡劑，其主要分為植物蛋白和動物蛋白兩類，這類發(fā)泡劑泡沫穩(wěn)定性好，但是發(fā)泡倍數(shù)較合成類表面活性劑稍差。復(fù)合型發(fā)泡劑是第四代發(fā)泡劑，這類發(fā)泡劑不再是單一的組分，而是由多種功能組分復(fù)合而成。目前國內(nèi)發(fā)泡劑總體上功能偏少及穩(wěn)定性差，以致所制備的泡沫混凝土制品強(qiáng)度差，因此，復(fù)合型發(fā)泡劑的研究是制備優(yōu)異性能的泡沫混凝土的關(guān)鍵。本發(fā)明制備的泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑由表面活性劑、蛋白類發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、促凝劑和減水劑組合而成，其不僅發(fā)泡倍數(shù)高，泡沫穩(wěn)定性好，而且能顯著提高泡沫混凝土的強(qiáng)度，是一種性能優(yōu)異的發(fā)泡劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)泡倍數(shù)高、泡沫穩(wěn)定時間長及提高泡沫混凝土強(qiáng)度的復(fù)合型發(fā)泡劑及其制備方法。
本發(fā)明提出了一種泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑及其制備方法，該發(fā)泡劑是將表面活性劑和蛋白類發(fā)泡劑作為發(fā)泡溶液，利用穩(wěn)泡劑改善泡沫穩(wěn)定時間，并且通過添加促凝劑和減水劑來改善泡沫混凝土漿體及硬化混凝土的性能。本發(fā)明提出的泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑，由表面活性劑、蛋白類發(fā)泡劑、穩(wěn)泡齊U、促凝劑和減水劑組成，各組分的重量比為
表面活性劑100
蛋白類發(fā)泡劑0.1-10
穩(wěn)泡劑O. 1-5
促凝劑10-60 減水劑10-90。各組份較佳的重量比為
表面活性劑100
蛋白類發(fā)泡劑1-5
穩(wěn)泡劑O. 5-3
促凝劑20-50
減水劑50-80。本發(fā)明中，所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉溶液中的一種，溶液的質(zhì)量濃度為O. 6%。本發(fā)明中，所述蛋白類發(fā)泡劑為動物蛋白發(fā)泡劑溶液，其質(zhì)量濃度為30%。本發(fā)明中，所述穩(wěn)泡劑為月桂酰二乙醇胺溶液，該溶液為月桂酰二乙醇胺溶解于50°C—60°C的水中而成，質(zhì)量濃度為10%。
本發(fā)明中，所述促凝劑為CaCl2或Fe (NO3) 3. 9H20中的一種。本發(fā)明中，所述減水劑為萘磺酸鹽系或聚羧酸系高效減水劑中的一種。本發(fā)明提出的泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑的制備方法，具體步驟如下
(O分別準(zhǔn)確稱量表面活性劑和水，配制質(zhì)量濃度為O. 6%的表面活性劑溶液；
(2 )準(zhǔn)確稱量蛋白類發(fā)泡劑，將其加入步驟(I)所得的表面活性劑溶液中，緩慢攪拌均
勻；
(3)將月桂酰二乙醇胺溶解于50°C—60°C的水中，配制成質(zhì)量濃度為10%的溶液，將一定量的月桂酰二乙醇胺溶液摻入步驟(2)所得的溶液中，緩慢攪拌均勻；
(4)準(zhǔn)確稱量促凝劑和減水劑，將其分別加入步驟(3)所得的溶液中，緩慢攪拌均勻即可。本發(fā)明提出的泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑不僅發(fā)泡性能優(yōu)異，而且兼具促凝和減水的作用。本發(fā)明中，表面活性劑溶液和少量蛋白類發(fā)泡劑作為主要發(fā)泡溶液。液體表面張力的大小直接影響氣泡的形成，表面張力越低，其氣泡就越容易形成。本發(fā)明采用十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸等高活性的表面活性劑，其溶液的起泡能力強(qiáng)，發(fā)泡倍數(shù)大，但是表面活性劑溶液制備出的泡沫的穩(wěn)定時間短，這樣泡沫會在膠凝體系凝結(jié)硬化前破裂，導(dǎo)致泡沫混凝土塌模。而蛋白類發(fā)泡劑的顯著優(yōu)點(diǎn)為泡沫的穩(wěn)定時間長，因此，通過在表面活性劑溶液中復(fù)摻少量的蛋白類發(fā)泡劑，可以明顯改善其泡沫穩(wěn)定性，同時發(fā)泡倍數(shù)也不受太大影響。發(fā)泡劑最基本的兩大性質(zhì)是起泡能力和泡沫穩(wěn)定性。泡沫是氣體分散在液體中的粗分散體系，由于體系存在大量的氣-液界面，屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，所以泡沫最終還是趨于破壞的。造成泡沫破壞的主要原因有重力排液、表面張力排液和氣泡內(nèi)氣體的擴(kuò)散。泡沫穩(wěn)定性主要取決于液體析出的快慢和液膜的強(qiáng)度，增大溶液的粘度和液膜的粘彈性，可以解決泡沫因上述原因造成的自身破裂問題。本發(fā)明中采用月桂酰二乙醇胺，提高液膜的粘彈性，從而改善泡沫的穩(wěn)定時間。目前發(fā)泡劑的品種很多，但是基本上功能都很單一，只用于制備泡沫，而對膠凝體系不產(chǎn)生其他作用，而本發(fā)明通過復(fù)摻促凝劑，可以縮短水泥漿體的凝結(jié)時間，提高早期強(qiáng)度，可以更好的防止塌?，F(xiàn)象的發(fā)生。通過復(fù)摻減水劑，可以改善新拌泡沫混凝土的工作性，并且通過減少用水量，改善硬化泡沫混凝土的強(qiáng)度。本發(fā)明為泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑，該發(fā)泡劑的發(fā)泡倍數(shù)高，制備的泡沫穩(wěn)定 時間長，而且能改善泡沫混凝土的性能，適合用于配制低密度泡沫混凝土。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例1，一種泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑及其制備方法，該發(fā)泡劑按表面活性劑100，蛋白類發(fā)泡劑O. 1，穩(wěn)泡劑O. 1，促凝劑10，減水劑10的重量比配制而成。制備方法為先配制質(zhì)量濃度為O. 6%的表面活性劑溶液，并將月桂酰二乙醇胺溶解于50°C — 60°C的水中，配制成質(zhì)量溶度為10%的溶液，然后依次按上述重量比將蛋白類發(fā)泡劑、月桂酰二乙醇胺溶液、促凝劑和減水劑摻入表面活性劑溶液中，最后攪拌均勻。這種發(fā)泡劑的發(fā)泡倍數(shù)為35，Ih沉陷距為12mm，Ih泌水量70ml。實(shí)施例2，一種泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑及其制備方法，該發(fā)泡劑按表面活性劑100，蛋白類發(fā)泡劑1，穩(wěn)泡劑O. 5，促凝劑20，減水劑30的重量比配制而成。制備方法為先配制質(zhì)量濃度為O. 6%的表面活性劑溶液，并將月桂酰二乙醇胺溶解于50°C—60°C的水中，配制成質(zhì)量溶度為10%的溶液，然后依次按上述重量比將蛋白類發(fā)泡劑、月桂酰二乙醇胺溶液、促凝劑和減水劑摻入表面活性劑溶液中，最后攪拌均勻。這種發(fā)泡劑的發(fā)泡倍數(shù)為46，Ih沉陷距為8mm，Ih泌水量60ml。實(shí)施例3，一種泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑及其制備方法，該發(fā)泡劑按表面活性劑100，蛋白類發(fā)泡劑5，穩(wěn)泡劑3，促凝劑50，減水劑70的重量比配制而成。制備方法為先配制質(zhì)量濃度為O. 6%的表面活性劑溶液，并將月桂酰二乙醇胺溶解于50°C—60°C的水中，配制成質(zhì)量溶度為10%的溶液，然后依次按上述重量比將蛋白類發(fā)泡劑、月桂酰二乙醇胺溶液、促凝劑和減水劑摻入表面活性劑溶液中，然后攪拌均勻。這種發(fā)泡劑的發(fā)泡倍數(shù)為50，Ih沉陷距為7mm，Ih泌水量40ml。實(shí)施例4，一種泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑及其制備方法，該發(fā)泡劑按表面活性劑100，蛋白類發(fā)泡劑10，穩(wěn)泡劑5，促凝劑60，減水劑90的重量比配制而成。制備方法為先配制質(zhì)量濃度為O. 6%的表面活性劑溶液，并將月桂酰二乙醇胺溶解于50°C—60°C的水中，配制成質(zhì)量溶度為10%的溶液，然后依次按上述重量比將蛋白類發(fā)泡劑、月桂酰二乙醇胺溶液、促凝劑和減水劑摻入表面活性劑溶液中，最后攪拌均勻。這種發(fā)泡劑的發(fā)泡倍數(shù)為40，Ih沉陷距為10mm，Ih泌水量80ml。
權(quán)利要求
1.一種泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑，其特征在于該發(fā)泡劑由表面活性劑、蛋白類發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、促凝劑和減水劑組成，各組分的重量比為 表面活性劑100 蛋白類發(fā)泡劑0.1-10 穩(wěn)泡劑O. 1-5 促凝劑10-60 減水劑10-90。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑，其特征在于各組份的重量比為 表面活性劑100 蛋白類發(fā)泡劑1-5 穩(wěn)泡劑O. 5-3 促凝劑20-50 減水劑50-80。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑，其特征在于所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉溶液中的一種，溶液的質(zhì)量濃度為O. 6%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑，其特征在于所述蛋白類發(fā)泡劑為動物蛋白發(fā)泡劑溶液，其質(zhì)量濃度為30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑，其特征在于所述穩(wěn)泡劑為月桂酰二乙醇胺溶液，該溶液為月桂酰二乙醇胺溶解于50°C — 60°C的水中而成，質(zhì)量濃度為10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑，其特征在于所述促凝劑為CaCl2 或 Fe (NO3) 3· 9H20 中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑，其特征在于所述減水劑為萘磺酸系或聚羧酸系高效減水劑中的一種。
8.—種權(quán)利要求I所述的泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑的制備方法，具體步驟如下 (O分別準(zhǔn)確稱量表面活性劑和水，配制質(zhì)量濃度為O. 6%的表面活性劑溶液； (2)準(zhǔn)確稱量蛋白類發(fā)泡劑，將其加入到步驟(I)所得的表面活性劑溶液中，緩慢攪拌均勻； (3)將月桂酰二乙醇胺溶解于50°C—60°C的水中，配制成質(zhì)量濃度為10%的溶液，將一定量的月桂酰二乙醇胺溶液摻入步驟(2)所得的溶液中，緩慢攪拌均勻； (4)準(zhǔn)確稱量促凝劑和減水劑，將其分別加入步驟(3)所得的溶液中，緩慢攪拌均勻即可。
全文摘要
本發(fā)明屬建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種泡沫混凝土用復(fù)合型發(fā)泡劑及其制備方法。由表面活性劑、蛋白類發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、促凝劑和減水劑組成。本發(fā)明在表面活性劑溶液中復(fù)摻少量的蛋白類發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑，顯著改善表面活性劑溶液的起泡能力和泡沫穩(wěn)定時間，為制備低密度等級(≤500Kg/m3)的泡沫混凝土創(chuàng)造了有利條件。另外，復(fù)摻促凝劑可以促進(jìn)水泥漿體的凝結(jié)，有效防止塌模的發(fā)生，復(fù)摻減水劑可以改善新拌泡沫混凝土的工作性，同時降低用水量，提高泡沫混凝土的強(qiáng)度。本發(fā)明產(chǎn)品功能多樣化，不再局限于只制備出泡沫，同時兼具促凝和減水作用，適合用于制備低密度等級泡沫混凝土。
文檔編號C04B24/20GK102887663SQ20121038811
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者孫振平, 劉警 申請人:同濟(jì)大學(xué)