本發(fā)明涉及一種建筑保溫材料的制備方法，尤其涉及一種超級絕熱氣凝膠發(fā)泡混凝土及其制備方法，屬于輕質(zhì)、絕熱、防火、隔音材料等領域。

背景技術：

隨著社會的進步，能源危機、環(huán)境惡化等問題日趨嚴重。2006年，《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》首次提出“節(jié)能減排”概念，提出了“十一五”期間（2006-2010年）單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20%左右，主要污染物排放總量減少10%的約束性指標。“節(jié)能”促進“減排”，在國內(nèi)生產(chǎn)總能耗中，建筑能耗占33%，建筑節(jié)能是我國節(jié)能減排事業(yè)的重中之重。據(jù)統(tǒng)計，墻體結(jié)構(gòu)的熱損失相對最高，對墻體采取保溫隔熱措施是建筑節(jié)能的關鍵步驟。

常用的墻體保溫材料有發(fā)泡聚苯乙烯、發(fā)泡聚氨酯、巖棉、保溫砂漿、發(fā)泡玻璃、傳統(tǒng)發(fā)泡混凝土等。發(fā)泡聚苯乙烯和發(fā)泡聚氨酯隔熱性能優(yōu)異，但是其遇火易燃、產(chǎn)生窒息性煙霧，嚴重威脅業(yè)主安全；巖棉隔熱性能優(yōu)異，但遇水失效，并且施工難度大；保溫砂漿防火性能好，但是導熱系數(shù)相對較高；發(fā)泡玻璃容易掉渣，成本較高，影響其工程應用。

與現(xiàn)有保溫材料相比，發(fā)泡混凝土屬于a級保溫材料，且具有強度高、成本低等優(yōu)勢，但是，其隔熱保溫性能不及有機泡沫保溫材料。因此，進一步提高發(fā)泡混凝土的保溫隔熱性能具有重要意義。

氣凝膠是一種具有三維網(wǎng)絡骨架結(jié)構(gòu)和納米級孔洞的輕質(zhì)無機固體材料，具有極高的孔隙率、比表面積，極低的密度和固含量，化學惰性和不燃性，表現(xiàn)出優(yōu)異的輕質(zhì)、保溫隔熱、防火、隔音、減震吸能等特性，導熱系數(shù)可低至0.013w/m·k。因此，若將氣凝膠添加到發(fā)泡混凝土中有望突破制約進一步提高發(fā)泡混凝土隔熱保溫性能的瓶頸。

然而，在研發(fā)氣凝膠發(fā)泡混凝土中遇到以下技術瓶頸：（1）由于氣凝膠粉體與混凝土密度差異大，在混合過程中，二者之間極易出現(xiàn)相分離現(xiàn)象，導致氣凝膠很難均勻分布在混凝土體系中，造成發(fā)泡混凝土力學性能嚴重下降，且保溫性能提高不明顯；（2）在發(fā)泡混凝土制備過程中，氣凝膠納米多孔結(jié)構(gòu)極易被混凝土中的水和水泥原料中的添加劑等破壞，失去氣凝膠因納米多孔結(jié)構(gòu)特征帶來的優(yōu)異的絕熱性能；（3）氣凝膠與膠凝材料之間常常因為界面強度低，導致發(fā)泡混凝土力學性能顯著降低，且容易導致氣凝膠粉體從混凝土基體中脫落。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述技術問題，本發(fā)明提出一種超級絕熱氣凝膠發(fā)泡混凝土及其制備方法。

一種超級絕熱氣凝膠發(fā)泡混凝土，由氣凝膠粉體和發(fā)泡混凝土組成，所述氣凝膠粉體由內(nèi)部疏水層和表面親水層構(gòu)成，所述表面親水層厚度為0.1~100μm。

一種超級絕熱氣凝膠發(fā)泡混凝土的制備方法，包括以下步驟：

（1）氣凝膠粉體改性；

（2）將步驟（1）改性后的氣凝膠粉體與膠凝材料干混，然后加水濕混。

（3）將步驟（2）得到的濕混合料與化學發(fā)泡劑混合，攪拌。

在其中一個實施例中，所述步驟（1）包括疏水改性步驟；所述疏水改性為在密閉的疏水改性劑氣相環(huán)境中對氣凝膠粉體進行疏水改性；所述疏水改性劑為三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述步驟（1）還包括表面親水改性步驟；所述表面親水改性為采用表面親水改性溶液對疏水氣凝膠粉體表面進行改性；所述表面親水改性溶液是表面活性劑和低表面張力溶劑的水溶液或低表面張力溶劑的水溶液；所述表面活性劑為陰離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子型表面活性劑中的一種或多種；所述陰離子型表面活性劑為脂肪醇磷酸酯鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽、烷基硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、甘油脂肪酸酯硫酸鹽、硫酸化蓖麻酸鹽、環(huán)烷硫酸鹽、脂肪酰胺烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸鹽、脂肪酸甲酯磺酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽中的一種或多種；所述陽離子型表面活性劑為脂肪族銨鹽；所述兩性表面活性劑為烷基氨基酸、羧酸基甜菜堿、磺基甜菜堿、磷酸酯甜菜堿、烷基羥基氧化胺中的一種或多種；所述非離子型表面活性劑為脂肪族聚酯、烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的環(huán)氧乙烯加成物、失水山梨醇酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基酯酰胺中的一種或多種；所述低表面張力溶劑為丙酮、正己烷、正戊烷、正庚烷、乙醇、異丙醇、叔丁醇、丙二醇、甘油中的一種或多種混合物。

在其中一個實施例中，所述表面親水改性步驟中，還包括外加物理場作用步驟；所述外加物理場作用步驟為遠紅外輻射、攪拌、超聲波處理、球磨中的一種。

在其中一個實施例中，所述步驟（1）還包括干燥處理步驟；所述干燥處理步驟為遠紅外干燥、噴霧干燥、微波干燥、常壓干燥、超臨界干燥、亞臨界干燥、冷凍干燥中的一種。

在其中一個實施例中，所述膠凝材料為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氯氧鎂水泥、石膏、石灰、水玻璃、丙烯酸乳液、聚氨酯乳液、環(huán)氧樹脂乳液、有機硅樹脂乳液、氟碳樹脂乳液、聚乙烯醇乳液、乙烯/醋酸乙烯共聚物乳液中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述步驟（2）和/或所述步驟（3）中還可以加入相變儲能材料、輕骨料、摻合料、纖維、阻燃劑、木粉、外加劑中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述相變儲能材料為微膠囊包覆的無機水和鹽、高級脂肪烴、多元醇、多羥基羧酸中的一種或多種；所述輕骨料為陶粒、爐渣、膨脹蛭石、火山石、膨脹珍珠巖、?；⒅?、輕砂、聚氨酯泡沫顆粒、聚苯乙烯泡沫顆粒的一種或多種；所述摻和料為增鈣粉煤灰、ⅱ級粉煤灰、硅灰、磨細礦渣粉、磷渣粉中的一種或多種；所述纖維為聚苯乙烯纖維、聚丙烯纖維、木質(zhì)素纖維、耐堿玻璃纖維、鋼纖維中的一種或多種；所述阻燃劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁中的一種或兩種；所述外加劑為所述表面活性劑、減水劑、憎水劑、促凝劑、緩凝劑、增稠劑、穩(wěn)泡劑、防腐劑中的一種或多種；所述減水劑為聚羧酸類減水劑、木質(zhì)素磺酸鈉鹽減水劑、萘系減水劑、脂肪族減水劑、氨基減水劑中的一種或多種；所述憎水劑為硬磺酸鹽憎水劑、有機硅憎水劑中的一種或多種；所述促凝劑為硅酸鈉、硫酸鋁、硝酸鈉、硝酸鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸鋰中的一種或多種；所述緩凝劑為檸檬酸、多聚磷酸鈉、骨膠蛋白質(zhì)、硼砂中的一種或多種；所述增稠劑為甲基纖維素、乙基纖維素、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、膨潤土、白炭黑、淀粉中的一種或多種；所述穩(wěn)泡劑為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、硅樹脂聚醚乳液、十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺中的一種或多種；所述防腐劑為1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、1,3,5-三(2-羥乙基)均三嗪、六氫-1,3,5-三乙基-三嗪中的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述化學發(fā)泡劑為雙氧水發(fā)泡劑、碳酸氫銨發(fā)泡劑、偶氮二甲酰胺發(fā)泡劑、鋁粉發(fā)泡劑中的一種或多種。

上述氣凝膠發(fā)泡混凝土由氣凝膠粉體和發(fā)泡混凝土組成，氣凝膠粉體在發(fā)泡混凝土中均勻分布，并且保持納米多孔結(jié)構(gòu)，氣凝膠發(fā)泡混凝土的導熱系數(shù)為0.03~0.09w/m·k，抗壓強度為0.5~15.0mpa，可廣泛應用于墻體保溫、防火、隔音以及鋼結(jié)構(gòu)防火等領域。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。

本發(fā)明的超級絕熱氣凝膠發(fā)泡混凝土的一種實施例，由氣凝膠粉體和發(fā)泡混凝土組成，所述氣凝膠粉體由內(nèi)部疏水層和表面親水層構(gòu)成，所述表面親水層厚度為0.1~100μm。

如此，與市場上現(xiàn)有發(fā)泡混凝土相比，本發(fā)明的氣凝膠發(fā)泡混凝土在不降低力學性能的前提下，顯著提高保溫隔熱性能，可廣泛適用于綠色建筑和超低能耗以及近零能耗建筑的外墻、自保溫墻體、樓層隔板以及鋼結(jié)構(gòu)防火等領域。

一種超級絕熱氣凝膠發(fā)泡混凝土的制備方法，包括以下步驟：

（1）氣凝膠粉體改性；

（2）將步驟（1）改性后的氣凝膠粉體與膠凝材料干混，然后加水濕混。

（3）將步驟（2）得到的濕混合料與化學發(fā)泡劑混合，攪拌。

此外，粒徑為1~10000μm的氣凝膠粉體均適用于本發(fā)明。

此外，本發(fā)明步驟（2）還可以為將膠凝材料干混，然后加水濕混，濕混時加入步驟（1）得到的氣凝膠粉體。

如此，本發(fā)明的氣凝膠發(fā)泡混凝土的制備方法具有工藝簡單、工藝周期短、利廢環(huán)保等優(yōu)勢，非常適合工業(yè)化生產(chǎn)。

本實施例中，所述步驟（1）包括疏水改性步驟；所述疏水改性步驟為在密閉的疏水改性劑氣相環(huán)境中對氣凝膠粉體進行疏水改性；所述疏水改性劑為三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。

如此，由于現(xiàn)有氣凝膠制備方法中，前軀體、置換溶劑和干燥工藝對氣凝膠的疏水性有極大的影響，如果氣凝膠的表面與水的接觸角大于90°，可以不預先進行疏水改性，直接進行表面親水改性；如果氣凝膠的表面與水的接觸角小于90°，則需要預先進行疏水改性；在密閉的疏水改性劑氣相環(huán)境中對氣凝膠粉體進行疏水改性，除了顯著提高氣凝膠粉體的改性效果，確保后續(xù)親水改性時內(nèi)部納米多孔結(jié)構(gòu)不被破壞外，還顯著提高改性效率和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

本實施例中，所述步驟（1）還包括表面親水改性步驟；所述表面親水改性步驟為采用表面親水改性溶液對疏水氣凝膠粉體表面進行改性；所述表面親水改性溶液是表面活性劑和低表面張力溶劑的水溶液或低表面張力溶劑的水溶液；所述表面活性劑為陰離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子型表面活性劑中的一種或多種；所述陰離子型表面活性劑為脂肪醇磷酸酯鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽、烷基硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、甘油脂肪酸酯硫酸鹽、硫酸化蓖麻酸鹽、環(huán)烷硫酸鹽、脂肪酰胺烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸鹽、脂肪酸甲酯磺酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽中的一種或多種；所述陽離子型表面活性劑為脂肪族銨鹽；所述兩性表面活性劑為烷基氨基酸、羧酸基甜菜堿、磺基甜菜堿、磷酸酯甜菜堿、烷基羥基氧化胺中的一種或多種；所述非離子型表面活性劑為脂肪族聚酯、烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的環(huán)氧乙烯加成物、失水山梨醇酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基酯酰胺中的一種或多種；所述低表面張力溶劑為丙酮、正己烷、正戊烷、正庚烷、乙醇、異丙醇、叔丁醇、丙二醇、甘油中的一種或多種。

如此，采用表面活性劑和低表面張力溶劑的水溶液或低表面張力溶劑的水溶液，在對疏水氣凝膠粉體表面進行親水改性處理過程中具有表面協(xié)同親水改性效應，可顯著提高表面親水改性溶液在氣凝膠粉體表面的潤濕擴展速率，同時顯著減緩向氣凝膠粉體內(nèi)部的潤濕擴展，通過調(diào)控改性溶液的用量，可以精確地實現(xiàn)對氣凝膠粉體表面親水層厚度的調(diào)控，低表面張力溶劑不僅與水以及表面活性劑具有表面協(xié)同親水改性效應，而且可以大大地降低進入氣凝膠粉體表層納米孔中的親水改性溶液的毛細管力，很容易通過干燥工藝將氣凝膠粉體表層納米孔中的親水改性溶液蒸發(fā)出來，而不破壞其納米多孔結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的氣凝膠粉體呈現(xiàn)內(nèi)部疏水、表面親水、表面親水層仍保留納米多孔結(jié)構(gòu)且表面親水層厚度為0.1~100μm的結(jié)構(gòu)特征，與膠凝材料之間具有良好的界面結(jié)合；該工藝具有步驟簡單、周期短、生產(chǎn)效率高等特點，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

本實施例中，所述表面親水改性步驟中，還包括外加物理場作用步驟；所述外加物理場作用步驟為遠紅外輻射、攪拌、超聲波處理、球磨中的一種。

如此，外加物理場作用可以顯著提高表面親水改性溶液的活性以及與氣凝膠粉體的接觸幾率，降低表面活性劑用量，提高氣凝膠粉體的表面親水改性速率，降低成本，提高生產(chǎn)效率。

本實施例中，所述步驟（1）還包括干燥處理步驟；所述干燥處理步驟為遠紅外干燥、噴霧干燥、微波干燥、常壓干燥、超臨界干燥、亞臨界干燥、冷凍干燥中的一種。

如此，如果親水改性后的氣凝膠粉體與膠凝材料復合時，表層殘余的親水改性溶液會影響界面結(jié)合，需預先干燥處理；利用上述干燥工藝，在確保氣凝膠粉體表層納米孔結(jié)構(gòu)不被破壞的前提下，將氣凝膠粉體表層納米孔中殘余的表面親水改性溶液蒸發(fā)出來，提高氣凝膠粉體與膠凝材料之間的界面結(jié)合強度。

本實施例中，所述膠凝材料為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氯氧鎂水泥、石膏、石灰、水玻璃、丙烯酸乳液、聚氨酯乳液、環(huán)氧樹脂乳液、有機硅樹脂乳液、氟碳樹脂乳液、聚乙烯醇乳液、乙烯/醋酸乙烯共聚物乳液中的一種或多種。

本實施例中，所述步驟（2）和/或步驟（3）中還可以加入相變儲能材料、輕骨料、摻合料、纖維、阻燃劑、木粉、外加劑中的一種或多種。

如此，本發(fā)明的步驟（2）采用干混-濕混的兩步混合工藝，解決因氣凝膠粉體與其他材料的比重差大混合時引起分層，實現(xiàn)改性氣凝膠粉體在混凝土中的均勻混合，同時減少氣凝膠粉體對發(fā)泡過程的影響，有利于控制發(fā)泡質(zhì)量，實現(xiàn)低的導熱系數(shù)。

本實施例中，所述相變儲能材料為微膠囊包覆的無機水和鹽、高級脂肪烴、多元醇、多羥基羧酸中的一種或多種；所述輕骨料為陶粒、爐渣、膨脹蛭石、火山石、膨脹珍珠巖、玻化微珠、輕砂、聚氨酯泡沫顆粒、聚苯乙烯泡沫顆粒的一種或多種；所述摻和料為增鈣粉煤灰、ⅱ級粉煤灰、硅灰、磨細礦渣粉、磷渣粉中的一種或多種；所述纖維為聚苯乙烯纖維、聚丙烯纖維、木質(zhì)素纖維、耐堿玻璃纖維、鋼纖維中的一種或多種；所述阻燃劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁中的一種或兩種；所述外加劑為所述表面活性劑、減水劑、憎水劑、促凝劑、緩凝劑、增稠劑、穩(wěn)泡劑、防腐劑中的一種或多種；所述減水劑為聚羧酸類減水劑、木質(zhì)素磺酸鈉鹽減水劑、萘系減水劑、脂肪族減水劑、氨基減水劑中的一種或多種；所述憎水劑為硬磺酸鹽憎水劑、有機硅憎水劑中的一種或多種；所述促凝劑為硅酸鈉、硫酸鋁、硝酸鈉、硝酸鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸鋰中的一種或多種；所述緩凝劑為檸檬酸、多聚磷酸鈉、骨膠蛋白質(zhì)、硼砂中的一種或多種；所述增稠劑為甲基纖維素、乙基纖維素、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、膨潤土、白炭黑、淀粉中的一種或多種；所述穩(wěn)泡劑為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、硅樹脂聚醚乳液、十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺中的一種或多種；所述防腐劑為1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、1,3,5-三(2-羥乙基)均三嗪、六氫-1,3,5-三乙基-三嗪中的一種或多種。

如此，相變儲能材料可以通過相變吸收或釋放大量熱能，以此調(diào)節(jié)建筑室內(nèi)溫度，提高建筑舒適度，節(jié)約能源，并且，加入相變儲能材料可以提高本發(fā)明的氣凝膠發(fā)泡混凝土的抗凍融性能；輕骨料具有低的密度、高的抗壓強度、良好的絕熱性能，添加輕骨料可以提高氣凝膠發(fā)泡混凝土力學性能、絕熱性能，不明顯增加或降低其密度；使用摻合料可以提高混凝土的和易性、黏聚性，降低混凝土的塌落度，有利于氣凝膠發(fā)泡混凝土的孔徑分布均勻，進而提高氣凝膠發(fā)泡混凝土的力學性能和絕熱性能；并且，使用摻合料有利于工業(yè)廢料的使用，降低氣凝膠發(fā)泡混凝土的成本，節(jié)能利廢；添加纖維可以提高氣凝膠發(fā)泡混凝土的抗折等力學性能；添加阻燃劑可以提高本發(fā)明的氣凝膠發(fā)泡混凝土的防火等級，由于氫氧化鎂、氫氧化鋁等阻燃劑遇火發(fā)生脫水吸熱反應，延長基體溫度升高的速率；添加木粉可以提高氣凝膠發(fā)泡混凝土與錨固件、螺釘之間的強度；添加表面活性劑可以提高膠凝材料對纖維、輕骨料等表面的潤濕效率，進而提高膠凝材料與纖維、膠凝材料與輕骨料之間的界面結(jié)合強度；添加減水劑可以改善混凝土流動性和坍塌度，降低用水量，提高氣凝膠發(fā)泡混凝土的力學性能；添加憎水劑可以顯著降低氣凝膠發(fā)泡混凝土、特別是具有通孔結(jié)構(gòu)的氣凝膠發(fā)泡混凝土的吸水率，提高氣凝膠發(fā)泡混凝土的抗凍融性和耐候性；添加促凝劑加速膠凝材料的固化速率，可以降低氣凝膠發(fā)泡混凝土的初凝時間，減少氣凝膠發(fā)泡混凝土孔徑，使得氣凝膠發(fā)泡混凝土孔徑分布均勻，提高氣凝膠發(fā)泡混凝土力學性能和絕熱性能；添加緩凝劑可以減緩膠凝材料的固化速率，當使用石膏時，由于石膏固化速率過快，需要添加緩凝劑調(diào)節(jié)硬化時間；添加增稠劑可以增加混凝土粘度，提高發(fā)泡混凝土泡孔的穩(wěn)定性和孔隙率，使得氣凝膠發(fā)泡混凝土泡孔的形狀多為規(guī)則的球型，進而提高氣凝膠發(fā)泡混凝土的力學性能和絕熱性能；添加穩(wěn)泡劑可以提高氣凝膠發(fā)泡混凝土的泡孔穩(wěn)定性和孔隙率，進而提高氣凝膠發(fā)泡混凝土的力學性能和絕熱性能；添加防腐劑可以避免氣凝膠發(fā)泡混凝土發(fā)生霉變，提高其使用壽命和耐久性。

本實施例中，所述化學發(fā)泡劑為雙氧水發(fā)泡劑、碳酸氫銨發(fā)泡劑、偶氮二甲酰胺發(fā)泡劑、鋁粉發(fā)泡劑中的一種或多種。

如此，發(fā)泡劑類型對氣凝膠發(fā)泡混凝土的孔型、孔徑分布、吸水率、保溫性能有較大影響，本發(fā)明通過化學發(fā)泡方式制備氣凝膠發(fā)泡混凝土，制得泡孔小且均勻的氣凝膠發(fā)泡混凝土，本發(fā)明的氣凝膠發(fā)泡混凝土具有優(yōu)異保溫隔熱、隔音、防火性能。

上述氣凝膠發(fā)泡混凝土由氣凝膠粉體和發(fā)泡混凝土組成，氣凝膠粉體在發(fā)泡混凝土中均勻分布，并且保持納米多孔結(jié)構(gòu)，氣凝膠發(fā)泡混凝土的導熱系數(shù)為0.03~0.09w/m·k，抗壓強度為0.5~15.0mpa，可廣泛應用于墻體保溫、防火、隔音以及鋼結(jié)構(gòu)防火等領域。

下面是具體實施例部分。

實施例1

采用以下步驟制備sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土：

（1）使用接觸角測量儀檢測待處理的sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為55°，然后將粒徑為56μm的sio2氣凝膠粉體放置于真空加熱爐中，用容器將稱量后的六甲基二硅氮烷放置于真空加熱爐中，加熱氣化，疏水改性1.5h，得到疏水sio2氣凝膠粉體，用接觸角測量儀檢測疏水sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為147°；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:1:100稱取乙醇、正己烷以及去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱取表面改性溶液，并倒入相應容器中，將經(jīng)過步驟（1）的疏水sio2氣凝膠粉體與表面親水改性溶液混合，球磨處理25min后，取出過濾；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠粉體放置于遠紅外干燥爐中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對sio2氣凝膠粉體的橫截面進行檢測，檢測結(jié)果顯示，表面親水層厚度為7.9μm；

（5）按配比依次稱取步驟（4）制得的改性sio2氣凝膠粉體、425普通硅酸鹽水泥、粉煤灰、陶粒、可再分散乳膠粉、羥乙基纖維素、聚羧酸類減水劑、硫酸鈉，進行干法混合，得到干混合料；

（6）將步驟（5）得到的干混合料加水進行濕法混合，得到濕混合料；

（7）將步驟（6）得到的濕混合料與鋁粉發(fā)泡劑混合，機械攪拌5min，發(fā)泡，即得sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土。表1為本實施例制得的sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土經(jīng)過28d標準養(yǎng)護的性能指標。

表1sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土的性能指標

實施例2

采用以下步驟制備sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土：

（1）使用接觸角測量儀檢測待處理的sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為45°，然后將粒徑為0.1mm的sio2氣凝膠粉體放置于真空加熱爐中，用容器將稱量后的三甲基氯硅烷放置于真空加熱爐中，加熱氣化，疏水改性1.5h，得到疏水sio2氣凝膠粉體，用接觸角測量儀檢測疏水sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為146°；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:0.3:100稱取壬基酚聚氧乙烯醚、正己烷和去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱取表面改性溶液，并倒入相應容器中，將經(jīng)過步驟（1）的疏水sio2氣凝膠粉體與表面親水改性溶液混合，球磨15min后，取出過濾；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠粉體放置于遠紅外干燥爐中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對sio2氣凝膠粉體的橫截面進行檢測，檢測結(jié)果顯示，表面親水層厚度為11.1μm；

（5）按配比依次稱取步驟（4）制得的改性sio2氣凝膠粉體、425普通硅酸鹽水泥、粉煤灰、陶粒、可再分散乳膠粉、淀粉、聚羧酸類減水劑、硫酸鈉、有機硅憎水劑，進行干法混合，得到干混合料；

（6）將步驟（5）得到的干混合料加水進行濕法混合，得到濕混合料；

（7）將步驟（6）得到的濕混合料與雙氧水發(fā)泡劑混合，機械攪拌2min，發(fā)泡，即得sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土。表2為本實施例制得的sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土經(jīng)過28d標準養(yǎng)護的性能指標。

表2sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土的性能指標

實施例3

采用以下步驟制備sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土：

（1）使用接觸角測量儀檢測待處理的粒徑為0.3mm的sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為148°，則該sio2氣凝膠粉體具有疏水性；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:0.4:0.3:130稱取脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨、正己烷、乙醇和去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱取表面改性溶液，并倒入相應容器中，將經(jīng)過步驟（1）的疏水sio2氣凝膠粉體與表面親水改性溶液混合，機械攪拌15min后，轉(zhuǎn)速為2500轉(zhuǎn)/min，過濾；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠粉體放置于遠紅外干燥爐中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對sio2氣凝膠粉體的橫截面進行檢測，檢測結(jié)果顯示，表面親水層厚度為11.1μm；

（5）按配比依次稱取步驟（4）制得的改性sio2氣凝膠粉體、525普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、陶粒、可再分散乳膠粉、羥甲基纖維素、聚羧酸類減水劑、硫酸鈉，進行干法混合，得到干混合料；

（6）將步驟（5）得到的干混合料加水進行濕法混合，得到濕混合料；

（7）將步驟（6）得到的濕混合料與碳酸氫銨發(fā)泡劑混合，機械攪拌2min，發(fā)泡，即得sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土。表3為本實施例制得的sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土經(jīng)過28d標準養(yǎng)護的性能指標。

表3sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土的性能指標

實施例4

采用以下步驟制備tio2氣凝膠發(fā)泡混凝土：

（1）使用接觸角測量儀檢測待處理的tio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為145°，則該tio2氣凝膠粉體具有疏水性；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:0.8:120稱取烷基苯磺酸鈉、正己烷和去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水tio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱取表面改性溶液，并倒入相應容器中，將經(jīng)過步驟（1）的疏水tio2氣凝膠粉體與表面親水改性溶液混合，機械攪拌15min后，轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min，過濾；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的tio2氣凝膠粉體放置于鼓風干燥箱中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對tio2氣凝膠粉體的橫截面進行檢測，檢測結(jié)果顯示，表面親水層厚度為6.0μm；

（5）按配比依次稱取步驟（4）制得的改性tio2氣凝膠粉體、425普通硅酸鹽水泥、粉煤灰、陶粒、可再分散乳膠粉、羥甲基纖維素、聚羧酸類減水劑、硫酸鈉、有機硅憎水劑，進行干法混合，得到干混合料；

（6）將步驟（5）得到的干混合料加水進行濕法混合，得到濕混合料；

（7）將步驟（6）得到的濕混合料與雙氧水發(fā)泡劑混合，機械攪拌2min，發(fā)泡，即得tio2氣凝膠發(fā)泡混凝土。表4為本實施例制得的tio2氣凝膠發(fā)泡混凝土經(jīng)過28d標準養(yǎng)護的性能指標。

表4tio2氣凝膠發(fā)泡混凝土的性能指標

實施例5

采用以下步驟制備sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土：

（1）使用接觸角測量儀檢測待處理的粒徑為177μm的sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測結(jié)果為141°，則該sio2氣凝膠粉體具有疏水性；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:100稱取丙酮和去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱取表面改性溶液，并倒入相應容器中，將經(jīng)過步驟（1）的疏水sio2氣凝膠粉體與表面親水改性溶液混合，球磨處理25min后，取出過濾；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠粉體放置于鼓風干燥箱中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對sio2氣凝膠粉體的橫截面進行檢測，檢測結(jié)果顯示，表面親水層厚度為6.5μm；

（5）按配比依次稱取步驟（4）制得的改性sio2氣凝膠粉體、粉煤灰、可再分散乳膠粉、羥乙基纖維素、聚羧酸類減水劑、聚丙烯纖維，進行干法混合，得到干混合料；

（6）將步驟（5）得到的干混合料加水玻璃和水進行濕法混合，得到濕混合料；

（7）將步驟（6）得到的濕混合料與鋁粉發(fā)泡劑混合，機械攪拌5min，發(fā)泡，即得sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土。表5為本實施例制得的sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土完全硬化后的性能指標。

表5sio2氣凝膠發(fā)泡混凝土的性能指標

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。