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

發明內容
本發明的目的在于提供一種發泡倍數高、泡沫穩定時間長及提高泡沫混凝土強度的復合型發泡劑及其制備方法。
本發明提出了一種泡沫混凝土用復合型發泡劑及其制備方法，該發泡劑是將表面活性劑和蛋白類發泡劑作為發泡溶液，利用穩泡劑改善泡沫穩定時間，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。本發明提出的泡沫混凝土用復合型發泡劑，由表面活性劑、蛋白類發泡劑、穩泡齊U、促凝劑和減水劑組成，各組分的重量比為
表面活性劑100
蛋白類發泡劑0.1-10
穩泡劑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
蛋白類發泡劑1-5
穩泡劑O. 5-3
促凝劑20-50
減水劑50-80。本發明中，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，溶液的質量濃度為O. 6%。本發明中，所述蛋白類發泡劑為動物蛋白發泡劑溶液，其質量濃度為30%。本發明中，所述穩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，質量濃度為10%。
本發明中，所述促凝劑為CaCl2或Fe (NO3) 3. 9H20中的一種。本發明中，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。本發明提出的泡沫混凝土用復合型發泡劑的制備方法，具體步驟如下
(O分別準確稱量表面活性劑和水，配制質量濃度為O. 6%的表面活性劑溶液；
(2 )準確稱量蛋白類發泡劑，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。本發明提出的泡沫混凝土用復合型發泡劑不僅發泡性能優異，而且兼具促凝和減水的作用。本發明中，表面活性劑溶液和少量蛋白類發泡劑作為主要發泡溶液。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，發泡倍數大，但是表面活性劑溶液制備出的泡沫的穩定時間短，這樣泡沫會在膠凝體系凝結硬化前破裂，導致泡沫混凝土塌模。而蛋白類發泡劑的顯著優點為泡沫的穩定時間長，因此，通過在表面活性劑溶液中復摻少量的蛋白類發泡劑，可以明顯改善其泡沫穩定性，同時發泡倍數也不受太大影響。發泡劑最基本的兩大性質是起泡能力和泡沫穩定性。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，屬于熱力學不穩定體系，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氣體的擴散。泡沫穩定性主要取決于液體析出的快慢和液膜的強度，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，從而改善泡沫的穩定時間。目前發泡劑的品種很多，但是基本上功能都很單一，只用于制備泡沫，而對膠凝體系不產生其他作用，而本發明通過復摻促凝劑，可以縮短水泥漿體的凝結時間，提高早期強度，可以更好的防止塌模現象的發生。通過復摻減水劑，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度。本發明為泡沫混凝土用復合型發泡劑，該發泡劑的發泡倍數高，制備的泡沫穩定 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。
具體實施例方式下面通過實施例進一步說明本發明。實施例1，一種泡沫混凝土用復合型發泡劑及其制備方法，該發泡劑按表面活性劑100，蛋白類發泡劑O. 1，穩泡劑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，配制成質量溶度為10%的溶液，然后依次按上述重量比將蛋白類發泡劑、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。這種發泡劑的發泡倍數為35，Ih沉陷距為12mm，Ih泌水量70ml。實施例2，一種泡沫混凝土用復合型發泡劑及其制備方法，該發泡劑按表面活性劑100，蛋白類發泡劑1，穩泡劑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，配制成質量溶度為10%的溶液，然后依次按上述重量比將蛋白類發泡劑、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。這種發泡劑的發泡倍數為46，Ih沉陷距為8mm，Ih泌水量60ml。實施例3，一種泡沫混凝土用復合型發泡劑及其制備方法，該發泡劑按表面活性劑100，蛋白類發泡劑5，穩泡劑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，配制成質量溶度為10%的溶液，然后依次按上述重量比將蛋白類發泡劑、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。這種發泡劑的發泡倍數為50，Ih沉陷距為7mm，Ih泌水量40ml。實施例4，一種泡沫混凝土用復合型發泡劑及其制備方法，該發泡劑按表面活性劑100，蛋白類發泡劑10，穩泡劑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，配制成質量溶度為10%的溶液，然后依次按上述重量比將蛋白類發泡劑、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。這種發泡劑的發泡倍數為40，Ih沉陷距為10mm，Ih泌水量80ml。
權利要求
1.一種泡沫混凝土用復合型發泡劑，其特征在于該發泡劑由表面活性劑、蛋白類發泡劑、穩泡劑、促凝劑和減水劑組成，各組分的重量比為 表面活性劑100 蛋白類發泡劑0.1-10 穩泡劑O. 1-5 促凝劑10-60 減水劑10-90。
2.根據權利要求I所述的泡沫混凝土用復合型發泡劑，其特征在于各組份的重量比為 表面活性劑100 蛋白類發泡劑1-5 穩泡劑O. 5-3 促凝劑20-50 減水劑50-80。
3.根據權利要求I所述的泡沫混凝土用復合型發泡劑，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，溶液的質量濃度為O. 6%。
4.根據權利要求I所述的泡沫混凝土用復合型發泡劑，其特征在于所述蛋白類發泡劑為動物蛋白發泡劑溶液，其質量濃度為30%。
5.根據權利要求I所述的泡沫混凝土用復合型發泡劑，其特征在于所述穩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，質量濃度為10%。
6.根據權利要求I所述的泡沫混凝土用復合型發泡劑，其特征在于所述促凝劑為CaCl2 或 Fe (NO3) 3· 9H20 中的一種。
7.根據權利要求I所述的泡沫混凝土用復合型發泡劑，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.—種權利要求I所述的泡沫混凝土用復合型發泡劑的制備方法，具體步驟如下 (O分別準確稱量表面活性劑和水，配制質量濃度為O. 6%的表面活性劑溶液； (2)準確稱量蛋白類發泡劑，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
本發明屬建筑材料技術領域，具體涉及一種泡沫混凝土用復合型發泡劑及其制備方法。由表面活性劑、蛋白類發泡劑、穩泡劑、促凝劑和減水劑組成。本發明在表面活性劑溶液中復摻少量的蛋白類發泡劑和穩泡劑，顯著改善表面活性劑溶液的起泡能力和泡沫穩定時間，為制備低密度等級(≤500Kg/m3)的泡沫混凝土創造了有利條件。另外，復摻促凝劑可以促進水泥漿體的凝結，有效防止塌模的發生，復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度。本發明產品功能多樣化，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 優先權日2012年10月15日
發明者孫振平, 劉警 申請人:同濟大學