一种自保温体系泡沫混凝土及其制备方法与流程

文档序号:25543945发布日期:2021-06-18 20:41

本发明属于建筑材料领域,具体涉及一种自保温体系硫铝酸盐泡沫混凝土的制备方法。

技术背景

我国的能源利用效率较低,建筑节能是可持续发展的要求,设计、建设节能建筑是我国国民经济持续、快速、健康发展的需要,在我国经济建设中具有十分重要的作用。硫铝酸盐水泥相较于普通的硅酸盐水泥产生少量的二氧化碳,满足我国节能环保的建筑要求。同时目前硫铝酸盐水泥广泛用于修补性水泥基材料,其早强性、高强性弥补泡沫混凝土试块强度的不足。传统的外掺矿物掺量会降低泡沫混凝土的力学性能,泡沫混凝土强度自身就比较低,因为缺少粗骨料的加入,其主要强度来源于水泥水化产物,外掺一定量的矿物掺量替换水泥会大幅度降低其强度。

为了推进建筑材料的良好发展,本发明的创新点在于对上述问题提出了改进的方法,采用离子型动物蛋白改性泡沫混凝土制取保温隔热性优良的泡沫混凝土,通过复掺不同浓度的离子型改性剂,增加闭合孔的稳定性同时改善水泥基混合物的ph值,降低水泥水化产物钙矾石的溶解,提升泡沫混凝土的抗压强度,离子型改性剂浓度掺量的不同优化孔结构,提高孔隙率,从而增强保温隔热性。



技术实现要素:

本发明目的是在于提供了一种自保温泡沫混凝土,该泡沫混凝土改善传统泡沫混凝土孔结构,改善泡沫混凝土的保温隔热性的同时提高其抗压强度。

本发明的另一个目的是在于提供了一种自保温泡沫混凝土的制备方法,主要创新点在于利用硫铝酸盐水泥具有快凝性特点,减少浇筑养护时泡沫混凝土中泡沫的塌陷,同时通过离子型改性剂改性动物蛋白发泡剂,提高泡沫的稳定性,降低泡沫自身塌泡。泡沫混凝土的保温隔热性优良主要取决于内部的闭合孔结构,泡沫的稳定至关重要。常规的通过外掺矿物掺料改善孔结构,会导致强度大幅度降低,优选和改善动物蛋白发泡剂,制取稳定性泡沫,在不降低泡沫混凝土抗压强度下提高其保温隔热性。

为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:

一种自保温体系泡沫混凝土,以重量份数计,由以下原料制成:硫铝酸盐水泥20-40份,动物蛋白发泡剂20-40份、α-烯基磺酸钠6-15份、十二烷基硫酸钠6-15份、十二烷基苯磺酸钠6-15份。

优选的,由以下原料制成:硫铝酸盐水泥30-40份、动物蛋白发泡剂24-36份、α-烯基磺酸钠8-12份、十二烷基硫酸钠8-12份、十二烷基苯磺酸钠8-12份。

优选的,所述动物蛋白发泡剂是动物角质蛋白经水解反应,加温溶解、稀释、过滤、高温缩水所制得的暗褐色粘性液体。

另外,本发明还要求保护所述自保温泡沫混凝土的制备方法,包括如下步骤:

(1)按重量份数称取相应配比的原料,备用;

(2)将动物蛋白发泡剂用水稀释制得发泡剂溶液,然后将α-烯基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠三种蛋白改性剂稀释成不同浓度并加入到动物蛋白发泡剂溶液中,搅拌混合均匀;

(3)将步骤(2)获得的改性的动物蛋白发泡剂与水按照1:40的质量比进行稀释制取发泡剂溶液,然后利用发泡机进行泡沫的制备;

(4)将硫铝酸盐水泥加入到搅拌机中,再加入步骤(3)预制的泡沫,混合搅拌,浇筑成型;

(5)将成型好的试块置于标准养护室内养护、拆模即得所述泡沫混凝土。

优选的,将动物蛋白发泡剂与水按照1:40的质量比进行稀释制取发泡剂溶液。

优选的,所述α-烯基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠三种蛋白改性剂加水稀释后的浓度均为0.8g/l、0.9g/l、1.0g/l或1.1g/l。

优选的,步骤(5)中所述养护的温度为18-22℃,湿度为85%-95%。

与现有技术相比,本发明的优点和有益效果为:

(1)本发明采用离子型改性剂对动物蛋白进行改性,动物蛋白制取泡沫主要是蛋白质水解,肽键断裂,长链溶解为短链混合物,羧基、羟基等亲水基团及长链链烃等疏水基团,导致表面张力降低,形成界面,强烈的氢键作用形成保护膜,形成泡沫。离子型改性剂的加入会使得表层活性剂分子再次包裹上升的气泡,形成双电子层结构,提高泡沫稳定性。

(2)不同浓度离子型改性剂的加入可以调节浆体的酸碱度,溶液的酸碱度得到改变。硫铝酸盐水泥相较于普通硅酸盐水泥具有早强高强性,其抗压强度主要来自水泥水化反应生成钙矾石的量。钙矾石的溶解速率会受到浆体的酸碱度影响。钙矾石在ph值高于10.7时稳定,低于10.0,只有石膏和硫酸铝能稳定存在,绝大数都会溶解,强度下降迅速。当溶液温度20摄氏度时,钙矾石稳定存在的ph值在10.43~12.52;溶液温度50摄氏度时,钙矾石稳定存在的ph值在10.52~12.41;溶液温度85摄氏度时,钙矾石稳定存在的ph值在10.87~12.25。钙矾石的量对泡沫混凝土的抗压强度起至关重要的作用。本发明当三种蛋白改性剂加水稀释后的浓度均为0.8g/l、0.9g/l、1.0g/l或1.1g/l时可以获得较好的混凝土强度。

(3)本发明的关键也在于泡沫混凝土利用硫铝酸盐水泥制备,减少co2排放,节能环保,同时利用硫铝酸盐水泥制备泡沫混凝土,主要利用其快凝性,减少浇筑养护时泡沫混凝土中泡沫的塌陷,同时制得的泡沫混凝土试块孔隙率较高,保温隔热性能好,且抗压强度高。

(4)十二烷基苯磺酸钠的加入可以有效的提高泡沫的粘结度,减小泡泌水量,降低浇筑时泡沫塌陷。十二烷基硫酸钠的加入,大大提高动物蛋白发泡剂的发泡倍数,浓度为0.3%时,其发泡倍数最大可达到100倍,但泡沫泌水量会随之提高。α-烯基磺酸钠的加入,降低泡沫的沉陷距的同时,进一步提高发泡倍数。

具体实施方式

下面结合实例说明本发明的具体实施方式。

实施例1:

一种泡沫混凝土,以重量份数计,由以下原料制成:硫铝酸盐水泥30份、动物蛋白发泡剂30份、α-烯基磺酸钠8份、十二烷基硫酸钠8份、十二烷基苯磺酸钠8份。

实施例2:

一种泡沫混凝土,以重量份数计,由以下原料制成:硫铝酸盐水泥25份、动物蛋白发泡剂25份、α-烯基磺酸钠7份、十二烷基硫酸钠7份、十二烷基苯磺酸钠7份。

实施例3:

一种泡沫混凝土,以重量份数计,由以下原料制成:硫铝酸盐水泥40份、动物蛋白发泡剂40份、α-烯基磺酸钠12份、十二烷基硫酸钠12份、十二烷基苯磺酸钠12份。

实施例4:

一种泡沫混凝土,以重量份数计,由以下原料制成:硫铝酸盐水泥35份、动物蛋白发泡剂35份、α-烯基磺酸钠10份、十二烷基硫酸钠10份、十二烷基苯磺酸钠10份。

实施例5:

一种泡沫混凝土,以重量份数计,由以下原料制成:硫铝酸盐水泥40份、动物蛋白发泡剂40份、α-烯基磺酸钠15份、十二烷基硫酸钠15份、十二烷基苯磺酸钠15份。

对比例1:

一种泡沫混凝土,以重量份数计,由以下原料制成:硫铝酸盐水泥30份、动物蛋白发泡剂30份。

对比例2:

一种泡沫混凝土,以重量份数计,由以下原料制成:硫铝酸盐水泥30份、动物蛋白发泡剂30份、α-烯基磺酸钠8份。

对比例3:

一种泡沫混凝土,以重量份数计,由以下原料制成:硫铝酸盐水泥30份、动物蛋白发泡剂30份、十二烷基硫酸钠8份。

对比例4

一种泡沫混凝土,以重量份数计,由以下原料制成:硫铝酸盐水泥30份、动物蛋白发泡剂30份、十二烷基苯磺酸钠8份。

对比例5

一种泡沫混凝土,以重量份数计,由以下原料制成:硫铝酸盐水泥30份、动物蛋白发泡剂30份、α-烯基磺酸钠8份、十二烷基苯磺酸钠8份。

对比例6

一种泡沫混凝土,以重量份数计,由以下原料制成:硫铝酸盐水泥30份、动物蛋白发泡剂30份、α-烯基磺酸钠8份、十二烷基硫酸钠8份。

对比例7

一种泡沫混凝土,以重量份数计,由以下原料制成:硫铝酸盐水泥30份、动物蛋白发泡剂30份、十二烷基硫酸钠8份、十二烷基苯磺酸钠8份。

实施例6

实施例1-5所述自保温泡沫混凝土的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)按重量份数称取相应配比的原料,备用;

(2)将动物蛋白发泡剂与水按照1:40的质量比进行稀释制取发泡剂溶液,然后将α-烯基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠三种蛋白改性剂均稀释成1.0g/l并加入到动物蛋白发泡剂溶液中,搅拌混合均匀;

(3)然后将改性后的动物蛋白发泡剂溶液加入到发泡机中,采用压缩空气发泡;

(4)将硫铝酸盐水泥加入到搅拌机中,再加入步骤(3)预制的泡沫,混合搅拌,浇筑成型;

(5)将成型好的试块置于标准养护室内养护,养护的温度为20℃,湿度为90%,2天后拆模即得所述泡沫混凝土。

对比例的制备方法与实施例6中制备方法相似,其区别在于少加了相应的组分。

对实施例1-5及对比例1-7所制备的泡沫混凝土进行性能测定:

参照jg/t266-2011《泡沫混凝土测试标准》的规定,对泡沫混凝土的抗压强度进行测试。试验中,抗压强度试验所用试件的尺寸为100mm×100mm×100mm。试件成型后,放入标准养护室(20±1℃、相对湿度大于90%)养护24h后拆模,将拆模后的试件放入标准养护箱养护到3d和7d龄期,取出试件,自然晾干,再进行强度测试,试件放入标准养护箱养护到26d龄期,取出试件,自然晾干,并把试件放入(60±5)℃干燥箱内烘干至前后两次相隔4h质量差不大于1g的,保持恒定质量重量,进行抗压强度试验。同时泡沫剂性能指标满足规范要求。

泡沫混凝土的导热系数测定采用导热系数测定仪(型号qtm-500),试件尺寸为100mm×100mm×100mm,试件在标准养护条件下养护至28d龄期,取出试块之后晾干表面水分,将其放入电热鼓风干燥箱内,缓慢升温至60℃,并保持温度在(60±5)℃,连续烘至恒重,自然冷却至室温后测定其导热系数。

实验评价结果如下:

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点,其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。

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