一种复合发泡水泥的制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明途观一种复合发泡水泥的制备工艺，包括预混：将凝胶料、轻集料、多功能助剂经干混均匀后制成预混料存储于储料罐中被用；发泡：将预混后的预混料、热水投入搅拌罐中搅拌5min，再依次向搅拌罐中加入复合改性剂、氧化剂，继续搅拌5min制得料浆；预凝：将发泡后的料浆注入预凝窖的模箱内，同时，向预凝窖持续供给热水，使模箱内的料浆发泡膨胀，制得复合发泡水泥，将模箱内的复合发泡水泥静置6-8min后形成复合发泡水泥初凝物；脱模、切割：将预凝后的复合发泡水泥初凝物脱模、湿切割成板材制得成型的复合发泡水泥。本工艺制得的复合发泡水泥机械强度高，节地、节能，省工省时，无需发泡，且发泡强度高，速凝快干，脱模时间短，无养护期，且可湿切。
【专利说明】一种复合发泡水泥的制备工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种复合发泡水泥的制备方法，为一种新型材料的制备领域。
【背景技术】
[0002] 复合发泡水泥是混凝土大家族中的一员，顾名思义，即混凝土被发泡或加入了泡 沫，因此它又称为发泡水泥、轻质混凝土等，是一种利废、环保、节能、低碳、经济、实用且防 火等级为A级的不燃性新型建筑节能材料。近年来，国内外都非常重视复合发泡水泥的研 究与开发，使其在建筑领城中的应用越来越广。目前，复合发泡水泥以其良好的保温防火特 性，在我国也越来越广泛应用于建筑保温材料中，主要有：屋面隔热层现浇、楼面保温层现 浇、基坑填充现浇、轻质隔墙板及建筑外墙保温板等。
[0003] 复合发泡水泥的种类繁多，但最常用的是水泥复合发泡水泥。水泥复合发泡水泥 依其掺合料不同又可分为水泥+粉煤灰型、水泥+矿渣型、水泥+砂型、水泥+粉煤灰+砂 型、水泥+纤维型等类型。但无论是什么类型，它都依赖于发泡或泡沫，因此发泡技术或发 泡技术在复合发泡水泥制备中起决定作用。目前国内已有或公开的多种发泡技术或发泡方 法被采用，也有多种制备工艺被运用。如中国专利申请89102879X公开了一种以聚苯乙烯 为泡沫剂的泡⑤沫混凝土及其制造工艺；中国专利申请03126980X公开了一种由拒水发泡 剂制成复合发泡水泥的制备方法及其用途；中国专利申请87163036A公开了一种以油脂植 物作发泡剂的复合发泡水泥及其制备方法；中国专利申请CN1704385A公开了一种由多种 化学物质组成的泡沫剂复合配方经一种专用反应罐现场制备泡沫剂而制成复合发泡水泥。 凡此种种，各有千秋，各有利弊，但都是以市场上现有的发泡剂或自制泡沫剂以机械的方式 如发泡机将泡沫与水泥浆体混合而制成复合发泡水泥，或现浇或模具成型。即都是以发泡 剂为发泡原料，以发泡机械为发泡手段，是一种"机械发泡"方法。这一种机械发泡的复合 发泡水泥制备方式最适用于现浇，若加工成保温板也只能适用于干切。它有如下特征：发泡 剂通过机械发泡的发泡倍率低，泡径小，泡壁薄，因而用于加工保温板的发泡高度目前还没 有超过30cm ;初凝(可以脱模）时间长，一般最短时间也要3天；养护（可以干切）时间就更 长，一般夏天不得少于7天，冬天不得少于15天。因此这一"机械发泡"的复合发泡水泥制 备方式在加工保温板时，需大量周转模箱；需大面积周转场地；需大量转运人工；产成品周 转期长，且干切时噪音大、灰尘大；从现代企业标准看，它并不适合规模化生产，产能低，单 位成本高，不具备市场竞争力，不具有被市场广泛使用的条件。
[0004] 实际上，能产生泡沫的物质很多，能制备泡沫的方法更多，是先制备泡沫再制备复 合发泡水泥，还是在制备混凝土过程中发泡，都不是制备复合发泡水泥板材的关键。最关 键是如何提1?广能，降低成本，而提1?广能的关键是如何提1?发泡1?度，是如何缩短初凝时 间，是如何缩短养护时间，是是否可以湿切。因此，探索一种全新的复合发泡水泥(板材）制 备工艺及其全新的发泡方式，实现发泡高度高、初凝时间短、脱模即可湿切、无养护期、可流 水线作业，成为业内科研人员不懈追求的最高目标，同时也是目前尚未逾越的技术难关。
【发明内容】
[0005] 本发明针对上述生产复合发泡水泥保温板存在的技术难关，提供一种新型全新的 复合发泡水泥(板材)制备新工艺。本发明设计了一套数控生产线工艺，产成品全过程仅25 分钟；提出了由多种化学物质组成的多功能助剂和复合改性剂等与水泥料浆发生化合反应 的发泡技术。复合发泡技术的发泡高度可达到1. 2米，是机械发泡的4倍；初凝时间可控制 在8分钟以内，是机械发泡方法脱模时间的1/500 (机械发泡的初凝时间最短不少于3天)； 初凝8分钟后即可脱模并进行湿切；无需要养护期。
[0006] 本发明是这样实现上述目的的：本发明所提供的一种复合发泡水泥制备新工艺包 括预混、发泡、预凝、脱模、湿切。
[0007] 1)预混：将凝胶料、轻集料、多功能助剂经干混均匀后制成预混料存储于储料罐中 被用； 2) 发泡：将步骤1)中的预混料、热水投入搅拌罐中搅拌，再依次向搅拌罐中加入复合 改性剂、氧化剂，继续搅拌制得料浆； 3) 预凝：将步骤2)的料浆注入预凝窖的模箱内，同时，向预凝窖供给热水，使模箱内的 料浆发泡膨胀，制得复合发泡水泥，将模箱内的复合发泡水泥静置6-8min后形成复合发泡 水泥初凝物； 脱模、切割：将步骤3)中的复合发泡水泥初凝物脱模、湿切割成板材制得成型的复合 发泡水泥保温板。
[0008] 步骤2)中的热水温度为30_60°C，热水重量占预混料总重量的5-30% ;步骤3)中 的热水温度为80-120°C，热水重量占料浆总重量的10-45%。
[0009] 所述的胶凝料为水泥、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的任意一种；轻集料为粒度大于 80_的粉煤灰陶粒；多功能助剂包括微硅粉、减水剂、硫酸铝、纤维、石墨、硫酸钠、纤维素、 重钙、相变粉；复合改性剂包括聚丙烯酰胺、碳酸锂、胶粉、硬脂酸钙、801胶水、硅酸钠、硬 脂酸锌乳液；氧化剂为过氧化氢。
[0010] 按重量份计，胶凝料为60-100份，轻集料为14-25份，多功能助剂为25-45份，复 合改性剂为3. 5-7. 5份，氧化剂为8-14. 5份。进一步优选为按重量份计，胶凝料为80份， 轻集料为20份，多功能助剂为30份，复合改性剂为5. 5份，氧化剂为10. 5份。
[0011] 所述的多功能助剂中各组分按重量份计，微硅粉1-5份、减水剂0. 35-1. 0份、硫 酸铝0. 45-1. 56份、纤维0. 01-0. 042份、石墨0. 58-0. 95份、硫酸钠0. 45-1. 6份、纤维素 0· 55-1. 25 份、重钙 0· 5-2. 5 份、相变粉 1. 25-4. 35 份。
[0012] 进一步多功能助剂中各组分按重量份计，微硅粉2份、减水剂1. 25份、硫酸铝0. 9 份、纤维0. 03份、石墨0. 75份、硫酸钠1. 0份、纤维素0. 75份、重钙1. 0份、相变粉3. 0份。
[0013] 所述的复合改性剂中各组分按重量份计，聚丙烯酰胺0.6-1. 8份，碳酸锂 0. 01-0. 04份，胶粉0. 005-0. 035份，硬脂酸钙0. 7-2. 5份，801胶粉0. 7-1. 5份，硅酸钠 0. 25-0. 8份，硬脂酸锌乳液0. 45-1. 75份。
[0014] 进一步优化为复合改性剂中各组分按重量份计，聚丙烯酰胺1. 1份，碳酸锂0. 015 份，胶粉0. 0125份，硬脂酸钙1. 5份，801胶粉1. 5份，硅酸钠0. 5份，硬脂酸锌乳液1. 0份。
[0015] 本发明的有点在于： 1、本发明的复合发泡水泥制备新工艺使整个生产流程采用流水线作业；整条生产线采 用数控管理。机械化程度高：从进料到产成品全部机械化作业，生产线操作工人仅需8人， 生产流程仅需15分钟。自动化程度高：生产线全面实现数控管理。自动上料，自动计量，自 动温控，自动浇注，自动脱模，自动切割。
[0016] 2、本发明的复合发泡水泥制备新工艺产能强大，成本低廉，效益显著，主要反映在 如下方面： ① 节地，是机械发泡方法生产用地的1 / 5 ; ② 节能，全套生产工艺设备的总用电量仅50千瓦，热能80%使用太阳能； ③ 节人工，是机械发泡方法生产用工的1 / 5 ; ④ 节资源，大量使用粉煤灰、工业废弃物等作为轻集料；生产次废品全部回收利用，无 三废排放； ⑤ 高产能，是机械发泡方法产能的5倍； ⑥ 低成本，是机械发泡方法成本的1 / 3。
[0017] 3、本发明的无机复合发泡技术所制备的复合发泡水泥与机械发泡方法所制备复 合发泡水泥在产品性能及相关技术指标上基本一致，无较大差异。但复合发泡技术在产品 生产过程中的优势远远大于机械发泡方法，主要反映在以下方面： ①无需发泡剂，无需发泡机。
[0018] ②发泡高度高。化合发泡的泡径细小均匀且可控，泡壁厚实均衡且可控，因此，复 合发泡的高度可达到1.2米，这是机械发泡所无法实现的。因机械发泡的发泡高度是由发 泡倍率决定的，而复合发泡的发泡高度是由发泡泡量决定的。
[0019] ③速凝快干。多功能助剂的主要功能是经复合反应加速复合发泡水泥的凝固，缩 短其凝固期；复合反应过程中释放的大量热量与预凝窑相互作用，加快复合发泡水泥的干 燥。其初凝时间可以缩短至8分钟，这是机械发泡方法不可能达到的。
[0020] ④脱模时间短。初凝后即可脱模进行湿切。即8分钟内可以脱模并可以进行湿切 害I]，是机械发泡方法脱模时间的1/500。这是机械发泡方法不可能实现的。
[0021] ⑤无养护期。复合改性剂的主要功能是经复合反应改变了复合发泡水泥的水泥性 状，养护过程在产成品的生产过程中已基本完成，无需再养护。是机械发泡方法养护时间的 1/1200。这是机械发泡方法不可想象的。
[0022] ⑥可湿切。初凝时间短，脱模即可湿切，为流水线作业提供了前提条件；湿切无噪 音、无粉尘，可实现真正意义上的环保企业和环保产品。这也是机械发泡方法不可能做到 的。
[0023] 4、本发明的无机复合发泡技术所制备的复合发泡水泥的泡径细小均匀，泡壁厚实 均衡且可以调整配方控制其泡径大小和泡壁厚薄，因此所获得的复合发泡水泥产品具有机 械发泡方法更好的保温、防火、隔音等力学和热学性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 图1本发明的复合发泡水泥制备工艺流程图。
【具体实施方式】
[0025] 实施例1 1) 预混：将63kg水泥、25kg粉煤灰陶粒、4kg微硅粉，0. 55kg减水剂，1. 5kg硫酸铝， 0. 01kg纤维，0. 60kg石墨，0. 58kg硫酸钠，0. 58kg纤维素，2. 0kg重钙，相变粉1. 6g，经干混 均匀后制成预混料存储于储料罐中被用； 2) 发泡：将步骤1)中的预混料、40°C的热水投入搅拌罐中搅拌5分钟(其中40°C的 热水占预混料质量的30%)，再依次向搅拌罐中加入0. 68kg聚丙烯酰胺、0. 01kg碳酸锂， 0. 035kg胶粉，0. 75kg硬脂酸钙，0. 75kg801胶粉，0. 45kg硅酸钠，0. 55kg硬脂酸锌乳液， 8. 3kg质量浓度为12. 5%氧化剂，继续搅拌5分钟制得料浆； 3) 预凝：将步骤2)中的料浆注入预凝窖的模箱内，同时，向预凝窖供给83°C热水(其中 83°C的热水占预混料质量的12%)，使模箱内的料浆发泡膨胀达1. 2米，制得复合发泡水泥， 将模箱内的复合发泡水泥静置8min后形成复合发泡水泥初凝物； 4) 脱模、切割：将步骤3)中的复合发泡水泥初凝物脱模、湿切割成板材制得成型的复 合发泡水泥。
[0026] 实施例2 1) 预混：将80kg水泥、20kg粉煤灰陶粒、2kg微硅粉，1. 25kg减水剂，0. 9kg硫酸铝， 0. 03kg纤维，0. 75kg石墨，1. 0kg硫酸钠，0. 75kg纤维素，1. 0kg重钙，相变粉3. 0g，经干混 均匀后制成预混料存储于储料罐中被用； 2) 发泡：将步骤1)中的预混料、65°C的热水投入搅拌罐中搅拌5分钟(其中65°C的 热水占预混料质量的22%)，再依次向搅拌罐中加入1. lkg聚丙烯酰胺、0. 015kg碳酸锂， 0. 0125kg胶粉，1. 5kg硬脂酸钙，1. 5kg801胶粉，0. 5kg硅酸钠，1. 0kg硬脂酸锌乳液，10. 5kg 质量浓度为12. 5%氧化剂，继续搅拌5分钟制得料浆； 3) 预凝：将步骤2)中的料浆注入预凝窖的模箱内，同时，向预凝窖供给KKTC热水(其 中l〇〇°C的热水占预混料质量的22%)，使模箱内的料浆发泡膨胀达1. 5米，制得复合发泡水 泥，将模箱内的复合发泡水泥静置12min后形成复合发泡水泥初凝物； 4) 脱模、切割：将步骤3)中的复合发泡水泥初凝物脱模、湿切割成板材制得成型的复 合发泡水泥。
[0027] 实施例3 1) 预混：将95. 5kg聚氯乙烯、24. 3kg粉煤灰陶粒、4. 5kg微硅粉，0· 35kg减水剂， 0. 48kg硫酸铝，0. 023kg纤维，0. 64kg石墨，1. 35kg硫酸钠，1. 03kg纤维素，0. 76kg重钙，相 变粉1. 33g，经干混均匀后制成预混料存储于储料罐中被用； 2) 发泡：将步骤1)中的预混料、60°C的热水投入搅拌罐中搅拌5分钟(其中60°C的 热水占预混料质量的16%)，再依次向搅拌罐中加入0. 1. 72kg聚丙烯酰胺、0. 04kg碳酸锂， 0. 033kg胶粉，1. 65kg硬脂酸钙，1. 5kg801胶粉，0. 8kg硅酸钠，1. 55kg硬脂酸锌乳液，8. 8kg 质量浓度为12. 5%氧化剂，继续搅拌5分钟制得料浆； 3) 预凝：将步骤2)中的料浆注入预凝窖的模箱内，同时，向预凝窖供给83°C热水(其中 83°C的热水占预混料质量的40%)，使模箱内的料浆发泡膨胀达1. 2米，制得复合发泡水泥， 将模箱内的复合发泡水泥静置8min后形成复合发泡水泥初凝物； 4) 脱模、切割：将步骤3)中的复合发泡水泥初凝物脱模、湿切割成板材制得成型的复 合发泡水泥。
[0028] 实施例4 1) 预混：将75kg聚苯乙烯与20kg水泥、22. 5kg粉煤灰陶粒、2. 3kg微硅粉，0· 88kg减 水剂，0. 94kg硫酸铝，0. 022kg纤维，0. 69kg石墨，0. 83kg硫酸钠，0. 92kg纤维素，1. 85kg重 钙，相变粉3. 54g，经干混均匀后制成预混料存储于储料罐中被用； 2) 发泡：将步骤1)中的预混料、55°C的热水投入搅拌罐中搅拌5分钟(其中55°C的 热水占预混料质量的7%)，再依次向搅拌罐中加入1. 28kg聚丙烯酰胺、0. 028kg碳酸锂， 0. 026kg胶粉，1. 85kg硬脂酸钙，1. 5kg801胶粉，0. 78kg硅酸钠，1. 7kg硬脂酸锌乳液， 14. 5kg质量浓度为12. 5%氧化剂，继续搅拌5分钟制得料浆； 3) 预凝：将步骤2)中的料浆注入预凝窖的模箱内，同时，向预凝窖供给83°C热水(其中 83°C的热水占预混料质量的43%)，使模箱内的料浆发泡膨胀达1. 8米，制得复合发泡水泥， 将模箱内的复合发泡水泥静置8min后形成复合发泡水泥初凝物； 4) 脱模、切割：将步骤3)中的复合发泡水泥初凝物脱模、湿切割成板材制得成型的复 合发泡水泥。
【权利要求】
1. 一种复合发泡水泥的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤， 预混：将凝胶料、轻集料、多功能助剂经干混均匀后制成预混料存储于储料罐中被用； 发泡：将步骤1)中的预混料、热水投入搅拌罐中搅拌5min，再依次向搅拌罐中加入复 合改性剂、氧化剂，继续搅拌5min制得料楽； 预凝：将步骤2)中的料浆注入预凝窖的模箱内，同时，向预凝窖供给热水，使模箱内的 料浆发泡膨胀，制得复合发泡水泥，将模箱内的复合发泡水泥静置6 -8min后形成复合发泡 水泥初凝物； 脱模、切割：将步骤3)中的复合发泡水泥初凝物脱模、湿切割成板材制得成型的复合 发泡水泥。
2. 根据权利要求1所述的复合发泡水泥的制备工艺，其特征在于：所述的胶凝料为水 泥、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的任意一种；轻集料为粒度大于80mm的粉煤灰陶粒；多功能助剂 包括微硅粉、减水剂、硫酸铝、纤维、石墨、硫酸钠、纤维素、重钙、相变粉；复合改性剂包括聚 丙烯酰胺、碳酸锂、胶粉、硬脂酸钙、801胶水、硅酸钠、硬脂酸锌乳液；氧化剂为过氧化氢。
3. 根据权利要求1所述的复合发泡水泥的制备工艺，其特征在于：步骤2)中的热水温 度为30-60°C，热水重量占预混料总重量的5-30% ;步骤3)中的热水温度为80-120°C，热水 重量占料浆总重量的10-45%。
4. 根据权利要求1或2所述的复合发泡水泥的制备工艺，其特征在于：按重量份计，胶 凝料为60-100份，轻集料为14-25份，多功能助剂为25-45份，复合改性剂为3. 5-7. 5份， 氧化剂为8-14. 5份。
5. 根据权利要求1或2所述的复合发泡水泥的制备工艺，其特征在于：按重量份计，胶 凝料为80份，轻集料为20份，多功能助剂为30份，复合改性剂为5. 5份，氧化剂为10. 5份。
6. 根据权利要求2所述的复合发泡水泥的制备工艺，其特征在于：多功能助剂中 各组分按重量份计，微硅粉1-5份、减水剂0. 35-1. 0份、硫酸铝0. 45-1. 560. 9份、纤 维0. 01-0. 042份、石墨0. 58-0. 95份、硫酸钠0. 45-1. 6份、纤维素0. 55 -1. 25份、重钙 0· 5-2. 5 份、相变粉 1. 25-4. 35 份。
7. 根据权利要求2所述的复合发泡水泥的制备工艺，其特征在于：多功能助剂中各组 分按重量份计，微硅粉2份、减水剂1. 25份、硫酸铝0. 9份、纤维0. 03份、石墨0. 75份、硫 酸钠1. 〇份、纤维素〇. 75份、重钙1. 0份、相变粉3. 0份。
8. 根据权利要求2所述的复合发泡水泥的制备工艺，其特征在于：复合改性剂中各组 分按重量份计，聚丙烯酰胺0. 6-1. 8份，碳酸锂0. 01-0. 04份，胶粉0. 005-0. 035份，硬脂酸 钙0. 7-2. 5份，801胶粉0. 7-1. 5份，硅酸钠0. 25-0. 8份，硬脂酸锌乳液0. 45-1. 75份。
9. 根据权利要求2所述的复合发泡水泥的制备工艺，其特征在于：复合改性剂中各组 分按重量份计，聚丙烯酰胺1. 1份，碳酸锂〇. 015份，胶粉0. 0125份，硬脂酸钙1. 5份，801 胶粉1. 5份，硅酸钠0. 5份，硬脂酸锌乳液1. 0份。
【文档编号】C04B28/00GK104193385SQ201410363886
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】王义红, 卢叶, 张林江 申请人:湖北凯利丰绿色建材开发有限公司