一种泡沫混凝土用高稳定性泡沫及其制备方法

1.本发明属于使用有机材料作为有效成分的混凝土技术领域，涉及一种泡沫混凝土用高稳定性泡沫及其制备方法。


背景技术：

2.泡沫混凝土由于其轻质、耐久的特点被广泛应用于道路回填、保温隔热屋面及内隔墙等领域，但泡沫混凝土也无可避免地存在一些缺点：泡沫稳定性差、强度低、保温性不及有机保温材料、吸水率高、自收缩较大等。泡沫混凝土的不稳定性来源于泡沫的不稳定，在制备超低密度泡沫混凝土时易塌陷，难以在工程上施工应用。因此，制备一种细小均匀并且稳定性好的泡沫对于降低泡沫混凝土的不稳定性及提高强度尤为重要。
3.石粉是石材生产和加工过程中的固体废物，我国天然石材开采平均利用率仅35％左右，石材加工又会产生20
‑
30％的废料，其中包括边角料和废石粉等。天然石材经过加工产生的废浆排入河流，固态废弃物堆积，导致土地资源极大浪费。有效利用和处理这些石粉废料，已成为各石材行业亟待解决的问题。
4.本发明提供了一种利用湿磨纳米石粉制备得到的高稳定性泡沫，即以湿磨纳米石粉、十二烷基硫酸钠、增稠剂、水为主要原料，混合制得发泡剂溶液，在高速搅拌机的作用下制备出高稳定性泡沫。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种泡沫混凝土用高稳定性泡沫及其制备方法，该泡沫相较于普通泡沫沉降距可提高20
‑
51.1mm，泌水率可减少43.9
‑
81.5％，具有更高的稳定性，提高了泡沫混凝土的综合性能，扩展了泡沫混凝土的应用范围。
6.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
7.提供一种泡沫混凝土用高稳定性泡沫，其原料组分及质量百分比为：湿磨纳米石粉2
‑
8％，发泡剂0.7
‑
1％，增稠剂0.3
‑
0.5％，余量为水；
8.所述湿磨纳米石粉的制备方法为：将石粉、水、聚羧酸减水剂按照质量比石粉：水：聚羧酸减水剂＝1：2
‑
3：0.004
‑
0.01的比例称取并倒入湿磨机中，再将质量为石粉3
‑
4倍、级配为10mm：8mm：5mm：3mm＝1：4：4：1的氧化锆研磨体加入湿磨机中，以400
‑
450r/min的速率研磨120
‑
150min后，过筛得到d50为200
‑
300nm的湿磨纳米石粉。
9.按上述方案，所述发泡剂为十二烷基硫酸钠，发泡倍数为20倍以上。
10.按上述方案，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素与温轮胶按质量比1：0.5
‑
2的混合物。
11.按上述方案，所述石粉为大理石粉，比表面积≥400m2/kg。湿磨纳米石粉亲水性高，容易吸附在泡沫液表面，提高泡沫的稳定性
12.按上述方案，所述聚羧酸减水剂在水泥净浆中的减水率为25％以上，流动度≥
200mm。
13.本发明还包括上述泡沫混凝土用高稳定性泡沫的制备方法，具体步骤如下：
14.1)按比例称取各原料组分，备用；
15.2)将湿磨纳米石粉和水混合并超声分散均匀，然后加入增稠剂并搅拌均匀，再加入发泡剂并超声分散均匀，得到发泡剂溶液，将所得发泡剂溶液加入高速搅拌机中搅拌得到高稳定性泡沫。
16.按上述方案，步骤2)所述高速搅拌机中搅拌的转速为2000
‑
2500r/min，搅拌的时间为60
‑
90s。
17.本发明还包括上述高稳定性泡沫在泡沫混凝土方面的应用，将上述高稳定性泡沫与水泥净浆按体积比1：0.58
‑
0.71混合，搅拌均匀后养护得到泡沫混凝土。
18.按上述方案，所述养护条件为：在相对湿度＞50％，温度为20
±
1℃下养护7天。
19.本发明通过湿磨制备的纳米石粉颗粒，与发泡剂十二烷基硫酸钠和增稠剂相结合，可提高泡沫液膜的表面张力，抑制泡沫内气体扩散、阻隔泡沫液膜内的液体流失、降低气泡收缩的动力，从而达到提高泡沫稳定性的作用。
20.本发明的有益效果在于：1、本发明提供的高稳定性泡沫相较于普通泡沫降距可提高20
‑
51.1mm，泌水率可减少43.9
‑
81.5％，可以有效解决泡沫混凝土的不稳定性，减少泡沫混凝土在施工时发生的塌陷；2、本发明方法可以提高对石粉等固废的利用，降低成本，制备步骤简单，易于实现。
具体实施方式
21.为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
22.本发明实施例所用石粉为比表面积为420m2/kg的大理石粉，所用聚羧酸减水剂的减水率为26.3％，固含量≥92％，流动度≥200mm，所用发泡剂为十二烷基硫酸钠，发泡倍数为20倍，纯度为98.5％，所用温轮胶购自山东景鑫生物科技有限公司，粘度为1500
‑
3500pa
·
s。
23.实施例1
‑
8及对比例1
24.制备高稳定性泡沫，具体方法如下：
25.按照质量比例为石粉：水：聚羧酸减水剂＝1：2
‑
3：0.004
‑
0.01称取原料并倒入湿磨罐中，再将质量为石粉质量3
‑
4倍、级配为10mm：8mm：5mm：3mm＝1：4：4：1的氧化锆研磨体加入湿磨罐中，密封固定后开启湿磨机，以400r/min的速率研磨120min后，过滤制得d50为200
‑
300nm的湿磨纳米石粉，湿磨纳米石粉配比设计如表1所示，得到三种石粉记为a，b，c。
26.表1湿磨纳米石粉配比
27.28.发泡剂溶液配比设计及性能评价如表2，实施例1
‑
8的具体实施方式为：根据表2中的发泡剂溶液配比，将所述份数湿磨纳米石粉和水混合并利用超声分散30min，然后将所述份数的增稠剂加入其中并利用磁力搅拌30min，再向其中加入所述份数的发泡剂并利用超声分散10min，得到发泡剂溶液，最后将制备好的发泡剂溶液转移到高速搅拌机中，以2400r/min的转速搅拌发泡剂溶液，搅拌60s，即制得高稳定性泡沫。对比例1的具体实施方式为：根据表2中的发泡剂溶液配比，将所述份数的增稠剂和水混合并利用磁力搅拌30min，再向其中加入所述份数的发泡剂并利用超声分散10min，制得发泡剂溶液。最后将上述制备好的发泡剂溶液转移到高速搅拌机中，以2400r/min的转速搅拌发泡剂溶液，搅拌60s，即制得参照泡沫。泡沫的沉降距和泌水率根据国标jg/t 266
‑
2011，由泡沫沉降距测定仪测定。
29.表2材料配比设计(质量份)
[0030][0031]
实施例1
‑
8及对比例1泡沫样品性能评价如表3所示。
[0032]
表3实施例性能评价
[0033][0034]
从表3中各泡沫样品性能评价数据中可以看出，根据实施例2和3可知增稠剂的引入可能会导致泡沫密度略微增加，另外，湿磨纳米石粉掺入可使泡沫1h沉降距提高，1h泌水率降低，其中实施例1
‑
8相比于对比例1沉降距可提高20
‑
51.1mm，泌水率可减少43.9
‑
81.5％，当泡沫混凝土浇筑深度达到1000mm时，底部和顶部的密度比从1：1.21降至1：1.01，除了对比例1外，实施例1
‑
8均没有发生塌陷，说明湿磨纳米石粉颗粒提高了泡沫的稳定性。