一种调控泡沫混凝土用微生物泡沫尺寸及壁厚的方法

本发明属于泡沫混凝土，尤其涉及一种调控用于泡沫混凝土的泡沫大小及壁厚的方法。

背景技术：

1、现有技术：

2、全球能源形势日益紧张，如何实现能源的高效利用是目前各国共同关注的热点问题。据调查发现，建筑能耗在总能耗中所占的比例较高，因此，建筑能耗的高效利用以及减少建筑能耗，对于解决能耗较高的问题有重要意义。在解决建筑能耗较高的问题的过程中，泡沫混凝土以其轻质、阻燃、隔热、隔音、抗震和环保节能等优势引起人们的重点关注。

3、泡沫混凝土的优质性能来源于其内部大量封闭的气孔，气孔结构是泡沫混凝土中最重要的结构，内部封闭孔的形成与混凝土凝结硬化前泡沫的性能密切相关，而泡沫的性能与其尺寸大小及壁厚有着直接关系，缩小泡沫尺寸、增加壁厚后，即可提高泡沫稳定性，进而优化孔径分布，获得均匀且封闭的圆形孔洞，从而提高抗压强度、隔热性能和耐水性能。为保持泡沫混凝土的优异性能，减小连通孔或大直径孔的出现，预制泡沫的尺寸大小及壁厚就需要加以重视。

4、泡沫混凝土是用机械方法将泡沫剂水溶液制成泡沫，再将泡沫加入含硅质材料(粉煤灰和砂等)、钙质材料(水泥和石灰等)、水及外加剂组成的料浆中，混合搅拌、浇注成型和养护而成的轻质多孔建筑材料。

5、目前，泡沫剂均具有较高的表面活性，能有效降低液体的表面张力，在液膜表面双电子层排列而包围空气，形成气泡，再由单个气泡组成泡沫。泡沫剂的实质就是它的表面活性作用，没有表面活性作用，就不能发泡，也就不能成为泡沫剂，表面活性是发泡的核心。

6、现有的微生物泡沫剂是酵母通过自身内部酵母蛋白酶将培养基中的蛋白质分子分解，蛋白质分子中的肽键断裂形成可溶性短链，其中含有较多的羧基、羟基等亲水性基团和烷基、氨基等疏水性基团，这些亲水和疏水基团(表面活性分子)在溶液中大量吸附和积累，从而降低溶液的表面张力。近些年来，有研究表明基于蛋白质的泡沫混凝土具有较小尺寸的不连通的孤立孔，呈现出圆形且边界明确。但现有的蛋白质类泡沫剂存在制备工艺复杂、制备过程可能产生有害气体和价格昂贵等问题，而酵母细胞内含有丰富的蛋白质、核酸、维生素、碳水化合物、类脂物质等多种成份，其中蛋白质含量占其干物质的50％之多，此外还具有绿色环保且价格低廉等特点，受到国内外研究人员的关注，利用微生物制备泡沫剂，但研究发现，现有微生物泡沫剂存在发泡倍数低、制备出的泡沫尺寸较大，泡沫壁较薄等问题，故而泡沫稳定性较差。

7、解决上述技术问题的难度和意义：

8、因此，基于这些问题，提供一种调控用于泡沫混凝土的泡沫大小及壁厚的方法具有重要的现实意义。

技术实现思路

1、本技术目的在于为解决现有技术中技术问题而提供一种调控用于泡沫混凝土的泡沫大小及壁厚的方法。

2、本技术实施例为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

3、一种调控泡沫混凝土用微生物泡沫尺寸及壁厚的方法，所述调控泡沫混凝土用微生物泡沫尺寸及壁厚的方法包括以下步骤：

4、步骤一：向微生物发泡剂中掺入两性离子表面活性剂椰油酰胺基丙基甜菜碱和疏水性纳米二氧化硅。

5、本发明采用椰油酰胺基丙基甜菜碱和疏水性纳米二氧化硅对微生物发泡剂进行改性，利用二者协同作用，提高其发泡倍数，缩小泡沫尺寸、增加壁厚，增强泡沫稳定性，获得高稳定性的微生物复合泡沫剂。

6、本技术实施例还可以采用以下技术方案：

7、在上述的调控泡沫混凝土用微生物泡沫尺寸及壁厚的方法中，进一步的，所述步骤一为：向微生物发泡剂中加入疏水性纳米二氧化硅颗粒，掺量为1-5wt.％，搅拌10-15min后进行超声处理20-30min；

8、加入椰油酰胺基丙基甜菜碱，掺量为3-5wt.％，在温度为20-25℃之间搅拌10-15min，即可获得微生物复合泡沫剂。

9、在上述的调控泡沫混凝土用微生物泡沫尺寸及壁厚的方法中，进一步的，所述步骤一中的搅拌为在磁力加热搅器搅拌，所述步骤一中的超声处理为在超声波分散器上进行超声处理，频率为20-25khz。

10、在上述的调控泡沫混凝土用微生物泡沫尺寸及壁厚的方法中，进一步的，所述步骤一之前进行以下步骤：制备微生物复合发泡剂。

11、在上述的调控泡沫混凝土用微生物泡沫尺寸及壁厚的方法中，进一步的，所述制备微生物复合发泡剂包括以下步骤：

12、步骤一：原材料按1份葡萄糖、1份胰蛋白陈、0.5份酵母浸粉、10份酵母菌母液的重量份数计分的比例加入适量蒸馏水中，搅匀后得到微生物培养基；

13、步骤二：微生物培养基灭菌冷却后接种母液，并培养。

14、在上述的调控泡沫混凝土用微生物泡沫尺寸及壁厚的方法中，进一步的，所述步骤二为：将微生物培养基分装于锥形瓶中，放入灭菌锅灭菌；在无菌操作台冷却至室温，使用移液枪向培养基中接种5-10％的酵母菌母液，随后放入恒温震荡培养箱中，在温度为30-35℃，转速为140-170r/min的条件下培养48小时后拿出，即可制得微生物复合发泡剂。

15、一种泡沫混凝土用微生物复合泡沫剂，其特征在于：所述泡沫混凝土用微生物复合泡沫剂由上述任一项所述的调控泡沫混凝土用微生物泡沫尺寸及壁厚的方法制得。

16、一种泡沫混凝土用微生物泡沫，其特征在于：所述泡沫混凝土用微生物泡沫由所述的泡沫混凝土用微生物复合泡沫剂制得。

17、在上述的泡沫混凝土用微生物泡沫中，进一步的，将所述的泡沫混凝土用微生物复合泡沫剂使用轻型水泥发泡机进行物理发泡，制得细小稳定且大小均匀的泡沫。

18、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：

19、1、本发明的椰油酰胺基丙基甜菜碱是一种多功能表面活性剂，由采用天然易得的原料制备，其性能更具温和性和低毒性，具有很好的安全性，对人体和环境不会造成风险，是很好的环境友好型产品。此外，椰油酰胺基丙基甜菜碱中的季根离子带正电荷而显示强阳离子性，它可与众多菌之间形成电价键，在其细胞壁上产生应力，与微生物泡沫剂有较强适配性。

20、2、本发明的疏水纳米二氧化硅颗粒的稳泡机理是固体颗粒主动吸附在气液界面上，形成固-液-气三相泡沫，减少了气泡间的接触面积，抑制歧化反应，提高泡沫稳定性。且疏水纳米二氧化硅颗粒具有火山灰活性，会促进泡沫混凝土中硅酸盐矿物的水化，发生密实水化产物的微观结构，同时有效降低气孔的平均孔径，优化泡沫混凝土的性能。

21、3、本发明通过向微生物泡沫剂中同时加入椰油酰胺基丙基甜菜碱和疏水纳米二氧化硅颗粒对其进行改性，表面活性剂(椰油酰胺基丙基甜菜碱)和疏水纳米二氧化硅颗粒之间还会发生静电相互作用，增强界面附近表面活性物质的能力，有效降低液体表面张力，更易产生小尺寸泡沫。且这种静电力确保疏水纳米二氧化硅粒子牢固地附着在气泡的外表面，形成一个保护网，增加了泡沫壁厚，从而增加了表面强度，泡沫稳定性得到很大提升。即本专利利用二者之间的协同作用，获得了具有高发泡倍数特性的微生物泡沫剂配方和高稳定性的微生物复合泡沫剂，解决了现有微生物泡沫剂发泡倍数低，调控了现有微生物泡沫尺寸较大及壁厚较薄等问题。

22、4、本发明优化泡沫混凝土的孔隙结构，提高泡沫混凝土的物理性能，使其得到更广泛的应用。