CN106927781A - 一种以co2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种以co2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土，由以下质量份数的成份组成：磷酸盐水泥200～450份，矿物掺合料115～180份，增稠剂10～40份，发泡剂10～30份，稳泡剂1～4份，水60～130份。本发明公开的泡沫混凝土质量轻、强度高、导热系数小、燃烧性能为A级、生产周期短。

Description

一种以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑节能材料领域，具体的说，涉及一种以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土。
背景技术
泡沫混凝土是将胶凝材料、适当的矿物掺合料、合适外加剂、发泡剂和稳泡剂按一定的比例经一定的制备工艺制成的一种轻质、高强、保温的混凝土。泡沫混凝土是一种新型的节能环保型建筑材料，具有良好的保温、隔热性能，并且泡沫混凝土的耐火等级为A级，能很好的避免火灾带来的影响。制备泡沫混凝土时，加入粉煤灰和矿渣属于工业废渣，这又很好的解决了工业废渣的处理问题。
现有的泡沫混凝土普遍存在以下三个问题：(1)在制备泡沫混凝土时引入的气体通常是氧气、空气和氢气。在0℃时，氢气的导热系数为0.176W/(m·k)，空气的导热系数为0.0242W/(m·k)，氧气的导热系数为0.0248W/(m·k)。这些气体的导热系数本身就相对较高，这就使得制备的泡沫混凝土的导热系数较高。这些气体引入的方式通常为化学反应和加入表面活性剂。中国发明专利申请201110389083.4就是通过化学反应的方式引入的氧气。中国发明专利申请201180009449.9、中国发明专利申请201210561385.X、中国发明专利申请201310671052.7、中国发明专利申请201410274787.0和中国发明专利申请200910078347.7都是通过加入表面活性剂的方式引入的空气。(2)气体引入的工艺复杂。中国发明专利申请201110389083.4公开了一种超轻泡沫水泥混凝土及其制备方法，气体引入方式是将发泡剂与搅拌均匀的料浆进行机械搅拌。中国发明专利申请201180009449.9、中国发明专利申201410274787.0、中国发明专利申请201410568426.7、中国发明专利申请201310671052.7和中国发明专利申请201210561385.X等引气方法是将制备的好的泡沫与水泥浆体进行机械搅拌；(3)制备的泡沫混凝土早期强度较低，生产周期长，后期强度也不高。现有的专利和文献介绍的用于制备泡沫混凝土的水泥基本上是普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐这类的特种水泥。用普通硅酸盐水泥制备泡沫混凝土需要加入促凝组分或早强组分，即使如此成型的泡沫混泥土也需要24小时后才能拆模，这就延长了生产周期。用硫铝酸盐水泥等特种水泥制备的泡沫混凝土虽然早期强度较高，缩短了生产周期，但是这类水泥后期强度可能会出现倒缩出现起粉现象。
磷酸盐水泥是以过烧氧化镁、磷酸二氢盐和缓凝剂为原材料，经过化学反应而形成的一种新型胶凝材料，具有凝结时间短、早期强度高等优点，现在已有技术人员开始研究用硫磷酸盐水泥制备泡沫混凝土。中国发明专利201410771626.2公开了一种发泡磷酸镁水泥发泡材料，其组分为烧结镁砂、磷酸二氢钾、粉煤灰、缓凝剂和发泡剂，其中缓凝剂为硼砂，发泡剂为碳酸盐或碳酸氢盐，其制备方法是将烧结镁砂、硼砂、粉煤灰、碳酸盐或碳酸氢盐先混合搅拌60s，然后倒入磷酸二氢钾，搅拌30s，然后将水加入混合均匀的材料中，之后搅拌60s，得到发泡磷酸镁水泥浆体，之后倒入模具中进行发泡。该专利还有以下方面值得改进：(1)组分中没有增稠组分，难以保证发泡体系的稳定性。磷酸镁水泥颗粒相较于硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥颗粒较粗，且它溶于水需要一定的时间，因此浆体粘稠度相对于硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥浆体较低，不能保证制备发泡磷酸镁水泥浆体具有足够的稠度，使产生的气泡难以稳定存在，或者存在的气泡直径较大；(2)组分中没有稳泡剂。稳泡剂对泡沫混凝土中气泡的稳定性、均匀性、尺寸有很大的影响；(3)制备工艺复杂。
本发明专利在中国发明专利201410771626.2的基础上加入了增稠组分和稳泡组分，并对其制备工艺进行了改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种以CO2为发泡气体，气体引入简单，成型的泡沫混凝土强度很高的磷酸盐水泥泡沫混凝土。
本发明目的是这样实现的：
一种以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土，由以下质量份数的成份组成：磷酸盐水泥200～450份，矿物掺合料115～180份，增稠剂10～40份，碳酸盐或碳酸氢盐10～30份，稳泡剂1～4份，水60～130份。
上述的增稠剂为无机增稠剂或有机增稠剂。上述无机增稠剂是指能够增加浆体稠度的无机矿物，为硅藻土、膨润土一种或两种。上述有机增稠剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸和可溶性淀粉中的一种或一种以上。
上述的稳泡剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁和十二醇中的一种或一种以上。一种以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土的制备方法：按质量份数将磷酸盐水泥、矿物掺合料、增稠剂、碳酸盐或碳酸氢盐、稳泡剂和水备好，然后将磷酸盐水泥、矿物掺合料、增稠剂、碳酸盐或碳酸氢盐和稳泡剂混合均匀，再加入水一起搅拌、浇筑、成型和养护而制得。
该发明有以下优点：(1)制备泡沫混凝土的过程中不会出现塌模和收缩现象，制成的泡沫混凝土内部的气泡更加均匀，尺寸更加细小。增稠剂的加入能使水泥浆体更好的包裹气泡、固定气泡，使制备的泡沫混凝土具有更好的体积稳定性，不会出现塌模和收缩现象；稳泡剂的加入增加了气泡壁的强度一方面使气泡更稳定的存在于水泥浆体中，提高泡沫混凝土的体积稳定性，另一方面制成的泡沫混凝土内部的气泡更加均匀，孔径更加细小。(2)制备工艺简单。本发明专利只需将该泡沫混凝土的各组分混合均匀后加水搅拌即可制成泡沫混凝土浆体，然后将泡沫混凝土浆体浇筑、成型、养护即可制成泡沫混凝土成品。(3)泡沫混凝土的热工性能得到了改善。一方面该泡沫混凝土引入的气体为二氧化碳，在0℃时，CO2的导热系数为0.0143W/(m·k)，相对与现有发泡体系引入的空气、氧气和氢气的导热系数低，使得所制备泡沫混凝土的热工性能得到改善；另一方面磷酸盐水泥水化会产生氢氧化镁，氢氧化镁会与气泡中的二氧化碳发生反应生成碳酸镁，这样既会因为生成碳酸镁提高泡沫混凝土的强度，又会因为消耗掉气泡内的部分二氧化碳在气泡内形成一定的真空度，改善泡沫混凝土的热工性能。
有益效果：本发明公开的泡沫混凝土质量轻、强度高、导热系数小、燃烧性能为A级、生产周期短。
具体实施方式
实施例1
本实施例1所描述的一种以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土，由以下质量份数的成份组成：磷酸盐水泥200份，粉煤灰105份，硅灰15份，碳酸钠7份，碳酸氢钠3份，膨润土9份，硅藻土4份，聚丙烯酰胺1份，聚丙烯酸1份，硬脂酸钙0.5份，十二醇0.5份，水60份。
实施例2
本实施例2所描述的一种以CO2为发泡气体的磷酸盐泡沫混凝土，由以下质量份数的成份组成：磷酸盐水泥300份，粉煤灰110份，硅灰20份，碳酸钠10份，碳酸氢钠5份，膨润土11份，硅藻土6份，聚丙烯酰胺2份，聚丙烯酸1份，硬脂酸镁1份，十二醇1份，水84份。
实施例3
本实施例3所描述的一种以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土，由以下质量份数的成份组成：磷酸盐水泥370份，粉煤灰100份，硅灰15份，碳酸钠15份，碳酸氢钠10份，膨润土22份，硅藻土13份，聚丙烯酰胺3份，可溶性淀粉2份，硬脂酸钙2份，十二醇1份，水100份。
实施例4
本实施例4所描述的一种以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土，由以下质量份数的成份组成：磷酸盐水泥420份，粉煤灰150份，硅灰30份，碳酸钠15份，碳酸氢钠12份，膨润土17份，硅藻土7份，聚丙烯酰胺2份，聚丙烯酸2份，可溶性淀粉2份，硬脂酸镁3份，十二醇1份，水130份。
实施例5
本实施例5所描述的一种以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土，由以下质量份数的成份组成：磷酸盐水泥450份，粉煤灰105份，硅灰15份，碳酸钠20份，碳酸氢钠10份，膨润土6份，硅藻土2份，聚丙烯酸1份，可溶性淀粉1份，硬脂酸钙2份，十二醇1份，水120份。
表1
以上所述，仅是本发明的几个实施例而已，并非对本发明的原理和框架作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土，由以下质量份数的成份组成：磷酸盐水泥200～450份，矿物掺合料115～180份，增稠剂10～40份，碳酸盐或碳酸氢盐10～30份，稳泡剂1～4份，水60～130份。
2.据权利要求1所述一种以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土，其特征在于：所述的增稠剂为无机增稠剂或有机增稠剂。
3.据权利要求3所述一种以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土，其特征在于：所述无机增稠剂是指能够增加浆体稠度的无机矿物，为硅藻土、膨润土一种或一种以上。
4.据权利要求3所述一种以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土，其特征在于：所述有机增稠剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸和可溶性淀粉中的一种或一种以上。
5.据权利要求1所述一种以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土，其特征在于：所述的稳泡剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁和十二醇中的一种或一种以上。
6.据权利要求1所述一种以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土，其特征在于：所述碳酸盐或碳酸氢盐发泡剂要在的增稠剂、稳泡剂的共同作用下，产生CO2作为引入磷酸盐水泥泡沫混凝土的主要气体。
7.一种如权利要求1-6所述以CO2为发泡气体的磷酸盐水泥泡沫混凝土的制备方法：按质量份数将磷酸盐水泥、矿物掺合料、增稠剂、碳酸盐或碳酸氢盐、稳泡剂和水备好，然后将磷酸盐水泥、矿物掺合料、增稠剂、碳酸盐或碳酸氢盐和稳泡剂混合均匀，再加入水一起搅拌、浇筑、成型和养护而制得。
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