CN110577384A - 一种交联发泡水泥产品的组合物及制备 - Google Patents
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Abstract
交联发泡水泥产品的组合物，发泡水泥的重量比如下：固体组份为水泥100、纤维0.1‑0.5；0.5‑2微米粒径的碳黑2‑3；混凝土发泡组分为有机组分减水剂0.8‑1.2，增稠剂0.5‑1.0，加水为发泡组分的50‑300份有机组分减水剂搅拌制备成泡沫，固体组份混和后加水配制能够流动的水泥浆，水泥浆在与泡沫混和时同时加入，与水泥浆泡沫共同搅匀，注射至平板模具内，由传送带传送模具进行生产。
Description
技术领域
本发明涉及建筑节能及声屏障材料技术领域，具体是一种发泡水泥材料、一种交联的发泡水泥产品的组合物及制备方法。
背景技术
泡沫混凝土是一种新发展的材料，应用的优点和范围很广，但也存在缺陷：(1)强度偏低:体积密度为800-859kg/m3泡沫混凝土的抗压强度严重偏低，一般低于2.0MPa，有的甚至不足1.0MPa。(2)开孔率偏高:由于泡沫混凝土中存在Na,K,等对气泡的破坏作用，使得其中的气孔多为开孔，严重影响了泡沫混凝土的保温性能。(3)开裂、吸水:硬化泡沫混凝土表面开裂，导致吸收大量外来水分。
发泡水泥材料较好的典型如CS碳纤维硅质防火保温板(简称碳硅板或CS板)是以普通硅酸盐水泥、优质矿粉，添加碳纤维、有机硅、无机发泡剂等添加料，采用先进的生产设备和发泡技术经特种工艺制得的无机防火保温板材。该产品直接用于建筑外墙保温系统保温层，屋面保温系统，外墙保温系统防火隔离带，建筑自保温冷热桥处理等。2、产品特点，热传导率低：导热系数低至0.048，与岩棉板相当；隔热性能好，可适用于外墙外保温系统的隔热保温材料。不燃：产品燃烧性能完全达到A1级，用于有防火要求的外保温系统及防火隔离带。耐老化：该产品完全属于无机材料，耐久性，但碳纤维硅质防火保温板的成本高，在质量上减薄化困难(厚度均在3厘米以上)，吸水性不能满足应用的需要，难以制备成比重更轻(干重每方210Kg以上)、抗压抗拉强度难以达到更好水平的，在应用上仍然受到较大限制，此外，外观颜色过深也是不足之处，目前产品的开孔率仍过高，而发泡的闭孔是质量的重要保证。
发泡水泥具有优异的无机不燃、在防火、绝热、隔音隔板等方面得到广泛应用。广泛用于建筑、石油化工、发电、交通运输等行业。适用于做宾馆、公寓、医院等高级建筑物的外墙外保温板、室内天花板衬里、房顶、房间的隔热板和隔板等，节能效果极其明显，是用在冷藏、冷库的保冷以及石油化工、热力工程等管网的理想保温材料。
发明内容
本发明的目的是，提供一种交联发泡水泥产品的组合物及制备方法，具有更好的抗压抗拉强度，它的发泡率高，能够制备2厘米的较大尺寸的板材(60厘米见方)，发泡的闭孔率能够控制，比重更轻(干重每方180-190Kg)，且是材料的成本明显低于现有技术产品。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用如下技术方案：交联的发泡水泥产品的组合物，一种交联发泡水泥产品的组合物，发泡水泥的重量比如下：固体组份为水泥100、粉煤灰20-35、纤维0.1-0.5；0.5-2微米粒径的碳黑2-3；混凝土发泡组分为有机组分减水剂0.8-1.2，增稠剂0.5-1.0，加水为发泡组分的50-300倍，将有机组分减水剂搅拌制备成泡沫，固体组份混和后加水配制能够流动的水泥浆，水泥浆在与泡沫混和时同时加入，与水泥浆泡沫共同搅匀，并加入空气泡(由空气微孔头发泡)，注射浇铸至平板模具内，由传送带传送模具连续进行生产。纤维0.1-0.5采用PP材料，直径0.2-1毫米，长度10-50毫米。
减水剂为聚羧酸类减水剂，并添加氯化镁或与氧化镁混和物3-5份。
增稠剂为聚乙烯醇、或聚乙酸乙烯酯；微纤维，所述微纤维具有0.1-0.2毫米的有效直径。
添加表面活性剂0.1-0.2，表面活性剂为磺酸盐，如烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠作为引气剂的成分。
所述的交联发泡水泥产品的组合物的制备方法，采用如下发泡设备，发泡设备包含固体组份料仓及全部固体组份(包括水泥和所有的添加剂)混合装置及物料称重设备、计量水泵、气泵及管道连接的气泡发生装置、第一到第三搅拌仓及搅拌装置，搅拌仓的上侧安装固体组份混合装置及物料称重设备的进口，经加水和搅拌装置搅拌，第一搅拌仓料仓的旁侧安装第二搅拌仓及搅拌装置，用于对发泡组分加水进行搅拌，产生专门的泡沫剂，配合成均匀的液体流，用计量泵计量加水，和表面活性剂，产生的泡沫剂及固体组份加水搅拌泥浆控制计量的加入第三搅拌仓搅拌，气泵产生的压缩空气通过管道第三搅拌仓；第三搅拌仓搅拌1到2分钟后得到成品发泡浆料，定量浇铸成模，或经过一容器再通过计量设备进行浇铸成板状。
第三搅拌仓底部设有压缩空气产生的气泡，通过若干微孔产生，所述的微孔的直径在0.3-2厘米，尤其是0.5-1厘米；第三搅拌仓搅拌1到2分钟后得到成品发泡浆料，定量浇铸成模，或经过一容器再通过计量设备进行浇铸成板状；
浇铸成平板状模初制品时通过轻压辊辊平，在传送带上传送到养护区，需要在25-45℃、不低于85％RH高湿环境下养护；草毡遮盖表面喷淋水的方式。
在玻璃或塑料大棚中养护；在所述养护环境要保证在6天以上，切割后在泡沫平板表面喷淋憎水涂料，憎水封闭预处理：即硅丙乳液溶液喷淋；经一天以上成为成品。
玻璃纤维或PET纤维常州天怡生产混凝土用纤维：聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯塑钢纤维、聚酯纤维、聚酯纤维、改性聚酯纤维。水泥的品种为双快硅酸盐水泥，是早期和后期强度均高的水泥品种。
减水剂发泡时与水分子缔合，再加上水分子之问的氢键缔合，构成了水泥微粒表面的一层稳定的水膜，阻止水泥颗粒问的直接接触，增加了水泥颗粒间的滑动能力，起到润滑作用，从而进一步提高浆体的流动性。水泥浆的微小气泡，同样对减水剂分的定向吸附极性基团所包裹，使气泡与气泡隔离。在混凝土掺加减水剂后，伴随水化反应进行，减水剂分子分散于分散系，均匀吸附在水泥颗粒表面，破坏水泥颗粒的团聚，使得水泥颗粒由于减水剂分子存在的特殊作用处于高度分散安定状态。在低含水量时就具有较高流动性，本发明工艺可以使制品的加水量减少，减低养护的时间；活性白泥1-3、粉煤灰1-5在水泥硬化水化及长久的干化过程中有促进作用，提高混凝土的缔结性能，加上适量的纤维，成本增加不高，但提高制品的抗压抗拉性能，可以使本发明的薄型制品仍能够施加固定件加以应用，本发明制品可以使的养护工艺的时间缩短2-3天。
有益效果，本发明发泡将空气引入发泡剂水溶液，将空气引入发泡剂水溶液中均匀分散，实现液气尽可能大的接触界面，加上少量有机发泡剂的作用，以使发泡剂中的表面活性物在液膜表面形成双电层并包围空气，形成一个个气泡。现有的发泡机在发泡时，达不到理想的效果，发泡率低，导致制品的质量差，开孔率高，达不到使用的要求，而且浪费大量的时间，增加了成本。本发明进行发泡效果好，能达到使用要求。气泡结构好，气泡半径适中且可以控制，抗冻指标高，而且本发明发泡率高，发泡的效率提高，发泡的时间缩短。泡沫混凝土具有极强的抗冲击性能。用大锤能把普通混凝土砸破，但难以砸破一定密度的泡沫混凝土。发泡水泥是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。它属于气泡状绝热材料，突出特点是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔，使混凝土轻质化和保温隔热化。
混凝土中掺入减水剂后，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，而亲水基团指向水溶液，构成单分子或多分子层吸附膜。由于表面活性剂的定向吸附，使水泥胶粒表面带有相同符号的电荷，于是在同性相斥的作用下，不但能使水泥-水体系处于相对稳定的悬浮状态，而且，能使水泥在加水初期所形成的絮凝状结构分散解体，从而将絮凝结构内的水释放出来，达到减水的目的。减水剂加入后，不仅可以使新拌混凝土的和易性改善。
加了氯化镁氧化镁使制品具有更好的抗压抗拉强度，再加上硅丙憎水耐候涂料的使用，本发明制品的性能指标，保温性能优:导热系数为0.040-0.05W/(mk)，热阻约为普通混凝土的30倍以上。隔音效果佳:泡沫混凝土中包含大量的独立气泡，且分布均匀，吸音能力为0.09-0.19％，是普通混凝土的5倍，具备有效隔音的功能。薄型的2厘米制品的面积可以达到50厘米见方，这也是现有技术无法达到的。
超低密度:干体积密度为180-190kg/m3，是普通混凝土密度的1/10，可减轻建筑物整体荷载。本发明的制品尤其是因为密度低但物理性能优越。抗压强度较高:抗压强度为0.5-0.8Mpa。较好的防水性:独立密集的气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。抗裂纹:收缩率低，抗裂性是普通混凝土的8倍以上。寿命长:与主体工程寿命相同。
具体实施方式
本实施方式采用如下技术方案：交联发泡水泥产品的组合物，物料的重量比如下：固体组份为水泥100、粉煤灰20份、35份均可、PP或PET纤维0.3或0.5均可；0.5-2微米粒径的碳黑2、3均可；混凝土发泡组分为聚羧酸类减水剂0.8-1.2，增稠剂聚乙烯醇、或聚乙酸乙烯酯0.5-1.0，添加氯化镁或与氧化镁混和物3-5份。它采用如下发泡设备，交联发泡水泥产品的组合物的制备设备，包括固体组份料仓、物料称重设备及送料设备、计量水泵、气泵及管道连接的气泡发生装置、第一到第三搅拌仓及搅拌装置，第一到第二搅拌仓进口上侧安装固体组份料仓、物料称重设备及送料设备，经加水和搅拌装置搅拌，第一搅拌仓料仓的旁侧安装第二搅拌仓及搅拌装置，第一到第二搅拌仓上设有进水管道，计量水泵连接在进水管道上，第一搅拌仓用于对固体组份物料加水搅拌，第二搅拌仓对发泡组分加水进行搅拌，发泡组分加水产生搅拌专门的泡沫剂，配合成均匀的液体流，第一搅拌仓与第二搅拌仓的出口连接到第三搅拌仓，压缩空气装置的气路管道接第三搅拌仓内侧壁上设有的气泡发生装置，第三搅拌仓的出口连接到浇铸口。
发泡设备包含固体组份料仓及固体组份混合装置及物料称重设备、计量水泵、气泵(压缩机)及管道连接的气泡发生装置、第一搅拌仓及搅拌装置，搅拌仓的上侧安装固体组份混合装置及物料称重设备的进口，经加水和搅拌装置搅拌，第一搅拌仓料仓的旁侧安装第二搅拌仓及搅拌装置，用于对发泡组分聚羧酸类减水剂0.8-1.2份加水进行搅拌，配合成均匀的液体流，用计量泵计量加水等，如表面活性剂为水泥重量的50～500ppm加水，泡沫剂及固体组份加水搅拌泥浆控制计量的加入的方式加入第三搅拌仓搅拌，气泵产生的压缩空气通过管道第三搅拌仓底部，压缩空气产生的气泡通过若干微孔产生，所述的微孔头上设有均匀分布的微孔，微孔的直径在0.3-0.5厘米。第三搅拌仓搅拌1到2分钟后得到成品发泡浆料，可以定量浇铸成模，或经过一容器再通过计量设备进行浇铸成板状。
固体组份混和后加水配制能够流动的水泥浆，水泥浆在与泡沫混和时同时加入以气泡的形式压缩空气，与水泥浆泡沫共同搅匀，注射至平板模具内成为初制品，由传送带传送模具进行生产，加水为发泡组分的150份有机组分减水剂搅拌制备成泡沫，固体组份混和后加水配制能够流动的水泥浆，水泥浆在与泡沫混和时同时加入，与水泥浆泡沫共同搅匀，并由空气底部发泡，注射至平板模具内，由传送带传送模具进行生产，表面活性剂为磺酸盐，如烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠作为引气剂的成分；所述微纤维具有0.1-0.2毫米的有效直径。所述微纤维具有0.1-0.2毫米的有效直径。
交联发泡水泥产品的组合物，玻璃纤维或PET纤维常州天怡生产混凝土用纤维：聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯塑钢纤维、聚酯纤维、聚酯纤维、改性聚酯纤维。水泥的品种为双快硅酸盐水泥，是早期和后期强度均高的水泥品种。
与水泥浆泡沫共同搅匀时，注射至平板模具内，由传送带传送模具进行生产，可加少量烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠作为引气剂的成分。
交联的发泡水泥产品的组合物的制备方法，浇铸成平板状模时通过轻压辊辊平，在传送带上传送到养护区，本发明的养护极为重要，需要在高温(不低25℃，一般25-45℃)高湿(不低于85％RH)环境下养护，草毡遮盖表面喷淋水的方式，在玻璃或塑料大棚中养护也是好的方式，以上养护环境要保证在5天以上(5-10天均可)，然后在泡沫平板表面均喷淋憎水涂料，憎水封闭预处理：有机硅(如甲基硅醇钠)、水性PU或三聚氰胺溶液；经一天以上成为制品。喷淋憎水涂料后可以堆垛硬化，此时，叠加10块以上制品已经完全可行。所述的微孔的直径在0.3-2厘米，尤其是0.3-0.8厘米；第三搅拌仓搅拌1到2分钟后得到成品发泡浆料，定量浇铸成模，或经过一容器再通过计量设备进行浇铸成板状；浇铸成平板状模初制品时通过轻压辊辊平，在传送带上传送到养护区，需要在25-45℃、不低于85％RH高湿环境下养护；以草毡遮盖表面喷淋水的方式。在玻璃或塑料大棚中养护。在所述养护环境要保证在6天以上，切割然后在泡沫平板表面喷淋憎水涂料，憎水封闭预处理：采用硅丙乳液溶液喷淋；经一天以上成为成品制品。
固体组份为水泥100、PP或PET纤维0.5；0.5-2微米粒径的碳黑2份；混凝土发泡组分为聚羧酸类减水剂0.8份，增稠剂聚乙烯醇、或聚乙酸乙烯酯0.5份，添加氯化镁或与氧化镁混和物3份；表面活性剂为水泥重量的500ppm的烷基磺酸钠的烷基苯磺酸钠加水，水为发泡组分的200份搅拌制备成泡沫，固体组份混和后加水配制能够流动的水泥浆，水泥浆在与泡沫混和时同时加入以气泡(并由空气泡加入)的形式压缩空气搅拌进入，再与水泥浆泡沫共同搅匀，注射至平板模具内，由传送带传送模具进行生产。
固体组份为水泥100份、PP或PET纤维0.1份；0.5-2微米粒径的碳黑3份；混凝土发泡组分为聚羧酸类减水剂1.2份，增稠剂聚乙烯醇、或聚乙酸乙烯酯1.0份，添加氯化镁或与氧化镁混和物5份，苯磺酸钠表面活性剂为1份，水为发泡组分的250份搅拌制备成泡沫，固体组份混和后加水配制能够流动的水泥浆，水泥浆在与泡沫混和时同时加入以气泡的形式压缩空气，与水泥浆泡沫共同搅匀，注射至平板模具内，由传送带传送模具进行生产。
PET纤维常州天怡生产混凝土用纤维：聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯塑钢纤维、聚酯纤维、聚酯纤维、改性聚酯纤维均可；本发明水泥的品种：早期和后期强度均高的水泥品种双快硅酸盐水泥。
采用和硅丙乳液是将含有不饱和键的有机硅单体与丙烯酸类单体加入合适的助剂，通过核壳包覆聚合工艺聚合而成的乳液。结合了有机硅耐高温性、耐候性、耐化学品性，疏水、表面能低不易污染性和丙烯酸类树脂的高保色性、柔韧性、附着性。
本实施例在绿宝石公司应用的基础上进行总结而成，已经进入实际销售。所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种交联发泡水泥产品的组合物，其特征是，发泡水泥的重量比如下：固体组份为水泥100、粉煤灰20-35、纤维0.1-0.5；0.5-2微米粒径的碳黑2-3；混凝土发泡组分为有机组分减水剂0.8-1.2，增稠剂0.5-1.0，加水为发泡组分的50-300倍，将有机组分减水剂搅拌制备成泡沫，固体组份混和后加水配制能够流动的水泥浆，水泥浆在与泡沫混和时同时加入，与水泥浆泡沫共同搅匀，并加入空气泡(由空气微孔头发泡)，注射浇铸至平板模具内，由传送带传送模具连续进行生产。
2.根据权利要求1所述的交联发泡水泥产品的组合物，其特征是，减水剂为聚羧酸类减水剂，并添加氯化镁或与氧化镁混和物3-5份。
3.根据权利要求1所述的交联发泡水泥产品的组合物，其特征是，增稠剂为聚乙烯醇、或聚乙酸乙烯酯；微纤维，所述微纤维具有0.1-0.2毫米的有效直径。
4.根据权利要求1所述的交联发泡水泥产品的组合物，其特征是，添加表面活性剂0.1-0.2，表面活性剂为磺酸盐，如烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠作为引气剂的成分。
5.根据权利要求1-5之一所述的交联发泡水泥产品的组合物的制备方法，其特征是，采用如下发泡设备，发泡设备包含固体组份料仓及全部固体组份(包括水泥和所有的添加剂)混合装置及物料称重设备、计量水泵、气泵及管道连接的气泡发生装置、第一到第三搅拌仓及搅拌装置，搅拌仓的上侧安装固体组份混合装置及物料称重设备的进口，经加水和搅拌装置搅拌，第一搅拌仓料仓的旁侧安装第二搅拌仓及搅拌装置，用于对发泡组分加水进行搅拌，产生专门的泡沫剂，配合成均匀的液体流，用计量泵计量加水，和表面活性剂，产生的泡沫剂及固体组份加水搅拌泥浆控制计量的加入第三搅拌仓搅拌，气泵产生的压缩空气通过管道第三搅拌仓；第三搅拌仓搅拌1到2分钟后得到成品发泡浆料，定量浇铸成模，或经过一容器再通过计量设备进行浇铸成板状。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是，第三搅拌仓底部设有压缩空气产生的气泡，通过若干微孔产生，所述的微孔的直径在0.3-2厘米，尤其是0.5-1厘米；第三搅拌仓搅拌1到2分钟后得到成品发泡浆料，定量浇铸成模，或经过一容器再通过计量设备进行浇铸成板状。
7.根据权利要求5所述的4制备方法，其特征是，浇铸成平板状模初制品时通过轻压辊辊平，在传送带上传送到养护区，需要在25-45℃、不低于85％RH高湿环境下养护。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是，草毡遮盖表面喷淋水的方式。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是，在玻璃或塑料大棚中养护；在所述养护环境要保证在6天以上，切割后在泡沫平板表面喷淋憎水涂料，憎水封闭预处理：即硅丙乳液溶液喷淋；经一天以上成为成品。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是，发泡水泥的重量比如下：固体组份为水泥100、纤维0.1-0.5；0.5-2微米粒径的碳黑2-3；混凝土发泡组分为聚羧酸类减水剂0.8-1.2，增稠剂聚乙烯醇、或聚乙酸乙烯酯0.5-1.0，添加氯化镁或与氧化镁混和物3-5份；固体组份混和后加水配制能够流动的水泥浆，水泥浆在与泡沫混和时同时加入以气泡的形式压缩空气，与水泥浆泡沫共同搅匀，注射至平板模具内成为初制品，由传送带传送模具进行生产。
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