无机发泡混凝土保温板及其制备方法

1.一种无机发泡混凝土保温板的制备方法，其特征在于，所述保温板的密度为160～
3
250kg/m，抗压强度为0.3～0.5MPa，导热系数为0.05～0.062W/m.K，所述方法包括如下步骤：
A:将水泥、水和助剂混合后进行一次搅拌至均匀,得到一次搅拌物，所述助剂包括增强剂、早强剂、甲酸钙、减水剂、防水剂以及硬脂酸钙，所述水泥与水的重量比为：1:0.6～
0.7，所述增强剂与水泥的重量比为0.1～0.5:1，所述早强剂、甲酸钙、减水剂、防水剂和硬脂酸钙与水泥的重量比均为：0.2％～0.5％:1；所述增强剂为乳胶粉或者工业乳液；
B:将上述一次搅拌物粉碎，得到粉碎物；
C:在上述粉碎物中加入纤维并进行二次搅拌至均匀,得到二次搅拌物，所述纤维与水泥的重量比为：0.1％～0.3％:1，所述纤维的长度为4～7mm；
D:将上述二次搅拌物通过物理发泡后浇注，得到制品。
2.根据权利要求1所述的无机发泡混凝土保温板，其特征在于：所述保温板的密度为
3
180～230kg/m。

无机发泡混凝土保温板及其制备方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种保温材料及其制备方法，尤其是一种无机发泡混凝土保温板及其制备方法。\n背景技术\n[0002] 泡沫混凝土，又称发泡混凝土，是通过化学或物理的方式，根据应用需要，将氮气、二氧化碳、氧气或空气引入混凝土浆体中，经过成型、合理养护，使形成含有大量孔洞并具有一定强度的混凝土制品。泡沫混凝土按组成胶结材料，可分为水泥泡沫混凝土、菱镁泡沫混凝土、石膏泡沫混凝土、火山灰质胶结材料泡沫混凝土；按所用主要填充料的种类，可分为粉煤灰泡沫混凝土、矿渣泡沫混凝土、秸秆泡沫混凝土；按密度，一般可分为六个等级，即\n3 3 3 3 3 3\n300kg％m、400kg％m、500kg％m、600kg％m、700kg％m、800kg％m ；按使用功能，可分为保温型、保温结构型、结构型；按应用领域可分为房建泡沫混凝土、园林泡沫混凝土、工程泡沫混凝土、工业泡沫混凝土；按养护方式，可分为自然养护泡沫混凝土、蒸汽养护泡沫混凝土、蒸压养护泡沫混凝土。\n[0003] 气泡的引入使泡沫混凝土具备了质轻、自动流平的优点，其隔热隔音性能也显著提高，并且施工输送更为方便，不但降低了制品成本，而且极大的扩展了水泥制品的应用领域。\n[0004] 发泡混凝土的原料主要有水泥、骨料(助剂)和发泡剂。水泥是泡沫混凝土的主要原料之一，起粘结作用。不同标号的水泥凝结强度和凝结时间不同，即使相同标号的水泥，由于生产厂家的不同，其组成也存在差异。因此，原则上讲，对同一种发泡剂，必须在小试的基础上，才能大规模施工。\n[0005] 骨料，根据用途需要可以是沙子、陶粒、浮石、膨胀珍珠岩、粉煤灰和炼铁矿渣等，其中粉煤灰和炼铁矿渣属废物利用，最具应用开发价值。\n[0006] 发泡剂是起泡剂、稳泡剂、缚水剂等助剂的总称。起泡剂是能够\n[0007] 发生化学反应并产生气体的物质。稳泡剂是指具有稳泡作用的表面活性剂，如十二烷基苯硫酸钠、水解蛋白质等。缚水剂等助剂是指那些能够与表面活性剂亲水端通过氢键相互作用，并强烈吸附水分子与气泡表面的物质，如聚丙烯酰胺、阿拉伯胶等。一般而言，单纯一种物质组成的发泡剂，难以制得高性能、低密度的泡沫混凝土。就引入气体的方式来讲，发泡方式可分为两类：物理发泡(也称无机发泡)和化学发泡。物理发泡即是用机械的方法把空气、氮气、氢气、二氧化碳气或氧气引入到由水泥、骨料、稳泡剂和水形成的浆体中，使之形成一个亚稳体系。该亚稳体系的稳定时间应大于水泥的初凝时间。化学发泡剂则是能够发生化学反应并产生目标气体的物质(起泡剂)与水泥、骨料、稳泡剂、缚水剂和水一起混合均匀，而后浇注成型，控制温度使起泡剂反应产生气泡，其最佳的反应状态是在混合成型期间几乎不反应，而在成型后并在水泥初凝之前逐步反映完毕。由以上分析可见，物理发泡对稳泡剂(生产中也常笼统称为发泡剂)的要求比化学发泡要求高。也就是说用同样的稳泡剂，采用化学发泡比物理发泡制得的混凝土的质量要好些。但是，化学发泡对温度、时间的要求却比较苛刻。早期使用的水泥发泡剂比较单一，如松香皂、十二烷基苯硫酸钠(实属稳泡剂)。在用机械引入气体的情况下，它们的发泡倍数虽然高，但稳泡性差，\n3\n难以制得1g/cm 以下的泡沫混凝土。后期使用蛋白质型发泡剂(由动物蹄角、血、毛发水解而得)，虽然发泡倍数不如前者，但由于其兼有稳泡、缚水功能，因而使泡沫在水泥浆中的稳定时间较长，制得的泡沫混凝土也较好。当今人们使用的水泥发泡剂，大都是依据物理化学原理经复配而成的产品，如CON～A型泡沫剂、CCW～95型固体发泡剂、U型发泡剂、HJ～\n3型硫酸盐系列微泡剂、日本产蛋白质型发泡剂Escort K和青海3％型发泡剂等。\n[0008] 发泡混凝土的制备工艺主要有化学发泡工艺(图1)和物理发泡工艺(图2)。如图1所示，化学发泡工艺所用的机械比较简单，基本上就是搅拌机和输送泵，但是，由于水泥浆在浇注后、初凝前，起泡剂继续产生气泡，因而具有膨胀作用，故化学发泡工艺多用于充填、堵漏、加固等场合，在用于制作保温板时，由于对温度、时间的要求比较苛刻，因此成品率低，而且不适于大规模生产。物理发泡工艺由于无需考虑发泡剂与稳泡剂的相互作用，因此，选择自由度大，制备速度快，多用于地暖、地平、屋顶边坡、预制板等领域。物理发泡工艺比化学发泡工艺多了空气压缩机和泡沫发生器，目前市面上已有各式采用物理发泡工艺的混凝土发泡机，其原理和结构基本相同，均包含输送泵、泡沫发生器以及空压机。各种混凝土发泡机的主要区别在于其中泡沫发生器不同，但是已有的各种混凝土发泡机在使用物理发泡工艺在加工保温板时，均存在着保温板容重高、导热系数差、凝结时间长、易塌陷等缺点。\n发明内容\n[0009] 本发明是针对传统物理发泡混凝土保温板加工过程中存在的保温板容重高、导热系数差、凝结时间长、易塌陷等技术问题，提供一种新型无机发泡混凝土保温板及其制备方法。\n[0010] 本发明提供的一种无机发泡混凝土保温板，含有混凝土，保温板的密度为160～\n3\n250kg/m，抗压强度为0.3～0.5MPa，导热系数为0.05～0.062W/m.K。\n[0011] 本发明优选的技术方案是保温板的密度为180～230kg/m3。\n[0012] 本发明提供的一种无机发泡混凝土保温板的制备方法，保温板的密度为160～\n3\n250kg/m，抗压强度为0.3～0.5MPa，导热系数为0.05～0.062W/m.K，包括如下步骤：A:\n将水泥、水和助剂混合后进行一次搅拌至均匀,得到一次搅拌物，所述助剂包括增强剂、早强剂、甲酸钙、减水剂、防水剂以及硬脂酸钙，所述水泥与水的重量比为：1:0.6～0.7，所述增强剂与水泥的重量比为0.1～0.5:1，所述早强剂、所述甲酸钙、所述减水剂、所述防水剂和所述硬脂酸钙与所述水泥的重量比均为：0.2％～0.5％:1；增强剂为乳胶粉或者工业乳液；B:将上述一次搅拌物粉碎，得到粉碎物；C:在上述粉碎物中加入纤维并进行二次搅拌至均匀,得到二次搅拌物，所述纤维与所述水泥的重量比为：0.1％～0.3％:1；纤维的长度为4～7mm；D:将上述二次搅拌物通过物理发泡后浇注，得到制品。\n[0013] 优选地，保温板的密度为180～230kg/m3。\n[0014] 在本发明的制备工艺中，增强剂的功能在于提高保温板的强度，纤维的作用在于增强保温板的抗断裂性。\n[0015] 本发明由于采用上述工艺，在混凝土搅拌之后，发泡之前，进行粉碎，使得混凝土的颗粒极小，从而充分并且均匀地悬浮在水里，并使得随后的混凝土发泡均匀，无沉降现象。这样使得保温板在保持低密度的同时，提高了抗压强、保温以及隔音效果，并有效地解决了生产过程中沉降及塌陷的技术问题。\n[0016] 本发明的无机发泡混凝土保温板密度小，导热系数小，因此容重小并且保温效果好。\n附图说明\n[0017] 图1是传统的化学发泡工艺的流程图。\n[0018] 图2是传统的物理(无机)发泡工艺的流程图。\n[0019] 图3是本发明的物理发泡工艺的流程图。\n具体实施方式\n[0020] 现在，参照附图详细说明本发明的具体实施方式。\n[0021] 图3是本发明的物理发泡工艺的流程图。\n[0022] 如图所示，首先，将水泥与水、助剂(增强剂、早强剂、甲酸钙、减水剂、防水剂以及硬脂酸钙)混合，并搅拌均匀(一次机械搅拌)；接着将搅拌后的所述水泥、水以及助剂的混合物粉碎；然后在粉碎后的混合物中加入纤维并搅拌均匀(二次机械搅拌)；将搅拌后的水泥、水、助剂以及纤维的混合物通过机械发泡(即通过混凝土发泡机发泡)后注入模具(浇注)。\n[0023] 实施例1：\n[0024] 将32.5号水泥、水、乳胶粉、早强剂、甲酸钙、减水剂、防水剂以及硬脂酸钙按照1:\n0.6:0.1:0.2％:0.2％:0.2％:0.2％:0.2％的重量比混合，并进行一次搅拌至均匀；接着，将搅拌物粉碎；接着，将粉碎物与纤维混合后进行二次搅拌至均匀，所述纤维与所述水泥的重量比为0.1％:1，之后将二次搅拌物通过混凝土发泡机发泡，之后进行浇注。\n[0025] 实施例2：\n[0026] 将32.5号水泥、水、乳胶粉、早强剂、甲酸钙、减水剂、防水剂以及硬脂酸钙按照1:\n0.7:0.5:0.5％:0.5％:0.5％:0.5％:0.5％的重量比混合，并进行一次搅拌至均匀；接着，将搅拌物粉碎；然后将粉碎物与纤维混合后进行二次搅拌至均匀，所述纤维与所述水泥的重量比为0.3％:1，之后将二次搅拌物通过混凝土发泡机发泡，再进行浇注。\n[0027] 实施例3：\n[0028] 将32.5号水泥、水、工业乳液、早强剂、甲酸钙、减水剂、防水剂以及硬脂酸钙按照\n1:0.65:0.3:0.4％:0.4％:0.4％:0.4％:0.4％的重量比混合，并进行一次搅拌至均匀；接着，将搅拌物粉碎；然后将粉碎物与纤维混合后进行二次搅拌至均匀，所述纤维与所述水泥的重量比为0.2％:1，之后将二次搅拌物通过混凝土发泡机发泡，再进行浇注。\n[0029] 实施例4：采用本发明的物理发泡工艺制备\n[0030] 将32.5号水泥与水及助剂(乳胶粉、早强剂、甲酸钙、减水剂、防水剂以及硬脂酸钙)按照如前所述的比例混合，进行一次搅拌至均匀，然后进行粉碎，在粉碎物中按照比例加入纤维混合，进行二次搅拌至均匀。接着经混凝土发泡机发泡后注入模具，制成成品，待四小时后会得出结果。\n[0031] 经以上方法做出的保温板四小时后没有塌陷，水泥浆与泡融合均匀，初凝。第二天脱模后产品凝固良好用手往上按已经有强度，并且产品已经可以立起来。\n[0032] \n密度 160～250kg/m3\n抗压强度 0.3～0.5MPa\n吸水性 10％～20％\n导热系数 0.05～0.062W/m.K\n[0033] 对比例1：采用化学发泡工艺制备保温板\n[0034] 先将水加温至50-60度，然后把温水加入搅拌机搅拌，接着把水泥、粉煤灰(1:0.7～0.8)加入搅拌机搅拌0.5-1分钟，然后按照水泥的重量百分比再加入其他原料，(硬脂酸钙0.8～2％、抗裂纤维0.2％、双氧水27％、聚合物乳液2～4％、微硅粉3～6％、乳胶粉适量、高效减水剂1％、防水剂5％)搅拌0.5-1分钟，最后将发泡剂加入搅拌机搅拌\n0.5-1分钟之后放出。\n[0035] 经以上方法做出的保温板内应力易开裂、抗压强度低，而且对水的温度要求比较高必须在50-60度之间。在生产过程中全部流程需要人工操作，产品达不到要求且效率还低。\n[0036] 由以上方法做的产品测试出的结果：\n[0037] \n密度 250～600kg/m3\n抗压强度 0.2～0.4MPa\n吸水性 15％～25％\n导热系数 0.05～0.10W/m.K\n[0038] 对比例2：采用传统物理发泡工艺制备\n[0039] 先将水加入到搅拌桶，接着将水泥(32.5号水泥)加入搅拌桶，加入3％胶粉，\n0.5％的纤维搅拌均匀，经混凝土发泡机发泡后注入模具，制成成品。待四小时后会得出结果。经以上方法做出的保温板有两种现象；1.模具内的水流失，水泥浆塌陷至少至模具的\n1/2，实验结果失败。2.四小时后模具内的水泥浆初凝，第二天脱模经过几天的自然养护，切割之后保温板明显没有强度表面一层粉末。\n[0040] 由以上方法做出的产品测试结果：\n[0041] \n密度 350～600kg/m3\n抗压强度 0.8～1.2MPa\n吸水性 30％～50％\n导热系数 0.07～0.10W/m.K\n[0042] 上述实施例和对比例中，水泥采用32.5号，测试方法为GB/T10295-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法。\n[0043] 但是本发明不限于此，例如可以使用42.5、62.5等。另外，实施例中所使用的乳胶粉为山西三潍集团股份有限公司生产，型号为：SWF-05；防水剂为太原好望角建材有限公司生产，型号为YF；早强剂为上海飞步建材有限公司生产，型号为FB-2；甲酸钙为吴江南风精细化工有限公司生产，型号为98％；硬脂酸钙为孝感深远添加剂有限公司生成，型号规格为25kg/桶；减水剂为江西南昌豪格科技有限公司生成，型号为F10；纤维为深圳恒达建材销售有限公司销售，型号为K1W-001。\n[0044] 此外，考虑到生产成本及使用效果的结合，本发明的保温板的密度优选180～\n230kg/m3。通过以上实验证明本发明的保温板具有容重低、发泡均匀，导热系数小(即保温效果好)的特点，本发明的保温板制备工艺与传统的化学发泡、物理发泡工艺相比，成品率高，并且生产效率也大幅提高。\n[0045] 惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。