本發(fā)明公開(kāi)了一種泡沫混凝土發(fā)泡劑的制備方法，屬于混凝土添加劑制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，在建筑中墻體材料用量占所有建筑材料的70%以上，是消耗原料、能源的一類(lèi)重要制品。隨著墻體材料改革與建筑節(jié)能政策的推行，節(jié)能型建筑材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用受到廣泛的重視。
泡沫混凝土制品作為一種多孔性新型輕質(zhì)材料，具有良好的保溫、隔音、隔熱等特殊性能，在建筑領(lǐng)域中應(yīng)用愈加廣泛。泡沫混凝土的質(zhì)量直接決定于發(fā)泡劑泡沫質(zhì)量的好壞，可以說(shuō)，發(fā)泡劑是生產(chǎn)性能優(yōu)良泡沫混凝土的技術(shù)核心?；炷涟l(fā)泡劑要求產(chǎn)生的泡沫要細(xì)小均勻，穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)，在加入到混凝土?xí)r不產(chǎn)生大規(guī)模破裂，在混凝土凝結(jié)后可形成均勻的封閉氣孔，由此才得以制作出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的泡沫混凝土制品。
目前，常用的發(fā)泡劑主要要包括松香類(lèi)、合成類(lèi)表面活性劑、蛋白類(lèi)和復(fù)合型，松香類(lèi)發(fā)泡劑是第一代發(fā)泡劑，其主要有松香皂和松香熱聚物等；合成類(lèi)表面活性劑發(fā)泡劑是第二代發(fā)泡劑，這類(lèi)發(fā)泡劑易起泡，發(fā)泡倍數(shù)高；蛋白類(lèi)發(fā)泡劑是第三代發(fā)泡劑，其主要分為植物蛋白和動(dòng)物蛋白兩類(lèi)，這類(lèi)發(fā)泡劑泡沫穩(wěn)定性好；復(fù)合型發(fā)泡劑是第四代發(fā)泡劑，這類(lèi)發(fā)泡劑不再是單一的組分，而是由多種功能組分復(fù)合而成。雖然現(xiàn)有的發(fā)泡劑種類(lèi)很多，但是發(fā)泡劑質(zhì)量參差不齊，這些發(fā)泡劑的發(fā)泡性較差、穩(wěn)泡性不好，同時(shí)生產(chǎn)出的泡沫混凝土普遍存在強(qiáng)度偏低、吸水率高、砂漿抹面易空鼓開(kāi)裂等質(zhì)量問(wèn)題，且因原料來(lái)源有限，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高，因此開(kāi)發(fā)與應(yīng)用受到制約。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)現(xiàn)有的混凝土發(fā)泡劑發(fā)泡性差、穩(wěn)泡性不好的缺陷，提供了一種泡沫混凝土發(fā)泡劑的制備方法。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
（1）稱(chēng)取3～4kg秸稈經(jīng)粉碎、過(guò)篩，得到過(guò)篩物，取1～2kg過(guò)篩物進(jìn)行蒸汽爆破，得到爆破后的物料，取500～600g蒸汽爆破后的物料進(jìn)行堿煮、過(guò)濾，得到濾液，將濾液噴霧干燥，得到干燥物；
（2）稱(chēng)取500～600g黃豆和水混合后，浸泡10～12h后，將浸泡后的黃豆取出并打漿，得到豆?jié){，將豆?jié){防置2～3天后倒入發(fā)酵罐中，在30～40℃密封發(fā)酵
10～12天，待發(fā)酵結(jié)束后，將發(fā)酵產(chǎn)物高溫滅菌、離心分離，得到上層液，將上層液與200～300ml無(wú)水乙醇混合后過(guò)濾，得到濾渣；
（3）取40～50g干燥物、15～20g濾渣、8～12ml乙醛和300～400ml水，在80～90℃保溫?cái)嚢璺磻?yīng)2～3h，反應(yīng)結(jié)束后，向產(chǎn)物中加入100～200ml無(wú)水乙醇和100～200ml二氯乙烷，攪拌混合后過(guò)濾，得到濾餅；
（4）按重量份數(shù)計(jì)，取40～50份濾餅、3～5份十二烷基苯磺酸鈉、6～8份羧甲基纖維素鈉、1～3份三乙醇胺和70～80份水，在60～70℃攪拌反應(yīng)40～50min，得到泡沫混凝土發(fā)泡劑。
步驟（1）中所述的秸稈為玉米秸稈、黃蜀葵秸稈和棉花秸稈中的一種或幾種。
步驟（1）中所述的蒸汽爆破的壓力為0.8～1.0mpa，溫度為230～250℃，爆破時(shí)間為3～5min。
步驟（1）中所述的堿煮的試劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液，堿煮的溫度為120～130℃，堿煮的時(shí)間為2～3h。
步驟（2）中所述的黃豆與水的質(zhì)量比為1:5。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明首先從秸稈中提取得到堿木質(zhì)素，由于堿木質(zhì)素具有表面活性，因此能夠起泡，再將黃豆打漿后進(jìn)行發(fā)酵，使豆?jié){中的蛋白質(zhì)分解成氨基酸，隨后將堿木質(zhì)素、乙醛和氨基酸進(jìn)行反應(yīng)，得到氨基酸型表面活性劑，氨基酸型表面活性劑中的羧基和亞甲基可與水形成穩(wěn)定的液膜，增加泡沫的穩(wěn)定性，同時(shí)氨基酸型表面活性劑具有較強(qiáng)的發(fā)泡能力，與表面活性劑混合使用，能在制成的泡沫混凝土內(nèi)部形成無(wú)數(shù)相互獨(dú)立的微小氣泡，并且三乙醇胺能夠螯合混凝土中的金屬離子，提高水泥的早期強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
首先稱(chēng)取3～4kg秸稈加入到粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)80～100目篩，得到過(guò)篩物，取1～2kg過(guò)篩物加入到蒸汽爆破機(jī)中，在0.8～1.0mpa、230～250℃條件下，蒸汽加熱3～5min，再泄壓，使物料噴入接收釜中，得到爆破后的產(chǎn)物，隨后取500～600g爆破后的產(chǎn)物置于盛有2～3l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液的燒杯中，將燒杯置于油浴鍋中，控制油浴溫度為120～130℃，保溫加熱2～3h后，將燒杯中的物料過(guò)濾，得到濾液，將濾液進(jìn)行噴霧干燥，得到干燥物，再稱(chēng)取500～600g黃豆加入到燒杯中，按質(zhì)量比為1:5將黃豆和水混合，浸泡處理10～12h，將浸泡后的黃豆取出并置于豆?jié){機(jī)中打漿，得到豆?jié){，將豆?jié){置于燒杯中，放置2～3天后，將燒杯中的物料倒入發(fā)酵罐中，控制發(fā)酵罐溫度為30～40℃，密封發(fā)酵10～12天，待發(fā)酵結(jié)束，將發(fā)酵罐中的物料移入滅菌箱中，于溫度為120～130℃條件下滅菌15～20min，得到滅菌后的物料，再將滅菌后的物料置于離心機(jī)中，以4000～5000r/min的轉(zhuǎn)速離心處理10～15min，得到上層液，向上層液中加入200～300ml無(wú)水乙醇，攪拌混合3～5min后，靜置過(guò)夜，再過(guò)濾，得到濾渣，隨后取40～50g干燥物加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，控制水浴溫度為80～90℃，再向燒瓶中加入15～20g濾渣、8～12ml乙醛和300～400ml水，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)2～3h，待反應(yīng)結(jié)束，向燒瓶中加入100～200ml無(wú)水乙醇和100～200ml二氯乙烷，攪拌混合60～90min后過(guò)濾，得到濾餅，最后按重量份數(shù)計(jì)，稱(chēng)取40～50份濾餅、3～5份十二烷基苯磺酸鈉、6～8份羧甲基纖維素鈉、1～3份三乙醇胺和70～80份水加入到燒杯中，將燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為60～70℃，轉(zhuǎn)速為230～260r/min的條件下攪拌反應(yīng)40～50min，將燒杯取出，并使燒杯中的物料自然冷卻至室溫，即可得到泡沫混凝土發(fā)泡劑。所述的秸稈為玉米秸稈、黃蜀葵秸稈和棉花秸稈中的一種或幾種。
實(shí)例1
首先稱(chēng)取3kg玉米秸稈加入到粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)80目篩，得到過(guò)篩物，取1kg過(guò)篩物加入到蒸汽爆破機(jī)中，在0.8mpa、230℃條件下，蒸汽加熱3min，再泄壓，使物料噴入接收釜中，得到爆破后的產(chǎn)物，隨后取500g爆破后的產(chǎn)物置于盛有2l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液的燒杯中，將燒杯置于油浴鍋中，控制油浴溫度為120℃，保溫加熱2h后，將燒杯中的物料過(guò)濾，得到濾液，將濾液進(jìn)行噴霧干燥，得到干燥物，再稱(chēng)取500g黃豆加入到燒杯中，按質(zhì)量比為1:5將黃豆和水混合，浸泡處理10h，將浸泡后的黃豆取出并置于豆?jié){機(jī)中打漿，得到豆?jié){，將豆?jié){置于燒杯中，放置2天后，將燒杯中的物料倒入發(fā)酵罐中，控制發(fā)酵罐溫度為30℃，密封發(fā)酵10天，待發(fā)酵結(jié)束，將發(fā)酵罐中的物料移入滅菌箱中，于溫度為120℃條件下滅菌15min，得到滅菌后的物料，再將滅菌后的物料置于離心機(jī)中，以4000r/min的轉(zhuǎn)速離心處理10min，得到上層液，向上層液中加入200ml無(wú)水乙醇，攪拌混合3min后，靜置過(guò)夜，再過(guò)濾，得到濾渣，隨后取40g干燥物加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，控制水浴溫度為80℃，再向燒瓶中加入15g濾渣、8ml乙醛和300ml水，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)2h，待反應(yīng)結(jié)束，向燒瓶中加入100ml無(wú)水乙醇和100ml二氯乙烷，攪拌混合60min后過(guò)濾，得到濾餅，最后按重量份數(shù)計(jì)，稱(chēng)取40份濾餅、3份十二烷基苯磺酸鈉、6份羧甲基纖維素鈉、1份三乙醇胺和70份水加入到燒杯中，將燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為60℃，轉(zhuǎn)速為230r/min的條件下攪拌反應(yīng)40min，將燒杯取出，并使燒杯中的物料自然冷卻至室溫，即可得到泡沫混凝土發(fā)泡劑。
首先按重量份數(shù)計(jì)，取45份普通硅酸鹽水泥、20份粉煤灰、35份溫度為40℃的水和1.5份混凝土早強(qiáng)劑sy-5b加入到混凝土攪拌機(jī)中，攪拌混合2min后得混凝土漿料，隨后將本發(fā)明制得的泡沫混凝土發(fā)泡劑加入混凝土漿料中，控制發(fā)泡劑加入量為混凝土漿料質(zhì)量的1%，待加入完成后，繼續(xù)攪拌混合1min，得泡沫混凝土漿料，再將泡沫混凝土漿料均勻注入混凝土澆筑模板中，靜置發(fā)泡成型，待發(fā)泡完成后，拆除模板并養(yǎng)護(hù)18h，即可得泡沫混凝土砌塊。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制得的泡沫混凝土發(fā)泡劑具有較好的發(fā)泡性和穩(wěn)泡性，發(fā)泡倍數(shù)可達(dá)38倍，泡沫穩(wěn)定時(shí)間為9.2h，穩(wěn)泡時(shí)間較傳統(tǒng)泡沫混凝土發(fā)泡劑延長(zhǎng)1.5h，同時(shí)制成的泡沫混凝土干密度為800kg/m3，28天抗壓強(qiáng)度達(dá)9.3mpa，抗壓強(qiáng)度較使用發(fā)泡劑制成泡沫混凝土提高了1.2mpa。
實(shí)例2
首先稱(chēng)取3kg黃蜀葵秸稈加入到粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)90目篩，得到過(guò)篩物，取1kg過(guò)篩物加入到蒸汽爆破機(jī)中，在0.9mpa、240℃條件下，蒸汽加熱4min，再泄壓，使物料噴入接收釜中，得到爆破后的產(chǎn)物，隨后取550g爆破后的產(chǎn)物置于盛有2l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液的燒杯中，將燒杯置于油浴鍋中，控制油浴溫度為125，保溫加熱2h后，將燒杯中的物料過(guò)濾，得到濾液，將濾液進(jìn)行噴霧干燥，得到干燥物，再稱(chēng)取550g黃豆加入到燒杯中，按質(zhì)量比為1:5將黃豆和水混合，浸泡處理11h，將浸泡后的黃豆取出并置于豆?jié){機(jī)中打漿，得到豆?jié){，將豆?jié){置于燒杯中，放置2天后，將燒杯中的物料倒入發(fā)酵罐中，控制發(fā)酵罐溫度為35℃，密封發(fā)酵11天，待發(fā)酵結(jié)束，將發(fā)酵罐中的物料移入滅菌箱中，于溫度為125℃條件下滅菌18min，得到滅菌后的物料，再將滅菌后的物料置于離心機(jī)中，以4500r/min的轉(zhuǎn)速離心處理13min，得到上層液，向上層液中加入250ml無(wú)水乙醇，攪拌混合4min后，靜置過(guò)夜，再過(guò)濾，得到濾渣，隨后取45g干燥物加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，控制水浴溫度為85℃，再向燒瓶中加入18g濾渣、10ml乙醛和350ml水，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)2h，待反應(yīng)結(jié)束，向燒瓶中加入150ml無(wú)水乙醇和150ml二氯乙烷，攪拌混合75min后過(guò)濾，得到濾餅，最后按重量份數(shù)計(jì)，稱(chēng)取45份濾餅、4份十二烷基苯磺酸鈉、7份羧甲基纖維素鈉、2份三乙醇胺和75份水加入到燒杯中，將燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為65℃，轉(zhuǎn)速為245r/min的條件下攪拌反應(yīng)45min，將燒杯取出，并使燒杯中的物料自然冷卻至室溫，即可得到泡沫混凝土發(fā)泡劑。
首先按重量份數(shù)計(jì)，取53份普通硅酸鹽水泥、25份粉煤灰、38份溫度為50℃的水和1.8份混凝土早強(qiáng)劑sy-5b加入到混凝土攪拌機(jī)中，攪拌混合2min后得混凝土漿料，隨后將本發(fā)明制得的泡沫混凝土發(fā)泡劑加入混凝土漿料中，控制發(fā)泡劑加入量為混凝土漿料質(zhì)量的1%，待加入完成后，繼續(xù)攪拌混合2min，得泡沫混凝土漿料，再將泡沫混凝土漿料均勻注入混凝土澆筑模板中，靜置發(fā)泡成型，待發(fā)泡完成后，拆除模板并養(yǎng)護(hù)21h，即可得泡沫混凝土砌塊。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制得的泡沫混凝土發(fā)泡劑具有較好的發(fā)泡性和穩(wěn)泡性，發(fā)泡倍數(shù)可達(dá)40倍，泡沫穩(wěn)定時(shí)間為9.5h，穩(wěn)泡時(shí)間較傳統(tǒng)泡沫混凝土發(fā)泡劑延長(zhǎng)1.9h，同時(shí)制成的泡沫混凝土干密度為830kg/m3，28天抗壓強(qiáng)度達(dá)9.6mpa，抗壓強(qiáng)度較使用發(fā)泡劑制成泡沫混凝土提高了1.7mpa。
實(shí)例3
首先稱(chēng)取4kg棉花秸稈加入到粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)100目篩，得到過(guò)篩物，取2kg過(guò)篩物加入到蒸汽爆破機(jī)中，在1.0mpa、250℃條件下，蒸汽加熱5min，再泄壓，使物料噴入接收釜中，得到爆破后的產(chǎn)物，隨后取600g爆破后的產(chǎn)物置于盛有3l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液的燒杯中，將燒杯置于油浴鍋中，控制油浴溫度為130℃，保溫加熱3h后，將燒杯中的物料過(guò)濾，得到濾液，將濾液進(jìn)行噴霧干燥，得到干燥物，再稱(chēng)取600g黃豆加入到燒杯中，按質(zhì)量比為1:5將黃豆和水混合，浸泡處理12h，將浸泡后的黃豆取出并置于豆?jié){機(jī)中打漿，得到豆?jié){，將豆?jié){置于燒杯中，放置3天后，將燒杯中的物料倒入發(fā)酵罐中，控制發(fā)酵罐溫度為40℃，密封發(fā)酵12天，待發(fā)酵結(jié)束，將發(fā)酵罐中的物料移入滅菌箱中，于溫度為130℃條件下滅菌20min，得到滅菌后的物料，再將滅菌后的物料置于離心機(jī)中，以5000r/min的轉(zhuǎn)速離心處理15min，得到上層液，向上層液中加入300ml無(wú)水乙醇，攪拌混合5min后，靜置過(guò)夜，再過(guò)濾，得到濾渣，隨后取50g干燥物加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，控制水浴溫度為90℃，再向燒瓶中加入20g濾渣、12ml乙醛和400ml水，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)3h，待反應(yīng)結(jié)束，向燒瓶中加入200ml無(wú)水乙醇和200ml二氯乙烷，攪拌混合90min后過(guò)濾，得到濾餅，最后按重量份數(shù)計(jì)，稱(chēng)取50份濾餅、5份十二烷基苯磺酸鈉、8份羧甲基纖維素鈉、3份三乙醇胺和80份水加入到燒杯中，將燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為70℃，轉(zhuǎn)速為260r/min的條件下攪拌反應(yīng)50min，將燒杯取出，并使燒杯中的物料自然冷卻至室溫，即可得到泡沫混凝土發(fā)泡劑。
首先按重量份數(shù)計(jì)，取60份普通硅酸鹽水泥、30份粉煤灰、40份溫度為60℃的水和2.0份混凝土早強(qiáng)劑sy-5b加入到混凝土攪拌機(jī)中，攪拌混合3min后得混凝土漿料，隨后將本發(fā)明制得的泡沫混凝土發(fā)泡劑加入混凝土漿料中，控制發(fā)泡劑加入量為混凝土漿料質(zhì)量的2%，待加入完成后，繼續(xù)攪拌混合3min，得泡沫混凝土漿料，再將泡沫混凝土漿料均勻注入混凝土澆筑模板中，靜置發(fā)泡成型，待發(fā)泡完成后，拆除模板并養(yǎng)護(hù)24h，即可得泡沫混凝土砌塊。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制得的泡沫混凝土發(fā)泡劑具有較好的發(fā)泡性和穩(wěn)泡性，發(fā)泡倍數(shù)可達(dá)42倍，泡沫穩(wěn)定時(shí)間為9.8h，穩(wěn)泡時(shí)間較傳統(tǒng)泡沫混凝土發(fā)泡劑延長(zhǎng)2.4h，同時(shí)制成的泡沫混凝土干密度為860kg/m3，28天抗壓強(qiáng)度達(dá)9.8mpa，抗壓強(qiáng)度較使用發(fā)泡劑制成泡沫混凝土提高了2.1mpa。