本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種以二氧化碳為發(fā)泡氣體的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
：泡沫混凝土是將膠凝材料、適當(dāng)?shù)牡V物摻合料、合適外加劑、發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑按一定的比例經(jīng)一定的制備工藝制成的一種輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫的混凝土。泡沫混凝土是一種新型的節(jié)能環(huán)保型建筑材料，具有良好的保溫、隔熱性能，耐火等級(jí)為a級(jí)?，F(xiàn)有的泡沫混凝土主要是普通硅酸鹽水泥泡沫混凝土、硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土，但硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土引入的氣體通常是氧氣和空氣。在0℃時(shí)，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0242w/（m·k），氧氣的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0248w/（m·k）。這些氣體的導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較高，使得制成的泡沫混凝土導(dǎo)熱系數(shù)較高，并且在泡沫混凝土中引入氣體之后，泡沫混凝土的強(qiáng)度變差。這些氣體引入的方式通常為化學(xué)反應(yīng)和加入表面活性劑。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)201010607495.6、201110050706.5、201410052950.9、201410151615.4、201410530304.9和201510999989.6都是通過雙氧水分解產(chǎn)生氧氣進(jìn)行引氣。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)201210559528.3、201310538799.5和201410383446.7都是通過加入表面活性劑的方式引入空氣。在0℃時(shí)，二氧化碳的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0143w/（m·k），幾乎是空氣和氧氣導(dǎo)熱系數(shù)的一半。若是泡沫混凝土中的氣體為二氧化碳，那么其導(dǎo)熱系數(shù)必定會(huì)更低。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)201610566649.9采用異氰酸酯類衍生物為發(fā)泡劑，利用異氰酸酯與水反應(yīng)生成二氧化碳，實(shí)現(xiàn)了在硅酸鹽水和鋁酸鹽水泥泡沫混凝土中引入二氧化碳，但是異氰酸酯類衍生物有劇毒，對(duì)人體有極大的傷害，況且采用異氰酸酯作為發(fā)泡劑在硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土中引入二氧化碳?xì)怏w是不可行的?，F(xiàn)有的專利和文獻(xiàn)中還沒有提及在硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土中引入二氧化碳?xì)怏w，其原因主要有兩點(diǎn)：（1）硫鋁酸鹽水泥是堿性的，找不到一種化合物可以與氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳；（2）硫鋁酸鹽水泥是一種快硬水泥，并且一些離子的加入會(huì)使硫鋁酸鹽水泥閃凝。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種以二氧化碳為發(fā)泡氣體的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土，解決了現(xiàn)有的泡沫混凝土保溫、隔熱性能較差的技術(shù)問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種以二氧化碳為發(fā)泡氣體的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土，所述硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土中的發(fā)泡氣體為二氧化碳。由于在0℃時(shí)，二氧化碳的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0143w/（m·k），因此，本技術(shù)方案中采用二氧化碳作為硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的發(fā)泡氣體，使得本發(fā)明中制備的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)更低，具有更好的保溫、隔熱性能。作為優(yōu)選地，由以下質(zhì)量份數(shù)的成分組成：硫鋁酸鹽水泥150~310份，礦物摻合料60~120份，二氧化碳發(fā)泡劑10~30份，穩(wěn)泡劑1~4份，水150~250份。通過對(duì)硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的組成進(jìn)行大量的試驗(yàn)，使得本發(fā)明中制得的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的保溫、隔熱性能良好的同時(shí)，硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的強(qiáng)度性能更好。作為優(yōu)選地，所述二氧化碳發(fā)泡劑為堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽或碳酸氫鹽與鋁鹽的混合物，堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽或碳酸氫鹽為6~18份，鋁鹽為4~12份。本發(fā)明中采用堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽或碳酸氫鹽與鋁鹽的混合物作為發(fā)泡劑，將堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽或碳酸氫鹽與鋁鹽加入到硫鋁酸鹽水泥中攪拌發(fā)生反應(yīng)釋放出二氧化碳?xì)怏w，在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)了在硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土中直接引入了二氧化碳發(fā)泡氣體，使得在硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土中引入二氧化碳發(fā)泡氣體簡(jiǎn)單；并且本發(fā)明中引入的發(fā)泡氣體是純的二氧化碳?xì)怏w，使得本發(fā)明中制得的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫、隔熱性能更好。本發(fā)明中在堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽或碳酸氫鹽與鋁鹽，反應(yīng)生成二氧化碳發(fā)泡氣體的過程中會(huì)產(chǎn)生鋁膠，鋁膠對(duì)硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的抗壓強(qiáng)度具有貢獻(xiàn)；當(dāng)硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土凝結(jié)硬化后，硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土內(nèi)部氣泡中的二氧化碳?xì)怏w會(huì)與硫鋁酸鹽水泥的水化產(chǎn)物鈣礬石發(fā)生反應(yīng)，消耗掉氣泡內(nèi)的部分二氧化碳?xì)怏w，在氣泡內(nèi)部形成一定的真空度，使得本發(fā)明制備的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)更低，進(jìn)一步提高了硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的保溫、隔熱性能。作為優(yōu)選地，所述鋁鹽為硫酸鋁、硝酸鋁和氯化鋁的一種或一種以上。作為優(yōu)選地，所述的礦物摻合料為粉煤灰、硅灰、硅藻土和膨潤(rùn)土的一種或一種以上。作為優(yōu)選地，所述穩(wěn)泡劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鎂和十二醇中的一種或一種以上。權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的以二氧化碳為發(fā)泡氣體的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的制備方法，按質(zhì)量份數(shù)稱取硫鋁酸鹽水泥、礦物摻合料和穩(wěn)泡劑后并均勻混合得到混合料，然后向混合料中按質(zhì)量份數(shù)加入水并進(jìn)行一次攪拌再按照質(zhì)量份數(shù)繼續(xù)加入發(fā)泡劑并進(jìn)行二次攪拌最后進(jìn)行澆筑、成型和養(yǎng)護(hù)得到泡沫混凝土。作為優(yōu)選地，所述一次攪拌的時(shí)間為2min~2.5min，一次攪拌的轉(zhuǎn)速為1200-1500r/min。使硫鋁酸鹽水泥、礦物摻合料、穩(wěn)泡劑、水充分混合均勻。作為優(yōu)選地，所述二次攪拌的時(shí)間為15s~20s，二次攪拌的轉(zhuǎn)速為2500—2800r/min。將二次攪拌的時(shí)間和轉(zhuǎn)速在這個(gè)范圍內(nèi)是為了使發(fā)泡劑更好的、均勻的分散在漿體中，同時(shí)不會(huì)引起氣泡的逸出和破裂。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：（1）本發(fā)明中通過采用二氧化碳作為硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的發(fā)泡氣體，使得制備的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)更低，因此，本發(fā)明中制備得到的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土具有良好的保溫、隔熱性能，并且耐火等級(jí)可以達(dá)到a級(jí)。（2）本發(fā)明中采用堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽或碳酸氫鹽與鋁鹽的混合物作為發(fā)泡劑，將堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽或碳酸氫鹽與鋁鹽發(fā)生反應(yīng)釋放出二氧化碳?xì)怏w，在常溫常壓下，實(shí)現(xiàn)了在硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土中直接引入了二氧化碳發(fā)泡氣體，并且引入的發(fā)泡氣體為純的二氧化碳?xì)怏w，使得本發(fā)明中制得的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)更低，進(jìn)一步提高了硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的保溫、隔熱性能。（3）本發(fā)明中在堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽或碳酸氫鹽與鋁鹽反應(yīng)生成二氧化碳發(fā)泡氣體的過程中會(huì)產(chǎn)生鋁膠，鋁膠可以提高硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的抗壓強(qiáng)度，使得本發(fā)明中制得的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的保溫、隔熱能更好的同時(shí)，硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的強(qiáng)度性能也得到提高。（4）本發(fā)明中當(dāng)硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土凝結(jié)硬化后，硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土內(nèi)部氣泡中的二氧化碳?xì)怏w會(huì)與硫鋁酸鹽水泥的水化產(chǎn)物鈣礬石發(fā)生反應(yīng)，會(huì)消耗掉氣泡內(nèi)的部分二氧化碳?xì)怏w，在氣泡內(nèi)部形成一定的真空度，使得本發(fā)明制備的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)更低，進(jìn)一步提高了硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的保溫、隔熱性能。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1一種以co2為發(fā)泡氣體的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土，由以下質(zhì)量份數(shù)的成份組成：硫鋁酸鹽水泥150份，粉煤灰45份，硅灰15份，碳酸氫鈉8份，硫酸鋁5份，硬脂酸鈣0.5份，十二醇0.5份，水150份。按照如下方法制備硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土，按上述質(zhì)量份數(shù)稱取硫鋁酸鹽水泥、礦物摻合料和穩(wěn)泡劑后并均勻混合得到混合料，然后向混合料中按質(zhì)量份數(shù)加水并進(jìn)行一次攪拌，一次攪拌的時(shí)間為2min，一次攪拌的轉(zhuǎn)速為1200r/min；再按照上述質(zhì)量份數(shù)繼續(xù)加入發(fā)泡劑并進(jìn)行二次攪拌，二次攪拌的時(shí)間為15s，二次攪拌的轉(zhuǎn)速為2500r/min；最后進(jìn)行澆筑、成型和養(yǎng)護(hù)得到硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土。實(shí)施例2一種以co2為發(fā)泡氣體的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土，由以下質(zhì)量份數(shù)的成份組成：硫鋁酸鹽水泥180份，粉煤灰60份，硅灰20份，碳酸氫鉀6份，氯化鋁4份，硬脂酸鈣1份，十二醇0.5份，水160份。按照如下方法制備硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土，按上述質(zhì)量份數(shù)稱取硫鋁酸鹽水泥、礦物摻合料和穩(wěn)泡劑后并均勻混合得到混合料，然后向混合料中按質(zhì)量份數(shù)加水并進(jìn)行一次攪拌，一次攪拌的時(shí)間為2.5min，一次攪拌的轉(zhuǎn)速為1300r/min；再按照上述質(zhì)量份數(shù)繼續(xù)加入發(fā)泡劑并進(jìn)行二次攪拌，二次攪拌的時(shí)間為16s，二次攪拌的轉(zhuǎn)速為2600r/min；最后進(jìn)行澆筑、成型和養(yǎng)護(hù)得到硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土。實(shí)施例3一種以co2為發(fā)泡氣體的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土，由以下質(zhì)量份數(shù)的成份組成：硫鋁酸鹽水泥310份，粉煤灰90份，膨潤(rùn)土25份，碳酸鈉18份，硝酸鋁12份，硬脂酸鎂3份，十二醇1份，水250份。按照如下方法制備硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土，按上述質(zhì)量份數(shù)稱取硫鋁酸鹽水泥、礦物摻合料和穩(wěn)泡劑后并均勻混合得到混合料，然后向混合料中按質(zhì)量份數(shù)加水并進(jìn)行一次攪拌，一次攪拌的時(shí)間為2min，一次攪拌的轉(zhuǎn)速為1400r/min；再按照上述質(zhì)量份數(shù)繼續(xù)加入發(fā)泡劑并進(jìn)行二次攪拌，二次攪拌的時(shí)間為17s，二次攪拌的轉(zhuǎn)速為2700r/min；最后進(jìn)行澆筑、成型和養(yǎng)護(hù)得到硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土。實(shí)施例4一種以co2為發(fā)泡氣體的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土，由以下質(zhì)量份數(shù)的成份組成：硫鋁酸鹽水泥220份，粉煤灰70份，硅灰20份，碳酸氫鈣12份，硫酸鋁3份，硝酸鋁6份，硬脂酸鈣1份，硬脂酸鎂1份，水160份。按照如下方法制備硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土，按上述質(zhì)量份數(shù)稱取硫鋁酸鹽水泥、礦物摻合料和穩(wěn)泡劑后并均勻混合得到混合料，然后向混合料中按質(zhì)量份數(shù)加水并進(jìn)行一次攪拌，一次攪拌的時(shí)間為2.5min，一次攪拌的轉(zhuǎn)速為1500r/min；再按照上述質(zhì)量份數(shù)繼續(xù)加入發(fā)泡劑并進(jìn)行二次攪拌，二次攪拌的時(shí)間為18s，二次攪拌的轉(zhuǎn)速為2800r/min；最后進(jìn)行澆筑、成型和養(yǎng)護(hù)得到硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土。實(shí)施例5一種以co2為發(fā)泡氣體的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土，由以下質(zhì)量份數(shù)的成份組成：硫鋁酸鹽水泥270份，粉煤灰80份，硅藻土20份，碳酸鉀14份，硝酸鋁3份，氯化鋁7份，硬脂酸鈣1.5份，十二醇1份，水185份。按照如下方法制備硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土，按上述質(zhì)量份數(shù)稱取硫鋁酸鹽水泥、礦物摻合料和穩(wěn)泡劑后并均勻混合得到混合料，然后向混合料中按質(zhì)量份數(shù)加水并進(jìn)行一次攪拌，一次攪拌的時(shí)間為2min，一次攪拌的轉(zhuǎn)速為1300r/min；再按照上述質(zhì)量份數(shù)繼續(xù)加入發(fā)泡劑并進(jìn)行二次攪拌，二次攪拌的時(shí)間為20s，二次攪拌的轉(zhuǎn)速為2650r/min；最后進(jìn)行澆筑、成型和養(yǎng)護(hù)得到硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土。通過將實(shí)施例1-5中制備得到的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的性能參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)得到表1.表1為實(shí)施例1-5中制備的硫鋁酸鹽水泥泡沫混凝土的各項(xiàng)性能參數(shù)實(shí)施例實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5干表觀密度（kg/m3）190250300360390導(dǎo)熱系數(shù)(w/m·k)0.0410.0490.0560.0610.06828天抗壓強(qiáng)度(mpa)0.921.432.112.703.25燃燒性能a1級(jí)不燃a1級(jí)不燃a1級(jí)不燃a1級(jí)不燃a1級(jí)不燃最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁12