本發(fā)明屬于建筑材料制備，涉及一種用于制備高強(qiáng)度加氣混凝土的氣-液-固三相的穩(wěn)泡劑。

背景技術(shù)：

1、蒸壓加氣混凝土板是以水泥、等為主要原料再根據(jù)結(jié)構(gòu)要求配置添加不同數(shù)量經(jīng)防腐處理的的一種輕質(zhì)多孔新型的建筑材料。經(jīng)高溫高壓、，反應(yīng)生產(chǎn)具有多孔狀結(jié)晶的蒸壓加氣混凝土板，其密度較一般水泥質(zhì)材料小，且具有良好的耐火、防火、隔音、隔熱、保溫等無與倫比的性能。將蒸壓加氣混凝土板材代替?zhèn)鹘y(tǒng)加氣砼砌塊、水泥爐渣空心墻板，除了大幅度減少工程時間、提高工程安裝質(zhì)量、降低建筑造價外，還可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、改善墻體表面質(zhì)量、增加建筑美觀度，提高室內(nèi)環(huán)境舒適度等目的。但是，由于該產(chǎn)品為多孔結(jié)構(gòu)，目前行業(yè)內(nèi)的產(chǎn)品普遍存在耐沖擊性差、抗壓強(qiáng)度低等現(xiàn)象，該特性導(dǎo)致掰板工序及后續(xù)轉(zhuǎn)運(yùn)過程中破損率偏高。為提高產(chǎn)品的性能，通常在加氣混凝土板材生產(chǎn)過程中使用穩(wěn)泡劑，主要是為了氣泡更均勻，減少串通孔，使產(chǎn)品具有尺寸合適的均勻孔徑，從而在一定程度上能夠增大加氣混凝土板材的力學(xué)強(qiáng)度。傳統(tǒng)的穩(wěn)泡劑通常是表面活性劑，它通過降低氣泡表面的張力，增強(qiáng)氣泡的穩(wěn)定性，延長其存留時間，并最終使混凝土具有更好的孔隙結(jié)構(gòu)，從而在一定程度上提高產(chǎn)品的抗壓強(qiáng)度和耐沖擊性，但僅僅靠該類型的穩(wěn)泡劑來提高產(chǎn)品的強(qiáng)度是非常有限的。因此，尋求設(shè)計一種性能優(yōu)異的氣-液-固三相穩(wěn)泡劑，其在加氣混凝土發(fā)泡過程中不僅有利于加氣混凝土內(nèi)部形成孔徑尺寸合適且均勻的封閉孔，而且又能在泡沫界面上生成更多晶體產(chǎn)物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計一種在加氣混凝土發(fā)泡過程中既能有利于加氣混凝土內(nèi)部形成孔徑尺寸合適且均勻的封閉孔，而且又能在泡沫界面上生成更多晶體產(chǎn)物的氣-液-固三相穩(wěn)泡劑，解決了現(xiàn)有技術(shù)中加氣混凝土板材產(chǎn)品的抗沖擊性差、強(qiáng)度低的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的氣-液-固三相穩(wěn)泡劑，為長烷基鏈陰離子化合物修飾的層狀雙金屬氫氧化物和表面活性劑的水溶液，按長烷基鏈陰離子化合物修飾的層狀雙金屬氫氧化物干燥后的質(zhì)量計算，長烷基鏈陰離子化合物修飾的層狀雙金屬氫氧化物和表面活性劑的質(zhì)量之比為1:5-1:10。

3、本發(fā)明制備的氣-液-固三相穩(wěn)泡劑，通過在水溶液中制備具有高分散超薄片狀結(jié)構(gòu)的層狀雙金屬氫氧化物，再將其表面利用長鏈陰離子表面活性劑進(jìn)行修飾，然后與表面活性劑混合后形成氣-液-固三相穩(wěn)泡劑，加氣混凝土漿料中添加此氣-液-固三相穩(wěn)泡劑，既能在發(fā)氣的過程中起到穩(wěn)泡的作用，又能提供晶體生長的晶核，在蒸養(yǎng)的過程中增加氣-固界面的水化產(chǎn)物，從而提高加氣混凝土的強(qiáng)度。

4、本發(fā)明涉及的氣-液-固三相穩(wěn)泡劑的制備方法，具體包括以下步驟：

5、（1）將10-20g層狀雙金屬氫氧化物沉淀物分散于20ml，0.005-0.1mol/l的長烷基鏈陰離子化合物溶液中，得到分散均勻的懸濁液；

6、（2）將20ml上述懸濁液與3-7ml表面活性劑混合，充分混合均勻后即制得氣-液-固三相穩(wěn)泡劑。

7、進(jìn)一步地，步驟（1）中層狀雙金屬氫氧化物采用傳統(tǒng)共沉淀法制備或者微通道反應(yīng)器法制備，優(yōu)選微通道反應(yīng)器法。

8、進(jìn)一步地，傳統(tǒng)共沉淀法或者微通道反應(yīng)器法的反應(yīng)溫度為30-50℃，反應(yīng)時間為0.5-2小時。

9、10-20g層狀雙金屬氫氧化物沉淀物分散于20ml，0.005-0.1mol/l的長烷基鏈陰離子化合物溶液中，超聲分散時間為5-15?min，溫度為25-35oc。

10、進(jìn)一步地，所述層狀雙金屬氫氧化物沉淀物的通式為[m2+1-x?m3+?x(oh)2]x+(an-)x/n·yh2o，其中m2+為二價金屬離子mg2+、ca2+、zn2+中的任何一種或兩種；m3+為al3+或fe3+；an-為no3-、co32-?或cl-中的任何一種；0.17≤x≤0.35；0≤y≤2。

11、進(jìn)一步地，所述長烷基鏈陰離子化合物為cn-1h2n-1xoo-m+，n=11-22，x代表化學(xué)元素c、s、p，m+代表一價金屬離子k+、na+，具體為：月桂酸鈉（鉀）、硬脂酸鈉（鉀）、軟脂酸鈉（鉀）。

12、進(jìn)一步地，按層狀雙金屬氫氧化物干燥后的質(zhì)量計算，所述長烷基鏈陰離子化合物與層狀雙金屬氫氧化物的質(zhì)量之比為1:5~1:60。進(jìn)一步的，按長烷基鏈陰離子化合物修飾的層狀雙金屬氫氧化物干燥后的質(zhì)量計算，長烷基鏈陰離子化合物修飾的層狀雙金屬氫氧化物和表面活性劑的質(zhì)量之比為1:5-1:10。

13、進(jìn)一步地，所述表面活性劑為椰油酸二乙醇酰胺，月桂西酰兩性基二乙酸二鈉，椰油酰胺丙基氧化胺，月桂醇檸檬酸酯磺基琥珀酸酯二鈉，月桂醇醚磺基琥珀酸單酯二鈉鹽，脂肪醇聚乙烯醚羧酸鈉，油酸二乙醇酰胺，月桂基磺化琥珀酸單酯二鈉，椰油酰兩性基二乙酸二鈉，月桂酰肌氨酸鈉，月桂?；劝彼徕c中的一種或多種。

14、一種蒸壓高強(qiáng)度加氣混凝土板材的制備方法，具體為：

15、（1）將10份水洗砂、0.8-1.2份石膏、9-11份水混合后先磨成料漿，再與2-2.6份水泥、1.8-2.2份生石灰、2.5-3份粉煤灰、1.2-1.8份水混合，得到高強(qiáng)度加氣混凝土料漿；

16、（2）將一定量的用于發(fā)泡作用的鋁粉分散在氣-液-固三相穩(wěn)泡劑中，其中鋁粉和氣-液-固三相穩(wěn)泡劑的質(zhì)量分別是步驟（1）中固體粉料質(zhì)量的0.07-0.10%和0.20-0.3%?，攪拌均勻后直接倒入高強(qiáng)度加氣混凝土料漿中，在水泥凈漿攪拌機(jī)中先快速攪拌45s，再慢速攪拌30s，迅速將料漿澆筑于試模中，放在45℃的恒溫恒濕標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)，發(fā)氣靜停4小時；將靜停養(yǎng)護(hù)好的試塊拆模，送入飽和蒸汽壓1.5mpa、高溫190℃的蒸壓釜進(jìn)行高溫高壓養(yǎng)護(hù)。

17、與傳統(tǒng)的穩(wěn)泡劑不同的是，該氣-液-固三相穩(wěn)泡劑主要是由表面活性劑、表面修飾的納米片和水組成，起泡后形成氣-液-固三相，利用長碳鏈有機(jī)物進(jìn)行表面修飾的固體納米片能夠存在于泡沫表面，在加氣混凝土發(fā)泡過程中生成的氣-液界面上起到晶核作用，利用其在界面上參與反應(yīng)，生成能夠提高加氣混凝土中氣-固界面上的強(qiáng)度的水化產(chǎn)物，從而為產(chǎn)品提供更高的強(qiáng)度。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）氣-液-固三相穩(wěn)泡劑由表面修飾的層狀雙金屬氫氧化物納米片、表面活性劑劑和水構(gòu)成，納米片由具有超薄的片層結(jié)構(gòu)，橫向尺寸為20-30nm，為加氣混凝土水化提供晶核，促進(jìn)水化產(chǎn)物的生成；（2）納米片表面利用陰離子表面活性劑修飾，與泡沫劑具有較好的相容性；（3）制備過程中所用的唯一溶劑為水，環(huán)境友好。

技術(shù)特征：

1.氣-液-固三相穩(wěn)泡劑，其特征在于，為含有長烷基鏈陰離子化合物修飾的層狀雙金屬氫氧化物和表面活性劑的水溶液，按層狀雙金屬氫氧化物干燥后的質(zhì)量計算，長烷基鏈陰離子化合物與層狀雙金屬氫氧化物的質(zhì)量之比為：1:5-1:60；按長烷基鏈陰離子化合物修飾的層狀雙金屬氫氧化物干燥后的質(zhì)量計算，長烷基鏈陰離子化合物修飾的層狀雙金屬氫氧化物和表面活性劑的質(zhì)量之比為1:5-1:10。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣-液-固三相穩(wěn)泡劑，其特征在于，所述表面活性劑為椰油酸二乙醇酰胺，月桂西酰兩性基二乙酸二鈉，椰油酰胺丙基氧化胺，月桂醇檸檬酸酯磺基琥珀酸酯二鈉，月桂醇醚磺基琥珀酸單酯二鈉鹽，脂肪醇聚乙烯醚羧酸鈉，油酸二乙醇酰胺，月桂基磺化琥珀酸單酯二鈉，椰油酰兩性基二乙酸二鈉，月桂酰肌氨酸鈉，月桂?；劝彼徕c中的一種或多種。

3.權(quán)利要求1所述的氣-液-固三相穩(wěn)泡劑的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣-液-固三相穩(wěn)泡劑的制備方法，其特征在于，步驟（1）中層狀雙金屬氫氧化物采用傳統(tǒng)共沉淀法制備或者微通道反應(yīng)器法制備。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣-液-固三相穩(wěn)泡劑的制備方法，其特征在于，將10-20g層狀雙金屬氫氧化物沉淀物分散于20ml，0.005-0.1mol/l的長烷基鏈陰離子化合物溶液中，超聲分散時間為5-15?min，溫度為25-35oc。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣-液-固三相穩(wěn)泡劑的制備方法，其特征在于，所述層狀雙金屬氫氧化物沉淀物的通式為[m2+1-x?m3+x(oh)2]x+(an-)x/n·yh2o，其中m2+為二價金屬離子mg2+、ca2+、zn2+中的任何一種或兩種；m3+為al3+或fe3+；an-為no3-、co32-?或cl-中的任何一種；0.17≤x≤0.35；0≤y≤2。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣-液-固三相穩(wěn)泡劑的制備方法，其特征在于，所述長烷基鏈陰離子化合物為cn-1h2n-1xoo-m+，n=11-22，x代表化學(xué)元素c、s、p，m+代表一價金屬離子k+、na+。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣-液-固三相穩(wěn)泡劑的制備方法，其特征在于，按層狀雙金屬氫氧化物干燥后的質(zhì)量計算，所述長烷基鏈陰離子化合物與層狀雙金屬氫氧化物的質(zhì)量之比為1:10~1.5:10。

9.一種蒸壓高強(qiáng)度加氣混凝土板材，其特征在于，具體制備方法為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了氣?液?固三相穩(wěn)泡劑及高強(qiáng)度蒸壓加氣混凝土板材，屬于建筑材料制備技術(shù)領(lǐng)域，三相穩(wěn)泡劑為含有長烷基鏈陰離子化合物修飾的層狀雙金屬氫氧化物和表面活性劑的水溶液，長烷基鏈陰離子化合物修飾的層狀雙金屬氫氧化物和表面活性劑的質(zhì)量之比為1:5?1:10。將三相穩(wěn)泡劑作為穩(wěn)泡劑制備的高強(qiáng)度蒸壓加氣混凝土板材，起泡后形成氣?液?固三相，利用長碳鏈有機(jī)物進(jìn)行表面修飾的固體納米片能夠存在于泡沫表面，在加氣混凝土發(fā)泡過程中生成的氣?液界面上存在起到晶核作用，利用其在界面上參與反應(yīng)，生成能夠提高加氣混凝土中氣?固界面上的強(qiáng)度的水化產(chǎn)物，從而為產(chǎn)品提供更高的強(qiáng)度。

技術(shù)研發(fā)人員：龐秀江,趙志棟,李亞琦,劉源,陳利
受保護(hù)的技術(shù)使用者：青島科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6