一種煤矸石泡沫混凝土復(fù)合發(fā)泡劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種泡沫混凝土復(fù)合發(fā)泡劑制備方法，首先稱取0.5～10重量份的十二烷基硫酸鈉發(fā)泡劑和1000～3000重量份的水，混合均勻；再稱取0.5～5重量份的十二醇穩(wěn)泡劑和1000～10000重量份的水，混合均勻，倒入混合均勻的發(fā)泡液中；然后再將0.05～0.6％重量份的氯化鈣、硫酸鈉或者三乙醇胺混凝土早強(qiáng)劑加入發(fā)泡液中；該發(fā)泡劑的發(fā)泡倍率為21.3，開始泌水時(shí)間7min，90min后泡沫沉降距38mm，與混凝土早強(qiáng)劑相容性良好，用該發(fā)泡劑發(fā)泡制備的煤矸石泡沫混凝土煤矸石添加量高達(dá)76％，煤矸石顆粒最大達(dá)到5mm，產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度滿足煤礦充填要求。
【專利說明】一種煤矸石泡沬混凝土復(fù)合發(fā)泡劑的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤矸石泡沫混凝土復(fù)合發(fā)泡劑的制備方法，該發(fā)泡劑主要用于高含量煤矸石低含量水泥的煤矸石泡沫混凝土的制備。

【背景技術(shù)】
[0002]為了防止煤礦采空區(qū)發(fā)生自然災(zāi)害，必須對(duì)煤礦采空區(qū)進(jìn)行充填。以煤矸石為原料，制備用于煤礦采空區(qū)充填用的具有輕質(zhì)、高強(qiáng)和隔熱性良好的泡沫混凝土，生產(chǎn)成本低，制備工藝簡(jiǎn)單，流動(dòng)性好，易于泵送，井下不需脫水，是一種新型的礦山充填材料。泡沫混凝土制備過程中發(fā)泡技術(shù)分為物理發(fā)泡和化學(xué)發(fā)泡方法，物理發(fā)泡法制備泡沫混凝土的工藝中，發(fā)泡劑的性能是決定泡沫混凝土強(qiáng)度、隔熱、隔聲、是否開裂的關(guān)鍵因素。一般來說，泡沫混凝土發(fā)泡劑應(yīng)具有較好的起泡功能和穩(wěn)泡功能，除此之外，還應(yīng)該具有對(duì)水泥的促凝作用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)中關(guān)于泡沫混凝土化學(xué)發(fā)泡方法是通過化學(xué)反應(yīng)在新拌料漿中產(chǎn)生氣體，在混凝土中產(chǎn)生氣泡或氣穴。這種措施雖然可以有效地引入少量氣體，但是由于混凝土內(nèi)的氣泡大小、氣泡數(shù)量、耐久性和氣泡分布難以控制，制備的泡沫混凝土不能滿足實(shí)際生產(chǎn)。本發(fā)明主要是使用自制的復(fù)合發(fā)泡劑制備高含量大顆粒煤矸石低含量水泥泡沫混凝土，用于煤礦采空區(qū)充填。
[0004]文獻(xiàn)中制備泡沫混凝土的發(fā)泡劑的介紹主要有:
[0005]期刊《混凝土與水泥制品》2013年第12期總第211期第23頁(yè)至第28頁(yè)公開了一篇史星祥撰寫的蛋白質(zhì)型發(fā)泡劑的制備及其對(duì)泡沫混凝土性能的影響的研宄文章。試驗(yàn)以雞毛為原料，采用水解法制備蛋白質(zhì)型發(fā)泡劑，系統(tǒng)考察原料預(yù)處理、(^(0?) 2用量、水解時(shí)間與水解溫度對(duì)發(fā)泡劑泡沫性能的影響。并向該發(fā)泡劑中摻加正丁醇與粘性物質(zhì)羧甲基纖維素鈉進(jìn)行復(fù)配改性，以改善發(fā)泡劑泡沫性能。最后使用4種不同類型發(fā)泡劑制備泡沫混凝土，研宄其對(duì)泡沫混凝土強(qiáng)度以及孔結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，制備蛋白質(zhì)型發(fā)泡劑最佳工藝參數(shù)為:(?(00^10^水解溫度1101、水解時(shí)間2卜；復(fù)配改性時(shí)正丁醇與羧甲基纖維素鈉摻量分別為0.2^,0.03%時(shí)，泡沫穩(wěn)定性最好，111泌水率由38.89%降至11.59%。以改性蛋白質(zhì)型發(fā)泡劑制備的300匕?3級(jí)泡沫混凝土，其強(qiáng)度相對(duì)其他3種發(fā)泡劑制備的要高，28(1抗壓強(qiáng)度達(dá)到0.85即3，且其孔徑在0.5臟左右，孔分布較為均勻規(guī)整。
[0006]期刊《浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版)》2012年第5期39卷第606至第610頁(yè)公開了一篇肖紅力撰寫的泡沫混凝土發(fā)泡劑的發(fā)泡性能研宄的研宄文章。研宄表明，用月桂?；“彼徕c、甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚雙油酸酯和丙烯酸交聯(lián)樹脂對(duì)常用發(fā)泡劑十二烷基苯磺酸鈉進(jìn)行復(fù)配研宄.通過羅氏泡沫儀的起泡高度和消泡半衰期表征發(fā)泡劑泡沫穩(wěn)定性，并對(duì)產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行解釋.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在適當(dāng)條件下，3種復(fù)配添加劑都能在一定程度上改善十二烷基苯磺酸鈉的泡沫性能，其中0.7%的十二烷基苯磺酸鈉加入0.175%的甲基葡萄糖苷聚氧乙烯醚雙油酸酯和0.07%的丙烯酸交聯(lián)樹脂所組成的三組分復(fù)合體系，泡沫性能優(yōu)異。
[0007]期刊《混凝土》2009年第11期總第241期第78頁(yè)至第82頁(yè)公開了一篇李森蘭撰寫的發(fā)泡劑與其泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度的關(guān)系探析的研宄文章。通過對(duì)發(fā)泡劑原液的結(jié)構(gòu)、泡沫結(jié)構(gòu)以及發(fā)泡劑泡沫與水泥、粉煤灰漿料相互攪拌混合過程的分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)泡劑本身的性質(zhì)、最佳稀釋倍數(shù)以及最合適的水灰比是決定泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度的重要因素。要提高發(fā)泡劑的性質(zhì)，關(guān)鍵在于使用“多羧基單烴基”的表面活性劑和與之配套的穩(wěn)定劑。
[0008]以上研宄表明，泡沫混凝土發(fā)泡劑是決定泡沫混凝土性能的關(guān)鍵因素，發(fā)泡劑的配方?jīng)Q定了泡沫混凝土的質(zhì)量。但上述現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問題:
[0009](1)蛋白類發(fā)泡劑由于材料來源有限，成本較高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足；且其保質(zhì)期較短，溫度為25?301:時(shí)，3天便腐朽發(fā)臭，容易變質(zhì)，制約了它在工業(yè)化生產(chǎn)中的大規(guī)模推廣。
[0010](2)制備泡沫混凝土所用發(fā)泡劑十二烷基苯磺酸鈉用量較大，為0.7%，且復(fù)配組分為三組分復(fù)配體系，工藝復(fù)雜。
[0011](3)發(fā)泡劑十二烷基苯磺酸鈉制得的泡沫得穩(wěn)定性差，不足以支撐煤矸石大顆粒擠壓，泡沫漿料出現(xiàn)冒泡現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是提供一種高效實(shí)用的大顆粒煤矸石泡沫混凝土發(fā)泡劑的配方。
[0013]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0014]本發(fā)明的石泡沫混凝土發(fā)泡劑的制備方法，包括步驟:
[0015]八、稱取0.5?10重量份的十二烷基硫酸鈉發(fā)泡劑和1000?3000重量份的水，混合均勻；
[0016]8、稱取0.5?5重量份的十二醇穩(wěn)泡劑和1000?10000重量份的水，混合均勻，倒入混合均勻的發(fā)泡液中；
[0017]0、用0.05?0.6%重量份的氯化鈣、硫酸鈉或者三乙醇胺混凝土早強(qiáng)劑加入發(fā)泡液中；
[0018]0、稱取20重量份的？0425水泥、55?65重量份的顆粒大小為0.5?6臟的煤矸石、15?20重量份的水，然后在攪拌機(jī)中攪拌均勻制備出混凝土漿體；將預(yù)備的泡沫加入混凝土漿體中，攪拌2?6-=至漿體均勻，制備出泡沫混凝土漿體，然后將制備好的泡沫混凝土漿體注入預(yù)先準(zhǔn)備的模具中成型，靜養(yǎng)24小時(shí)后放入混凝土標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)到各個(gè)齡期，其中混凝土標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱的溫度為19?21X:，相對(duì)濕度為95 %?99%。
[0019]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的泡沫混凝土發(fā)泡劑具有以下優(yōu)占.
[0020]操作工藝簡(jiǎn)單，在室溫條件下制備，原料常見，用量少，為2組分復(fù)配。原料煤矸石不需要煅燒，所用的煤矸石顆粒最大可以達(dá)到既可以節(jié)約能源，也可以節(jié)省破碎設(shè)備和費(fèi)用。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0022]本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。
[0023]實(shí)施例1
[0024]本發(fā)明的泡沫混凝土發(fā)泡劑的制備方法，包括步驟:
[0025]八、稱取1?3重量份的十二烷基硫酸鈉發(fā)泡劑和1000?1500重量份的水，混合均勻；
[0026]8、稱取0.5?2重量份的十二醇穩(wěn)泡劑和1000?5000重量份的水，混合均勻，倒入混合均勻的發(fā)泡液中；
[0027]匕用的0.1?0.3%重量份的氯化鈣、硫酸鈉或者三乙醇胺混凝土早強(qiáng)劑加入發(fā)泡液中；
[0028]0、稱取20重量份的？0425水泥、55?65重量份的顆粒大小為0.5?6臟的煤矸石、15?20重量份的水，然后在攪拌機(jī)中攪拌均勻制備出混凝土漿體；將預(yù)備的泡沫加入混凝土漿體中，攪拌2?6-=至漿體均勻，制備出泡沫混凝土漿體，然后將制備好的泡沫混凝土漿體注入預(yù)先準(zhǔn)備的模具中成型，靜養(yǎng)24小時(shí)后放入混凝土標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)到各個(gè)齡期，其中混凝土標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱的溫度為19?21X:，相對(duì)濕度為95 %?99%。
[0029]實(shí)施例2
[0030]八、稱取3?5重量份的十二烷基硫酸鈉發(fā)泡劑和1200?2000重量份的水，混合均勻；
[0031]8、稱取2?3重量份的十二醇穩(wěn)泡劑和3000?5000重量份的水，混合均勻，倒入混合均勻的發(fā)泡液中；
[0032]0、用的0.2?0.4%重量份的氯化鈣、硫酸鈉或者三乙醇胺混凝土早強(qiáng)劑加入發(fā)泡液中；
[0033]0、稱取20重量份的？0425水泥、55?65重量份的顆粒大小為0.5?6臟的煤矸石、15?20重量份的水，然后在攪拌機(jī)中攪拌均勻制備出混凝土漿體；將預(yù)備的泡沫加入混凝土漿體中，攪拌2?6-=至漿體均勻，制備出泡沫混凝土漿體，然后將制備好的泡沫混凝土漿體注入預(yù)先準(zhǔn)備的模具中成型，靜養(yǎng)24小時(shí)后放入混凝土標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)到各個(gè)齡期，其中混凝土標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱的溫度為19?21X:，相對(duì)濕度為95 %?99%。
[0034]實(shí)施例3
[0035]八、稱取5?8重量份的十二烷基硫酸鈉發(fā)泡劑和1500?2800重量份的水，混合均勻；
[0036]8、稱取0.5?5重量份的十二醇穩(wěn)泡劑和1000?10000重量份的水，混合均勻，倒入混合均勻的發(fā)泡液中；
[0037]0、用的0.05?0.6%重量份的氯化鈣、硫酸鈉或者三乙醇胺混凝土早強(qiáng)劑加入發(fā)泡液中；
[0038]0、稱取20重量份的？0425水泥、55?65重量份的顆粒大小為0.5?6臟的煤矸石、15?20重量份的水，然后在攪拌機(jī)中攪拌均勻制備出混凝土漿體；將預(yù)備的泡沫加入混凝土漿體中，攪拌2?6-=至漿體均勻，制備出泡沫混凝土漿體，然后將制備好的泡沫混凝土漿體注入預(yù)先準(zhǔn)備的模具中成型，靜養(yǎng)24小時(shí)后放入混凝土標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)到各個(gè)齡期，其中混凝土標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱的溫度為19?21X:，相對(duì)濕度為95 %?99%。
[0039]上述實(shí)施例具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和較佳實(shí)施效果，具體實(shí)施中可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。
[0040]上述實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)試結(jié)果對(duì)比如下:
[0041]本發(fā)明操作工藝簡(jiǎn)單，在室溫條件下制備，原料常見，用量少，為2組分復(fù)配；制備的發(fā)泡劑產(chǎn)生的泡沫強(qiáng)度高，可以加入76%質(zhì)量比的顆粒大小為5皿左右的煤矸石。
[0042]本發(fā)明制備的發(fā)泡劑的發(fā)泡倍率為21.3，開始泌水時(shí)間7-11,90111111后泡沫沉降距38臟，與混凝土早強(qiáng)劑相容性良好。
[0043]使用本發(fā)明制備的發(fā)泡劑制備的煤矸石泡沫混凝土，水泥用量少，節(jié)約成本，制備出的煤矸石混凝土滿足煤礦采空區(qū)充填強(qiáng)度要求。
[0044]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種煤矸石泡沫混凝土復(fù)合發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于，包括步驟:A、稱取0.5?10重量份的十二烷基硫酸鈉發(fā)泡劑和1000?3000重量份的水，混合均勻； B、稱取0.5?5重量份的十二醇穩(wěn)泡劑和1000?10000重量份的水，混合均勻，倒入混合均勻的發(fā)泡液中； C、用0.05?0.6%重量份的氯化鈣、硫酸鈉或者三乙醇胺混凝土早強(qiáng)劑加入所述發(fā)泡液中。
【文檔編號(hào)】C04B38/02GK104446621SQ201410681489
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】張欣, 周海兵, 周劍林, 馮濤, 申少華, 伍澤廣 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)