[发明专利]混凝土发泡剂及含有其的复合外加剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑材料添加剂，尤其涉及一种混凝土发泡剂及含有其的复合外加剂。

背景技术

混凝土材料现已成为全世界各种结构工程建设首选的建筑材料。作为世界上用量最大的建筑材料，加快施工速度和改善混凝土耐久性是把混凝土技术向前推进的两大驱动力。随着科技的发展和混凝土技术的进步，混凝土外加剂已经成为高性能混凝土材料不可缺少的重要组分。通过在混凝土中掺入少量的化学外加剂，可以改善混凝土的内部结构，优化混凝土中集料与水泥浆体的界面状态，提高混凝土性能。发泡剂又称为起泡剂，是能促进发生泡沫以形成闭孔或联孔结构的物质。将发泡剂引入混凝土，在混凝土内部产生微小密闭的均匀气泡，可形成质轻高强、隔热保温性能良好的泡沫混凝土。和普通混凝土不同，发泡剂引入的微小气泡在泡沫混凝土中类似滚珠轴承，帮助填充集料与胶凝材料之间的空隙，可以很好地提高混凝土的流动性和施工性；而大量泡沫的存在使得混凝土中的固相成分与气相形成相互交织的特殊结构，保证了其具有优良的抗冻隔热性能。泡沫混凝土中的泡沫形成如果细小，均匀的话，其相对于传统加气混凝土可以明显降低因应力集中而造成的开裂现象。

应用于泡沫混凝土中的发泡剂种类很多，目前主要有：表面活性剂类发泡剂，例如松香类发泡剂，动物蛋白类发泡剂和植物蛋白类发泡剂，此外还有，金属铝粉发泡剂、树脂皂类发泡剂和石油磺酸铝发泡剂等。各种发泡剂既有各自的优点，又存在各自的缺陷。松香类发泡剂是使用较早的一类发泡剂，是以松香和氢氧化钠等为主要原料，经过皂化反应制取的一种表面活性剂，其制造工艺简单，材料成本较低，但其发泡能力及泡沫强度较差。植物蛋白发泡剂是以天然高分子材料为原料，经一系列复杂的化学反应生成。这种发泡剂为淡黄色透明液体，溶于水，对硬水不敏感、无毒、无味，具有优异的发泡能力，泡沫丰富、细密。但是，由于原材料的质量不稳定，造成最终产品的发泡性能不稳定，只适用于较少的场合。目前，国内外广泛认可的是动物蛋白发泡剂。动物蛋白发泡剂是以动物角质蛋白为主要原料，加入一定量的氢氧化钠、盐酸、氯化镁等化学原料，加温溶解、稀释、过滤、高温缩水而成。质量合格的动物蛋白发泡量大、泡沫强度高，但是，其同时也具有泡沫不够稳定、容易霉变、易受温度和pH值等外部环境影响而变性的缺点。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的上述不足，提供了一种新型的混凝土发泡剂，该发泡剂泡沫稳定时间长、不易霉变且泡沫强度高，此外还优选具有不易受温度和pH等外部环境影响而变性的优点。进一步地，本发明提供一种由该发泡剂与减水剂组成的复配水泥外加剂，该外加剂的使用能够提高水泥砂浆的流动度，提高硬化后水泥的强度。

本发明的混凝土发泡剂按重量份数包含：淀粉40-60，表面活性剂32-47，月桂醇3-8，羧甲基纤维素的碱金属盐2-5。

优选地，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。

优选地，所述淀粉为α-淀粉，更优选为通过氢氧化钠糊化反应制备得到的改性α-木薯淀粉。

优选地，所述发泡剂按重量份数包含：淀粉50-55，十二烷基硫酸钠40-45 月桂醇3-5，羧甲基纤维素的碱金属盐2-3。

优选地，所述羧甲基纤维素的碱金属盐为羧甲基纤维素钠。

本发明的复配水泥外加剂包含上述混凝土发泡剂和减水剂。

优选地，所述减水剂为申请号为2011101204252的中国专利申请中所述的改性三聚氰胺减水剂。该减水剂中，各原料的重量份数为：苯酚35-50、尿素2.5-4、氨基苯磺酸盐10-20、甲醛20-30、三聚氰胺20-30、焦亚硫酸钠20-40、氢氧化钠0.4-1、三乙醇胺0.5-1.5、酸性催化剂0.1-0.5，余量的溶剂。优选地，所述溶剂为水，进一步优选地，所述溶剂的用量为前述原料总重量份数的0.8-1.5倍。

进一步优选地，所述改性三聚氰胺减水剂中，苯酚的重量份数为40-45；氨基苯磺酸盐的重量份数为12-15；甲醛的重量份数为22-26；尿素的重量份数为3-3.5；三聚氰胺的重量份数为22-25；焦亚硫酸钠的重量份数为25-30；氢氧化钠的重量份数为0.5-0.7；酸性催化剂的重量份数为0.2-0.4；三乙醇胺的重量份数为0.7-1.0；和/或溶剂的重量份数为85-90。

优选地，所述改性三聚氰胺减水剂的制备方法包括如下步骤：

一)、在室温下，将部分氢氧化钠、苯酚、氨基苯磺酸盐、甲醛、尿素、三聚氰胺和部分溶剂混合，升高温度至80～100℃，待物料由浑浊变清亮后继续保温10～50分钟，得混合物I；