[发明专利]轻质化学发泡水泥材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机保温材料及其制备方法，尤其涉及一种用于水泥基轻质保温板的轻质化学发泡水泥材料及其制备方法。

背景技术

截至2011年底，我国城镇节能建筑仅占既有建筑总面积的23%。“十二五”期间，将继续降低新建建筑能耗，使其达到建筑节能65%的新标准。外墙外保温是一种主要的保温形式。目前，应用在外墙外保温方面的主要是聚苯板、挤塑板等一些有机保温板，虽然容重低于250kg/m³，导热系数在0.05w/(k.m)以下，但是近年来有机保温材料引发多次火灾，使其推广应用受到了极大限制。为此，无机保温材料的研发受到了人们的重视，其中发泡水泥保温材料以其轻质、保温隔热性好，获得了业内外专家的青睐。

目前发泡水泥保温材料所使用的胶凝材料主要为普通硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥的凝结时间较长，保温材料制备过程中容易“塌模”，产品后期容易出现干缩开裂现象，严重降低材料的保温性能。硫铝酸盐水泥具有早期强度发展快、抗硫酸盐侵蚀性好、抗冻性好等优点，有望克服普通硅酸盐水泥由于凝结时间长而产生的“塌模”问题，且其水化具有微膨胀特性，可补偿水泥产品的后期干缩，易获得性能稳定的保温材料。采用硫铝酸盐水泥制备发泡水泥保温材料引起了人们的关注。

现常用的发泡方法主要有物理发泡和化学发泡两种方法，物理发泡主要依赖于发泡剂的优劣，孔径分布不均匀，搅拌中泡沫损失严重。化学发泡方法原料易得，成本较低，应用最广泛的化学发泡剂是H₂O₂溶液。但是H₂O₂溶液的反应速度和分解率不易控制，导致制备的发泡水泥材料性能稳定性差。专利CN201110050706.5提出了一种物理发泡为主，辅以H₂O₂化学发泡的方法，但是不易操作，容易造成气泡损失，生产成本较高。专利CN2003101144 52.4将化学发泡用在氯氧镁水泥上，但是这种胶凝材料容易吸湿、翘曲，影响材料的强度。

发明内容

为了克服现有发泡水泥材料存在的上述不足，本发明通过添加一定量的调凝剂，控制水泥料浆温度、搅拌速度、搅拌时间，提供了一种气孔尺寸均匀可控、产品稳定性好的轻质化学发泡水泥材料及其制备方法。

一种轻质化学发泡水泥材料，由下述方法制备而成：

（1）按下述重量配比准备材料：

硫铝酸盐水泥                              50-70份

聚丙烯纤维                                 0.1-0.4份

水                                             20-30份

EVA增粘剂                                 0.5-1.0份

聚羧酸高效减水剂                       0.6-0.8份

调凝剂                                       0.01-0.05份

质量分数为30-50%过氧化氢水溶液   2.0-4.1份；

（2）调凝剂与水混合形成调凝溶液；硫铝酸盐水泥、EVA增粘剂、聚丙烯纤维混合均匀形成干粉混合物；

（3）将调凝溶液与聚羧酸高效减水剂加入到干粉混合物中，在35-65℃条件下搅拌3-10min，形成水泥料浆；

（4）向水泥料浆中加入过氧化氢水溶液，以800-1200r/min的转速搅拌60s后置入模具中，常温发泡；硬化成型后脱模，既得产品。

     所用EVA增粘剂是一种白色粉状乳胶粉，其主要成分为乙烯-醋酸乙烯共聚物；水为普通的自来水；所述调凝剂为一种无机盐，例如硫酸铝、碳酸锂。通过加入适量硫酸铝或碳酸锂作为调凝剂和控制水泥料浆温度，将水泥料浆的初凝时间控制在7-15min；改变搅拌转速、搅拌时间，以调节双氧水在水泥料浆中的反应时间；从而保证了双氧水在水泥料浆中的反应与凝结时间相匹配，进而提高了产品的稳定性。

 为了更好的控制水泥料浆的初凝时间，上述轻质化学发泡水泥材料，所用的调凝剂优选为碳酸锂。

 为了更好的控制水泥料浆的初凝时间，上述轻质化学发泡水泥材料，在制备过程中，优选将水泥料浆的温度控制为35-40℃。

    为了更好的控制双氧水在水泥料浆中的反应，上述轻质化学发泡水泥材料，所用的过氧化氢水溶液的浓度优选为30%。