[发明专利]泡沫混凝土纳米发泡剂组合物及其砌块及其制造方法

说明书

本发明提供了一种泡沫混凝土纳米发泡剂组合物及其砌块及其制造方法，与其他市面泡沫混凝土相比，用本发明纳米发泡剂组合物制备出的泡沫混凝土，在满足同样工程强度时，可以节省40％的水泥用量，并减轻40％的产品重量。这对于泡沫混凝土或发泡水泥板制造商来说，提供了巨大的利润空间。此外，本发明纳米发泡剂组合物将使普通泡沫混凝土的强度，耐久性，防水性大大提高。例如，在同样密度时，采用本发明纳米发泡剂组合物生产的泡沫混凝土，其强度比采用市面发泡剂生产的泡沫混凝土提高2‑5倍，而吸水率则降低8‑10倍。

技术领域

本发明涉及混凝土添加剂技术领域，尤其涉及一种混凝土纳米发泡剂组合物及其砌块及其制造方法。

背景技术

泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合。然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。作为一种新型的节能环保型建筑材料，国内外学者对其做了大量的研究开发，使其广泛应用于墙体材料中。优点是：具有密度小、质量轻、保温、隔音、抗震等性能。但其还存在一定的缺陷，如强度偏低、开裂、吸水等。除了配合比、工艺流程、设备等方面的原因，制约泡沫混凝土性能的关键因素是发泡剂所产生泡沫的稳定性。

发泡剂在中国的应用已有50多年的历史。在上世纪50年代初，中国就开发出松香皂和松香热聚物这两种发泡剂并用于砂浆和泡沫混凝土。这两种发泡剂几十年来在国内应用十分普遍，为建材建筑业界所熟悉，这是中国的第一代发泡剂，至今仍有较大的应用。在上世纪80年代之后，随着中国表面活性工业的兴起，合成类表面活性剂型发泡剂开始应用，并取代了相当一部分松香皂和松香热聚物，成为发泡剂的一个主要品种。这是中国第二代发泡剂的发展时期。上世纪末期，国外意大利、日本、韩国、美国等发达国家的高性能蛋白型发泡剂，开始随着中国的市场开放进入中国，并逐渐显示出其高稳定性的优势，得到了较大的应用。在国外蛋白发泡剂的促进下，中国青海等地也开发出多种牌号的动物蛋白发泡剂，植物蛋白发泡剂也开始在东南沿海地区出现并推广应用，中国进入了第三代发泡剂的开发应用时期。如今，中国的发泡剂正从第三代向第四代过渡，发泡剂由单一成分逐渐向多成分复合发展。

但是，这四代发泡剂，都没有跳出以表面活性剂起泡，以大分子稳泡的思路。无论是国产发泡剂，还是国外公司诸如BASF,GRACE生产的发泡剂，其产生泡沫的稳定性，均无法与文献中以纳米粒子作为稳泡剂的纳米发泡剂相提并论 (Langmuir 2006,22,10983)。然而，文献中提到的纳米发泡剂，其用于稳定泡沫的纳米粒子用量高达45-50vol％，昂贵的高含量纳米粒子使其无法应用于工业生产。美国专利(US patent 20090325780)将纳米粒子用量降低到1vol％，不过用其生产的纳米发泡剂成本仍然很高，不具市场竞争力。因此，开发一种低成本，可产生高稳定性泡沫的纳米发泡剂，用于生产轻质高强度泡沫混凝土建筑材料，具有积极的社会经济意义。

发明内容

为克服现有技术中存在的纳米发泡剂组合物成本仍然高、用量大等不适用于实际生产的问题，本发明提供了一种混凝土纳米发泡剂组合物及其砌块及其制造方法。

本发明采用的技术方案为：一种泡沫混凝土纳米发泡剂组合物，包括起泡剂和稳泡剂，所述起泡剂为一类表面活性剂；所述稳泡剂为纳米粒子，其创新点在于：还包括粘度调节剂，所述粘度调节剂为高分子混合物，该高分子混合物包括：聚丙烯酰胺、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚氧化乙烯和聚丙烯酸。

在此基础上，所述高分子混合物中各高分子组分的比例为：聚丙烯酰胺 1％-30％、甲基纤维素30％-70％、聚乙烯醇10％-50％、聚氧化乙烯10％-50％和聚丙烯酸1％-30％。

在此基础上，所述高分子混合物中各高分子组分的比例为：聚丙烯酰胺 1％-10％、甲基纤维素45％-55％、聚乙烯醇20％-30％、聚氧化乙烯20％-30％和聚丙烯酸1％-5％。