一種復合發泡水泥的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發明途觀一種復合發泡水泥的制備工藝，包括預混：將凝膠料、輕集料、多功能助劑經干混均勻后制成預混料存儲于儲料罐中被用；發泡：將預混后的預混料、熱水投入攪拌罐中攪拌5min，再依次向攪拌罐中加入復合改性劑、氧化劑，繼續攪拌5min制得料漿；預凝：將發泡后的料漿注入預凝窖的模箱內，同時，向預凝窖持續供給熱水，使模箱內的料漿發泡膨脹，制得復合發泡水泥，將模箱內的復合發泡水泥靜置6-8min后形成復合發泡水泥初凝物；脫模、切割：將預凝后的復合發泡水泥初凝物脫模、濕切割成板材制得成型的復合發泡水泥。本工藝制得的復合發泡水泥機械強度高，節地、節能，省工省時，無需發泡，且發泡強度高，速凝快干，脫模時間短，無養護期，且可濕切。
【專利說明】一種復合發泡水泥的制備工藝
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種復合發泡水泥的制備方法，為一種新型材料的制備領域。
【背景技術】
[0002] 復合發泡水泥是混凝土大家族中的一員，顧名思義，即混凝土被發泡或加入了泡 沫，因此它又稱為發泡水泥、輕質混凝土等，是一種利廢、環保、節能、低碳、經濟、實用且防 火等級為A級的不燃性新型建筑節能材料。近年來，國內外都非常重視復合發泡水泥的研 究與開發，使其在建筑領城中的應用越來越廣。目前，復合發泡水泥以其良好的保溫防火特 性，在我國也越來越廣泛應用于建筑保溫材料中，主要有：屋面隔熱層現澆、樓面保溫層現 澆、基坑填充現澆、輕質隔墻板及建筑外墻保溫板等。
[0003] 復合發泡水泥的種類繁多，但最常用的是水泥復合發泡水泥。水泥復合發泡水泥 依其摻合料不同又可分為水泥+粉煤灰型、水泥+礦渣型、水泥+砂型、水泥+粉煤灰+砂 型、水泥+纖維型等類型。但無論是什么類型，它都依賴于發泡或泡沫，因此發泡技術或發 泡技術在復合發泡水泥制備中起決定作用。目前國內已有或公開的多種發泡技術或發泡方 法被采用，也有多種制備工藝被運用。如中國專利申請89102879X公開了一種以聚苯乙烯 為泡沫劑的泡⑤沫混凝土及其制造工藝；中國專利申請03126980X公開了一種由拒水發泡 劑制成復合發泡水泥的制備方法及其用途；中國專利申請87163036A公開了一種以油脂植 物作發泡劑的復合發泡水泥及其制備方法；中國專利申請CN1704385A公開了一種由多種 化學物質組成的泡沫劑復合配方經一種專用反應罐現場制備泡沫劑而制成復合發泡水泥。 凡此種種，各有千秋，各有利弊，但都是以市場上現有的發泡劑或自制泡沫劑以機械的方式 如發泡機將泡沫與水泥漿體混合而制成復合發泡水泥，或現澆或模具成型。即都是以發泡 劑為發泡原料，以發泡機械為發泡手段，是一種"機械發泡"方法。這一種機械發泡的復合 發泡水泥制備方式最適用于現澆，若加工成保溫板也只能適用于干切。它有如下特征：發泡 劑通過機械發泡的發泡倍率低，泡徑小，泡壁薄，因而用于加工保溫板的發泡高度目前還沒 有超過30cm ;初凝(可以脫模）時間長，一般最短時間也要3天；養護（可以干切）時間就更 長，一般夏天不得少于7天，冬天不得少于15天。因此這一"機械發泡"的復合發泡水泥制 備方式在加工保溫板時，需大量周轉模箱；需大面積周轉場地；需大量轉運人工；產成品周 轉期長，且干切時噪音大、灰塵大；從現代企業標準看，它并不適合規模化生產，產能低，單 位成本高，不具備市場競爭力，不具有被市場廣泛使用的條件。
[0004] 實際上，能產生泡沫的物質很多，能制備泡沫的方法更多，是先制備泡沫再制備復 合發泡水泥，還是在制備混凝土過程中發泡，都不是制備復合發泡水泥板材的關鍵。最關 鍵是如何提1?廣能，降低成本，而提1?廣能的關鍵是如何提1?發泡1?度，是如何縮短初凝時 間，是如何縮短養護時間，是是否可以濕切。因此，探索一種全新的復合發泡水泥(板材）制 備工藝及其全新的發泡方式，實現發泡高度高、初凝時間短、脫模即可濕切、無養護期、可流 水線作業，成為業內科研人員不懈追求的最高目標，同時也是目前尚未逾越的技術難關。
【發明內容】
[0005] 本發明針對上述生產復合發泡水泥保溫板存在的技術難關，提供一種新型全新的 復合發泡水泥(板材)制備新工藝。本發明設計了一套數控生產線工藝，產成品全過程僅25 分鐘；提出了由多種化學物質組成的多功能助劑和復合改性劑等與水泥料漿發生化合反應 的發泡技術。復合發泡技術的發泡高度可達到1. 2米，是機械發泡的4倍；初凝時間可控制 在8分鐘以內，是機械發泡方法脫模時間的1/500 (機械發泡的初凝時間最短不少于3天)； 初凝8分鐘后即可脫模并進行濕切；無需要養護期。
[0006] 本發明是這樣實現上述目的的：本發明所提供的一種復合發泡水泥制備新工藝包 括預混、發泡、預凝、脫模、濕切。
[0007] 1)預混：將凝膠料、輕集料、多功能助劑經干混均勻后制成預混料存儲于儲料罐中 被用； 2) 發泡：將步驟1)中的預混料、熱水投入攪拌罐中攪拌，再依次向攪拌罐中加入復合 改性劑、氧化劑，繼續攪拌制得料漿； 3) 預凝：將步驟2)的料漿注入預凝窖的模箱內，同時，向預凝窖供給熱水，使模箱內的 料漿發泡膨脹，制得復合發泡水泥，將模箱內的復合發泡水泥靜置6-8min后形成復合發泡 水泥初凝物； 脫模、切割：將步驟3)中的復合發泡水泥初凝物脫模、濕切割成板材制得成型的復合 發泡水泥保溫板。
[0008] 步驟2)中的熱水溫度為30_60°C，熱水重量占預混料總重量的5-30% ;步驟3)中 的熱水溫度為80-120°C，熱水重量占料漿總重量的10-45%。
[0009] 所述的膠凝料為水泥、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的任意一種；輕集料為粒度大于 80_的粉煤灰陶粒；多功能助劑包括微硅粉、減水劑、硫酸鋁、纖維、石墨、硫酸鈉、纖維素、 重鈣、相變粉；復合改性劑包括聚丙烯酰胺、碳酸鋰、膠粉、硬脂酸鈣、801膠水、硅酸鈉、硬 脂酸鋅乳液；氧化劑為過氧化氫。
[0010] 按重量份計，膠凝料為60-100份，輕集料為14-25份，多功能助劑為25-45份，復 合改性劑為3. 5-7. 5份，氧化劑為8-14. 5份。進一步優選為按重量份計，膠凝料為80份， 輕集料為20份，多功能助劑為30份，復合改性劑為5. 5份，氧化劑為10. 5份。
[0011] 所述的多功能助劑中各組分按重量份計，微硅粉1-5份、減水劑0. 35-1. 0份、硫 酸鋁0. 45-1. 56份、纖維0. 01-0. 042份、石墨0. 58-0. 95份、硫酸鈉0. 45-1. 6份、纖維素 0· 55-1. 25 份、重鈣 0· 5-2. 5 份、相變粉 1. 25-4. 35 份。
[0012] 進一步多功能助劑中各組分按重量份計，微硅粉2份、減水劑1. 25份、硫酸鋁0. 9 份、纖維0. 03份、石墨0. 75份、硫酸鈉1. 0份、纖維素0. 75份、重鈣1. 0份、相變粉3. 0份。
[0013] 所述的復合改性劑中各組分按重量份計，聚丙烯酰胺0.6-1. 8份，碳酸鋰 0. 01-0. 04份，膠粉0. 005-0. 035份，硬脂酸鈣0. 7-2. 5份，801膠粉0. 7-1. 5份，硅酸鈉 0. 25-0. 8份，硬脂酸鋅乳液0. 45-1. 75份。
[0014] 進一步優化為復合改性劑中各組分按重量份計，聚丙烯酰胺1. 1份，碳酸鋰0. 015 份，膠粉0. 0125份，硬脂酸鈣1. 5份，801膠粉1. 5份，硅酸鈉0. 5份，硬脂酸鋅乳液1. 0份。
[0015] 本發明的有點在于： 1、本發明的復合發泡水泥制備新工藝使整個生產流程采用流水線作業；整條生產線采 用數控管理。機械化程度高：從進料到產成品全部機械化作業，生產線操作工人僅需8人， 生產流程僅需15分鐘。自動化程度高：生產線全面實現數控管理。自動上料，自動計量，自 動溫控，自動澆注，自動脫模，自動切割。
[0016] 2、本發明的復合發泡水泥制備新工藝產能強大，成本低廉，效益顯著，主要反映在 如下方面： ① 節地，是機械發泡方法生產用地的1 / 5 ; ② 節能，全套生產工藝設備的總用電量僅50千瓦，熱能80%使用太陽能； ③ 節人工，是機械發泡方法生產用工的1 / 5 ; ④ 節資源，大量使用粉煤灰、工業廢棄物等作為輕集料；生產次廢品全部回收利用，無 三廢排放； ⑤ 高產能，是機械發泡方法產能的5倍； ⑥ 低成本，是機械發泡方法成本的1 / 3。
[0017] 3、本發明的無機復合發泡技術所制備的復合發泡水泥與機械發泡方法所制備復 合發泡水泥在產品性能及相關技術指標上基本一致，無較大差異。但復合發泡技術在產品 生產過程中的優勢遠遠大于機械發泡方法，主要反映在以下方面： ①無需發泡劑，無需發泡機。
[0018] ②發泡高度高。化合發泡的泡徑細小均勻且可控，泡壁厚實均衡且可控，因此，復 合發泡的高度可達到1.2米，這是機械發泡所無法實現的。因機械發泡的發泡高度是由發 泡倍率決定的，而復合發泡的發泡高度是由發泡泡量決定的。
[0019] ③速凝快干。多功能助劑的主要功能是經復合反應加速復合發泡水泥的凝固，縮 短其凝固期；復合反應過程中釋放的大量熱量與預凝窯相互作用，加快復合發泡水泥的干 燥。其初凝時間可以縮短至8分鐘，這是機械發泡方法不可能達到的。
[0020] ④脫模時間短。初凝后即可脫模進行濕切。即8分鐘內可以脫模并可以進行濕切 害I]，是機械發泡方法脫模時間的1/500。這是機械發泡方法不可能實現的。
[0021] ⑤無養護期。復合改性劑的主要功能是經復合反應改變了復合發泡水泥的水泥性 狀，養護過程在產成品的生產過程中已基本完成，無需再養護。是機械發泡方法養護時間的 1/1200。這是機械發泡方法不可想象的。
[0022] ⑥可濕切。初凝時間短，脫模即可濕切，為流水線作業提供了前提條件；濕切無噪 音、無粉塵，可實現真正意義上的環保企業和環保產品。這也是機械發泡方法不可能做到 的。
[0023] 4、本發明的無機復合發泡技術所制備的復合發泡水泥的泡徑細小均勻，泡壁厚實 均衡且可以調整配方控制其泡徑大小和泡壁厚薄，因此所獲得的復合發泡水泥產品具有機 械發泡方法更好的保溫、防火、隔音等力學和熱學性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024] 圖1本發明的復合發泡水泥制備工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0025] 實施例1 1) 預混：將63kg水泥、25kg粉煤灰陶粒、4kg微硅粉，0. 55kg減水劑，1. 5kg硫酸鋁， 0. 01kg纖維，0. 60kg石墨，0. 58kg硫酸鈉，0. 58kg纖維素，2. 0kg重鈣，相變粉1. 6g，經干混 均勻后制成預混料存儲于儲料罐中被用； 2) 發泡：將步驟1)中的預混料、40°C的熱水投入攪拌罐中攪拌5分鐘(其中40°C的 熱水占預混料質量的30%)，再依次向攪拌罐中加入0. 68kg聚丙烯酰胺、0. 01kg碳酸鋰， 0. 035kg膠粉，0. 75kg硬脂酸鈣，0. 75kg801膠粉，0. 45kg硅酸鈉，0. 55kg硬脂酸鋅乳液， 8. 3kg質量濃度為12. 5%氧化劑，繼續攪拌5分鐘制得料漿； 3) 預凝：將步驟2)中的料漿注入預凝窖的模箱內，同時，向預凝窖供給83°C熱水(其中 83°C的熱水占預混料質量的12%)，使模箱內的料漿發泡膨脹達1. 2米，制得復合發泡水泥， 將模箱內的復合發泡水泥靜置8min后形成復合發泡水泥初凝物； 4) 脫模、切割：將步驟3)中的復合發泡水泥初凝物脫模、濕切割成板材制得成型的復 合發泡水泥。
[0026] 實施例2 1) 預混：將80kg水泥、20kg粉煤灰陶粒、2kg微硅粉，1. 25kg減水劑，0. 9kg硫酸鋁， 0. 03kg纖維，0. 75kg石墨，1. 0kg硫酸鈉，0. 75kg纖維素，1. 0kg重鈣，相變粉3. 0g，經干混 均勻后制成預混料存儲于儲料罐中被用； 2) 發泡：將步驟1)中的預混料、65°C的熱水投入攪拌罐中攪拌5分鐘(其中65°C的 熱水占預混料質量的22%)，再依次向攪拌罐中加入1. lkg聚丙烯酰胺、0. 015kg碳酸鋰， 0. 0125kg膠粉，1. 5kg硬脂酸鈣，1. 5kg801膠粉，0. 5kg硅酸鈉，1. 0kg硬脂酸鋅乳液，10. 5kg 質量濃度為12. 5%氧化劑，繼續攪拌5分鐘制得料漿； 3) 預凝：將步驟2)中的料漿注入預凝窖的模箱內，同時，向預凝窖供給KKTC熱水(其 中l〇〇°C的熱水占預混料質量的22%)，使模箱內的料漿發泡膨脹達1. 5米，制得復合發泡水 泥，將模箱內的復合發泡水泥靜置12min后形成復合發泡水泥初凝物； 4) 脫模、切割：將步驟3)中的復合發泡水泥初凝物脫模、濕切割成板材制得成型的復 合發泡水泥。
[0027] 實施例3 1) 預混：將95. 5kg聚氯乙烯、24. 3kg粉煤灰陶粒、4. 5kg微硅粉，0· 35kg減水劑， 0. 48kg硫酸鋁，0. 023kg纖維，0. 64kg石墨，1. 35kg硫酸鈉，1. 03kg纖維素，0. 76kg重鈣，相 變粉1. 33g，經干混均勻后制成預混料存儲于儲料罐中被用； 2) 發泡：將步驟1)中的預混料、60°C的熱水投入攪拌罐中攪拌5分鐘(其中60°C的 熱水占預混料質量的16%)，再依次向攪拌罐中加入0. 1. 72kg聚丙烯酰胺、0. 04kg碳酸鋰， 0. 033kg膠粉，1. 65kg硬脂酸鈣，1. 5kg801膠粉，0. 8kg硅酸鈉，1. 55kg硬脂酸鋅乳液，8. 8kg 質量濃度為12. 5%氧化劑，繼續攪拌5分鐘制得料漿； 3) 預凝：將步驟2)中的料漿注入預凝窖的模箱內，同時，向預凝窖供給83°C熱水(其中 83°C的熱水占預混料質量的40%)，使模箱內的料漿發泡膨脹達1. 2米，制得復合發泡水泥， 將模箱內的復合發泡水泥靜置8min后形成復合發泡水泥初凝物； 4) 脫模、切割：將步驟3)中的復合發泡水泥初凝物脫模、濕切割成板材制得成型的復 合發泡水泥。
[0028] 實施例4 1) 預混：將75kg聚苯乙烯與20kg水泥、22. 5kg粉煤灰陶粒、2. 3kg微硅粉，0· 88kg減 水劑，0. 94kg硫酸鋁，0. 022kg纖維，0. 69kg石墨，0. 83kg硫酸鈉，0. 92kg纖維素，1. 85kg重 鈣，相變粉3. 54g，經干混均勻后制成預混料存儲于儲料罐中被用； 2) 發泡：將步驟1)中的預混料、55°C的熱水投入攪拌罐中攪拌5分鐘(其中55°C的 熱水占預混料質量的7%)，再依次向攪拌罐中加入1. 28kg聚丙烯酰胺、0. 028kg碳酸鋰， 0. 026kg膠粉，1. 85kg硬脂酸鈣，1. 5kg801膠粉，0. 78kg硅酸鈉，1. 7kg硬脂酸鋅乳液， 14. 5kg質量濃度為12. 5%氧化劑，繼續攪拌5分鐘制得料漿； 3) 預凝：將步驟2)中的料漿注入預凝窖的模箱內，同時，向預凝窖供給83°C熱水(其中 83°C的熱水占預混料質量的43%)，使模箱內的料漿發泡膨脹達1. 8米，制得復合發泡水泥， 將模箱內的復合發泡水泥靜置8min后形成復合發泡水泥初凝物； 4) 脫模、切割：將步驟3)中的復合發泡水泥初凝物脫模、濕切割成板材制得成型的復 合發泡水泥。
【權利要求】
1. 一種復合發泡水泥的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟， 預混：將凝膠料、輕集料、多功能助劑經干混均勻后制成預混料存儲于儲料罐中被用； 發泡：將步驟1)中的預混料、熱水投入攪拌罐中攪拌5min，再依次向攪拌罐中加入復 合改性劑、氧化劑，繼續攪拌5min制得料楽； 預凝：將步驟2)中的料漿注入預凝窖的模箱內，同時，向預凝窖供給熱水，使模箱內的 料漿發泡膨脹，制得復合發泡水泥，將模箱內的復合發泡水泥靜置6 -8min后形成復合發泡 水泥初凝物； 脫模、切割：將步驟3)中的復合發泡水泥初凝物脫模、濕切割成板材制得成型的復合 發泡水泥。
2. 根據權利要求1所述的復合發泡水泥的制備工藝，其特征在于：所述的膠凝料為水 泥、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的任意一種；輕集料為粒度大于80mm的粉煤灰陶粒；多功能助劑 包括微硅粉、減水劑、硫酸鋁、纖維、石墨、硫酸鈉、纖維素、重鈣、相變粉；復合改性劑包括聚 丙烯酰胺、碳酸鋰、膠粉、硬脂酸鈣、801膠水、硅酸鈉、硬脂酸鋅乳液；氧化劑為過氧化氫。
3. 根據權利要求1所述的復合發泡水泥的制備工藝，其特征在于：步驟2)中的熱水溫 度為30-60°C，熱水重量占預混料總重量的5-30% ;步驟3)中的熱水溫度為80-120°C，熱水 重量占料漿總重量的10-45%。
4. 根據權利要求1或2所述的復合發泡水泥的制備工藝，其特征在于：按重量份計，膠 凝料為60-100份，輕集料為14-25份，多功能助劑為25-45份，復合改性劑為3. 5-7. 5份， 氧化劑為8-14. 5份。
5. 根據權利要求1或2所述的復合發泡水泥的制備工藝，其特征在于：按重量份計，膠 凝料為80份，輕集料為20份，多功能助劑為30份，復合改性劑為5. 5份，氧化劑為10. 5份。
6. 根據權利要求2所述的復合發泡水泥的制備工藝，其特征在于：多功能助劑中 各組分按重量份計，微硅粉1-5份、減水劑0. 35-1. 0份、硫酸鋁0. 45-1. 560. 9份、纖 維0. 01-0. 042份、石墨0. 58-0. 95份、硫酸鈉0. 45-1. 6份、纖維素0. 55 -1. 25份、重鈣 0· 5-2. 5 份、相變粉 1. 25-4. 35 份。
7. 根據權利要求2所述的復合發泡水泥的制備工藝，其特征在于：多功能助劑中各組 分按重量份計，微硅粉2份、減水劑1. 25份、硫酸鋁0. 9份、纖維0. 03份、石墨0. 75份、硫 酸鈉1. 〇份、纖維素〇. 75份、重鈣1. 0份、相變粉3. 0份。
8. 根據權利要求2所述的復合發泡水泥的制備工藝，其特征在于：復合改性劑中各組 分按重量份計，聚丙烯酰胺0. 6-1. 8份，碳酸鋰0. 01-0. 04份，膠粉0. 005-0. 035份，硬脂酸 鈣0. 7-2. 5份，801膠粉0. 7-1. 5份，硅酸鈉0. 25-0. 8份，硬脂酸鋅乳液0. 45-1. 75份。
9. 根據權利要求2所述的復合發泡水泥的制備工藝，其特征在于：復合改性劑中各組 分按重量份計，聚丙烯酰胺1. 1份，碳酸鋰〇. 015份，膠粉0. 0125份，硬脂酸鈣1. 5份，801 膠粉1. 5份，硅酸鈉0. 5份，硬脂酸鋅乳液1. 0份。
【文檔編號】C04B28/00GK104193385SQ201410363886
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】王義紅, 盧葉, 張林江 申請人:湖北凱利豐綠色建材開發有限公司