新型泡沫混凝土发泡剂的制备与性能研究

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发布时间：2021-09-03

资料介绍

新型泡沫混凝土发泡剂的制备与性能研究
雷团结，李浩然，耿飞，钱元弟，谢隆安，王孝平
(1．马鞍山十七冶工程科技有限责任公司，安徽马鞍山243000；
2．南京航空航天大学土木工程系，江苏南京210016；
3．中冶国际工程技术有限公司，北京 100028)
摘要：通过对比取材方便、价格低廉的不同阴离子表面活性剂的泡沫性能，优选泡沫稳定性较好的Ot一烯烃磺酸钠(AOS)作为
起泡组分，加入适量的有机硅稳泡剂(ZT—1)和增稠类物质羧甲基纤维素(CMC)进行改性，制备了新型泡沫混凝土发泡剂，并对泡沫
性能进行了分析研究。结果表明，该新型泡沫混凝土发泡剂所制备的泡沫表面细腻有光泽、稳定性较好，发泡倍数37．5倍，1 h沉降
距1．8 mm，1 h泌水量26．1 ml、48 h后泡沫仍保持50％以上高度。将该发泡剂应用于制备较低密度泡沫混凝土，产品表现出了较好的
力学性能和热工性能。
关键词：发泡剂；泡沫稳定性；泡沫混凝土：性能
中图分类号：TU528．042．4 文献标识码：A 文章编号：1001—702X(2013)12—0093—04
Preparation and study on new type concrete foaming agent
LEI Tuanjie ，LI Haoran ，GENG Fei。，QIAN Yuandi ，XIE Longan ，WANG Xiaoping
(1．Maanshan MCCI7 Engineering Science ＆ Technology Co．Ltd．，Maanshan 243000，Anhui，China；
2．Department of Civil Engineering，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 210016，Jiangsu，China；
3．Zhongye International Engineering Technology Co．Ltd．，Beijing 100028，China)
Abstract：By comparing the foam performance of easily available，low prices of different anionic surface active agents，alpha
olefin sulfonate(AOS)with better foam stability was selected as a foaming component，and a new type of foam concrete foaming
agent was prepared by adding appropriate amount of organic silicone foam stabilizer(ZT-1)and thickening material of carboxymethyl
cellulose(CMC)．The foam performances were studied．The result shows that the foam surface of this new type of foam concrete
foaming agent is smooth and lucidus，with good foam stability，and the foam multiple is 37．5，1 h sedimentation distance is 1．8 nlnl，
1 h secretion of water is 26．1 ml，and after 48 h the foam height still remains more than half．The foaming agent used in low den—
sity foam concrete preparation，and obtained products showed good mechanical properties and therm al properties．
Key words：foaming agent；foam stability：foam concrete；perform ance
0 引言
泡沫混凝土是由水泥、石灰、粉煤灰、砂、外加剂和泡沫等
材料经拌合均匀后浇注硬化而成，内部含有大量的封闭气孔，
具有流动性好、自重轻、资源消耗少和保温隔热性能卓越等优
点『1_，已经得到了建筑行业越来越广泛的认知、重视和应用。
作为泡沫混凝土生产的关键技术之一，发泡剂的研制对
泡沫混凝土的性能起着至关重要的作用口。我国在20世纪
50年代开发了松香和热聚物2类发泡剂，目前仍有较为广泛
收稿日期：2013—05—10；修订日期：20l3一O8—02
作者简介：雷团结，男，1969年生，安徽桐城人，高级工程师。地址：安
徽省马鞍山市雨山区天门大道中段528号，E—mail：ltj@mccl7．cn。
的应用；到80年代，表面活性剂发展迅速，合成类发泡剂成为
主导产品；至90年代左右，西方及日韩等发达国家的高性能
蛋白型发泡剂进入我[5-7]，具有较高的稳定性，获得了迅速
广泛的运用。之后亦出现很多动物蛋白型、植物蛋白型和复合
蛋白型发泡剂，并得到一些工程应用嘲。
然而，蛋白类发泡剂由于材料来源有限，成本较高，市场
竞争力不足；且其保质期较短(25 30 qC时，3 d便腐朽发臭)，
容易变质，制约了它在工业化生产中的大规模推广l 9I。本文采
用取材方便、价格低廉的阴离子表面活性剂，通过泡沫性能
的对比分析，优选最佳品种配制成发泡剂母液，加入有机硅
稳定剂(ZT一1)和增稠类物质羧甲基纤维素(CMC)进行改性，
制备成新型泡沫混凝土发泡剂，并对其性能特点进行了分析
研究。
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雷团结，等：新型泡沫混凝土发泡剂的制备与性能研究
1 试验原材料与方法
1．1 试验原材料
十二烷基苯磺酸钠(LAS)、十二烷基硫酸钠(K12)、脂肪
酸聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和仅一烯烃磺酸钠(AOS)，南京某
化学公司生产；有机硅稳泡剂(ZT一1)和增稠类物质羧甲基纤
维素(CMC)，山东某化学公司生产。
P·II42．5水泥，熟料含量>80％，南京某水泥有限公司生
产；萘系减水剂，减水率为25％，上海某建材有限公司生产；
促凝剂，白色粉状物，微溶于水，南京某公司生产。
1．2 试验方案
分别将不同阴离子表面活性剂以0．5％和1．0％的质量分
数配制成发泡剂母液，采用高压空气发泡机制备泡沫，依据
JG／T266—2011《泡沫混凝土》测试泡沫的发泡倍数、1 h沉降
距和1 h泌水量；优选泡沫性能最好的阴离子表面活性剂作
为发泡剂母液，加入有机硅稳泡剂(ZT一1)和增稠类物质羧甲
基纤维素(CMC)进行改性，确定各组分的最佳配比，并用其开
展低密度泡沫混凝土的配制试验。
2 结果与分析
2．1 不同阴离子表面活性剂发泡性能的分析
LAS、K12、AES和AOS等4种阴离子表面活性剂掺量
(质量百分数)分别为0．5％和1．0％时，发泡后的泡沫性能如
图1、图2和图3所示。
50
40
藿30
瑟20
10
O
LAS K12 AES AOS
阴离子表面活性剂种类
图1 不同阴离子表面活性剂的发泡倍数
LAS K12 AES AOS
阴离子表面活性剂种类
图2 不同阴离子表面活性剂的1 h沉降距
·94· 新型建筑材料 2013．12
180
150
{120
* 90
蕊
苎60
30
0
LA5 K12 AES AOS
阴离子表面活性剂种类
图3 不同阴离子表面活性剂的1 h泌水量
从图1可以看出，相同掺量的4种阴离子表面活性剂中，
以AOS的发泡能力最强，其次是K12、AES次之，LAS最差。
掺O．5％和1．0％AOS的发泡倍数分别为46倍和33倍：而掺
0．5％和1．0％IJAS的发泡倍数分别为27倍和32倍。
从图2和图3可以看出，AOS的泡沫稳定性要优于其它
3种阴离子表面活性剂，掺1．0％AOS时的1 h沉降距为9．9
mm、1 h泌水量为106．2 ml；LAS的泡沫稳定性最差，掺量为
1．0％时的1 h沉降距为38mm、1 h泌水量为140ml。
因此，选用AOS作为新型发泡剂的引气组分，为确定其
最优掺量，在1000 ml水溶液中添加不同质量分数的AOS，其
泡沫性能试验结果如图4和图5所示。
图4 不同掺量AOS溶液的发泡倍数
图5 不同掺量AOS溶液的泡沫稳定性
从图4可以看出，随AOS掺量的增大，溶液的发泡能力不
断增强，当掺量为0．1％,-0．8％时，增强效果较显著，掺量为0．8％
时的发泡倍数比O．6％时增大30％；当掺量为0．8％ 1．O％时，发
泡增强效果较为缓慢，掺量为1．0％时的发泡倍数仅LLo．8％时增