一种高性能泡沫轻质土发泡剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能泡沫轻质土发泡剂及制备方法，适用普通硅酸盐水泥，其中高性能泡沫轻质土发泡剂包括水、阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、减水剂、缓凝剂、稳泡剂、增稠剂和着色剂，按质量百分比计为水10％～50％，阴离子型表面活性剂10％～30％，非离子型表面活性剂5％～20％，减水剂10％～50％，缓凝剂5％～20％，稳泡剂5％～10％，增稠剂2％～8％，着色剂0.5％～2％。本发明专利技术高性能泡沫轻质土发泡剂与水泥、矿物掺和料及外加剂的适应性好，形成的泡沫均匀细腻、耐强碱、半衰期时间长，与水泥稀浆拌和形成的泡沫轻质土流值可控、收缩变形小，保证了桥头台背、软土路基、路面加宽、边坡防护等泡沫轻质土填筑体的质量和耐久性。

High performance foamed lightweight soil foaming agent and preparation method thereof

The invention discloses a high-performance foamed lightweight soil foaming agent and a preparation method thereof, which are suitable for ordinary portland cement, wherein the high performance foamed light soil foaming agent comprises water, anionic surfactants, non-ionic surfactants, water reducing agents, retarders, stabilizing agents, thickeners and coloring agents. For water 10%~50%, anionic surfactant 10%~30%, nonionic surfactant 5%~20%, water reducer 10%~50%, retarder 5%~20%, foam stabilizer 5%~10%, thickener 2%~8%, colorant 0.5%~2%. The high performance foamed lightweight soil foaming agent has good adaptability to cement, mineral admixture and additives, and the foam formed is uniform and fine, strong alkali resistant and half life time long. The foamed lightweight soil formed by mixing with cement slurry has controllable flow value and small shrinkage deformation, and ensures the bridge abutment, soft soil roadbed, road widening and edge. The quality and durability of foam lightweight soil filling body such as slope protection.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能泡沫轻质土发泡剂及制备方法
本专利技术属于公路工程泡沫轻质土的应用领域，尤其涉及泡沫轻质土在桥头台背回填、软基处理、路面加宽、边坡防护等方面应用。
技术介绍
国内桥头台背常规填筑造成严重桥头跳车现象以及高维修成本等问题，影响安全行驶和公路长期寿命。现浇泡沫轻质土具有轻质性、竖直性、高流动性、容重和强度可调性及施工便捷等特点，其用于台背回填，可大大缓解桥(涵)与路基间差异沉降的变化梯度，使桥基间差异沉降的变化缓慢化、均匀化，从根本上消除高速公路中的桥(涵)与路基间的跳车问题。而且该泡沫轻质土产生的侧向土压力小，不会使桥(涵)发生偏移，间接对桥(涵)起到一定程度的保护作用。近几年，国内泡沫轻质土在桥头台背回填、软基处理、路面加宽、边坡防护得到推广使用，取得了良好效果。目前国内关于泡沫轻质土用发泡剂的专利主要有：中建商品混凝土成都有限公司2013年公开了一种复合型水泥发泡剂及其制备方法(专利申请号：201310292824.6)。该方法介绍了一种阴离子型的发泡剂，该发泡剂产生的泡沫稳定，但泡沫尺寸偏大。湖北大学2016年公开了一种泡沫轻质土发泡剂及其制备方法(专利申请号：201610179132.4)。该方法利用废弃动物角质、毛发，通过高温腐化反应得道发泡母液，该方法制备发泡剂稳定性差、极易恶臭、滋生细菌、泡沫尺寸大等缺陷。关于双氧水为发泡剂的报道较多，但是，此类专利技术产品对温度、催化剂和pH值较为敏感，尤其高温环境下反应极难控制。该类专利技术产品一般用于快硬硫铝酸盐水泥，对水泥凝结时间要求较高，泡沫尺寸大小与水泥凝结时间、水泥稀浆粘度以及反应放热量有关系，硬化孔结构稳定性难以有效控制。调查研究发现，目前国内关于泡沫轻质土发泡剂，均有泡沫稳定性差、耐碱性差、泡沫不够细腻、半衰期时间短等缺点。泡沫轻质土发泡剂是一种轻质高强混凝土用的新型外加剂，它因该具备以下技术要求：(1)各组分物质稳定，相互间无物理化学反应，且各组分密度相近，容易形成均匀的混合物；(2)对水泥水化反应无负面影响，甚至具调控凝结时间和争取的效果；(3)泡沫尺寸可控；(4)适应范围广，尤其对不同品种水泥、矿物掺和料及环境温湿度不敏感；(5)使用量可以在一定范围内波动便于泡沫轻质土的质量控制。但目前，市售产品存在对温度较敏感，当温度大于40℃时，半衰期时间短，标准泡沫1h沉降距大，泡沫群密度不稳定，泡沫尺寸分布范围较广等问题。直接影响泡沫轻质土的浇筑质量、抗压强度、稳定性和耐久性能。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是针对现有技术不足而提供一种高性能泡沫轻质土发泡剂及制备方法，本专利技术具有泡沫细腻、尺寸均匀、半衰期长，形成泡沫轻质土拌合物标准泡沫1h沉降距小、流值可控、硬化速率可控，硬化后轻质高强、孔结构良好、收缩变形小，品质稳定。本专利技术的技术方案如下：一种高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，包括水、阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、减水剂、缓凝剂、稳泡剂、增稠剂和着色剂；按质量百分比计水10％～50％，阴离子型表面活性剂10％～30％，非离子型表面活性剂5％～20％，减水剂10％～50％，缓凝剂5％～20％，稳泡剂5％～10％，增稠剂2％～8％，着色剂0.5％～2％。所述的高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，所述的水为自来水。所述的高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，所述的阴离子型表面活性剂为硫酸酯盐，选自月桂基硫酸钠、十二烷基硫酸钠、仲烷基硫酸钠的一种或两种。所述的高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，所述的非离子表面活性剂为月桂基烷基糖苷或脂肪醇聚氧乙烯醚(AE0-9)。所述的高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，所述的减水剂为固含量为40％聚羧酸高效减水剂。所述的高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，所述的缓凝剂为羟基羧酸盐，选自葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钠或酒石酸钾的一种或两种。所述的高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，所述的稳泡剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱或月桂基两性醋酸钠的一种或两种。所述的高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，所述的增稠剂为聚丙烯酰胺(阴)、甲基纤维素醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺或丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物的一种或两种。所述的高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，所述的着色剂为酞箐颜料。在上述内容基础上，本专利技术还提供一种高性能泡沫轻质土发泡剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1：按质量百分比计水10％～50％，阴离子型表面活性剂10％～30％，非离子型表面活性剂5％～20％，减水剂10％～50％，缓凝剂5％～20％，稳泡剂5％～10％，增稠剂2％～8％，着色剂0.5％～2％按配比计量；步骤2：按配比计量的水、减水剂和缓凝剂混合均匀后，其中水温为30℃～45℃为宜，加入按配比计量的阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和稳泡剂，搅拌均匀，并自然冷却至室温；步骤3：利用增稠剂，将步骤2所述混合溶液20℃的粘度调整为50pa.s～80pa.s，并按配比计量着色剂，利用机械式搅拌设备搅拌均匀后，得到高性能泡沫轻质土发泡剂。所述制备方法的步骤中，所述的水为自来水；所述的阴离子型表面活性剂为硫酸酯盐，所述硫酸酯盐为月桂基硫酸钠、十二烷基硫酸钠、仲烷基硫酸钠的一种或两种；所述的非离子表面活性剂为月桂基烷基糖苷或脂肪醇聚氧乙烯醚(AE0-9)；所述的减水剂为固含量为40％聚羧酸高效减水剂；所述的缓凝剂为羟基羧酸盐，选自葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钠或酒石酸钾的一种或两种；所述的稳泡剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱或月桂基两性醋酸钠的一种或两种；所述的增稠剂为聚丙烯酰胺(阴)、甲基纤维素醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺或丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物的一种或两种；所述的着色剂为酞箐颜料。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术提供的高性能泡沫轻质土发泡剂，可直接利用水泥发泡机发泡产生的泡沫细腻、尺寸均匀、耐强碱、耐高温及半衰期时间长等优点。2、本专利技术提供的高性能泡沫轻质土发泡剂，适用范围广，性能稳定，可广泛适用于各等级水泥、矿物掺和料和外加剂，当温度大于40℃时，半衰期时间相对较长，标准泡沫1h沉降距小，泡沫群密度稳定等优点。3、本专利技术提供的高性能泡沫轻质土发泡剂，具有一定减水和缓凝特性，可以简单调节组分比例，可以显著调节泡沫轻质土硬化速率，实现低温环境下水泥硬化时间不过长，高温环境下水化放热不集中，改善泡沫轻质土体积稳定性，同时，减水特性可降低单方用水量，提高硬化泡沫轻质土的强度。此外，相比同类材料其稳定性和均质性强，不易出现分层现象，影响使用效果。附图说明图1为本专利技术方法流程图。图2为实施例1中的试验产品泡沫。图3为实施例1中的产品泡沫。图4为实施例1中的产品实施后的效果图。图5为实例2桥头台背填筑体浇筑时效果图。图6为实例3软土地基路面底基层填筑实例图。图7为实例3软土地基路面底基层填筑实例产品图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，包括水、阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、减水剂、缓凝剂、稳泡剂、增稠剂和着色剂；按质量百分比计：水10％～50％，阴离子型表面活性剂10％～30％，非离子型表面活性剂5％～20％，减水剂10％～50％，缓凝剂5％～20％，稳泡剂5％～10％，增稠剂2％～8％，着色剂0.5％～2％。

【技术特征摘要】
1.一种高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，包括水、阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、减水剂、缓凝剂、稳泡剂、增稠剂和着色剂；按质量百分比计：水10％～50％，阴离子型表面活性剂10％～30％，非离子型表面活性剂5％～20％，减水剂10％～50％，缓凝剂5％～20％，稳泡剂5％～10％，增稠剂2％～8％，着色剂0.5％～2％。2.根据权利要求1所述的高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，所述的水为自来水；所述的阴离子型表面活性剂为硫酸酯盐，所述硫酸酯盐为月桂基硫酸钠、十二烷基硫酸钠、仲烷基硫酸钠的一种或两种。3.根据权利要求1所述的高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，所述的非离子表面活性剂为月桂基烷基糖苷或脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)。4.根据权利要求1所述的高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，所述的减水剂为固含量为40％聚羧酸高效减水剂。5.根据权利要求1所述的高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，所述的缓凝剂为羟基羧酸盐，选自葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钠或酒石酸钾的一种或两种。6.根据权利要求1所述的高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，所述的稳泡剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱或月桂基两性醋酸钠的一种或两种。7.根据权利要求1所述的高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，所述的增稠剂为聚丙烯酰胺(阴)、甲基纤维素醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺或丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物的一种或两种。8.根据权利要求1所述的高性能泡沫轻质土发泡剂，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立辉，李刚，许兵，张梅玲，韩根生，田波，刘礼辉，侯荣国，李思李，权磊，何哲，谢晋德，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，江西省高速公路投资集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11