本发明专利技术公开了一种疏水型泡沫混凝土及其制备方法，其中包括水泥、磷渣粉、粉煤灰、磷石膏、改性凝胶等组分，磷渣粉和粉煤灰中均含有大量玻璃体，具有较高的火山灰活性，磷渣粉、粉煤灰和磷石膏的密度都比水泥密度小，均可代替部分水泥，降低混凝土的质量，有利于混凝土的轻质化；且各组分的颗粒分布均不相同，不同级配的颗粒有利于增加混凝土的致密性；本发明专利技术工艺设计合理，操作简单，技术方案中对二氧化硅气凝胶进行优化改性，制备得到改性疏水二氧化硅凝胶，再添加纤维复合物，提高泡沫混凝土的强度，最后制备了表面处理剂对混凝土进行表面处理，制备得到的泡沫混凝土的疏水性能优异，力学性能优异，具有较高的实用性。
Hydrophobic foam concrete and preparation method thereof
【技术实现步骤摘要】
一种疏水型泡沫混凝土及其制备方法
本专利技术涉及混凝土
，具体是一种疏水型泡沫混凝土及其制备方法。
技术介绍
气泡混凝土，又称泡沫混凝土，是加气混凝土中的一个特殊品种，它的孔结构和材料性能都接近于加气混凝土，二者的差别，只是在气孔形状和加气手段上。加气混凝土气孔一般是椭圆形，且采用化学发气，通过化学反应，有内部产生气体而形成气孔；气泡混凝土受毛细孔作用的影响产生变形，形成多面体，且通常是用机械方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，然后再将已制得的泡沫和硅钙质材料、菱镁材料或石膏材料所制成的料浆均匀搅拌，经浇注成型、养护而成的。现有的泡沫混凝土由于其自身结构特性，大多存在强度偏低、易开裂、吸收等问题，在一定程度上限制了它的用于，特别是泡沫混凝土的吸水性，给我们带来极大不便。针对该问题，我们设计了一种疏水型泡沫混凝土及其制备方法，这是我们亟待解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种疏水型泡沫混凝土及其制备方法，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种疏水型泡沫混凝土，所述泡沫混凝土各原料组分包括：以重量计，水泥60-70份、磷渣粉20-30份、粉煤灰10-18份、磷石膏2-4份、改性凝胶5-15份、纤维复合物3-8份、减水剂2-3份、发泡剂1-3份、表面处理剂10-20份。本专利技术公开了一种疏水型泡沫混凝土及其制备方法，其中包括水泥、磷渣粉、粉煤灰、磷石膏、改性凝胶等组分，磷渣粉和粉煤灰中均含有大量玻璃体，具有较高的火山灰活性，磷渣粉、粉煤灰和磷石膏的密度都比水泥密度小，均可代替部分水泥，降低混凝土的质量，有利于混凝土的轻质化；且各组分的颗粒分布均不相同，不同级配的颗粒有利于增加混凝土的致密性；磷石膏可作为磷渣粉、粉煤灰的硫酸盐激发剂掺入混凝土中；粉煤灰呈现珠状形态，能够起到滚珠轴承的作用，可降低颗粒间的摩擦力，降低水的需求，改善浆料的流动性能，同时还能够降低混凝土的收缩开裂。较优化的方案，所述改性凝胶各原料组分包括：以重量计，正硅酸乙酯8-15份、无水乙醇20-25份、正己烷20-30份、六甲基二硅氮烷5-9份。本专利技术中还添加了改性凝胶，采用溶胶-凝胶结合常压干燥法制备出疏水SiO2气凝胶，先以正硅酸乙酯为硅源，以无水乙醇为溶剂，采用草酸-氨水两步催化溶剂-凝胶法制备得到醇凝胶，再以六甲基二硅氮烷为表面改性剂进行表面修饰，将凝胶表面的亲水羟基（-OH）转化为疏水的甲基（-CH3），避免干燥过程中凝胶表面的羟基之间因缩合反应导致凝胶收缩，制备得到的气凝胶具有优异的疏水性能。较优化的方案，所述纤维复合物各原料组分包括：以重量计，硅酸铝纤维10-15份、硅烷偶联剂3-8份、马来酸酐2-7份、氧化石墨烯3-10份、表面活性剂1-3份。本专利技术中还添加了纤维复合物，通过硅烷偶联剂和马来酸酐对硅酸铝纤维进行改性，并通添加表面活性剂，在改性后的硅酸铝纤维表面引入高反应活性的官能团，提高硅酸铝纤维的反应活性，最后将硅酸铝纤维与石墨烯复合，得到纤维复合物，能够进一步提高泡沫混凝土的抗压强度。较优化的方案，所述表面处理剂各原料组分包括：以重量计，正硅酸乙酯8-12份、无水乙醇18-22份、二月桂酸二丁基锡1-3份、端羟基硅油2-4份。较优化的方案，所述表面活性剂为十二烷基硫酸铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸中的任意一种；所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。本专利技术中还添加了表面处理剂，采用溶胶-凝胶法制备了有机硅-无机硅杂化浸渍剂，以正硅酸乙酯为无机前驱体，在催化剂二月桂酸二丁基锡的作用下，制备得到正硅酸乙酯水解-缩合溶胶，再引入有机改性剂端羟基硅油进行杂化，进一步提高表面处理剂的疏水性能；本申请中在混凝土成品表面涂覆表面处理剂，一方面能够提高混凝土表层的疏水性能，另一方面可以强化混凝土表层的孔隙结构，提高其水密性、气密性，截断侵蚀性介质渗入混凝土内部的路径，从而提高混凝土的耐久性能和使用寿命。较优化的方案，一种疏水型泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：1)准备物料；2)制备改性凝胶；3)制备纤维复合物；4)取水泥、磷渣粉、粉煤灰、磷石膏、改性凝胶、纤维复合物、减水剂和发泡剂，制备得到混凝土半成品；5)制备表面处理剂，并对混凝土半成品进行表面处理；6)结束操作，得到所述泡沫混凝土。较优化的方案，包括以下步骤：1)准备物料：2)制备改性凝胶：a)取步骤1）准备的正硅酸乙酯和无水乙醇，混合搅拌，再加入草酸溶液，继续搅拌，静置12-28h，再加入氨水溶液，继续搅拌，静置形成凝胶A；b)取凝胶A，置于50-55℃烘箱老化1-1.2h，再置于无水乙醇中浸泡，浸泡温度为50-55℃，再置于50-55℃烘箱中，正己烷漂洗，再加入六甲基二硅氮烷进行改性处理，得到凝胶B；c)取凝胶B，正己烷清洗，升温干燥，得到改性气凝胶；3)制备纤维复合物：取步骤1）准备的硅酸铝纤维、硅烷偶联剂和马来酸酐，去离子水搅拌，再升温至80-100℃，保温，离心洗涤，得到物料C；取物料C、氧化石墨烯和表面活性剂，去离子水溶解，升温至150-200℃反应，离心洗涤，得到纤维复合物；4)取水泥、磷渣粉、粉煤灰和磷石膏，搅拌，再加入改性气凝胶、水、减水剂和纤维复合物，搅拌，形成浆料；再取发泡剂，采用发泡机稀释制成泡沫，将泡沫加入浆料中，继续搅拌，浇模，养护，得到混凝土半成品；5)取正硅酸乙酯、无水乙醇和水，搅拌，再加入二月桂酸二丁基锡，30-34℃下搅拌，再加入端羟基硅油，30-38℃下搅拌，静置陈化，得到表面处理剂；6)取表面处理剂，将表面处理剂涂覆在混凝土半成品表面，室温下静置3-4d，再置于70-75℃干燥箱中干燥，得到所述泡沫混凝土。较优化的方案，包括以下步骤：1)准备物料：a)称取水泥、磷渣粉、粉煤灰、磷石膏、减水剂、二月桂酸二丁基锡、端羟基硅油和发泡剂，备用；b)称取正硅酸乙酯、无水乙醇、正己烷、六甲基二硅氮烷、硅酸铝纤维、硅烷偶联剂、马来酸酐、氧化石墨烯和表面活性剂，备用；本专利技术步骤1）准备物料，便于操作人员进行后续步骤；2)制备改性凝胶：a)取步骤1）准备的正硅酸乙酯和无水乙醇，混合搅拌20-30min，再加入草酸溶液，继续搅拌60-65min，静置12-28h，再加入氨水溶液，继续搅拌，静置形成凝胶A；本申请步骤2）中首先以正硅酸乙酯和无水乙醇为原料，通过草酸溶液-氨水溶液催化溶剂凝胶法，制备得到醇凝胶（即物料A）；b)取凝胶A，置于50-55℃烘箱老化1-1.2h，再置于无水乙醇中浸泡，浸泡温度为50-55℃，浸泡时间为24-28h，再置于50-55℃烘箱中，正己烷漂洗24-26h，再加入六甲基二硅氮烷进行改性处理，改性处理时间为24-28h，得到凝胶B；c)取凝胶B，正己烷清洗20-24h，升温干燥，得到改性气凝胶；步骤b）中通过六甲基二硅氮烷本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种疏水型泡沫混凝土，其特征在于：所述泡沫混凝土各原料组分包括：以重量计，水泥60-70份、磷渣粉20-30份、粉煤灰10-18份、磷石膏2-4份、改性凝胶5-15份、纤维复合物3-8份、减水剂2-3份、发泡剂1-3份、表面处理剂10-20份。/n
【技术特征摘要】
1.一种疏水型泡沫混凝土，其特征在于：所述泡沫混凝土各原料组分包括：以重量计，水泥60-70份、磷渣粉20-30份、粉煤灰10-18份、磷石膏2-4份、改性凝胶5-15份、纤维复合物3-8份、减水剂2-3份、发泡剂1-3份、表面处理剂10-20份。
2.根据权利要求1所述的一种疏水型泡沫混凝土，其特征在于：所述改性凝胶各原料组分包括：以重量计，正硅酸乙酯8-15份、无水乙醇20-25份、正己烷20-30份、六甲基二硅氮烷5-9份。
3.根据权利要求1所述的一种疏水型泡沫混凝土，其特征在于：所述表面处理剂各原料组分包括：以重量计，正硅酸乙酯8-12份、无水乙醇18-22份、二月桂酸二丁基锡1-3份、端羟基硅油2-4份。
4.根据权利要求1所述的一种疏水型泡沫混凝土，其特征在于：所述纤维复合物各原料组分包括：以重量计，硅酸铝纤维10-15份、硅烷偶联剂3-8份、马来酸酐2-7份、氧化石墨烯3-10份、表面活性剂1-3份。
5.根据权利要求4所述的一种疏水型泡沫混凝土，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基硫酸铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸中的任意一种；所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
6.一种疏水型泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）准备物料；
2）制备改性凝胶；
3）制备纤维复合物；
4）取水泥、磷渣粉、粉煤灰、磷石膏、改性凝胶、纤维复合物、减水剂和发泡剂，制备得到混凝土半成品；
5）制备表面处理剂，并对混凝土半成品进行表面处理；
6）结束操作，得到所述泡沫混凝土。
7.根据权利要求6所述的一种疏水型泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）准备物料：
2）制备改性凝胶：
a）取步骤1）准备的正硅酸乙酯和无水乙醇，混合搅拌，再加入草酸溶液，继续搅拌，静置12-28h，再加入氨水溶液，继续搅拌，静置形成凝胶A；
b）取凝胶A，置于50-55℃烘箱老化1-1.2h，再置于无水乙醇中浸泡，浸泡温度为50-55℃，再置于50-55℃烘箱中，正己烷漂洗，再加入六甲基二硅氮烷进行改性处理，得到凝胶B；
c）取凝胶B，正己烷清洗，升温干燥，得到改性气凝胶；
3）制备纤维复合物：取步骤1）准备的硅酸铝纤维、硅烷偶联剂和马来酸酐，去离子水搅拌，再升温至80-100℃，保温，离心洗涤，得到物料C；取物料C、氧化石墨烯和表面活性剂，去离子水溶解，升温至150-200℃反应，离心洗涤，得到纤维复合物；
4）取水泥、磷渣粉、粉煤灰和磷石膏，搅拌，再加入改性气凝胶、水、减水剂和纤维复合物，搅拌，形成浆料；再取发泡剂，采用发泡机稀释制成泡沫，将泡沫加入浆料中，继续搅拌，浇模，养护...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢加贵，
申请(专利权)人：卢加贵，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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