一种水泥基轻质灭火砂浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种水泥基轻质灭火砂浆及其制备方法，属于防火建筑材料技术领域。本发明专利技术砂浆包括以下重量份的原料制备而成：水泥60

【技术实现步骤摘要】
一种水泥基轻质灭火砂浆及其制备方法


[0001]本专利技术属于防火建筑材料
，具体涉及一种水泥基轻质灭火砂浆及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着易燃易爆危险化学品相关企业的数量不断增多，特别是化工园区，规模不断扩大，危险化学品在生产、储存及运输过程中引发的火灾爆炸事故频次、规模也有所上升，所造成的人员伤亡、财产损失和环境污染，给社会带来了不可估量的损失。危险化学品火灾扑救过程中，固态灭火材料发挥了至关重要的作用，尤其是忌水危险化学品火灾，只能使用固态灭火材料扑救。
[0003]灭火材料主要分为有机防灭火材料和无机防灭火材料。有机防灭火材料包括：有机固化泡沫、高分子胶体；无机防灭火材料包括：粉煤灰、胶体泥浆、石膏与高分子纤维轻质防灭火材料、无机固化膨胀材料、无机固化泡沫。但上述防灭火材料都存在着一定的局限性。有机防灭火材料在堵漏隔氧及抗动压等方面效果良好，但有机材料具有一定的可燃性，在高温环境下燃烧并产生污染气体，而在对采空区、矸石山等堆积易自燃物质防灭火时，很难判断其是否已经发生自燃现象，如盲目使用极易产生次生灾害，加大经济和安全损失，故而有机防灭火材料只能在防火领域使用，灭火领域确无可奈何，并且有机防灭火材料自身成本昂贵、制备及施工工艺复杂。
[0004]不同于有机防灭火材料，无机防灭火材料具有原材料来源广泛、制备及施工工艺简便、成本低廉，但无机防灭火材料各材料之间也具有一定的局限性，并不能同时带到高效、防火灭火同样有效、低成本的效果。
[0005]胶体防灭火材料是一种新型无机防灭火材料，其防灭火性能优异、安全性好，但胶凝时间较难控制、成本高。水泥粉煤灰类灌浆材料是防灭火中使用较早的一种材料，具有价格低廉、无毒、渗透性较好等优点，但存在凝结时间较长、不能向高处堆积、易跑浆溃浆等缺点。两类材料的优缺点，使它们在应用上具有一定的适用性和限制性。
[0006]因此，如何开发一种新型的无机灭火材料，实现高效防火灭火，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术结合各种材料之间的优缺点进行研究，通过科学合理的有机结合放大各材料的优点，减少各材料的缺点，从而制配一种能够低成本、高效的防火灭火的轻质水泥砂浆，实现高效防火灭火。
[0008]为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0009]一种水泥基轻质灭火砂浆，包括以下重量份的原料制备而成：水泥60
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90份、二氧化硅25
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45份、细沙15
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25份、硫酸钙10
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20份、硅藻土10
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20份、灭火剂10
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20份、复合纤维10
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20份、发泡剂5
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10份、引气剂1
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5份、水20
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50份。
[0010]进一步的，所述硅藻土比表面积50
‑
65m2/g。
[0011]进一步的，所述灭火剂为AFFF。
[0012]进一步的，所述复合纤维的制备方法为：
[0013](1)先将1g壳聚糖加入50mL、质量浓度为2％的NaOH溶液中，然后将溶液加热至50℃
‑
90℃，加入盐酸，将pH调至5.5
‑
6，然后，在80W功率下超声搅拌20
‑
30min，再向混合物中加入150mL质量浓度为95％的乙醇，沉淀物经冷冻干燥过滤后收集，得纳米壳聚糖；
[0014](2)将纳米壳聚糖加水配置成质量浓度为10％的纳米壳聚糖溶液，按照固液比1g：10
‑
15ml加入玄武岩纤维进行浸泡，浸泡1
‑
3h后烘干；
[0015](3)将步骤(2)玄武岩纤维和高密度聚乙烯按照质量比1:1进行混合，后在双螺杆挤出机中进行挤出，干燥后粉碎为固体粉末，得到复合纤维。
[0016]进一步的，步骤(2)干燥温度为100
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110℃，干燥至含水量3
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5％。
[0017]进一步的，所述发泡剂为聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、三萜皂苷中的一种或几种。
[0018]进一步的，所述引气剂为松香酸钠。
[0019]一种水泥基轻质灭火砂浆的制备方法，包括以下步骤：
[0020](1)制备复合纤维：先将1g壳聚糖加入50mL、质量浓度为2％的NaOH溶液中，然后将溶液加热至50℃
‑
90℃，加入盐酸，将pH调至5.5
‑
6，然后，在80W功率下超声搅拌20
‑
30min，再向混合物中加入150mL质量浓度为95％的乙醇，沉淀物经冷冻干燥过滤后收集，得纳米壳聚糖；将纳米壳聚糖加水配置成质量浓度为10％的纳米壳聚糖溶液，按照固液比1g：10
‑
15ml加入玄武岩纤维进行浸泡，浸泡1
‑
3h后烘干；将干燥后的玄武岩纤维和高密度聚乙烯按照质量比1:1进行混合，后在双螺杆挤出机中进行挤出，干燥后粉碎为固体粉末，得到复合纤维；
[0021](2)按重量份将水泥、二氧化硅、细沙、硫酸钙、硅藻土、灭火剂、复合纤维、发泡剂、引气剂、水加入高速搅拌机中充分搅拌混合出料，得到灭火砂浆，即可投入使用。
[0022]进一步的，步骤(2)中高速搅拌机转速600
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800r/min，搅拌时间10
‑
20min。
[0023]本专利技术各原料均市售可得。
[0024]水泥为天然的灭火材料，其抑制效果主要为惰化作用和化学抑制作用，普通硅酸盐水泥主要由碳酸钙、二氧化硅、硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙及铁铝酸四钙无机矿物成分组成，其中硅酸钙含量最高，具有较高的热稳定性，热失重过程为吸热过程。水泥粉体及石灰石中的碳酸钙在700度会发生分解，释放出二氧化碳，起到降低反应物浓度的惰化作用，此外，碳酸钙高温分解产生的氧化钙自由基及钙自由基能够与羟基自由基及氢基自由基结合，减缓、阻断燃烧链式反应，从而起到抑制燃烧的效果。
[0025]本专利技术以水泥为基料，加入细沙、硫酸钙、硅藻土等辅料，添加发泡剂、引气剂制备轻质发泡水泥砂浆，为提升基体强度和灭火性能，本专利技术使用纳米壳聚糖改性玄武岩纤维后与高密度聚乙烯复合，在灭火过程中，高温促使聚乙烯融化，与玄武岩纤维充分融合后填充于泡沫空隙中，以隔绝空气，配合少量水成膜泡沫灭火剂，实现高效灭火。同时纤维的加入可以有效促进凝胶材料凝结，增强基体强度，一举两得。
[0026]有益效果
[0027]本专利技术水泥基轻质灭火砂浆，能够快速凝结并具有早期强度，具有良好的抗压性
和承载密实性，可实现高效快速灭火，且造价低廉、使用简单、安全，运输储存方便，可用于煤矿、森林以及各种建筑物的防灭火。
附图说明
[0028]图1为实施例4、对比例1
‑
4性能测试试件断面SEM图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.种水泥基轻质灭火砂浆，其特征在于，包括以下重量份的原料制备而成：水泥60
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90份、二氧化硅25
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45份、细沙15
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25份、硫酸钙10
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20份、硅藻土10
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20份、灭火剂10
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20份、复合纤维10
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20份、发泡剂5
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10份、引气剂1
‑
5份、水20
‑
50份。2.根据权利要求1所述水泥基轻质灭火砂浆，其特征在于，所述硅藻土比表面积50
‑
65m2/g。3.根据权利要求1所述水泥基轻质灭火砂浆，其特征在于，所述灭火剂为AFFF。4.根据权利要求1所述水泥基轻质灭火砂浆，其特征在于，所述复合纤维的制备方法为：(1)先将1g壳聚糖加入50mL、质量浓度为2％的NaOH溶液中，然后将溶液加热至50℃
‑
90℃，加入盐酸，将pH调至5.5
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6，然后，在80W功率下超声搅拌20
‑
30min，再向混合物中加入150mL质量浓度为95％的乙醇，沉淀物经冷冻干燥过滤后收集，得纳米壳聚糖；(2)将纳米壳聚糖加水配置成质量浓度为10％的纳米壳聚糖溶液，按照固液比1g：10
‑
15ml加入玄武岩纤维进行浸泡，浸泡1
‑
3h后烘干；(3)将步骤(2)玄武岩纤维和高密度聚乙烯按照质量比1:1进行混合，后在双螺杆挤出机中进行挤出，干燥后粉碎为固体粉末，得到复合纤维。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡利君，孙广利，
申请(专利权)人：日照弗尔曼新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：