氣泡混合輕質土的製作方法
2023-06-20 20:41:31
專利名稱：氣泡混合輕質土的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種建築施工用料，尤其是涉及一種具有疏水性能的氣泡混合輕質土。
背景技術：
由於氣泡混合輕質土的容重小，具有較高的強度和變形特性，以及良好的耐久性、 隔熱性、便於施工、隔音性及抗凍融能力和優越的環保特性，氣泡混合輕質土在公路建設中 有著非常廣泛的應用，可被應用於解決高級公路軟基路堤中的橋涵跳車、道路加寬時新老 路基的差異沉降、高填土路堤的穩定性、凍土地區路堤的隔熱性等施工中，能大大縮短施工 工期、提高工程質量，大幅度降低工程運營後的維護管理費。同時，為了便於維護保養，使 用的氣泡混合輕質土多含有憎水劑，通過憎水劑使氣泡混合輕質土充分吸水後的吸水率 降低，在不損害氣泡混合輕質土強度的情況下大大提高其疏水性，從而增強了氣泡混合輕 質土工程的防水性能以便於對其的維護保養。而硬脂酸鈣為主要成分的憎水劑是眾多氣 泡混合輕質土憎水劑中的一種，其能夠顯著提高氣泡混合輕質土的憎水性能，降低氣泡混 合輕質土的吸水率，如氣泡混合輕質土中含有固體劑水泥重量的0. 1% 1. 0%的硬脂酸 牽丐憎水劑，在其完全固化後，氣泡混合輕質土充分吸水後的重量為未吸水時重量的110 130%，而不含有硬脂酸鈣憎水劑的氣泡混合輕質土充分吸水後的重量為未吸水時重量的 180 200%，可見，含有硬脂酸鈣憎水劑的氣泡混合輕質土的疏水性大大得到提高，而吸 水率則降低，這對於氣泡混合輕質土在道路施工、填土、特別是地下水位以下的施工作業中 是非常重要。但是當前施工作業中氣泡混合輕質土所含有的硬脂酸鈣憎水劑為固體粉狀， 而由於硬脂酸鈣難溶於水，在與水混合後，總是浮在氣泡混合輕質土的表面或者成為塊狀 結構，短時間很難混合均勻。因此使用含有固體粉狀的硬脂酸鈣憎水劑的氣泡混合輕質土 施工作業時需要先攪拌較長的時間使硬脂酸鈣混和均勻，有時時間可達十幾個小時，大大 延長了該氣泡混合輕質土施工作業的時間，這對於大施工量的連續施工作業來說，操作難 度是相當大的，不僅降低了施工作業效率，而且也降低了設備的使用效率。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供了一種氣泡混合輕質土，它能夠在較短時間內 混合均勻使用，大大縮短了氣泡混合輕質土施工作業的時間，提高了施工作業效率和設備 的使用效率。 本氣泡混合輕質土，為採用包括原料土、水煤灰、固化劑水泥、水、預先製備的氣泡 和添加劑按比例經充分混合攪拌後而成，其中添加劑包括作為憎水劑的乳液狀的硬脂酸鈣 懸浮液，並且憎水劑的添加量為以硬脂酸鈣計相對固化劑水泥重量的0. 1% 1. 5%。
氣泡混合輕質土容重可為0. 5 1. 2Kg/cm3，強度為0. 3 5MPa。並且原料土可 以採用粒徑小於5mm的工程廢棄土或/和細砂。 在生產本氣泡混合輕質土時，可以將原料土、水煤灰、固化劑水泥、水、氣泡和憎水劑等添加劑按比例置入攪拌器中，攪拌混合均勻即可使用，其中，可以採用原料土使用量以 重量計不超過固化劑水泥的5倍，水煤灰使用量以重量計不超過固化劑水泥的50%，水可 以採用1平方米的氣泡混合輕質土使用100 300kg，而在預先製備氣泡時，用於生產的氣 泡的發泡劑使用量可以採用1平方米的氣泡混合輕質土使用0. 1 2kg來確定其使用量， 其中以lkg使用量最佳。原料土顆粒的直徑宜小於5mm的工程廢棄土或/和細砂，水煤灰 的粒徑也宜小於5mm，以提高氣泡混合輕質土的流動性能和施工性能，固化劑水泥則可以採 用火山灰水泥、普通矽酸鹽水泥、高爐礦渣水泥等，固化劑水泥加入後與水之間發生水和作 用產生Ca(0H)2產物，Ca(0H)2與粘土顆粒發生離子交換形成固化物作為固結、加強土體骨 架的作用，並且以使用高爐礦渣水泥的效果為佳；並且還可以在氣泡混合輕質土中添加石 膏粉、矽粉等輔助材料以及其它添加劑，不僅減少了固化劑水泥的用量，同時可起到催化、 早凝固化材料的目的。而氣泡則可採用當前人們比較常用的發泡裝置製備，即通過將界面 活性類、蛋白類、樹脂類等材料作為起泡劑適量倍率稀釋後採用定量泵送到發泡裝置，與壓 縮空氣充分混合而產生大量的微小氣泡群，壓縮空氣可通過空壓機加壓，用減壓閥控制輸 氣壓力，以穩定的壓力和氣量向發泡裝置供氣，產生的氣泡是由緻密、直徑為30 300y左 右的氣泡群組成，並具有一定的穩定性，與原料土、固化劑水泥等混合後可在氣泡混合輕質 土中形成大量而微小的不連通孔隙，根據不同施工的要求，氣泡混合輕質土中的氣泡體積 含有率可控制在40 % 70 % 。 而作為憎水劑乳液狀硬脂酸鈣懸浮液則為採用在重量份含量為200 400份水的 中加入重量份含量為0. 3 10份的乳化劑，經攪拌後混合均勻，然後升溫至50 IO(TC並 保溫，加入重量份含量為100 300份的硬脂酸，經攪拌完全熔化，再滴加以氫氧化鈣計重 量份含量為20 50份的氫氧化鈣溶液至ra值9 12後，攪拌並保溫10 120分鐘；之 後將製得的混合液通過膠體磨研磨和高壓均質後冷卻而製得；製得的乳液狀硬脂酸鈣懸浮 液內的固含量為20 70%，其粘度為< 800mpa. s。 在整個憎水劑的製備過程中，溫度可以保持在50 IO(TC，並可以採用在帶有攪 拌裝置的反應罐類的容器中進行，這樣整個製備過程就可在開動攪拌的過程中進行，以提 高製備過程中混合液的均勻程度和憎水劑乳狀液內生成的硬脂酸鈣的分布均勻，並且方便 了人們的操作；而為了提高憎水劑的乳化和分散性能以及經研磨後懸浮液硬脂酸鈣顆粒的 分散的均勻性，乳化劑可以採用聚氧乙烯醚類物質，如脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯 醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉中的任意一種或任兩種以上的混 合物，其中在使用的各種原料均為市購的工業產品，而使用的設備如反應罐、膠體研磨機以 及對研磨後的混合液進行高壓均質的高壓均質機等設備也均為一些公知公用的設備。
由於本氣泡混合輕質土含有的憎水劑是採用乳液狀的硬脂酸鈣懸浮液，這樣，作 為憎水劑主要成分的硬脂酸鈣顆粒在氣泡混合輕質土就會在短時間內與固化劑水泥等成 分混合均勻，其使用效果，大大超過了同等量情況下固體粉末狀硬脂酸鈣的使用效果。本氣 泡混合輕質土在製備使用時可以將原料土、水煤灰、固化劑水泥、水、預先製備的氣泡和乳 液狀的硬脂酸鈣懸浮液等添加劑以及其它材料同時加入到攪拌機中進行攪拌，乳液狀的硬 脂酸鈣懸浮液與水其它成分在5 10分鐘即可混合均勻，這大大縮短了氣泡混合輕質土內 硬脂酸鈣混合均勻的時間，提高了氣泡混合輕質土作業效率，在氣泡混合輕質土固化後通 過硬脂酸鈣的疏水性能，降低本氣泡混合輕質土的吸水率，達到氣泡混合輕質土的防水性
4能，完全滿足了氣泡混合輕質土連續作業施工的要求。 並且乳液狀的硬脂酸鈣懸浮液可以採用熔化後的硬脂酸與滴加的氫氧化鈣反應 生成硬脂酸鈣，並通過具有優良的乳化、分散作用、以及能夠溶於各種硬度的硬水的聚氧乙 烯醚類表面活性劑作為乳化劑而成的混合液，並在經過膠體研磨、均質後將細小的硬脂酸 鈣顆粒在乳化劑的乳化、分散作用下就能夠均勻分散在混合液內，形成乳狀的硬脂酸鈣懸 浮液，從而在連續施工作業的氣泡混合輕質土製備中連續添加，通過乳化劑的分散作用，硬 脂酸鈣在瞬間與氣泡混合輕質土混合均勻。
具體實施方式
實施例一 採用經過處理篩選後粒徑小於5mm細砂600kg作為原料土，水煤灰採用40kg， 水260kg，採用高爐礦渣水泥150kg作為固化劑，憎水劑硬脂酸鈣懸浮液以硬脂酸鈣計 1.65kg，氣泡加入量以採用1. lkg的發泡劑稀釋後採用定量泵送到發泡裝置，與壓縮空氣 充分混合而產生大量的微小氣泡群，產生直徑為30 300 ii左右的氣泡群的量，將細砂、高 爐礦渣水泥、水煤灰、水、氣泡、憎水劑硬脂酸鈣懸浮液等添加劑置入攪拌器中，攪拌5 10 分鐘即可，在氣泡混合輕質土施工完全固化後，其容重可為0. 9 1. 1Kg/cm 強度為0. 9 1. 4MPa，而氣泡混合輕質土充分吸水後的重量為未吸水時重量的118%。
實施例二 採用經過處理篩選後粒徑小於5mm工程廢棄土 250kg作為原料土，水煤灰50kg，水 160kg，而採用普通矽酸鹽水泥100kg作為固化劑，硬脂酸鈣懸浮液以硬脂酸鈣計0. 5kg，氣 泡加入量以採用0. 4kg的發泡劑稀釋後採用定量泵送到發泡裝置，與壓縮空氣充分混合而 產生大量的微小氣泡群，產生直徑為30 300 ii左右的氣泡群的量，將細砂、水煤灰、高爐 礦渣水泥、水、氣泡、憎水劑硬脂酸鈣懸浮液等添加劑置入攪拌器中，攪拌5 10分鐘即可， 在氣泡混合輕質土施工完全固化後，其容重可為0. 6 0. 85Kg/cm 強度為0. 5 0. 7MPa， 而氣泡混合輕質土充分吸水後的重量為未吸水時重量的112% 。
實施例三 採用在帶有攪拌裝置的反應罐加入380kg水，並在均勻攪拌下加入1. 3kg的烷基 酚聚氧乙烯醚作為乳化劑，與水混合均勻，然後升溫至6(TC並保溫，加入100kg的硬脂酸， 攪拌完全熔化並保溫，再滴加以氫氧化鈣計20kg的氫氧化鈣溶液後至K1值為10 12，攪 拌並且保溫25分鐘，反應完全，之後將製得的混合液通過膠體磨研磨和高壓均質後冷卻而 製得乳液狀硬脂酸鈣懸浮液憎水劑；製得的乳液狀硬脂酸鈣懸浮液內的固含量為25%，其 粘度為650mpa. s，外觀為乳白色。
實施例四 採用與實施例三相同的步驟，只是採用水的用量為280kg，加入0. 3kg的脂肪醇聚 氧乙烯醚和1. 2kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉乳化劑，保持溫度在78t:下，加入130kg的硬脂 酸進行熔化，氫氧化鈣溶液滴加量以氫氧化鈣計26kg，Kl值10 11，保溫60分鐘並攪拌； 製得的乳液狀硬脂酸鈣懸浮液內的固含量為37%，其粘度為715mpa. s，外觀為乳白色。
實施例五 採用與實施例三相同的步驟，只是採用水的用量為350kg，加入1. 8kg脂肪醇聚氧乙烯醚、1.2kg烷基酚聚氧乙烯醚、2. lkg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和2. 4kg烷基酚聚氧乙 烯醚硫酸鈉作為乳化劑，並保持溫度在93t:下，加入250kg的硬脂酸進行熔化，氫氧化鈣溶 液滴加量以氫氧化鈣計50kg後，ra值10 ll，保溫100分鐘並攪拌；製得的乳液狀硬脂酸 鈣懸浮液內的固含量為52%，其粘度為780mpa. s，外觀為乳白色。
權利要求
氣泡混合輕質土，為採用包括原料土、水煤灰、固化劑水泥、水、氣泡和添加劑按比例經充分混合攪拌後而成，其特徵在於所述添加劑包括作為憎水劑的乳液狀硬脂酸鈣懸浮液，並且憎水劑的添加量為以硬脂酸鈣計相對固化劑水泥重量的0.1％～1.5％。
2. 如權利要求1所述的氣泡混合輕質土，其特徵在於所述氣泡混合輕質土容重為0. 5 1. 2Kg/cm3，強度為0. 3 5MPa。
3. 如權利要求1所述的氣泡混合輕質土，其特徵在於所述原料土為粒徑小於5mm的 工程廢棄土或/和細砂。
4. 如權利要求1所述的氣泡混合輕質土，其特徵在於所述乳液狀硬脂酸鈣懸浮液為 採用在重量份含量為200 400份水的中加入重量份含量為0. 3 10份的乳化劑，經攪拌 後混合均勻，然後升溫至50 IO(TC並保溫，加入重量份含量為100 300份的硬脂酸，經 攪拌完全熔化，再滴加以氫氧化鈣計重量份含量為20 50份的氫氧化鈣溶液至值9 12後，攪拌並保溫10 120分鐘；之後將製得的混合液通過膠體磨研磨和高壓均質後冷卻 而製得；該乳液狀硬脂酸鈣懸浮液內的固含量為20 70%，其粘度為< SOOmpa. s。
5. 如權利要求4所述的氣泡混合輕質土，其特徵在於所述乳化劑為脂肪醇聚氧乙烯 醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉中的任意一種 或任兩種以上。
全文摘要
本發明公開了一種氣泡混合輕質土。為採用包括原料土、固化劑水泥、水、預先準備的氣泡和添加劑按比例經充分混合攪拌後而成，其中添加由下列原料按重量份數經製備3而成三元乙丙4045、氧化鋅、防老劑MB、防老劑124、高耐磨炭黑、噴霧炭黑、三線油、黑色金屬過氧化物DOP。本發明不僅成為國內同類產品的最高水平產品。用低價位的原料製作成了高成本原料製作成的品質。滿足了高溫高壓場合與其配套產品的使用要求。
文檔編號C04B24/08GK101747003SQ20081023326
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月9日 優先權日2008年12月9日
發明者邱時利 申請人:邱時利