一种自修复蛋白基水泥发泡剂
阅读说明：本技术 一种自修复蛋白基水泥发泡剂 (Self-repairing protein-based cement foaming agent ) 是由 马石保 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种自修复蛋白基水泥发泡剂,其包括以下原料：蛋白原液、连二亚硫酸钠、氧化锌、氯化钙、氯化钠、稳定剂、螯合剂、己二醇、防腐剂。本发明的蛋白基的水泥发泡剂制备简单、与水泥的相容性强,且其在混泡操作过程中能够对泡沫进行自修复,在水泥浆料中能够达到少消泡甚至不消泡,泡沫稳定,其在制备的泡沫混凝土中的泡沫大多数为更为稳定的闭孔结构,所制备的泡沫混凝土制品的轻质、力学性能(尤以抗压强度)、热学性能等更为优异,其可使容重500kg/m～(3)的轻质泡沫混凝土制品的抗压强度达到4-8MPa。(The invention discloses a self-repairing protein-based cement foaming agent which comprises the following raw materials: the feed additive comprises a protein stock solution, sodium hydrosulfite, zinc oxide, calcium chloride, sodium chloride, a stabilizer, a chelating agent, hexanediol and a preservative. The protein-based cement foaming agent disclosed by the invention is simple to prepare and strong in compatibility with cement, can self-repair foam in the foam mixing operation process, can achieve little or even no defoaming in cement slurry, is stable in foam, mostly has a more stable closed-cell structure in the prepared foam concrete, and the prepared foam concrete product is more excellent in light weight, mechanical properties (especially compressive strength), thermal properties and the like, and can enable the volume weight to be 500kg/m 3 The compressive strength of the light foam concrete product reaches 4-8 MPa.)
技术领域
本发明涉及轻质高强建筑材料技术领域，具体涉及一种自修复蛋白基水泥发泡剂。
背景技术
近年来，泡沫混凝土因其具有较轻的重量、较高的强度、良好的保温隔热性能及耐火隔音性等在建筑领域越来越受到重视，如作为多空隙建筑保温节能材料，楼地面墙保温隔热层，屋盖保温隔热层，工程防护墙，园林景观材料，管道及耐火材料等使用。随着应用范围的不断扩大，对泡沫混凝土的产品质量也提出了越来越高的要求。制备高质量的泡沫混凝土离不开高质量的水泥发泡剂。现有的水泥发泡剂使用的原料比较传统，兼容性差，发泡效果不佳，泡沫稳定性不高，混泡后的浆体易离析易塌模，导致制备的泡沫混凝土的质量达不到高要求高标准，性能较差。
发明内容
因此，基于以上背景，本发明提供一种泡沫稳定，与水泥相容性好的自修复蛋白基水泥发泡剂。
本发明提供的技术方案为：
一种自修复蛋白基水泥发泡剂，其包括以下原料：蛋白原液、连二亚硫酸钠、氧化锌、氯化钙、氯化钠、稳定剂、螯合剂、己二醇、防腐剂。
进一步地，其包括以下重量份配比的原料：蛋白原液2-10份、连二亚硫酸钠2-10份、氧化锌3-7份、氯化钙2-8份、氯化钠1-7份、稳定剂1-5份、螯合剂1-5份、己二醇1-8份、防腐剂1-3份。
进一步地，所述蛋白原液为动物性蛋白原液。
进一步地，所述动物性蛋白原液为动物角质蛋白原液。
进一步地，所述蛋白原液为包含一种或多种动物性原料通过碱水解制备而成，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
进一步地，所述蛋白原液为包含一种或多种动物性原料通过蛋白酶水解制备而成。
优选地，所述蛋白原液为包含一种或多种动物性原料通过碱水解制备而成。
进一步地，所述动物性原料包含动物下脚料、毛、蹄角、血液的一种或多种。
进一步地，所述稳定剂为表面活性剂，所述螯合剂为柠檬酸钠或多磷酸盐、氨基羧酸、1,3-二酮、羟基羧酸、多胺等其中一种或多种。优选地，所述螯合剂为柠檬酸钠。
本发明还提供一种根据上述的配料组配的自修复蛋白基水泥发泡剂的制备方法，其制备步骤如下：
1)按量称取各配料；
2)将称取的氯化钙、氧化锌加入至蛋白原液中，得到A组分；
3)将称取的氯化钠、连二亚硫酸钠加入去离子水中，得到B组分溶液；
4)将步骤3)配制的B组分溶液加入到步骤2)配制的A组分溶液中后，加热至一定温度后，保持12-14小时后，然后冷却至室温，得到C组分；
5)将稳定剂、螯合剂、己二醇加入到步骤4)制备的C组分中，混匀后，即可制备出蛋白基水泥发泡剂。
进一步地，所述步骤3)的B组分溶液的重量浓度为10％-60％，所述步骤4)的加热温度为200℃。。
进一步地，上述制备的发泡剂使用时采用水按量稀释30-100倍。
采取上述方案，其实现的有益效果为：
本发明的蛋白基的水泥发泡剂制备简单、与水泥的相容性强，且其在混泡操作过程中能够对泡沫进行自修复，在水泥浆料中能够达到少消泡甚至不消泡，泡沫细腻且稳定，其在制备的泡沫混凝土中的泡沫大多数为更为稳定的闭孔结构，所制备的泡沫混凝土制品的轻质、力学性能(尤以抗压强度)、热学性能等更为优异，其可使容重500kg/m3的轻质泡沫混凝土制品的抗压强度达到4-8MPa。
附图说明
图1为实施例中本发明的发泡剂制备的混凝土内部微观照片；
图2为实施例中本发明的发泡剂采用发泡机制备的泡沫体的宏观照片。
具体实施方式
下面通过以下实施例对本发明作进一步的说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1：一种自修复蛋白基水泥发泡剂，其由以下重量份配比的配料组成：蛋白原液2-10份、连二亚硫酸钠2-10份、氧化锌3-7份、氯化钙2-8份、氯化钠1-7份、稳定剂1-5份、柠檬酸钠1-5份、己二醇1-8份、防腐剂1-3份。
其制备步骤如下：
1)按量称取各配料；
2)将称取的氯化钙、氧化锌加入至蛋白原液中，得到A组分；
3)将称取的氯化钠、连二亚硫酸钠加入去离子水中，得到质量浓度为60％的B组分溶液；
4)将步骤3)配制的B组分溶液加入到步骤2)配制的A组分溶液中后，加热至200℃后，保持12-14小时后，然后冷却至室温，得到C组分；
5)将稳定剂、螯合剂、己二醇加入到步骤4)制备的C组分中，混匀后，即可制备出蛋白基水泥发泡剂。
1、泡沫性能测试
1)样品制备
取100g制备的发泡剂，加入4000g去离子水进行稀释，通过发泡机制备出的泡沫可承受600g重量的抗压试块，可见泡沫有很高的机械强度。检测结果见表一，泡沫的微观与宏观结构见图1和图2。
表一：泡沫性能检测结果
从表一可以看出，本发明的发泡剂的发泡性能优良，泡沫稳定。且从图1可以明显看出泡孔壁明显具有一定的厚度，有利于增加制品的抗压强度；从图2可以看出泡沫体的泡沫细腻，分布非常均匀。
2、泡沫混凝土性能的测试
1)泡沫混凝土的制备
泡沫混凝土制备所需要设备为：泡沫混凝土搅拌机，发泡机，模具。
①按照水泥5-10份、矿粉8-12份、水2.5-4份、砂0-25份重量配比称取7组混凝土原材料，称取适量的制备的发泡剂；
②将步骤①称取的水泥、矿粉、水、砂、水分别加入至搅拌机，搅拌成浆料进行备用；
③将步骤①称取的发泡剂按照1:40比例加水稀释，注入发泡机进行发泡；
④将步骤③采用发泡机发的泡沫加入至步骤②制备的浆料中进行搅拌均匀；
⑤将步骤④的混合料浇注于模具中，待水泥凝固后拆模即可。
对所制备的泡沫混凝土的性能进行检测，其检测结果，见表二。
表二：泡沫混凝土配比及性能检测结果
项目
试样1
试样2
试样3
试样4
试样5
试样6
试样7
密度(kg/m<sup>3</sup>)
300
500
700
800
1000
1200
1300
28D抗压强(Mpa)
2.5
3.5
6.5
7.5
8.5
10
15
导热系数(W/(m·K))
0.068
0.098
0.11
0.15
0.22
0.25
0.28
水泥(kg)
125.8
200
275
240
314
361
393
矿粉(kg)
188.8
300
412.5
560
734
253
275
砂(kg)
-----
-------
-----
-------
------
591
642
水(kg)
85
135
180
230
300
300
325
泡沫(M3/M3)
0.84
0.72
0.65
0.58
0.49
0.4
0.35
备注：上述的抗压强数据由江苏无锡建仪实验器材有限公司生产的TYB-300B型压力试验机检测完成。
导热系数由沈阳紫微恒检测设备有限公司生产的CD-DR6060型导热系数检测仪检测完成。
发泡剂检测采用《JCT2199-2013泡沫混凝土用泡沫剂》规范进行检测。
结合图1、图2、表一、表二的结果，可以看出采用本发明的发泡剂所制备的泡沫为近似圆球形的闭孔结构，发泡性能优良，泡沫稳定，所制备的混凝土抗压性能、热学性能均较为优异。
本发明相比目前市场流通的水泥发泡剂性能更为优越：
1、泡沫混凝土的浇筑高度：目前市场上的水泥发泡剂，在同等容重(国标容重级别从B03-B13)下浇筑到最大高度1.2米，即出现上下分层，整体塌模现象。而本发明的水泥发泡剂同等容重(国标容重级别从B03-B13)下可以浇筑到3-5米，现山东潍坊泓畅建材有限公司使用本发明水泥发泡剂浇筑3米高墙体，墙体稳定美观；安徽阜阳吉邦建材有限公司使用本发明水泥发泡剂生产轻质墙板性能优越。
2、同等容重下可提高20-30％抗压强度，在同等容重相同配比下，使用本发明水泥发泡剂的B07容重试件抗压强度可达10MPA，而目前市场上的发泡剂只有7-8MPA。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
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