[發明專利]一種碳氣凝膠水泥磚及其制備方法

有效

• 申請號: 202110696210.9
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113429182B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 周凡雨;彭雄義;鄧健;董雄偉;蔡亞君;劉仰碩;蔡映杰;董會杰;張圣祖;呂少仿
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06;C04B111/27
• 代理公司: 武漢泰山北斗專利代理事務所(特殊普通合伙) 42250
• 代理人: 董佳佳

本發明涉及一種碳氣凝膠水泥磚及其制備方法，該水泥磚采用鋸木粉磨粉后溶于氫氧化鈉/聚乙二醇混合溶液，然后放入制磚的模具，制得濕凝膠；將濕凝膠冷凍干燥，制得碳氣凝膠塊狀物；將碳氣凝膠塊狀物浸入水泥漿，取出，晾干制得碳氣凝膠水泥磚。本發明的碳氣凝膠水泥磚的強度可達20MPa以上，根據GB/T 5101?2017燒結普通磚的強度等級，其強度等級可達MU20，說明其抗壓強度比較高，可用于普通住宅的用磚。本發明的碳氣凝膠水泥磚具有密度小、強度高、價格低和生產工藝簡單等優點，具有廣闊的市場前景。

技術領域

本發明屬于氣凝膠的制備技術領域，具體涉及一種碳氣凝膠水泥磚及其制備方法。

背景技術

高層輕質磚一般就是指發泡磚，又名：泡沫混凝土砌塊，通常室內隔墻都是用這種磚，不會增加樓面負重。泡沫混凝土砌塊具有很多優點：(1)經濟性：可以降低基礎的造價，減小框架的截面，節約鋼筋混凝土能顯著節約建筑物的綜合造價；設計使用泡沫混凝土砌塊比采用實心粘土磚，綜合造價可降低5％以上。(2)實用性：使用泡沫混凝土砌塊可增大使用面積，同時由于發泡磚和加氣混凝土隔熱，保溫效果好，在炎熱的夏天，室內溫度比采用實心粘土磚低2-3℃，使用空調，降低電量消耗。(3)施工性：輕質磚具有良好的可加工性，施工方便簡單，由于塊大、質輕，可以減輕勞動強度，提高施工效率，縮短建設工期。

泡沫混凝土砌塊的制備方法為：用物理方法將泡沫劑水溶液制備為泡沫，將泡沫加入料漿中，料漿由水泥基凝膠材料、外加劑和水等配制而成；泡沫與料漿經過混合攪拌、澆筑成型、高溫或自然養護而成。然而，這種制造方法工序復雜，需要單獨的發泡設備，制造設備較多，成本較高。因此，發明一種制備方法簡單、應用性能優良、成本低廉的磚是亟待解決的難題。

當前，人們對各種新型磚的發明一直在探索，如：中國發明專利申請號201310007950.2報道了制造輕型泡沫水泥磚的方法以及輕型泡沫水泥磚，該專利制備的磚中使用了發泡劑，增加了工藝復雜性和成本；中國發明專利申請號201810778157.5公布了利用建筑垃圾和灌樁廠清洗漿生產水泥磚的方法及水泥磚，該專利制備的水泥磚對原料有特殊的要求，在廣袤的農村地區，這種水泥磚的原料來源是非常缺乏的。文獻調研表明，各種材料的水泥磚被研發出來，但其還存在不足的地方。氣凝膠是一種以納米級顆粒相互聚集形成納米多孔結構，并在納米孔洞中充滿氣態分散介質的三維多孔輕質固體材料。氣凝膠在很多領域得到廣泛應用，但其在用于作磚的原料方面尚未見報道。鑒于氣凝膠材料具有質輕、強度高等特點，其在制磚領域具有廣闊的發展空間。

發明內容

針對氣凝膠材料在建筑材料磚領域的空白，本發明擬提出解決方案。本發明的目的是克服以往技術的不足，提供一種碳氣凝膠水泥磚及其制備方法。本發明的技術方案為氣凝膠材料用于建筑材料領域提供參考。

本發明的目的在于提供一種碳氣凝膠水泥磚，該水泥磚是由鋸木粉進一步磨粉后溶于氫氧化鈉/聚乙二醇混合溶液，然后攪拌放入制磚的模具，制得濕凝膠；將濕凝膠冷凍干燥，制得碳氣凝膠塊狀物；將碳氣凝膠塊狀物浸入水泥漿，取出，晾干制得碳氣凝膠水泥磚。

本發明的另一目的在于提供上述所述一種碳氣凝膠水泥磚的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

(1)鋸木粉的預處理：鋸木粉經研磨過篩60℃真空干燥24h，獲得50～200目的鋸木粉末；

(2)濕凝膠的制備：鋸木粉末溶于氫氧化鈉/聚乙二醇混合水溶液中，進行機械攪拌6～8h，然后放入制磚的模具，于－15～－20℃冷凍12～24h；對上述處理后的濕凝膠用1％鹽酸溶液、去離子水、叔丁醇依次置換；

所述制磚的模具為：240mm×115mm×53mm(長×寬×厚)，所述聚乙二醇的分子量為2000，所述鋸木粉末占氫氧化鈉/聚乙二醇混合水溶液的固液比為5～10％，氫氧化鈉與聚乙二醇在混合水溶液中的質量分數分別為8～12％和1～1.5％；