本發(fā)明涉及建筑保溫材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型自流平保溫地坪材料及制備方法。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)境問(wèn)題的惡化和能源危機(jī)的日益突出，我國(guó)社會(huì)的發(fā)展正努力轉(zhuǎn)型為節(jié)能環(huán)保、低碳、節(jié)約型社會(huì)，政府也出臺(tái)了相應(yīng)政策，以促進(jìn)建筑保溫節(jié)能市場(chǎng)的發(fā)展。目前，建筑保溫材料多涉及外墻保溫，仍有大量熱量通過(guò)地表向外散出，不利于節(jié)能環(huán)保。自流平保溫地坪材料，具有自流平材料的流動(dòng)性好、施工簡(jiǎn)便、勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，又具有一定保溫性能，是大型超市、商場(chǎng)、工廠車間、停車場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)等地面鋪筑的理想建筑保溫材料，市場(chǎng)潛力巨大。
另一方面，粉煤灰、礦渣等固體廢棄物的產(chǎn)量逐漸增大，污染嚴(yán)重，急需解決。因此，采用固體廢棄物為原材料制備多孔保溫材料，有較大實(shí)際意義。
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的自流平材料，按主要基材不同分為有機(jī)系和無(wú)機(jī)系兩大類。有機(jī)系自流平材料主要指環(huán)氧自流平材料，但是價(jià)格昂貴導(dǎo)致其應(yīng)用較窄。無(wú)機(jī)系自流平材料主要是石膏基和水泥基自流平材料。由于石膏基自流平材料耐水性差、強(qiáng)度低、高強(qiáng)石膏粉價(jià)格較高且質(zhì)量不穩(wěn)定等難以解決的問(wèn)題，因而其應(yīng)用很少。大量應(yīng)用的水泥基自流平材料，由于制備砂漿所需水泥量較大，造成成本較高且不利于節(jié)能環(huán)保。以上述傳統(tǒng)材料以基體，也難以制備具有一定保溫性能和強(qiáng)度的自流平材料。專利申請(qǐng)CN102701656A提出偏高嶺土基地聚合物泡沫混凝土及其制備方法，該方法制備的多孔保溫材料，大量使用偏高嶺土45％～65％，由天然高嶺土經(jīng)600℃～900℃煅燒所得，能耗較高，成本也較高，且由偏高嶺土制備的料漿粘度大，流動(dòng)性能較差，不具備自流平的特點(diǎn)。專利申請(qǐng)CN104177120A提出一種低成本輕質(zhì)粉煤灰多孔保溫材料的制備方法，該方法采用化學(xué)發(fā)泡法引入孔結(jié)構(gòu)，有一個(gè)發(fā)泡過(guò)程，發(fā)泡漿體不宜流動(dòng)，不適合現(xiàn)場(chǎng)澆筑，且容重在170～300Kg/m3，抗壓強(qiáng)度為0.3～1.07MPa，不利于地面承重。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種制備工藝簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，具有良好施工性能的自流平保溫地坪材料，本發(fā)明另一目的是提供上述材料的制備方法。本發(fā)明針對(duì)不同品質(zhì)硅鋁質(zhì)原料，進(jìn)行優(yōu)化堿激發(fā)材料基體的配合比，找出控制漿體凝結(jié)時(shí)間及流動(dòng)性能的最優(yōu)參數(shù)，并具有較高的力學(xué)性能；探究泡沫摻量對(duì)抗壓強(qiáng)度及導(dǎo)熱系數(shù)的影響，并尋找抗壓強(qiáng)度與導(dǎo)熱系數(shù)平衡關(guān)系，得出泡沫摻量的最優(yōu)值。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種自流平保溫地坪材料，其特征在于其原料組分及各組分的質(zhì)量份分別為：活性硅鋁質(zhì)原料63～72質(zhì)量份，堿激發(fā)劑28～38質(zhì)量份，發(fā)泡劑0.005～0.01質(zhì)量份。
優(yōu)選上述的活性硅鋁質(zhì)原料為礦渣、偏高嶺土、赤泥中的一種或幾種與粉煤灰的混合物，其中活性硅鋁質(zhì)原料中粉煤灰所占質(zhì)量百分量為50％～80％。
優(yōu)選上述的堿激發(fā)劑為水玻璃，其模數(shù)為1.0～2.0，質(zhì)量固含量25％～40％；一般是由工業(yè)水玻璃、強(qiáng)堿和水調(diào)配而成。
優(yōu)選上述的發(fā)泡劑為高分子類發(fā)泡劑或復(fù)合型發(fā)泡劑。
本發(fā)明還提供了上述的自流平保溫地坪材料的方法，其具體步驟為：按配方稱取原料，先將發(fā)泡劑加入發(fā)泡機(jī)中，用水稀釋，采用真空發(fā)泡機(jī)制備細(xì)密穩(wěn)定的泡沫；再稱取活性硅鋁質(zhì)成分混合均勻，后加入堿激發(fā)劑拌合成料漿，再將泡沫混入料漿(泡沫與料漿的體積比為0.1～3)，混合成流態(tài)泡沫堿激發(fā)材料，澆筑成型。
有益效果:
本發(fā)明所述的自流平保溫地坪材料制備與應(yīng)用方法簡(jiǎn)單、施工和易性好，具有空間穩(wěn)定性好、保溫性能好、機(jī)械力學(xué)性能高、自流平性能的優(yōu)點(diǎn)；另外，本發(fā)明能夠大量使用粉煤灰、礦渣等廉價(jià)固體廢棄物，由于原材料廉價(jià)、能耗低、低碳環(huán)保，因此是一種綠色環(huán)保的建筑材料。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，以下實(shí)施例僅起到說(shuō)明的用途，并不對(duì)本發(fā)明的范圍做任何限制。
原材料：
粉煤灰：Ⅰ級(jí)低鈣粉煤灰(FA)，來(lái)自南京華能電廠。
偏高嶺土：超微煅燒高嶺土(MK)，來(lái)自巴斯夫中國(guó)有限公司。
礦渣：高爐礦渣(SL)，來(lái)自梅山鋼鐵股份有限公司。
表1 粉煤灰、偏高嶺土及礦渣的化學(xué)組成(重量％)
LOI：燒失量
水玻璃：模數(shù)1.01.0～2.0，固含量20％～40％。由工業(yè)鈉水玻璃、氫氧化鈉、水調(diào)制而成。
氫氧化鈉：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司
發(fā)泡劑：HTQ-1復(fù)合型發(fā)泡劑，華泰建材開(kāi)發(fā)有限公司
LC-1水泥發(fā)泡劑(高分子類)，合肥立創(chuàng)節(jié)能建材開(kāi)發(fā)有限公司
性能測(cè)試方法
凝結(jié)時(shí)間測(cè)試：參照GB/T 1346
流動(dòng)度測(cè)試：參照J(rèn)C/T 985—2005
干表觀密度測(cè)試：JC/T 266—2011
抗壓強(qiáng)度測(cè)試:將試塊切割成立方體(邊長(zhǎng)約40mm)，并用砂紙?zhí)幚砬懈畋砻嬷帘砻嫫秸覠o(wú)裂紋。試樣尺寸需精確至1mm。采用液壓式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)以1.5mm/min的速度加載至試樣破壞，記錄荷載P1，精確至0.1N。按下式計(jì)算試樣的抗壓強(qiáng)度。取兩塊試樣的抗壓強(qiáng)度作為平均值，精確至0.01MPa。
式中：σ---抗壓強(qiáng)度(MPa)
P1---破壞載荷(N)
S---受壓面積(m2)
導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試：參考GB/T10294-2008，用Hot Disk TPS2500熱導(dǎo)率常數(shù)測(cè)試儀測(cè)試兩塊長(zhǎng)寬均為100mm、厚度為20mm的試樣。
實(shí)施例1
按重量百分比計(jì)，稱取粉煤灰42份，礦渣18份，偏高嶺土3份，水玻璃37，模數(shù)1.6，固含量36.6％，HTQ-1復(fù)合型發(fā)泡劑0.007份。首先，將HTQ-1復(fù)合型發(fā)泡劑加入發(fā)泡機(jī)中，用1:60的水稀釋，采用真空發(fā)泡機(jī)制備細(xì)密穩(wěn)定的泡沫；其次，按上述配方稱取粉煤灰、礦渣以及偏高嶺土混合均勻，后加入配制好水玻璃拌合成料漿--測(cè)其凝結(jié)時(shí)間；接著，根據(jù)需求將制備的泡沫按體積比混入料漿制成流態(tài)泡沫堿激發(fā)材料--測(cè)其流動(dòng)性能；然后，將泡沫堿激發(fā)材料漿體注入模具，經(jīng)養(yǎng)護(hù)、脫模、干燥。經(jīng)檢驗(yàn)，初凝2.08h，終凝2.42h；初始流動(dòng)度136mm,20min流動(dòng)度139mm；干表觀密度為940kg.m-3，導(dǎo)熱系數(shù)0.18W/(m.K)，抗壓強(qiáng)度為8.14MPa。
實(shí)施例2
按重量百分比計(jì)，稱取粉煤灰42份，礦渣18份，偏高嶺土3份，水玻璃37，模數(shù)1.6，固含量36.6％，LC-1高分子型發(fā)泡劑0.007份。首先，將LC-1高分子型發(fā)泡劑加入發(fā)泡機(jī)中，用1:60的水稀釋，采用真空發(fā)泡機(jī)制備細(xì)密穩(wěn)定的泡沫；其次，按上述配方稱取粉煤灰、礦渣以及偏高嶺土混合均勻，后加入配制好水玻璃拌合成料漿--測(cè)其凝結(jié)時(shí)間；接著，根據(jù)需求將制備的泡沫按體積比混入料漿制成流態(tài)泡沫堿激發(fā)材料--測(cè)其流動(dòng)性能；然后，將泡沫堿激發(fā)材料漿體注入模具，經(jīng)養(yǎng)護(hù)、脫模、干燥。經(jīng)檢驗(yàn)，初凝2.15h，終凝2.53h；初始流動(dòng)度139mm,20min流動(dòng)度140mm；干表觀密度為1067kg.m-3，導(dǎo)熱系數(shù)0.19W/(m.K)，抗壓強(qiáng)度為7.44MPa。
實(shí)施例3
按重量百分比計(jì)，稱取粉煤灰32份，礦渣28份，偏高嶺土3份，水玻璃37，模數(shù)1.9，固含量36％，HTQ-1復(fù)合型發(fā)泡劑0.006份。首先，將HTQ-1復(fù)合型發(fā)泡劑加入發(fā)泡機(jī)中，用1:60的水稀釋，采用真空發(fā)泡機(jī)制備細(xì)密穩(wěn)定的泡沫；其次，按上述配方稱取粉煤灰、礦渣以及偏高嶺土混合均勻，后加入配制好水玻璃拌合成料漿--測(cè)其凝結(jié)時(shí)間；接著，根據(jù)需求將制備的泡沫按體積比混入料漿制成流態(tài)泡沫堿激發(fā)材料--測(cè)其流動(dòng)性能；然后，將泡沫堿激發(fā)材料漿體注入模具，經(jīng)養(yǎng)護(hù)、脫模、干燥。經(jīng)檢驗(yàn)，初凝1.14h，終凝1.41h；初始流動(dòng)度135mm,20min流動(dòng)度138mm；干表觀密度為978kg.m-3，導(dǎo)熱系數(shù)0.20W/(m.K)，抗壓強(qiáng)度為10.41MPa。
實(shí)施例4
按重量百分比計(jì)，稱取粉煤灰50份，礦渣12份，偏高嶺土8份，水玻璃30，模數(shù)1.2，固含量35％，HTQ-1復(fù)合型發(fā)泡劑0.008份。首先，將HTQ-1復(fù)合型發(fā)泡劑加入發(fā)泡機(jī)中，用1:60的水稀釋，采用真空發(fā)泡機(jī)制備細(xì)密穩(wěn)定的泡沫；其次，按上述配方稱取粉煤灰、礦渣以及偏高嶺土混合均勻，后加入配制好水玻璃拌合成料漿--測(cè)其凝結(jié)時(shí)間；接著，根據(jù)需求將制備的泡沫按體積比混入料漿制成流態(tài)泡沫堿激發(fā)材料--測(cè)其流動(dòng)性能；然后，將泡沫堿激發(fā)材料漿體注入模具，經(jīng)養(yǎng)護(hù)、脫模、干燥。經(jīng)檢驗(yàn)，初凝1.5h，終凝2.17h；初始流動(dòng)度138mm,20min流動(dòng)度141mm；干表觀密度為980kg.m-3，導(dǎo)熱系數(shù)0.19W/(m.K)，抗壓強(qiáng)度為8.35MPa。
實(shí)施例5
按重量百分比計(jì)，稱取粉煤灰50份，礦渣13份，偏高嶺土5份，水玻璃32，模數(shù)1.4，固含量37％，LC-1高分子型發(fā)泡劑發(fā)泡劑0.007份。首先，將LC-1高分子型發(fā)泡劑發(fā)泡劑加入發(fā)泡機(jī)中，用1:60的水稀釋，采用真空發(fā)泡機(jī)制備細(xì)密穩(wěn)定的泡沫；其次，按上述配方稱取粉煤灰、礦渣以及偏高嶺土混合均勻，后加入配制好水玻璃拌合成料漿--測(cè)其凝結(jié)時(shí)間；接著，根據(jù)需求將制備的泡沫按體積比混入料漿制成流態(tài)泡沫堿激發(fā)材料--測(cè)其流動(dòng)性能；然后，將泡沫堿激發(fā)材料漿體注入模具，經(jīng)養(yǎng)護(hù)、脫模、干燥。經(jīng)檢驗(yàn)，初凝4.21h，終凝4.5h；初始流動(dòng)度138mm,20min流動(dòng)度140mm；干表觀密度為1180kg.m-3，導(dǎo)熱系數(shù)0.23W/(m.K)，抗壓強(qiáng)度為10.31MPa。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。