本發(fā)明涉及工業(yè)廢渣利用和輕混凝土技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種無(wú)機(jī)礦物聚合物泡沫混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，工業(yè)廢渣，如粉煤灰，礦渣等已經(jīng)在建筑行業(yè)內(nèi)有了相當(dāng)?shù)膽?yīng)用。其可以作為硅酸鹽類水泥生產(chǎn)的活性混合材，混凝土生產(chǎn)中的礦物摻合料，或直接用于制備建筑砌塊等。但現(xiàn)有的工業(yè)廢渣利用受建筑行業(yè)興衰的影響較大，而且也無(wú)法滿足工業(yè)廢渣再利用的需求?，F(xiàn)有的泡沫混凝土制備，多是采用硅酸鹽類水泥或硫鋁酸鹽水泥，其造價(jià)相對(duì)較高，環(huán)保性不佳，而耐久性也不夠理想。已經(jīng)有了一些采用堿激發(fā)原理制備泡沫混凝土的研究與應(yīng)用，但其采用的原材料較為單一，且生產(chǎn)制備過(guò)程中存在一些問(wèn)題，如在強(qiáng)堿性體系中的發(fā)泡與穩(wěn)泡問(wèn)題等。采用合理的配合比制備性能優(yōu)良的無(wú)機(jī)礦物聚合物泡沫混凝土無(wú)疑是一條解決上述問(wèn)題的有效技術(shù)途徑。
2016年05期北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)中田雨澤等發(fā)表的題為《鐵尾礦粉對(duì)堿礦渣泡沫混凝土力學(xué)性能的影響》一文中研究了鐵尾礦粉對(duì)堿礦渣泡沫混凝土力學(xué)性能的影響。該論文主要是基于堿礦渣材料對(duì)泡沫混凝土的制備問(wèn)題。2015年08期廣東建材中黃濤等發(fā)表的題為《偏高嶺土基地聚合物泡沫混凝土的制備研究》一文中以堿激發(fā)偏高嶺土為膠凝材料,采用物理發(fā)泡的方法,制備了500～1400kg/m3、3d抗壓強(qiáng)度為1.5～30.8MPa偏高嶺土基地聚合物泡沫混凝土。該論文中只涉及了對(duì)偏高領(lǐng)土一種材料進(jìn)行堿激發(fā)，并沒(méi)有大量利用工業(yè)廢渣，且制備的泡沫混凝土容重較大。2015年08期混凝土中丁慶軍等發(fā)表的題為《全礦渣堿激發(fā)制備內(nèi)養(yǎng)護(hù)泡沫混凝土的研究》一文中研究了堿激發(fā)環(huán)境下礦渣替代水泥制備泡沫混凝土的方案。其以水玻璃為激發(fā)劑，制備泡沫混凝土容重達(dá)600kg/m3。該文只涉及一種工業(yè)廢渣礦渣的利用，而且該文采用的是堿激發(fā)原理，并未證明其制備的材料為無(wú)機(jī)礦物聚合物材料。2012年01期新型建筑材料中葉俊偉等發(fā)表的題為《粉煤灰基輕質(zhì)泡沫材料的制備與性能研究》一文中以粉煤灰為原料,通過(guò)造孔劑發(fā)泡法和漿料發(fā)泡法制備了新型輕質(zhì)泡沫材料,確定了其最佳制備工藝條件。該文主要涉及燒結(jié)制品。2016年1月27日專利CN105272137A《一種堿激發(fā)磷渣微粉輕質(zhì)泡沫混凝土保溫板及其制備方法》披露了了一種堿激發(fā)磷渣微粉輕質(zhì)泡沫混凝土保溫板，其中不涉及本發(fā)明采用的原料組成。2016年5月11日專利CN104193274B《堿礦渣發(fā)泡混凝土》披露了采用礦渣和堿激發(fā)劑如氫氧化鈉或水玻璃制備泡沫混凝土，該專利涉及原材料和本發(fā)明差別較大。2014年12月14日專利CN104230280A《一種低收縮污泥陶粒堿激發(fā)全礦渣泡沫混凝土板及其制備方法》披露了采用礦渣完全替代水泥制備泡沫混凝土，并通過(guò)摻加陶粒和聚丙烯酸鈉鹽SAP來(lái)降低泡沫混凝土材料的易收縮性能和導(dǎo)熱系數(shù)，同時(shí)利用堿激發(fā)礦渣體系和陶粒來(lái)保證泡沫混凝土材料的抗壓強(qiáng)度。其中主要涉及的是一種加氣混凝土。該專利涉及的泡沫混凝土容重較大，且利用陶粒作為骨料，和本發(fā)明涉及內(nèi)容差別較大。2012年10月3日專利CN102701656A《偏高嶺土基地聚合物泡沫混凝土及其制備方法》披露了采用偏高嶺土、粉煤灰、促凝劑和堿激發(fā)劑制備泡沫混凝土的方法，該專利涉及原材料和本發(fā)明差別較大?？傊F(xiàn)有的研究成果和論文大多是針對(duì)堿激發(fā)材料，或采用一種礦物活性組分制備泡沫混凝土，或采用物理發(fā)泡法制備泡沫混凝土。而對(duì)于構(gòu)成無(wú)機(jī)礦物聚合物的適宜原材料比例，以及本發(fā)明涉及的雙氧水化學(xué)發(fā)泡制備的輕質(zhì)泡沫混凝土的研究幾乎沒(méi)有。而且對(duì)多種工業(yè)廢棄物綜合利用程度也遠(yuǎn)不如本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)機(jī)礦物聚合物泡沫混凝土及其制備方法。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，其特征在于所含原料及重量百分比為：
粉煤灰18％～23％；
礦渣28％～35％；
硅灰3％～5％；
氫氧化鈉4％～6％；
FDN減水劑0.3％～0.5％；
雙氧水2％～3％；
椰子油0.15％～0.25％；
聚丙烯短纖維0.5％～0.7％；
二氧化錳0.2％～0.4％；
纖維素醚0.02％～0.04％；
硬脂酸鋅0.5％～0.8％；
可分散膠粉0.5％～0.8％；
水27％～32％。
其制備方法是：按比例，先將粉煤灰、礦渣、硅灰、聚丙烯短纖維、二氧化錳、纖維素醚加入混料機(jī)中干混5-10分鐘，制得均勻的固體混合物組分。按比例將水加入另一個(gè)混料機(jī)中，然后按比例加入氫氧化鈉、FDN減水劑、椰子油、硬脂酸鋅、可分散膠粉，攪拌3-5分鐘至固體顆?；救芙庵频靡后w混合物組分。將已制得的固體混合物組分加入液體混合物組分中，繼續(xù)攪拌3-5分鐘，制得均勻的漿體。按比例將雙氧水加入漿體中，繼續(xù)攪拌10-20秒，制得泡沫混凝土漿體。攪拌完成后，在10-20秒內(nèi)將泡沫混凝土漿體澆筑入模具中成型。
最終制得泡沫混凝土的干容重為250-350kg/m3，28d抗壓強(qiáng)度高于0.6MPa，質(zhì)量吸水率低于10％，導(dǎo)熱系數(shù)低于為0.075w/(m.k)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)以礦渣、粉煤灰和硅灰為主要原材料，以NaOH為激發(fā)劑，制備無(wú)機(jī)聚合物。進(jìn)而以雙氧水為發(fā)泡劑，制備無(wú)機(jī)聚合物泡沫混凝土。充分考慮了水膠比、雙氧水摻量和穩(wěn)泡劑等因素對(duì)無(wú)機(jī)聚合物泡沫混凝土干表觀密度、抗壓強(qiáng)度、吸水率和導(dǎo)熱系數(shù)的影響。并通過(guò)摻加防水劑對(duì)無(wú)機(jī)聚合物泡沫混凝土進(jìn)行憎水改性。本發(fā)明制得的泡沫混凝土力學(xué)性能良好，吸水率低，導(dǎo)熱系數(shù)低，可以確保泡沫混凝土的正常施工應(yīng)用且具有較高的耐久性。本發(fā)明大量利用工業(yè)廢棄物，環(huán)境友好性較佳。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
取粉煤灰18kg、礦渣35kg、硅灰3kg、聚丙烯短纖維0.5kg、二氧化錳2kg、纖維素醚0.4kg加入混料機(jī)中干混5-10分鐘，制得均勻的固體混合物組分。將32kg水加入另一個(gè)混料機(jī)中，然后按比例加入氫氧化鈉5kg、FDN減水劑0.5kg、椰子油2kg、硬脂酸鋅0.04kg、可分散膠粉0.5kg，攪拌3-5分鐘至固體顆?；救芙庵频靡后w混合物組分。將已制得的固體混合物組分加入液體混合物組分中，繼續(xù)攪拌3-5分鐘，制得均勻的漿體。將2kg雙氧水加入漿體中，繼續(xù)攪拌10-20秒，制得泡沫混凝土漿體。攪拌完成后，在10-20秒內(nèi)將泡沫混凝土漿體澆筑入模具中成型。產(chǎn)品干容重為334kg/m3，28d抗壓強(qiáng)度為0.69MPa，質(zhì)量吸水率為8.7％，導(dǎo)熱系數(shù)為0.072w/(m.k)。
實(shí)施例2
取粉煤灰21kg、礦渣29kg、硅灰4kg、聚丙烯短纖維0.7kg、二氧化錳4kg、纖維素醚0.2kg加入混料機(jī)中干混5-10分鐘，制得均勻的固體混合物組分。將32kg水加入另一個(gè)混料機(jī)中，然后按比例加入氫氧化鈉6kg、FDN減水劑0.5kg、椰子油3kg、硬脂酸鋅0.04kg、可分散膠粉0.5kg，攪拌3-5分鐘至固體顆粒基本溶解制得液體混合物組分。將已制得的固體混合物組分加入液體混合物組分中，繼續(xù)攪拌3-5分鐘，制得均勻的漿體。將3kg雙氧水加入漿體中，繼續(xù)攪拌10-20秒，制得泡沫混凝土漿體。攪拌完成后，在10-20秒內(nèi)將泡沫混凝土漿體澆筑入模具中成型。產(chǎn)品干容重為268kg/m3，28d抗壓強(qiáng)度為0.63MPa，質(zhì)量吸水率為9.3％，導(dǎo)熱系數(shù)為0.070w/(m.k)。
實(shí)施例3
取粉煤灰20kg、礦渣32kg、硅灰3kg、聚丙烯短纖維0.5kg、二氧化錳2kg、纖維素醚0.2kg加入混料機(jī)中干混5-10分鐘，制得均勻的固體混合物組分。將32kg水加入另一個(gè)混料機(jī)中，然后按比例加入氫氧化鈉5kg、FDN減水劑0.5kg、椰子油3kg、硬脂酸鋅0.04kg、可分散膠粉0.7kg，攪拌3-5分鐘至固體顆?；救芙庵频靡后w混合物組分。將已制得的固體混合物組分加入液體混合物組分中，繼續(xù)攪拌3-5分鐘，制得均勻的漿體。將2kg雙氧水加入漿體中，繼續(xù)攪拌10-20秒，制得泡沫混凝土漿體。攪拌完成后，在10-20秒內(nèi)將泡沫混凝土漿體澆筑入模具中成型。產(chǎn)品干容重為301kg/m3，28d抗壓強(qiáng)度為0.65MPa，質(zhì)量吸水率為8.9％，導(dǎo)熱系數(shù)為0.074w/(m.k)。