本發(fā)明涉及一種泡沫混凝土材料及其制備方法，特別是一種地聚物泡沫混凝土材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
泡沫泡沫混凝土經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于節(jié)能保溫、橋臺填筑、礦山回填等領(lǐng)域。目前制備泡沫混凝土所用的膠凝材料主要是水泥、棱鎂、石膏三大膠凝材料，其中水泥基泡沫混凝土應(yīng)用最為廣泛。
工程實踐中，通常使用偏高嶺土作為外摻料改善泡沫混凝土的粘聚性和保水性。如公開號為cn101353265a“泡沫混凝土制品”，但其主要膠凝材料仍是硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥。公開號為cn102701656a的“偏高嶺土基地聚合物泡沫混凝土及其制備方法”，大量使用了粉煤灰，實際應(yīng)用中會出現(xiàn)開裂等質(zhì)量問題。
為促進(jìn)我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級，我國的泡沫混凝土需向以下方向發(fā)展：(1)所膠凝材料盡可能使用非水泥或非水泥熟料，從而減少水泥生產(chǎn)過程中粉塵、二氧化碳等排放，減輕大氣污染；(2)降低泡沫混凝土密度和導(dǎo)熱系數(shù)，提高其強度，使泡沫混凝土在輕質(zhì)時達(dá)到墻體材料強度標(biāo)準(zhǔn)；(3)防開裂。添加纖維進(jìn)行增強防裂，提高泡沫混凝土及其制品質(zhì)量；(4)大量使用工業(yè)固廢，通過堿激發(fā)發(fā)揮其膠凝性能，從而達(dá)到少用水泥的目標(biāo)。
偏高嶺土通過堿激發(fā)制備地聚合物膠凝材料的研究處于探索階段，通常認(rèn)為制備獲得的地聚合物料漿黏度大，容易包裹氣泡，且凝結(jié)時間快，不易于控制，會使地聚合物制品成型性能不佳，密實度差，導(dǎo)致其應(yīng)用不廣泛，目前尚沒有以其作為主要膠凝材料制備泡沫混凝土的相關(guān)研究。如何改性偏高嶺土并將其應(yīng)用于制備泡沫混凝土是一項重要而迫切的工作。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種地聚合物泡沫混凝土及其制備方法，解決已有泡沫混凝土強度較低、導(dǎo)熱系數(shù)較高、容重較大、易開裂和耗能較高的技術(shù)問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案：
一種地聚物泡沫混凝土，其特征在于其組分按質(zhì)量百分比如下：
一種地聚物泡沫混凝土，其特征在于其組分按重量百分比如下：
所述鋼渣粉是指轉(zhuǎn)錄鋼渣經(jīng)過選鐵后磨細(xì)所得的含量小于1％，活性指數(shù)大于5％，細(xì)度小于250目的鋼渣粉末。
所述改性赤泥為燒結(jié)法赤泥或拜耳法赤泥經(jīng)過壓濾處理后，加入赤泥質(zhì)量25％的(5～10)mm的秸稈纖維粉末，攪拌均勻而得。
所述改性偏高嶺土為天然高嶺土在600℃～900℃煅燒3～5h，再粉碎成300目以上的粉末。
所述促凝劑為高爐粒化礦渣，經(jīng)粉磨后所得細(xì)度在800～4500kg/m2的粉末。
所述激發(fā)劑為赤泥附液，其主要化學(xué)成為cl-：105～560mg/l，so42-：85～128mg/l，co32-：105～560mg/l，oh-：896～1534mg/l，al3+：267～438mg/l，f-：7.8～20.2mg/l，溶解性總固體：7791～16615mg/l。
所述發(fā)泡劑為動物蛋白發(fā)泡劑、松香發(fā)泡劑或植物蛋白發(fā)泡劑。
所述粉煤灰是ii級粉煤灰或i級粉煤灰。
一種應(yīng)用上述地聚物泡沫混凝土的制備方法，其制備方法包括以下步驟：
(1)料漿制備：將除激發(fā)劑和發(fā)泡劑之外全部物料按照配合比加入到攪拌機中混合、攪拌均勻，按比例加入激發(fā)劑和水，攪拌制備成料漿；
(2)泡沫準(zhǔn)備：在制備料漿的同時，將發(fā)泡劑按照配合比與水按1∶15的比例稀釋。采用真空發(fā)泡劑或告訴攪拌機制備成細(xì)密穩(wěn)定的泡沫；
(3)混泡：根據(jù)密度設(shè)計要求，將制備的泡沫按體積比攪拌均勻的料漿中攪拌混泡，泡沫與料漿的體積比為1～4倍，攪拌2.5～3.5min至泡沫均勻分散于料漿中制成地聚物泡沫混凝土。
按上述方法所制得的泡沫混凝土及其制品在標(biāo)準(zhǔn)28d測得的干體積密度為368～1049kg/m3，抗壓強度為0.4～19.3mpa，導(dǎo)熱系數(shù)0.080～0.150w/(m·k)。
本發(fā)明采取上述措施，所制備的地聚合物泡沫混凝土具有如下特征：
(1)生態(tài)環(huán)保。本發(fā)明大量采用了鋼渣、粉煤灰、赤泥等工業(yè)固體廢物和農(nóng)作物秸稈，減少了這些廢物的堆積，減輕了環(huán)境污染和生態(tài)破壞。
(2)高強度。將赤泥用秸稈進(jìn)行改性，既控制了赤泥的堿度，又提高了泡沫混凝土強度。
(3)防開裂。本發(fā)明中加入秸稈改性赤泥，秸稈也有效增強了泡沫混凝土的防開裂性能。
(4)本發(fā)明克服了偏高嶺土基地聚合物不易作為主要膠凝材料制備泡沫混凝土的技術(shù)偏見，對偏高嶺土進(jìn)行了高強度改性，而將其應(yīng)用在泡沫混凝土中可變害為利，料漿黏度大更易于包裹氣泡，凝結(jié)硬化快可使?jié)沧⒎€(wěn)定性更好，對泡沫在體系中的穩(wěn)定極為有利，且凝結(jié)時間快，可使?jié)沧⒎€(wěn)定性更好，對泡沫在體系中的穩(wěn)定極為有利。
本發(fā)明制備的地聚物泡沫混凝土在力學(xué)性能和保溫隔熱性能方面優(yōu)于常用的同密度等級的水泥泡沫混凝土，可廣泛應(yīng)用于建筑外墻保溫、屋面保溫材料、保溫隔熱板等制品。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式，僅對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，而不是對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
實施例1：
一種地聚物泡沫混凝土，其組分和質(zhì)量百分比如下：
鋼渣粉26.0％，改性赤泥5％，改性偏高嶺土26.30％，磨細(xì)礦渣粉3.50％，赤泥附液4.10％，發(fā)泡劑1.20％。
制備方法：將鋼渣粉、改性赤泥、改性偏高嶺土、磨細(xì)礦渣粉等干物料攪拌混合均勻，加入堿激發(fā)劑和水?dāng)嚢柚频镁鶆蛄蠞{；同時將發(fā)泡劑與水按1∶15稀釋，采用高速攪拌機發(fā)泡；再將制得的泡沫按體積比混入料漿，攪拌2.5～3min至泡沫均勻分布于料漿中；最后注模成型，24h后拆模，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d測干體積密度、抗壓強度、抗折強度。
檢測結(jié)果：干體積密度1049kg/m3，抗壓強度為19.3mpa，抗折強度3.8mpa。
實施例2
一種地聚物泡沫混凝土，其組分和質(zhì)量百分比如下：
鋼渣粉30.0％，改性赤泥7.50％，改性偏高嶺土30.50％，磨細(xì)礦渣粉4.50％，赤泥附液3.62％，發(fā)泡劑1.16％。
制備方法：將鋼渣粉、改性赤泥、改性偏高嶺土、磨細(xì)礦渣粉等攪拌混合均勻，加入堿激發(fā)劑和水?dāng)嚢柚频镁鶆蛄蠞{；同時將發(fā)泡劑與水按1∶15稀釋，采用高速攪拌機發(fā)泡；再將制得的泡沫按體積比混入料漿，攪拌2.5～3min至泡沫均勻分布于料漿中；最后注模成型，24h后拆模，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d測干體積密度、抗壓強度、導(dǎo)熱系數(shù)。
檢測結(jié)果：干體積密度730kg/m3，抗壓強度為4.2mpa，導(dǎo)熱系數(shù)0.132w/(m·k)。
實施例3
一種偏高嶺土基地聚合物泡沫混凝土，其組分和質(zhì)量百分比如下：
鋼渣粉30.0％，改性赤泥7.50％，改性偏高嶺土30.50％，磨細(xì)礦渣粉4.50％，赤泥附液3.62％，發(fā)泡劑1.16％。
制備方法：將鋼渣粉、改性赤泥、改性偏高嶺土、磨細(xì)礦渣粉等干物料攪拌混合均勻，加入堿激發(fā)劑和水?dāng)嚢柚频镁鶆蛄蠞{；同時將發(fā)泡劑與水按1∶15稀釋，采用高速攪拌機發(fā)泡；再將制得的泡沫按體積比混入料漿，攪拌2.5～3min至泡沫均勻分布于料漿中；最后注模成型，24h后拆模，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d測干體積密度、抗壓強度。
檢測結(jié)果：干體積密度453kg/m3，抗壓強度為1.5mpa，抗折強度0.6mpa。
實施例4
一種偏高嶺土基地聚合物泡沫混凝土，其組分和質(zhì)量百分比如下：
鋼渣粉30.0％，改性赤泥7.50％，改性偏高嶺土30.50％，磨細(xì)礦渣粉4.50％，赤泥附液3.62％，發(fā)泡劑1.16％，i級粉煤灰15.70％
制備方法：將鋼渣粉、改性赤泥、改性偏高嶺土、磨細(xì)礦渣粉、i級粉煤灰等干物料攪拌混合均勻，加入堿激發(fā)劑和水制備均勻料漿；同時將發(fā)泡劑與水按1∶15稀釋，采用高速攪拌機發(fā)泡；再將制得的泡沫按體積比混入料漿，攪拌2.5～3min至泡沫均勻分布于料漿中；最后注模成型，24h后拆模，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d測干體積密度、抗壓強度、導(dǎo)熱系數(shù)。
檢測結(jié)果：干體積密度550kg/m3，抗壓強度：2.8mpa導(dǎo)熱系數(shù)：0.107w/(m·k)。
實施例5
一種地聚物泡沫混凝土，其組分和質(zhì)量百分比如下：
鋼渣粉30.0％，改性赤泥7.5％，改性偏高嶺土30.5％，磨細(xì)礦渣粉4.50％，赤泥附液3.62％，發(fā)泡劑1.16％，i級粉煤灰18.0％。
制備方法：將鋼渣粉、改性赤泥、改性偏高嶺土、磨細(xì)礦渣粉、i級粉煤灰等物料攪拌混合均勻，加入堿激發(fā)劑和水制備均勻料漿；同時將發(fā)泡劑與水按1∶15稀釋，采用真空發(fā)泡機發(fā)泡；再將制得的泡沫按體積比混入料漿，攪拌2.5～3min至泡沫均勻分布于料漿中；最后注模成型，24h后拆模，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d測干體積密度、抗壓強度、導(dǎo)熱系數(shù)。
檢測結(jié)果：干體積密度500kg/m3，抗壓強度為2.4mpa，導(dǎo)熱系數(shù)0.105w/(m·k)。
實施例6
一種地聚物泡沫混凝土，其組分和質(zhì)量百分比如下：
鋼渣粉35.0％，改性赤泥9.58％，改性偏高嶺土34.70％，磨細(xì)礦渣粉5.0％，赤泥附液3.80％，發(fā)泡劑1.2％，i級粉煤灰21.0％。
制備方法：將鋼渣粉、改性赤泥、改性偏高嶺土、磨細(xì)礦渣粉、i級粉煤灰等物料攪拌混合均勻，加入堿激發(fā)劑和水制備均勻料漿；同時將發(fā)泡劑與水按1∶15稀釋，采用真空發(fā)泡機發(fā)泡；再將制得的泡沫按體積比混入料漿，攪拌2.5～3min至泡沫均勻分布于料漿中；最后注模成型，24h后拆模，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d測干體積密度、抗壓強度、抗折強度。
檢測結(jié)果：干體積密度523kg/m3，抗壓強度為1.9mpa，抗折強度1.6mpa。