CN110092621A - 一种钢渣透水型泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种钢渣透水型泡沫混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢渣透水泡沫混凝土，由下列质量份的物质组成：水泥30‑60份；钢渣水洗尘泥30‑70份；钢渣复合粉10‑40份；减水剂0.05‑1.0份；增稠剂0.02‑0.2份；烧结脱硫灰1‑10份；抗裂剂0.06‑0.2份；发泡剂0.1‑0.4份；水0.30‑0.60份。本发明的优点如下：(1)本发明泡沫混凝土强度高、收缩低、憎水性好；(2)透水性能优异，能满足海绵城市的透水要求；(3)制备工艺简单；(4)充分利用了钢渣水洗尘泥、钢渣复合粉和烧结脱硫灰等工业废料，具有利废、节能等优异的环保效应以及较好的经济效益。

Description

一种钢渣透水型泡沫混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于新型建筑材料，具体涉及一种钢渣透水型泡沫混凝土及其制备方法。
背景技术
泡沫混凝土是一种新型的节能环保型建筑材料，特别是在墙体材料中的应用非常广泛。虽然国内外学者在泡沫混凝土方面进行了大量的研发工作，但强度偏低、易吸水开裂、收缩大等问题仍没有得到很好解决。因此，深入开展发泡剂、配合比、原料等方面的性能研究，有利于促进泡沫混凝土的推广应用。
钢渣采用湿法水洗球磨和磁选提取金属铁后的残余沉淀物即为钢渣水洗球磨泥。钢渣水洗球磨泥细度小、易渗水，饱和含水率约为30％。而且钢渣水洗球磨泥含有P2O5和硫化物，配制成混凝土会产生一定的膨胀。因此，利用钢渣水洗球磨泥的微膨胀和胶凝特性可以配制强度高、收缩小、阻燃保温性能好泡沫混凝土。更为重要的是钢渣水洗球磨泥的易渗水特性，可以使配制的泡沫混凝土具有良好的透水性能，特别适用于海绵城市建设。
发明内容
本发明的目的在于克服现有泡沫混凝土干缩性大、易开裂的不足，利用钢渣水洗球磨泥的微膨胀、胶凝特性和易渗水特性，提高泡沫混凝土的补偿收缩性和透水性，从而提供一种原料便宜、生产方法简单、强度高、透水性能好的泡沫混凝土。
本发明的另一目的在于提供该透水泡沫混凝土的制备方法。
实现本发明目的的技术方案如下：
一种透水泡沫混凝土，由下列质量比的物质组成：
所述水泥为42.5级的普通硅酸盐水泥。
所述钢渣复合粉为钢渣尾渣粉与高炉矿渣粉、粉煤灰和赤泥粉混合的混合物，其中，钢渣尾渣粉是未水洗钢渣经过粉磨而制得，按质量百分比计，钢渣尾渣粉不少于33％。
所述钢渣水洗球磨泥为将转炉钢渣进行球磨水洗再经过磁选后的余渣沉淀物，其金属铁含量为0.31％，活性指数为65％，碱度系数为1.9，比表面积为450m2/kg，沸煮法检测安定性合格。
所述减水剂为三聚氰胺减水剂或萘系减水剂。
所述增稠剂为羟乙基甲基纤维素醚或羟丙基甲基纤维素醚，粘度范围：(1～30)×104mpa.s。
所述烧结脱硫灰是烧结厂烧结球团过程中脱硫工艺废弃物干燥后粉磨得来，其中CaO重量百分比含量在50％以上。
所述抗裂剂为聚丙烯纤维，长度范围为3mm-10mm。
所述发泡剂为双氧水与动物蛋白发泡剂、植物蛋白发泡剂和高分子合成类发泡剂中的一种或两种以上的混合物。
上述试剂如无特殊说明，均为本领域常用的试剂。
作为优选，上述组分中还可以添加质量百分比不多于水泥30％的填料，所述填料为膨胀珍珠岩砂，其密度小于100kg/m3，膨胀倍数大于10。
上述透水泡沫混凝土的制备方法如下：
(1)将水泥、钢渣水洗球磨泥、钢渣复合粉、减水剂，增稠剂、烧结脱硫灰、抗裂剂混合均匀制得干粉料。
(2)将发泡剂用水稀释，用空气压缩发泡机将发泡剂水溶液制成泡沫。
(3)将步骤(1)制得的干粉料加水搅拌均匀得到水泥料浆。
(4)将步骤(2)制备的泡沫加入水泥料浆中混合搅拌均匀，制得透水泡沫混凝土。
本发明的要点在于：
由水泥、钢渣水洗球磨泥、钢渣复合粉、减水剂，增稠剂、烧结脱硫灰、抗裂剂以及发泡剂等材料混合而成泡沫混凝土。
本发明将钢渣水洗球磨泥、钢渣复合粉和烧结脱硫灰结合起来，充分利用双氧水的氧化性来氧化烧结脱硫灰中的亚硫酸钙生成硫酸钙，再充分利用硫酸钙来激发钢渣水洗球磨泥和钢渣复合粉的活性，产生微膨胀作用，补偿泡沫混凝土的干缩，从而在高效减水剂、增稠剂、抗裂剂等组分的改性作用下，制备出一种高强度、低收缩、透水性能好的泡沫混凝土。与目前传统的泡沫混凝土相比，本发明表现出如下特点：
1、水泥、钢渣水洗球磨泥、钢渣复合粉、烧结脱硫灰等物质的水化体系中，烧结脱硫灰中硫酸钙以及水泥水化的碱激发作用加速了钢渣水洗尘泥和钢渣复合粉的二次水化反应，有效弥补了钢渣早期水化强度偏低的问题。
2、高效减水剂的应用可改善泡沫混凝土的下列性能：
(1)降低水料比，提高泡沫混凝土的强度，弥补其强度差的不足。
(2)浆体用水量减少，泡沫混凝土在干燥过程中由于水分蒸发而损失的体积小，降低体积收缩。
(3)提高泡沫混凝土料浆的内聚性，有利于泡沫的稳定，使得泡沫孔径更加均匀。减少泡沫上浮合并的几率，减少泌水通道，有利于降低吸水率。高效减水剂的应用，可提高泡沫混凝土的抗压强度，降低收缩，降低吸水率。
3、采用纤维素醚增稠剂，可减少孔径尺寸，改善泡沫混凝土孔径的均匀性，提高泡沫混凝土的透水性能和抗压强度。纤维素醚可增加浆体的粘稠度，有利于泡沫的稳定，降低小泡上浮合并成大泡的几率。试验表明与基准泡沫混凝土相比，掺加纤维素醚后，泡沫混凝土孔径尺寸变小，孔径更加均匀。孔径的尺寸越小，其透水性能越好，而且泡孔间壁形成的网络骨架更坚固。孔径越均匀，泡沫混凝土的强度就越高。因而掺加纤维素醚有利于泡沫混凝土强度的提高和透水性能的改善。
4、钢渣水洗球磨泥、钢渣复合粉和烧结脱硫灰在水化过程中具有一定的微膨胀效应，可在一定程度上补偿水泥基材料水化过程中固有的体积收缩变形。同时，钢渣水洗尘泥和钢渣复合粉自身较高的细度及本身坚强的微集料支撑效应，强化了泡沫混凝土微结构，阻止了体积收缩变形。另一方面，高效减水剂的加入减少了用水量，也降低了塑型收缩变形。此外，掺入的抗裂组份聚丙烯纤维可以有效阻止泡沫混凝土表面的裂纹发展，提高抗裂性能，因而泡沫混凝土在整体结构上表现出优良的体积稳定性。
5、钢渣水洗球磨泥、钢渣复合粉和烧结脱硫灰等工业废料的利用有利于环保节能。
本发明的优点如下：
(1)本发明泡沫混凝土强度高、收缩低。
(2)透水性能优异，能满足海绵城市的透水要求。
(3)制备工艺简单。
(4)充分利用了复合粉和烧结脱硫灰等工业废料，具有利废、节能等优异的环保效应以及较好的经济效益。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容。
实施例1：
透水泡沫混凝土，按照下述质量比配制：水泥40份、粉煤灰20份，钢渣水洗球磨泥36份，三聚氰胺减水剂0.2份、1万粘度纤维素醚0.03份，石膏4.8份、聚丙烯纤维0.08份、植物蛋白发泡剂0.20份、水0.33份。
制备方法如下：
先将胶凝材料水泥、粉煤灰、钢渣水洗球磨泥、改性组分减水剂份，纤维素醚、石膏，聚丙烯纤维混合均匀制得干粉料；将发泡剂用水稀释，采用空气压缩发泡机将发泡剂水溶液制成泡沫；将干粉料加适量水进行搅拌，要求浆料均匀、没有结团及大颗粒存在，取制备好的泡沫加入水泥料浆中进行混合搅拌，混合要求均匀，无明显的泡沫漂浮和泥浆块出现，制成透水泡沫混凝土。
实施例2：
透水泡沫混凝土2按照下述质量比配制：水泥50份、粉煤灰25份，钢渣水洗球磨泥42份，萘系减水剂0.4份、2万粘度纤维素醚0.04份，硅氧烷憎水剂0.4份、石膏5.7份、聚丙烯纤维0.16份、动物蛋白发泡剂0.28份、水0.39份。
制备方法同实施例1。
实施例3：
透水泡沫混凝土3按照下述质量比配制：水泥60份、粉煤灰35份，钢渣水洗球磨泥54份，萘系减水剂0.7份、2万粘度纤维素醚0.07份，硅氧烷憎水剂0.2份、石膏8.4份、聚丙烯纤维0.12份、动物蛋白发泡剂0.30份、水0.57份。
制备方法同实施例1。
实施例4：
透水泡沫混凝土3按照下述质量比配制：水泥55份、粉煤灰40份，钢渣水洗球磨泥69份，三聚氰胺减水剂0.3份、1.5万粘度纤维素醚0.08份，硅烷憎水剂0.2份、无水硬石膏5.1份、聚丙烯纤维0.13份、植物蛋白发泡剂0.4份、水0.50份。
制备方法同实施例1。
实施例5：
透水泡沫混凝土3按照下述质量比配制：水泥45份、粉煤灰11份，钢渣水洗球磨泥50份，萘系减水剂0.5份、1.5万粘度纤维素醚0.02份，硅烷憎水剂0.3份、无水硬石膏10份、聚丙烯纤维0.19份、植物蛋白发泡剂0.25份、水0.45份。
制备方法同实施例1。
对比例1：
传统泡沫混凝土4按照下述质量比配制：水泥100份、发泡剂0.20份、水0.5份。
制备方法同实施例1。
本发明实施例1-5及传统泡沫混凝土对比例1制得的泡沫混凝土性能测试如表1。
表1各实施例和对比例的测试结果
由表1可以看出，与现有技术泡沫混凝土相比，本发明的透水泡沫混凝土具有抗压强度明显高于现有的泡沫混凝土、透水系数高于现有的泡沫混凝土、干燥收缩率小于现有泡沫混凝土的优点。

Claims (8)

1.一种钢渣透水泡沫混凝土，其特征在于：由下列质量份的物质组成：
2.根据权利要求1所述的钢渣透水泡沫混凝土，其特征在于：所述水泥为42.5级的普通硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥中的一种或两种的组合。
3.根据权利要求1所述的钢渣透水泡沫混凝土，其特征在于：所述钢渣水洗尘泥为将转炉钢渣进行球磨水洗再经过磁选后的余渣的沉淀物，其金属铁含量为0.31％，活性指数为65％，碱度系数为1.9，比表面积为450m2/kg，沸煮法检测安定性合格。
4.根据权利要求1所述的钢渣透水泡沫混凝土，其特征在于：所述烧结脱硫灰是烧结厂烧结球团过程中脱硫工艺废弃物脱硫石膏干燥后粉磨得来，其中CaO重量百分比含量在50％以上。
5.根据权利要求1所述的钢渣透水泡沫混凝土，其特征在于：所述钢渣复合粉为钢渣尾渣粉与高炉矿渣粉、粉煤灰和赤泥粉混合的混合物，其中，按质量百分比计，钢渣尾渣粉不少于33％。
6.根据权利要求1所述的钢渣透水泡沫混凝土，其特征在于：所述减水剂为三聚氰胺减水剂和萘系减水剂中的一种；所述增稠剂为羟乙基甲基纤维素醚和羟丙基甲基纤维素醚中的一种，粘度范围：1万-3万mpa.s；所述的憎水剂为硅烷和硅氧烷中的一种；所述抗裂剂为聚丙烯纤维，长度范围为3mm-10mm；所述发泡剂为双氧水与动物蛋白发泡剂、植物蛋白发泡剂和高分子合成类发泡剂中的一种或两种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的钢渣透水泡沫混凝土，其特征在于：上述透水泡沫混凝土的制备方法如下：
(1)将水泥、钢渣水洗尘泥、钢渣复合粉、减水剂，增稠剂、烧结脱硫灰、抗裂剂混合均匀制得干粉料；
(2)将发泡剂用水稀释，用空气压缩发泡机将发泡剂水溶液制成泡沫；
(3)将步骤(1)制得的干粉料加水搅拌均匀得到水泥料浆。
(4)将步骤(2)制备的泡沫加入水泥料浆中混合搅拌均匀，制得透水泡沫混凝土。
8.根据权利要求1所述的钢渣透水泡沫混凝土，其特征在于：还可以添加质量百分比不多余水泥30％的填料，所述填料为膨胀珍珠岩砂，其密度小于100kg/m3，膨胀倍数大于10。
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