CN110590249A - 一种生产泡沫混凝土的原材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生产泡沫混凝土的原材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：胶凝材料0‑200份、微米级掺合料40‑200份、垃圾焚烧飞灰0‑100份、石膏0‑100份、减水剂0‑20份、发泡剂0‑40份、水50‑240份；上述原料的制备方法为：按照各原料的重量份数称取；将微米级掺合料烘干，过筛；将步骤(2)中过筛后的微米级掺合料、胶凝材料、垃圾焚烧飞灰及石膏混合，获得混合料；将步骤(3)中的混合料与水混合，加入减水剂搅拌获得浆料；将发泡剂发泡获得泡沫，将泡沫与步骤(4)中所述浆料混合，获得泡沫混凝土。通过上述原材料获得的泡沫混凝土可以有效固化固废中的重金属和二噁英，固化能力是普通混凝土的20倍以上。

Description

一种生产泡沫混凝土的原材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及工业固体废物再利用的领域，具体涉及一种生产泡沫混凝土的原材料及其制备方法。
背景技术
泡沫混凝土又名发泡混凝土，是将化学发泡剂或物理发泡剂发泡后加入到胶凝材料、掺合料、改性剂、卤水等制成料浆，再经混合搅拌、浇注成型、自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。泡沫混凝土属于气泡状绝热材料，突出特点是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔，使混凝土轻质化和保温隔热化。
目前，普通泡沫混凝土生产工艺中主要以水泥、粉煤灰为主要生产材料，普通泡沫混凝土闭孔率低、收缩开裂、内聚力小与配筋握裹力低、结构酥松粉化、干密度容重高，这些本质缺点就很难有较为突出的物理性能，因此我国多省对普通泡沫混凝土禁止在工程中使用。且环境和资源问题是当代人类面临的重大问题。目前重金属污染已成为我国农业生产面临的重大问题；而生产力高度发达的现代工业产生的数量巨大、种类繁多的固体废物所造成的环境污染以及由此产生的社会问题引起了人们的普遍关注。
因此，如何提供一种能够有效固化重金属和二噁英，降低环境污染的生产泡沫混凝土的原材料。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种能够最大限度解决固体废物堆存问题，而且有效固化重金属和二噁英，降低环境污染的生产泡沫混凝土的原材料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种生产泡沫混凝土的原材料，包括以下重量份数的原料：胶凝材料0-200份、微米级掺合料40-200 份、垃圾焚烧飞灰0-100份、石膏0-100份、减水剂0-20份、发泡剂0-40 份、水50-240份。
本发明的有益效果：本发明还解决了传统工艺中水泥用量较大，而且在大体积浇筑过程中水化热剧烈产生早期温度裂缝，进而影响泡沫混凝土后期强度的问题。且通过上述原材料获得的泡沫混凝土可以有效固化固废中的重金属和二噁英，固化能力是普通混凝土的20倍以上。
本发明加入垃圾焚烧飞灰，可使产品强度提升20％以上。
优选地，所述胶凝材料包括水泥、水泥熟料、钢渣微粉、钢渣尾泥中的任一种或几种的混合物。更加优选的，胶凝材料包括水泥和钢渣微粉，通过加入钢渣微粉，可以有效减少水泥用量。
优选地，所述钢渣微粉包括转炉渣微粉、电炉渣微粉和平炉渣微粉中的任一种或几种的混合物。
优选地，所述微米级掺合料包括粉煤灰、尾矿、赤泥、矿渣、石膏、硅藻土、铝灰、石粉、水淬渣或水淬渣粉、硅灰、石粉中的任一种或几种的混合物。
采用上述进一步的有益效果在于：可大量利用国家固体废弃物，降低生产成本，保护环境，节约国家土地资源。
优选地，所述石膏为脱硫石膏和/或天然石膏。通过加入石膏可以减少减水剂用量，加速胶凝材料的水化和碳化，从而快速提高产品强度。
优选地，所述减水剂为聚羧酸盐类、醇胺类、萘磺酸类、Na2SO4、氢氧化钠、水玻璃、碱性废浆液中的任一种或几种的混合物。更优选地，上述聚羧酸盐类物质选用为聚羧酸钠、聚羧酸钾和聚羧酸铵；醇胺类物质选用甲基二乙醇胺、二乙醇胺；萘磺酸类物质选用1-萘磺酸、2-萘磺酸、3-甲基萘磺酸。
优选地，所述发泡剂为动物性发泡剂、复合型发泡剂、铝粉、双氧水中的任一种。
上述发泡剂为动物性发泡剂、高分子复合型发泡剂、铝粉、双氧水等中的任一种，优选为AES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠)、k12(十二烷基硫酸钠) 等表面活性剂类以及动物毛发，茶皂素等蛋白类，复合6501(椰子油脂肪酸二乙醇酰胺)、纤维素、防腐剂或增强剂等外加材料。
采用上述进一步的有益效果在于：通过引入发泡剂，内部可产生大量细小均匀封闭的泡沫，从而保证产品具有轻质高强、保温隔热的特性。
本发明还提供了一种生产泡沫混凝土的原材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)：按照一种生产泡沫混凝土的原材料的各原料的重量份数称取；
步骤(2)：将微米级掺合料烘干、压滤或晾晒，过筛；或，掺合料为浆体，其中细度小于75μm的固体比例占浆体总固体含量比例的80％以上；
步骤(3)：将步骤(2)中过筛后的微米级掺合料、胶凝材料、垃圾焚烧飞灰及石膏混合，获得混合料；
步骤(4)：将步骤(3)中的混合料与水混合，加入减水剂搅拌获得浆料；
步骤(5)：将发泡剂发泡获得泡沫，将泡沫与步骤(4)中所述浆料混合，获得泡沫混凝土。
本发明中的工艺简单，适用于大工业化生产。
优选地，步骤(2)中所述烘干至含水率≤20％，过筛至细度为≤75微米。优选地，所述烘干温度为80-200℃，烘干时间为30-120min。
优选地，所述搅拌时间为2-5min，搅拌速率为40-60r/min。
该种技术可用于泡沫混凝土现浇或制品生产，可用于以泡沫混凝土为基础而衍生出的轻质填充材料，如聚苯颗粒泡沫混凝土、陶粒泡沫混凝土、轻集料混凝土等。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
生产泡沫混凝土的原料的制备方法：
步骤(1)：称取42.5级水泥120kg、垃圾焚烧飞灰40kg、水220kg、硅酸钾10kg、水玻璃10kg、动物发泡剂2kg；
步骤(2)：将铁尾矿在80℃下烘30min至含水率为5％，过筛获得细度为74微米的铁尾矿粉180kg；
步骤(3)：将铁尾矿粉、42.5级水泥、垃圾焚烧飞灰、混合过筛获得细度为74微米混合料；
步骤(4)：将步骤(3)中的混合料与水混合，加入硅酸钾、水玻璃在 40r/min下搅拌2min获得浆料；
步骤(5)：将发泡剂发泡获得泡沫，将泡沫与步骤(4)中所述浆料混合，获得A04级泡沫混凝土。
将获得A04级泡沫混凝土放置3天后将试块脱模并放混凝土标准养护箱中进行养护，7天、28天后测得试块抗压强度。如表1。
实施例2
生产泡沫混凝土的原料的制备方法：
步骤(1)：称取钢渣尾泥180kg、垃圾焚烧飞灰30kg、脱硫石膏30kg，水240kg、聚羧酸钠10kg、植物发泡剂0.8kg；
步骤(2)：将金尾矿烘干在200℃下烘120min至含水率为5％，过筛获得细度为74微米的金尾矿粉180kg；
步骤(3)：将金尾矿粉、钢渣尾泥、垃圾焚烧飞灰、脱硫石膏混合，过筛获得细度为74微米混合料；
步骤(4)：将步骤(3)中的混合料与水混合，加入聚羧酸钠在60r/min 下搅拌5min获得浆料；
步骤(5)：将植物发泡剂发泡获得泡沫，将泡沫与步骤(4)中所述浆料混合，获得A04级泡沫混凝土。
将获得A04级泡沫混凝土放置3天后将试块脱模并放混凝土标准养护箱中进行养护，7天、28天后测得试块抗压强度。如表1。
实施例3
生产泡沫混凝土的原材料的制备方法：
步骤(1)：称取水淬渣或水淬渣粉120kg、水220kg、二乙醇胺5kg、复合型发泡剂0.9kg；
步骤(2)：将赤泥在90℃下烘80min至含水率为5％，过筛获得细度为 74微米的赤泥粉280kg；
步骤(3)：将赤泥粉、水淬渣混合，过筛获得细度为74微米混合料；
步骤(4)：将步骤(3)中的混合料与水混合，加入二乙醇胺在50r/min 下搅拌3min获得浆料；
步骤(5)：将复合型发泡剂发泡剂发泡获得泡沫，将泡沫与步骤(4) 中所述浆料混合，获得A04级泡沫混凝土。
将获得A04级泡沫混凝土放置3天后将试块脱模并放混凝土标准养护箱中进行养护，7天、28天后测得试块抗压强度。如表1。
实施例4
生产泡沫混凝土的原材料的制备方法：
步骤(1)：称取水泥熟料200kg、水220kg、聚羧酸钾20kg、植物发泡剂0.9kg；
步骤(2)：将金尾矿在90℃下烘80min至含水率为5％，过筛获得细度为74微米的金尾矿粉200kg；
步骤(3)：将水泥熟料、金尾矿粉、混合，获得混合料；
步骤(4)：将步骤(3)中的混合料与水混合，加入聚羧酸钾在50r/min 下搅拌3min获得浆料；
步骤(5)：将植物发泡剂发泡剂发泡获得泡沫，将泡沫与步骤(4)中所述浆料混合，获得A04级泡沫混凝土。
将获得A04级泡沫混凝土放置3天后将试块脱模并放混凝土标准养护箱中进行养护，7天、28天后测得试块抗压强度。如表1。
实施例5
生产泡沫混凝土的原材料的制备方法：
步骤(1)：称取钢渣尾泥110kg、钢渣微粉35kg、水240kg、1-萘磺酸 10kg、聚羧酸铵10kg、复合型发泡剂0.7kg；
步骤(2)：将硅藻土在90℃下烘80min至含水率为5％，过筛获得细度为74微米的硅藻土粉255kg；
步骤(3)：将钢渣尾泥、钢渣微粉、硅藻土粉混合，过筛获得细度为74 微米混合料；
步骤(4)：将步骤(3)中的混合料与水混合，加入1-萘磺酸和聚羧酸铵在50r/min下搅拌3min获得浆料；
步骤(5)：将复合型发泡剂发泡获得泡沫，将泡沫与步骤(4)中所述浆料混合，获得A04级泡沫混凝土。
将获得A04级泡沫混凝土放置3天后将试块脱模并放混凝土标准养护箱中进行养护，7天、28天后测得试块抗压强度。如表1。
表1
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种生产泡沫混凝土的原材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：胶凝材料0-200份、微米级掺合料40-200份、垃圾焚烧飞灰0-100份、石膏0-100份、减水剂0-20份、发泡剂0-40份、水50-240份。
2.根据权利要求1所述的一种生产泡沫混凝土的原材料，其特征在于，所述胶凝材料包括水泥、水泥熟料、钢渣微粉、钢渣尾泥中的任一种或几种的混合物。
3.根据权利要求2所述的一种生产泡沫混凝土的原材料，其特征在于，所述钢渣微粉包括转炉渣微粉、电炉渣微粉和平炉渣微粉中的任一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种生产泡沫混凝土的原材料，其特征在于，所述微米级掺合料包括粉煤灰、尾矿、赤泥、矿渣、石膏、硅藻土、铝灰、石粉、水淬渣或水淬渣粉、硅灰、石粉中的任一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种生产泡沫混凝土的原材料，其特征在于，所述石膏为脱硫石膏和/或天然石膏。
6.根据权利要求1所述的一种生产泡沫混凝土的原材料，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸盐类、醇胺类、萘磺酸类、Na2SO4、氢氧化钠、水玻璃、碱性废浆液中的任一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种生产泡沫混凝土的原材料，其特征在于，所述发泡剂为植物发泡剂、动物发泡剂或复合型发泡剂中的任一种或几种的混合物。
8.一种生产泡沫混凝土的原材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：按照权利要求1-6任一项所述的一种生产泡沫混凝土的原材料的各原料的重量份数称取；
步骤(2)：将微米级掺合料烘干、压滤或晾晒，过筛；
步骤(3)：将步骤(2)中过筛后的微米级掺合料、胶凝材料、垃圾焚烧飞灰及石膏混合，获得混合料；
步骤(4)：将步骤(3)中的混合料与水混合，加入减水剂搅拌获得浆料；
步骤(5)：将发泡剂发泡获得泡沫，将泡沫与步骤(4)中所述浆料混合，获得泡沫混凝土。
9.根据权利要求8所述的一种生产泡沫混凝土的原材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述烘干至含水率小于等于20％，过筛至细度为≤75微米。
或，掺合料为浆体，其中细度小于75μm的固体比例占浆体总固体含量比例的80％以上。
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