一种地聚物发泡轻集料混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种地聚物发泡轻集料混凝土，该材料由矿渣‑粉煤灰复合微粉、碱性激发剂、无机超轻集料、高分子聚合物粉末、无机短纤维、双氧水化学发泡剂、发泡催化剂、无机多孔载体和稳泡剂组成，该种地聚物发泡轻集料混凝土的制备方法是将各个组成成分按照一定比例进行混合制造，可以有效的解决现有水泥基泡沫混凝土材料使用于高温保温时的强度大幅度下降，和矿渣基地聚物发泡水泥凝固过快，使发泡中形泡和气泡难以长大等问题，使发泡轻集料地聚物混凝土层耐久性显著提高，可用于低温和常温的建筑围护结构节能保温和减少墙体自重，减少CO2排放，有利于提高生态效益与经济效益，同时施工极为便利，施工成本和材料成本都大幅度降低。

Ground polymer foamed lightweight aggregate concrete and preparation method thereof

The invention discloses a polymer foam lightweight aggregate concrete, the material from the slag fly ash composite powder, alkaline agent, inorganic super lightweight aggregate and polymer powder, inorganic fibers and hydrogen peroxide chemical foaming agent, catalyst, inorganic porous carrier and foam stabilizing agent composition, preparation method of the poly farming the foaming material of lightweight aggregate concrete is the various components are mixed in a certain proportion of manufacturing, and can effectively solve the problems of strength greatly existing foam concrete materials used in high temperature insulation decreased, and slag based geopolymer foamed cement solidified quickly, the foaming type bubble and bubble to grow. The foamed lightweight aggregate geopolymer concrete layer can be used to significantly improve the durability, energy-saving building envelope low temperature and normal temperature preservation and reduce wall weight, reduce CO 2, emissions are conducive to improving ecological benefits and economic benefits, while construction is extremely convenient, construction costs and material costs have been greatly reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种地聚物发泡轻集料混凝土及其制备方法
本专利技术属于保温材料制备
，更具体地说，涉及一种地聚物发泡轻集料混凝土及其制备方法。
技术介绍
目前，“节能减排”是国家重要的政策之一，因此高性能保温材料的作用显得愈发重要。长期以来窑炉和热风管道保温均采用了无机保温棉毡包裹，或陶瓷纤维浇注料敷层进行保温，取得了有目共睹的节能效果。陶瓷纤维是一种性能良好的轻质耐火材料，其使用可大大减轻炉体重量，加快热工窑炉的加热速度。目前的陶瓷纤维毯、毡、板等制品强度较低，使用后会产生粉化，致使纤维质炉体的寿命相对于砖砌炉衬降低。已有耐火纤维浇注料(申请号200510038071.1)虽然在浇注料中采用了大量的短陶瓷纤维，但是其仅利用了陶瓷纤维的增强结构作用；而其中浇注料的隔热保温作用则是通过浇注料中的聚苯乙烯颗粒和漂珠在后处理中留下的微小空洞所承担，因此没有有效地利用陶瓷纤维本身优异的隔热保温性能。CN200810145238.8号专利提出了一种自增强型陶瓷纤维浇注料及其制备方法，提供一种耐高温性能、隔热性能好，且长期在高温情况下使用后，炉衬中的陶瓷纤维不粉化的自增强型陶瓷纤维浇注料。该浇注料具有较强的可施工性能和高温稳定性。上述材料均是通过无机纤维之间错综交叉后形成微小的气体空间进行隔热保温，因此均需要大量的陶瓷纤维，目前的陶瓷纤维无论是玻璃质纤维还是多晶纤维，纤维加工过程都需要很高的热处理温度，纤维制备过程中本身需要消耗大量热量。发泡水泥通过将发泡剂拌入水泥浆中搅拌发泡，或将发泡剂预发泡后将泡沫拌入水泥浆的方法，获得水泥泡沫，施工后待水泥硬化获得多孔的轻质结构，该结构具有理想的保温隔热作用，使用在低温或常温时具有很好的节能降耗作用(建筑围护墙外保温)。因水泥的水化产物中含有结晶水，一旦受热结晶水脱去，那么发泡水泥的保温结构将随之被破坏，因此不能用于高温保温隔热。地质聚合物采用硅铝质原料被碱性激发剂激发后先成为硅氧、铝氧单体，然后再由单体聚合成为硅氧、铝氧大分子的三维网络结构，结构中的结晶水失去后仍能维持完整的三维网络结构，且硅、铝氧化物本身具有较高的高温稳定性，因此若能发展为多孔材料，将会具有较为理想的高温场合下保温隔热作用，代替或部分代替陶瓷纤维保温材料后，将会具有明显的节能减排作用。目前地聚物水泥的凝结速度过快，尤其是含矿渣的地聚物水泥，虽然已被采用物理发泡方法发展为泡沫水泥基材料(CN201210221049.0“碱矿渣发泡水泥制品及其制备方法”、CN201410431394.6“碱矿渣发泡混凝土”)，但是不适合化学发泡的气泡形成和长大，另外传统的发泡水泥不能使用轻骨料，因此所获得发泡体的体积收缩率过高，高温体积稳定性不良。
技术实现思路
针对现有水泥基泡沫混凝土材料使用于高温保温时的强度大幅度下降，和矿渣基地聚物发泡水泥凝固过快，使发泡中形泡和气泡难以长大等问题，本专利技术提供了一种地聚物发泡轻集料混凝土及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术一种地聚物发泡轻集料混凝土，该材料由矿渣-粉煤灰复合微粉、碱性激发剂、无机超轻集料、高分子聚合物粉末、无机短纤维、双氧水化学发泡剂、发泡催化剂、无机多孔载体和稳泡剂组成。所述碱性激发剂占所述矿渣-粉煤灰复合微粉质量的2％～12％，优选为5～10％；所述矿渣-粉煤灰复合微粉与所述无机超轻集料的质量比为(0.5～2)：1；所述高分子聚合物粉末占所述矿渣-粉煤灰复合微粉质量的0.1％～2.5％；所述无机短纤维占所述矿渣-粉煤灰复合微粉质量的0.1％～0.5％；所述双氧水化学发泡剂占所述矿渣-粉煤灰复合微粉质量的2％～5％；所述化学发泡剂的发泡催化剂占所述矿渣-粉煤灰复合微粉质量的0.05％～0.2％；所述矿渣-粉煤灰复合微粉与无机多孔载体的质量比(5～10)：1；所述稳泡剂占所述矿渣-粉煤灰复合微粉质量的0.5～2％。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述矿渣-粉煤灰复合微粉的酸度系数≥1，比表面积≥450m2/kg，矿渣和粉煤灰以任意比例复合，粉煤灰经过活化预处理。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述碱性激发剂是由碱金属的氢氧化物、硅酸盐、碳酸盐中的任一种或任二种以上复合而成，所述碱性激发剂粉体的比表面积≥350m2/kg。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述高分子聚合物为可再分散胶粉、甲基纤维素(CMC)、羧丙基甲基纤维素(HPMC)、聚乙二醇(PEG)中的任一种或任二种以上以任意比例复合构成。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述轻集料由烧胀陶粒、膨胀珍珠岩粗颗粒、天然浮石、人造浮石、膨胀矿渣颗粒、膨胀玻璃颗粒、粉煤灰漂珠中的任一种或任二种以上以任意比例复合而成，它们的堆积容重≤300kg/m3，筒压强度≥2MPa。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述减水剂是聚羧酸高效减水剂、萘系高效减水剂和HSB脂肪族高效减水剂中的任一种。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述无机短纤维为陶瓷短纤维、玻璃短纤维、矿棉短纤维，无机短纤维的长度为5～15mm，纤维直径≤7m。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述化学发泡剂双氧水的质量浓度为27.5wt％～50wt％，优选为27.5wt％。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述化学发泡剂的发泡催化剂为硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、高锰酸钾中的任一种。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述化学发泡剂的稳泡剂为明胶溶液、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、多肽、可溶淀粉中任一种。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述无机多孔载体为膨胀珍珠岩细颗粒，作为化学发泡剂的载体I和碱性激发剂的载体II，其粒度范围为0.1～1mm，堆积容重100～150kg/m3，吸水率≥100％。一种地聚物发泡轻集料混凝土的制备方法具体步骤如下：(1)按照配合比称取矿渣-粉煤灰复合微粉、碱性激发剂粉体、膨胀珍珠岩细颗粒、高分子聚合物粉末、轻集料、减水剂、无机短纤维、化学发泡剂双氧水、发泡催化剂、稳泡剂以及水，地聚物发泡轻材料制备中需水质量与矿渣-粉煤灰复合微粉质量比为0.6～1.0；(2)将配料所需碱性激发剂配成水溶液，加入5％～10％的膨胀珍珠岩细颗粒，使膨胀珍珠岩细颗粒被激发剂溶液饱和，再将加载碱性激发剂的膨胀珍珠岩细颗粒在100℃以上温度条件下进行鼓风干燥，干燥时间0.5～1h，获得加载有碱性激发剂的载体I，同时还将化学发泡剂加入剩余配料所需的膨胀珍珠岩细颗粒中，直接获得加载化学化泡剂的载体II；(3)按照配料中比例，将配料中的高分子聚合物粉末、无机短纤维加入所述矿渣-粉煤灰复合微粉中，先进行3～10min的预搅拌，得到预拌矿渣-粉煤灰复合微粉，再将稳泡剂和发泡催化剂加入所需要的水中，搅拌成发泡助剂溶液；(4)将步骤(2)干燥好的载有碱性激发剂的载体I，加入步骤(3)所得的预拌矿渣-粉煤灰复合微粉中，搅拌3～10min，拌匀后获得地聚物胶凝材料粉体，再将发泡助剂溶液和配料所需的剩余水加入其中搅拌1～2min后，获得地聚合物浆料；(5)按照配合比称取轻集料加入到步骤(4)所获得的地聚合物浆料中进行搅拌混合，搅拌时间为3～5min，制成流态轻集料地聚物混凝土；(6)将步骤(2)中所述饱和加载化学发泡剂双氧水的载体II连续均匀加入步骤(5)制得的正在慢速搅拌中的流态轻集料混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地聚物发泡轻集料混凝土，其特征在于，该材料由矿渣‑粉煤灰复合微粉、碱性激发剂、无机超轻集料、高分子聚合物粉末、无机短纤维、双氧水化学发泡剂、发泡催化剂、无机多孔载体和稳泡剂组成。所述碱性激发剂占所述矿渣‑粉煤灰复合微粉质量的2％～12％，优选为5～10％；所述矿渣‑粉煤灰复合微粉与所述无机超轻集料的质量比为(0.5～2)：1；所述高分子聚合物粉末占所述矿渣‑粉煤灰复合微粉质量的0.1％～2.5％；所述无机短纤维占所述矿渣‑粉煤灰复合微粉质量的0.1％～0.5％；所述双氧水化学发泡剂占所述矿渣‑粉煤灰复合微粉质量的2％～5％；所述化学发泡剂的发泡催化剂占所述矿渣‑粉煤灰复合微粉质量的0.05％～0.2％；所述矿渣‑粉煤灰复合微粉与无机多孔载体的质量比(5～10)：1；所述稳泡剂占所述矿渣‑粉煤灰复合微粉质量的0.5～2％。

【技术特征摘要】
1.一种地聚物发泡轻集料混凝土，其特征在于，该材料由矿渣-粉煤灰复合微粉、碱性激发剂、无机超轻集料、高分子聚合物粉末、无机短纤维、双氧水化学发泡剂、发泡催化剂、无机多孔载体和稳泡剂组成。所述碱性激发剂占所述矿渣-粉煤灰复合微粉质量的2％～12％，优选为5～10％；所述矿渣-粉煤灰复合微粉与所述无机超轻集料的质量比为(0.5～2)：1；所述高分子聚合物粉末占所述矿渣-粉煤灰复合微粉质量的0.1％～2.5％；所述无机短纤维占所述矿渣-粉煤灰复合微粉质量的0.1％～0.5％；所述双氧水化学发泡剂占所述矿渣-粉煤灰复合微粉质量的2％～5％；所述化学发泡剂的发泡催化剂占所述矿渣-粉煤灰复合微粉质量的0.05％～0.2％；所述矿渣-粉煤灰复合微粉与无机多孔载体的质量比(5～10)：1；所述稳泡剂占所述矿渣-粉煤灰复合微粉质量的0.5～2％。2.根据权利要求1所述的一种地聚物发泡轻集料混凝土，其特征在于，所述矿渣-粉煤灰复合微粉的酸度系数≥1，比表面积≥450m2/kg，矿渣和粉煤灰以任意比例复合，粉煤灰经过活化预处理。3.根据权利要求1所述的一种地聚物发泡轻集料混凝土，其特征在于，所述碱性激发剂是由碱金属的氢氧化物、硅酸盐、碳酸盐中的任一种或任二种以上复合而成，所述碱性激发剂粉体的比表面积≥350m2/kg。4.根据权利要求1所述的一种地聚物发泡轻集料混凝土，其特征在于，所述高分子聚合物为可再分散胶粉、甲基纤维素(CMC)、羧丙基甲基纤维素(HPMC)、聚乙二醇(PEG)中的任一种或任二种以上以任意比例复合构成。5.根据权利要求1所述的一种地聚物发泡轻集料混凝土，其特征在于，所述轻集料由烧胀陶粒、膨胀珍珠岩粗颗粒、天然浮石、人造浮石、膨胀矿渣颗粒、膨胀玻璃颗粒、粉煤灰漂珠中的任一种或任二种以上以任意比例复合而成，它们的堆积容重≤300kg/m3，筒压强度≥2MPa。6.根据权利要求1所述的一种地聚物发泡轻集料混凝土，其特征在于，所述减水剂是聚羧酸高效减水剂、萘系高效减水剂和HSB脂肪族高效减水剂中的任一种。7.根据权利要求1所述的一种地聚物发泡轻集料混凝土，其特征在于，所述无机短纤维为陶瓷短纤维、玻璃短纤维、矿棉短纤维，无机短纤维的长度为5～15mm，纤维直径≤7m。8.根据权利要求1所述的一种地聚物发泡轻集料混凝土，其特征在于，所述化学发泡剂双氧水的质量浓度为27.5wt％～50wt％，优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷团结，凌贤长，钱元弟，樊传刚，李亚辉，徐华超，雷雅平，
申请(专利权)人：马鞍山十七冶工程科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34