一种花岗岩石渣粉为主要原料的泡沫轻质土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种利用花岗岩石渣粉为主要原料的泡沫轻质土及其制备方法。所述泡沫轻质土由45‑60质量份的花岗岩石渣粉、11‑20质量份的火山灰水泥、7‑15质量份的矿渣、0.8‑1.9质量份的减水剂和14‑25质量份的泡沫所组成。本发明专利技术提出了花岗岩石渣粉可以取代水泥作为主料进行泡沫轻质土的生产，并且采用花岗岩石渣粉为主料制备的泡沫轻质土在单轴抗压强度力学性能方面优于现有水泥为主料制备的泡沫轻质土，不仅仅降低了生产成本，还提高了产品的性能，具有良好的市场价值。更进一步的，采用特定粒度大小的花岗岩石渣粉，还大大的提高了泡沫轻质土的抗压强度，其单轴抗压强度提升的幅度为50％以上。

Foamed lightweight soil with granite slag powder as main raw material and preparation method thereof

The invention discloses a foamed lightweight soil using granite slag powder as main raw material and a preparation method thereof. The lightweight foamed soil consists of 45 to 60 quality granite slag powder, 11 20 mass fraction of pozzolanic cement, 7 15 mass fraction of slag, 0.8 1.9 1.9 water reducer and 14 14 25 foam. The invention proposes that the granite slag powder can replace the cement as the main material for the production of foamed lightweight soil, and the foamed lightweight soil prepared by using granite slag powder as the main material is superior to the existing foamed lightweight soil prepared by the existing cement as the main material, which not only reduces the production cost, but also improves the performance of the product, and has good market value. Furthermore, the granularity of granite slag powder with a specific particle size also greatly improved the compressive strength of the lightweight foam soil, and the uniaxial compressive strength increased by more than 50%.

【技术实现步骤摘要】
一种花岗岩石渣粉为主要原料的泡沫轻质土及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料领域，具体涉及一种花岗岩石渣粉为主要原料的泡沫轻质土及其制备方法。
技术介绍
泡沫轻质土，其定义为通过气泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经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，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，具有质量轻、抗压强度高、整体性好、凝结自立性以及保温隔热等优点，可用于桥台台背回填、道路加宽、桥梁减跨、陡坡路堤、滑坡路基、软土路基减荷、地下结构物减荷等工程。花岗岩石渣粉是花岗岩石材生产加工过程中产生的主要副产品，利用率很低。目前我国福建沿海地区具有丰富的花岗岩资源，其中泉州水头镇是国内最大的石材加工集散地之一，据不完全统计，泉州每年生产石板材5400万m3，产生荒料54万m3。仅石板材和混凝土骨料这两项，每年就有几十万吨的石渣(粒径在0.315～2.5mm)、石粉(粒径小于0.315mm)被丢弃。这些废弃物大量堆积，或排放到海岸边，成为了新的污染源，严重污染环境，急待采取有效措施加以综合利用。专利文献1(CN105415497A)披露了一种泡沫轻质土的制备工艺，其采用水泥浆、发泡剂、减水剂、增塑剂、无机盐、防水剂、八甲基多面体低聚倍半硅氧烷和玻璃纤维混合物以及辅料的成分来制备泡沫轻质土；然而由于其采用水泥浆作为泡沫轻质土的主料，水泥的价格是制约泡沫轻质土成本的重要因素，同时其含有多种添加物质，也在一定程度上增加了成本。专利文献2(CN105481467A)披露了一种全矿渣泡沫轻质土及其制备方法，其配方为矿渣、粉煤灰、石粉、钠水玻璃、碱性防水稳泡剂、水和泡沫；其主要原料为工业上的固体废弃物矿渣等，采用的石粉填料为磨细大理石粉或者磨细石灰石粉，在一定程度上降低了生产成本。对比文件3(CN107324705A)披露了一种应用垃圾焚烧飞灰制成的泡沫轻质土，其配方中采用20-40％的垃圾焚烧飞灰来替换水泥，可降低成本，并且可以将垃圾焚烧飞灰中的有害物质固定于路基下，无法进入周围环境中循环，几乎被固定。然而，上述文献中均未披露合理利用花岗岩石渣粉作为主料来生产泡沫轻质土的内容。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出利用天然花岗岩的加工石渣粉、水泥熟料和矿渣为主要原料制备一种强度较高、耐久性能好的泡沫轻质土，以实现消除大量石渣粉对环境污染的目的。另一方面，也降低了泡沫轻质土的生产成本，变废为宝，拓宽了泡沫轻质土的应用面，同时实现在条件恶劣的环境下的工程应用。一种利用花岗岩石渣粉为主要原料的泡沫轻质土，其原料是由45-60质量份的花岗岩石渣粉、11-20质量份的火山灰水泥、7-15质量份的矿渣、0.8-1.9质量份的减水剂、14-25质量份的泡沫所组成。作为优选的，所述花岗岩石渣粉的粒径尺寸为200-600μm。所述的花岗岩石渣粉其化学成份及比例为：SiO2含量为74.32％；Al2O3含量为13.21％；Fe2O3含量为1.47％；K2O含量为3.74％；Na2O含量为3.39％；MgO含量为0.33％；CaO含量为3.57％；以上含量为质量百分比。所述的火山灰水泥其化学成份及比例为：SiO2含量为55.76％；Al2O3含量为14.21％；Fe2O3含量为10.47％；CaO含量为15.19％；MgO含量为4.37％；其他氧化物含量为5.77％，以上含量为质量百分比。所述矿渣为高炉矿渣。所述的减水剂为聚羧酸减水剂。所述的泡沫采用复合型发泡剂发泡，利用高压空气法发泡，其密度为50-60g/L，泌水率为20-34％，沉降距为6-8mm。本专利技术还提供一种利用花岗岩石渣粉为主要原料的泡沫轻质土的制备方法，包括如下步骤：(1)按照以下组分称量原料：45-60质量份的花岗岩石渣粉、11-20质量份的火山灰水泥、7-15质量份的矿渣、0.8-1.9质量份的减水剂、14-25质量份的泡沫；(2)将花岗岩石渣粉用2mm方孔筛网进行分级，将筛上较粗部分筛出，作为建筑用砂出售，将筛下部分进行烘干至含水率0.5％；将烘干后的石渣粉用1mm方孔筛分级，筛上部分作为细骨料出售，筛下部分在磨机中磨细至比表面积2500cm2/g。(3)将步骤1中磨细的石粉与烘干后的水淬高炉矿渣进行混磨至比表面积3000cm2/g，其中入磨的水淬高炉矿渣的含水率为0.5％。(4)将上述石粉与水淬高炉矿渣的混合细粉再与水泥熟料进行配料，将配好的料在球磨机中进行第二次混磨，至比表面积6500cm2/g，就得到了花岗岩石渣粉的新型胶凝材料。(5)将上述步骤4所得胶凝材料按干基重量百分比称取，然后再加入占固体质量分数11％的水和1％的减水剂，搅拌均匀后得到浆体，再加入泡沫搅拌90s，得到所述的泡沫轻质土，然后进行浇注成型。(6)将所得泡沫轻质土试块在标准养护室中带模养护一天后脱模，养护至相应龄期，用全自动压力试验机以100N/s的速度测其28d强度，每龄期测试3试块，取其平均值作为该龄期充填体的单轴抗压强度和干密度。其中，作为优选的，所述花岗岩石渣粉的粒径尺寸为200-600μm。其中，作为优先的，所述的泡沫采用复合型发泡剂发泡，利用高压空气法发泡，其密度为50-60g/L，泌水率为20-34％，沉降距为6-8mm。本专利技术具有以下有益效果：(1)采用花岗岩石渣粉作为泡沫轻质土的主料，可消除花岗岩石渣粉对环境污染，变废为宝；(2)另一方面也降低了泡沫轻质土的生产成本，拓宽了泡沫轻质土的应用面，同时实现在条件恶劣的环境下的工程应用。(3)另外，本专利技术另一有益效果为：专利技术人通过对花岗岩石渣粉的粒径尺寸进行特有的研究，通过大量的试验验证，当选用花岗岩石渣粉的粒径尺寸为200-600μm范围内，花岗岩石渣粉在泡沫轻质土骨架中的填充程度得到提高，大大的提高了泡沫轻质土的抗压强度。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合实例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1：一种利用花岗岩石渣粉为主要原料的泡沫轻质土的制备方法，包括如下步骤：(1)按照以下组分称量原料：50质量份的花岗岩石渣粉、15质量份的火山灰水泥、12质量份的矿渣、1质量份的减水剂、22质量份的泡沫；(2)将花岗岩石渣粉用2mm方孔筛网进行分级，将筛上较粗部分筛出，作为建筑用砂出售，将筛下部分进行烘干至含水率0.5％；将烘干后的石渣粉用1mm方孔筛分级，筛上部分作为细骨料出售，筛下部分在磨机中磨细至比表面积2500cm2/g。(3)将步骤1中磨细的石粉与烘干后的水淬高炉矿渣进行混磨至比表面积3000cm2/g，其中入磨的水淬高炉矿渣的含水率为0.5％。(4)将上述石粉与水淬高炉矿渣的混合细粉再与水泥熟料进行配料，将配好的料在球磨机中进行第二次混磨，至比表面积6500cm2/g，就得到了花岗岩石渣粉的新型胶凝材料。(5)将上述步骤4所得胶凝材料按干基重量百分比称取，然后再加入占固体质量分数11％的水和1％的减水剂，搅拌均匀后得到浆体，再加入泡沫搅拌90s，得到所述的泡沫轻质土，然后进行浇注成型。(6)将所得泡沫轻质土试块在标准养护室中带模养护一天后脱模，养护至相应龄期，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用花岗岩石渣粉为主要原料的泡沫轻质土，其特征在于：所述泡沫轻质土由45‑60质量份的花岗岩石渣粉、11‑20质量份的火山灰水泥、7‑15质量份的矿渣、0.8‑1.9质量份的减水剂和14‑25质量份的泡沫所组成。

【技术特征摘要】
1.一种利用花岗岩石渣粉为主要原料的泡沫轻质土，其特征在于：所述泡沫轻质土由45-60质量份的花岗岩石渣粉、11-20质量份的火山灰水泥、7-15质量份的矿渣、0.8-1.9质量份的减水剂和14-25质量份的泡沫所组成。2.根据权利要求1所述的泡沫轻质土，其特征在于：所述花岗岩石渣粉的粒径尺寸为200-600μm。3.根据权利要求1所述的泡沫轻质土，其特征在于：所述的花岗岩石渣粉化学成份及比例为：SiO2含量为74.32％；Al2O3含量为13.21％；Fe2O3含量为1.47％；K2O含量为3.74％；Na2O含量为3.39％；MgO含量为0.33％；CaO含量为3.57％；以上含量为质量百分比。4.根据权利要求1所述的泡沫轻质土，其特征在于：所述的火山灰水泥其化学成份及比例为：SiO2含量为55.76％；Al2O3含量为14.21％；Fe2O3含量为10.47％；CaO含量为15.19％；MgO含量为4.37％；其他氧化物含量为5.77％，以上含量为质量百分比。5.根据权利要求1所述的泡沫轻质土，其特征在于：所述矿渣为高炉矿渣。6.根据权利要求1所述的泡沫轻质土，其特征在于：所述的减水剂为聚羧酸减水剂。7.根据权利要求1所述的泡沫轻质土，其特征在于：所述的泡沫采用复合型发泡剂发泡，利用高压空气法发泡，其密度为50-60g/L，泌水率为20-34％，沉降距为6-8mm。8.一种利用花岗岩石渣粉为主要原料的泡沫轻质土的制备方法，包括如下步骤：(1)按照以下组分称量原料：45-6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠平，韩健，吴伟丰，梁浩坚，
申请(专利权)人：广东盛瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44