一种尾矿集料泡沫混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种尾矿集料泡沫混凝土及其制备方法。该尾矿集料泡沫混凝土的原料由水泥、尾矿砂、减水剂、水、负载催化剂、密度调节剂和去活剂组成。其中负载催化剂是以硅灰负载脂化包覆的铁镍合金催化剂粉制成。密度调节剂采用肼硼烷。去活剂采用固色剂NFC。该尾矿集料泡沫混凝土制备中，首先将水泥、金尾矿砂和负载催化剂在搅拌机中搅拌混合均匀，得到干物料A；将减水剂、密度调节剂和80％的水混合，得到溶液B；将固色剂和剩余的20％水混合，得到溶液C；然后将干物料A与溶液B搅拌混合，再加入溶液C，搅拌混合均匀，得到混凝土浆体；最后将混合后混凝土浆体在模具中灌注成型，静置待其发泡，再经过养护，得到泡沫混凝土成品。该尾矿泡沫混凝土具有轻质高强的特点。混凝土具有轻质高强的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种尾矿集料泡沫混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种新型建筑材料，具体涉及一种尾矿集料泡沫混凝土及其制备方法，属于土木工程材料


技术介绍

[0002]泡沫混凝土是一种轻质建筑保温隔热材料，已在我国土木建筑工程中得到越来越广泛的应用。我国泡沫混凝土材料强度普遍偏低，影响其工程应用。在提高泡沫混凝土强度方面，目前随采用高标号水泥外，添加矿物集料也是其措施之一。尤其是以矿山尾矿代替天然砂为集料，不仅可以提高混凝土的强度，而且可以降低材料成本，还可以消除尾矿这种固废资源引起的环境污染、土地占用以及安全隐患。但泡沫混凝土的强度与密度是一对矛盾。一般情况下密度大的强度高，密度小的强度低。而密度与材料的保温隔热性能之间则呈负相关关系。密度大的保温隔热性能差，密度小的保温隔热性能好。比较理想的情况是，材料既要轻质，又要高强。因此，添加尾矿作为泡沫混凝土的集料后，虽然会提高混凝土的强度，但势必会导致混凝土的密度增大，保温隔热性能下降。为此，如何在添加尾矿集料提高泡沫混凝土强度的基础上，保持材料的低密度和优良的保温隔热性能，是必须解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有泡沫混凝土轻质和高强之间的矛盾，目的在于提供一种以尾矿为集料的泡沫混凝土材料及其制备方法，其中，该泡沫混凝土密度较低，而强度较高，具有良好的应用前景。
[0004]为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：
[0005]一种尾矿集料泡沫混凝土，该泡沫混凝土主要原料由水泥、尾矿砂、减水剂、水、负载催化剂、密度调节剂和去活剂组成。所述水泥为普通硅酸盐水泥；尾矿砂采用细度模数 0.3
‑
0.6的金尾矿砂，用量为水泥质量的0
‑
1.0倍；减水剂为聚羧酸高效减水剂，用量为水泥量的0.025倍。水为自来水，用量为水泥量的0.25
‑
0.35倍。
[0006]所述负载催化剂是以硅灰负载脂化包覆的铁镍合金催化剂粉制成。其制备工艺为：将 1.0重量份300目铁镍合金催化剂粉FeNi60与十八酸钠1.0份混合，放入行星式高能球磨机球磨5分钟，进行铁镍合金催化剂粉的表面包覆，再在高能球磨机中加入200份硅灰，继续球磨10分钟，得到负载催化剂。负载催化剂用量为水泥量的0.05
‑
0.10倍。
[0007]所述密度调节剂采用肼硼烷，其用量为水泥量的0.02％
‑
0.30％，用以控制泡沫混凝土的密度在300
‑
1600kg/M3的范围内变化。用量大则泡沫混凝土密度小；用量小，则泡沫混凝土密度大。
[0008]所述去活剂采用固色剂NFC，其用量为水泥量的0.01
‑
0.02倍。
[0009]本专利技术还提供了尾矿集料泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1：将1.0重量份300目铁镍合金催化剂粉FeNi60与十八酸钠1.0份混合，放入行星式高能球磨机球磨5分钟，进行铁镍合金催化剂粉的表面包覆，再在高能球磨机中加入
200份硅灰，继续球磨10分钟，得到负载催化剂。
[0011]步骤2：将水泥、金尾矿砂和负载催化剂在搅拌机中搅拌混合均匀，得到干物料A；同时将减水剂、密度调节剂和80％的水混合，得到溶液B；将固色剂和剩余的20％水混合，得到溶液C；
[0012]步骤3：将干物料A与溶液B搅拌混合，再加入溶液C，搅拌混合均匀，得到混凝土浆体；然后将混合后混凝土浆体在模具中灌注成型，静置待其发泡，再经过养护，得到泡沫混凝土成品。
[0013]本专利技术的有益之处在于：
[0014]1、本专利技术的负载催化剂通过在铁镍合金催化剂粉表面包覆处理，再与硅灰一起球磨，不仅解决了铁镍合金催化剂粉易氧化、易团聚和在体系中难以均匀分散的问题，同时作为泡沫混凝土的组分，还可增加混凝土浆体的粘度，增强了浆体的气泡包裹能力和稳定性，使负载催化剂具备了对密度调节剂的水化进行异相催化的作用，以调节泡沫混凝土的密度。
[0015]2、采用肼硼烷作为泡沫混凝土的密度调节剂，可使得体系在发气剂用量很少的情况下就可以产生大量的气体。通过事先将肼硼烷溶解于减水剂溶液的方法，可以实现肼硼烷在体系中的均匀分散。当体系中干物料A中的催化剂遇到溶液B中的肼硼烷后，将催化肼硼烷在体系中均匀发生水化反应，快速生成大量气体，实现泡沫混凝土的结构均匀及密度降低，并且还可以通过肼硼烷用量大小来调节泡沫混凝土的密度。
[0016]3、采用去活剂——固色剂NFC，不仅可以去除减水剂的表面活性，还可以促进浆体固化，增加泡沫混凝土的早期强度和结构稳定性。通过将固色剂NFC事先溶解于水中，可以保证其在后续的泡沫混凝土原料混合工艺中均匀分布于体系中，并与减水剂反应，有利于泡沫混凝土中各部分强度的均匀增长，抑制泡沫混凝土的不均匀塑性收缩开裂，保证泡沫混凝土实现轻质高强。
实施例
[0017]以下结合具体实施例对本专利技术作具体的介绍。
[0018]一、原料
[0019](1)水泥
[0020]选用符合现行国家或行业标准规定的水泥，例如：42.5普通硅酸盐水泥。
[0021](2)尾矿砂
[0022]选用金矿尾矿砂，其细度模数0.3
‑
0.6，表观相对密度＞2.5、亚甲蓝试验MB值＜1.4、有害物质含量和坚固性以及碱骨料反应指标均符合GB/T 14684
‑
2011标准的要求。
[0023](3)减水剂
[0024]选用符合现行国家或行业标准规定的高效减水剂，优选聚羧酸系减水剂(PCE)。
[0025](4)水
[0026]选用符合现行国家或行业标准规定的水。
[0027](5)硅灰
[0028]选用符合现行国家或行业标准对矿物外加剂质量要求的硅灰。
[0029](6)催化剂
[0030]选用细度300目、标号为FeNi60的铁镍合金催化剂粉为催化剂。
[0031](7)十八酸钠
[0032]采用化学纯十八酸钠，作为铁镍合金催化剂粉的包覆剂，以防止铁镍合金催化剂粉的氧化。
[0033](8)密度调节剂
[0034]选用化学纯肼硼烷。
[0035](9)去活剂
[0036]选用阳离子型固色剂NFC作为减水剂的去活剂，化工品。
[0037]二、配方及制备工艺
[0038](1)负载催化剂：
[0039]将1.0重量份300目铁镍合金催化剂粉FeNi60与十八酸钠1.0份混合，放入行星式高能球磨机球磨5分钟，进行铁镍合金催化剂粉的表面包覆，再在高能球磨机中加入200份硅灰，继续球磨10分钟，得到负载催化剂；
[0040](2)干物料A配制：
[0041]将水泥、金尾矿砂和负载催化剂按1∶(0
‑
1.0)∶(0.05
‑
0.10)的质量比在搅拌机中搅拌混合均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种尾矿集料泡沫混凝土，其特征在于，该尾矿集料泡沫混凝土原料由水泥、尾矿砂、减水剂、水、负载催化剂、密度调节剂和去活剂组成。其配比为：水泥∶尾矿砂∶减水剂∶水∶负载催化剂∶密度调节剂∶去活剂＝1∶(0
‑
1.0)∶0.025∶(0.25
‑
0.35)∶(0.05
‑
0.10)∶(0.0002
‑
0.003)∶(0.01
‑
0.02)。所述水泥为普通硅酸盐水泥；尾矿砂采用细度模数0.3
‑
0.6的金尾矿砂；减水剂为聚羧酸高效减水剂；水为自来水；密度调节剂为肼硼烷；去活剂为固色剂NFC。所述负载催化剂是以硅灰负载脂化包覆的铁镍合金催化剂粉制成。其制备工艺为：将1.0重量份300目铁镍合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘竞怡，
申请(专利权)人：陕西铁路工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：