一种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泡沫混凝土及其制备方法，泡沫混凝土以重量份数计包括：活性凝胶材料100

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，特别涉及一种泡沫混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]轨道交通的建设是城市发展的基础，也是解决交通问题的有效方法。在地铁隧道盾构开挖过程中产生大量的盾构渣土，盾构渣土目前的处理方式主要以地面堆存为主，堆存过程中占用大量土地，盾构渣土中的有害组分危害土壤安全，同时大量盾构渣土影响市容，存在较大的安全隐患。
[0003]部分地铁盾构开挖过程中产生的盾构渣土中含有大量黏土、钾长石、石灰岩等，钾长石中SiO2、Al2O3含量较高，在一定的激发剂作用下能够激发盾构渣土的活性。因此制备一种保证自己胶结强度，同时激发盾构渣土活性的胶凝材料，并使用胶凝材料与盾构渣土制备土体与管片之间的注浆材料或者基坑的回填材料，具有较高的工程价值和环境保护价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种固废利用率高泡沫混凝土，以及一种固废利用率高泡沫混凝土的制备方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种泡沫混凝土，以重量份数计包括：活性凝胶材料100
‑
150份，惰性填充材料250
‑
600份，复合发泡材料0.3
‑
1份，水50
‑
300份；活性胶凝材料包括高炉矿渣粉、改性拜耳法赤泥、钛石膏和钢渣粉，惰性填充材料包括盾构渣土和陶粒，复合发泡材料包括球形铝粉、稳定剂和表面活性剂。
[0006]优选的，所述的活性胶凝材料以重量份数计包括：高炉矿渣粉40
‑
120份，改性拜耳法赤泥20
‑
50份，钛石膏10
‑
40份，钢渣粉10
‑
40份。
[0007]优选的，所述的改性拜耳法赤泥采用如下工艺制备：
[0008]A1:以重量份数计，分别称取以下材料备用：拜耳法赤泥100份，氯化钙5
‑
10份，硅灰5
‑
10份；
[0009]A2:将拜耳法赤泥在400
‑
450℃条件下高温活化40
‑
50min；
[0010]A3:将活化后的拜耳法赤泥与氯化钙和硅灰混合均匀，使用球磨机粉磨至比表面积为700～800
㎡
/
㎏
，即制得改性拜耳法赤泥。
[0011]通过高温活化和化学激发作用，使得赤泥中的硅铝酸盐矿物结晶度降低，活性增加。赤泥及钢渣中含有大量OH
‑
。钛石膏中含有大量的SO
42
‑
，改性赤泥提供活性铝，硅粉提供活性硅，多种材料协同作用激发矿渣粉及盾构渣土中低聚状态的硅铝酸盐矿物，生成钙矾石及沸石类矿物，保证泡沫混凝土的力学性能。
[0012]优选的，所述的拜耳法赤泥的比表面积为300
‑
500
㎡
/
㎏
，氯化钙为分析纯试剂，硅灰中活性硅质量含量≥95％，硅灰的比表面积为1000
‑
1200
㎡
/
㎏
。
[0013]优选的，所述的惰性填充材料以重量分数计包括：盾构渣土100
‑
400份，陶粒100
‑
300份；所述的盾构渣土的中黏土的含量为50％
‑
60％，盾构渣土的比表面积为200
‑
300
㎡
/
㎏
，陶粒规格为10
‑
25mm。
[0014]优选的，所述的复合发泡材料以重量分数计包括：球形铝粉0.05
‑
0.1份，稳定剂0.1
‑
0.3份，表面活性剂0.1
‑
0.3份；所述的球形铝粉中活性铝质量含量≥94％，球形铝粉200目筛余＜3％，。球形铝粉制备过程中直接以熔化铝水作为原材料，避免了二次熔铝对铝的破坏，铝粉的发泡时间控制在60
‑
120min，保证了工程操作时间。稳定剂的添加能够在气泡的液膜有秩序的分布，赋予泡沫良好的弹性和自修复能力，起到稳泡效果。表面活性剂能够降低材料的静电斥力，提供空间位阻，改善泡沫混凝土的工作性，同时能够引入大量微小的气泡，优化铝粉形成的气泡分布，提高泡沫混凝土的均匀性。
[0015]优选的，所述的稳定剂以重量分数计包括：月桂基聚氧乙烯醇硫酸钠1
‑
2份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1
‑
2份，硬脂酸钙1
‑
3份。
[0016]优选的，所述的表面活性剂以重量分数计包括：木质素磺酸钙1份，三聚氰胺高效减水剂1
‑
1.5份，聚羧酸高性能减水剂0.5
‑
0.9份
[0017]优选的，所述的泡沫混凝土以重量份数计包括：以重量份数计包括：活性凝胶材料125份，惰性填充材料425份，复合发泡材料0.7份，水175份；所述的活性凝胶材料以重量份数计包括：高炉矿渣粉80份，改性拜耳法赤泥35份，钛石膏25份，钢渣粉25份；所述的惰性填充材料以重量份数计包括：盾构渣土250份，陶粒150份；所述的复合发泡材料以重量分数计包括：球形铝粉0.07份，稳定剂0.2份，表面活性剂0.2份；所述的稳定剂以重量分数计包括：月桂基聚氧乙烯醇硫酸钠1.5份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1.5份，硬脂酸钙2份；所述的表面活性剂以重量分数计包括：木质素磺酸钙1份，三聚氰胺高效减水剂1.2份，聚羧酸高性能减水剂0.7份。
[0018]本专利技术提供的泡沫混凝土的制备方法为：将各组分按其重量份数加入搅拌机中搅拌，即制得泡沫混凝土。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术提供的一种泡沫混凝土及其制备方法在制备过程中不使用水泥，对胶凝材料固体废弃物的利用率接近100％，碳排放量低，对环境污染小，成本更低，经济效果和环境保护效果显著。泡沫混凝土制备过程中利用了多种固体废弃物的协同激发效果，提升了盾构渣土的活性，制备的泡沫混凝土力学性能较高。复合发泡材料注重了发泡速率的控制，泡沫质量的提升，泡沫大小的均匀分布以及泡沫混凝土工作性的调节。通过本专利技术的制备方法得到的泡沫混凝土的容重可调可控，力学性能高，工作性好，耐久性好。
具体实施方式
[0021]下述实施例泡沫混凝土中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。
[0022]本专利技术各实施例组分见下表
[0023]表1活性凝胶材料组分列表(单位为重量份)
[0024] 高炉矿渣粉改性拜耳法赤泥钛石膏钢渣粉活性凝胶材料180352525
活性凝胶材料240501040活性凝胶材料3120204010活性凝胶材料48035本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泡沫混凝土，其特征在于：以重量份数计包括：活性凝胶材料100
‑
150份，惰性填充材料250
‑
600份，复合发泡材料0.3
‑
1份，水50
‑
300份；活性胶凝材料包括高炉矿渣粉、改性拜耳法赤泥、钛石膏和钢渣粉，惰性填充材料包括盾构渣土和陶粒，复合发泡材料包括球形铝粉、稳定剂和表面活性剂。2.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土，其特征在于：所述的活性胶凝材料以重量份数计包括：高炉矿渣粉40
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120份，改性拜耳法赤泥20
‑
50份，钛石膏10
‑
40份，钢渣粉10
‑
40份。3.根据权利要求2所述的一种泡沫混凝土，其特征在于：所述的改性拜耳法赤泥采用如下工艺制备：A1:以重量份数计，分别称取以下材料备用：拜耳法赤泥100份，氯化钙5
‑
10份，硅灰5
‑
10份；A2:将拜耳法赤泥在400
‑
450℃条件下高温活化40
‑
50min；A3:将活化后的拜耳法赤泥与氯化钙和硅灰混合均匀，使用球磨机粉磨至比表面积为700～800
㎡
/
㎏
，即制得改性拜耳法赤泥。4.根据权利要求3所述的一种泡沫混凝土，其特征在于：所述的拜耳法赤泥的比表面积为300
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500
㎡
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㎏
，氯化钙为分析纯试剂，硅灰中活性硅质量含量≥95％，硅灰的比表面积为1000
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1200
㎡
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㎏
。5.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土，其特征在于：所述的惰性填充材料以重量分数计包括：盾构渣土100
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400份，陶粒100
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300份；所述的盾构渣土的中黏土的含量为50％

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇，周在波，乔南，付鹏，郎惠东，袁言臣，代长顺，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：