[發明專利]一種以脫硫石膏為主要膠凝材料的泡沫混凝土及其制備方法

無效

• 申請號: 201210126903.5
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102633525A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 孫振平;劉警;楊正宏
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C04B38/02
• 分類號: C04B38/02;C04B28/14
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬建筑材料技術領域，具體涉及一種以脫硫石膏為主要膠凝材料的泡沫混凝土及其制備方法。

背景技術

隨著工業化進程的發展及社會生產力的大幅提高，地球上的化石燃料等不可再生資源已日漸沽竭，人類正面臨著嚴重的能源危機。如今，節約能源和降低能耗已成社會主題。一直以來，在各國的能源消耗比例中，建筑能耗占有很高的比重。因此，開發高效保溫的新型墻體材料，實現建筑墻體的自保溫，對降低建筑能耗和達到節能要求具有重要意義。近幾年，我國較常用的建筑墻體保溫材料主要是一些有機保溫材料，如發泡聚苯板、噴涂聚氨酯、擠塑聚苯板和聚苯顆粒等，但是這些有機材料存在著顯著的缺點：1）材料變形系數大，在使用過程中極易發生形變，穩定性差；2）材料使用一段時間后會逐漸老化，壽命較短，耐久性差；3）材料極易燃燒，安全性不高。

北京央視大火和上海2010年“11.15”重大火災等事件暴露了有機保溫材料防火性差的缺點，讓人們重新認識到墻體保溫材料防火性能的重要性。目前，聚苯板等有機保溫材料已退出建材市場，而無機類保溫材料因其防火性好和阻燃性強開始得到廣泛應用。泡沫混凝土作為一種無機保溫材料，不僅具有質輕、保溫隔熱、隔音吸聲和不燃等顯著優點，而且在生產過程中還可以大量利用粉煤灰和礦渣等工業廢棄物。當前，其正以迅猛的速度進行生產和應用。

泡沫混凝土是將發泡劑溶液通過機械方法制成的泡沫，加入到含硅和鈣的材料（水泥、粉煤灰、礦渣粉、石灰和石英砂等）、外加劑、纖維及水等制成的料漿中，經混合攪拌、澆注成型和養護而成的一種輕質多孔建筑材料。其與加氣混凝土具有許多相似的特征，如結構特征相同、力學性能及技術指標相近等。但是，相對于加氣混凝土，泡沫混凝土具有以下幾方面的優勢：1）加氣混凝土通過化學方法發泡，孔徑不易控制，而泡沫混凝土通過物理方法發泡，可以通過調整發泡劑和穩泡劑比例及改變攪拌時間和速度來控制氣孔大小；2）泡沫混凝土更易實現低密度，目前已有科研單位研制出干密度低于150Kg/m³的泡沫混凝土產品；3）養護方式更多樣，泡沫混凝土可采取自然養護、蒸汽養護和蒸壓養護等方式，而傳統加氣混凝土只采用蒸壓養護；4）泡沫混凝土既可以用于現澆，也可以用于生產塊材和板材，而加氣混凝土只能生產塊材和板材。

脫硫石膏又稱煙氣脫硫石膏（Flue?Gas?Desulphurization?Gypsum），是對含硫燃料（煤、油等）燃燒后產生的煙氣進行脫硫凈化處理而得到的工業副產石膏。“十一五”末，我國有3-4億千瓦燃煤發電機組配置石灰石-石膏法脫硫設施，每年產生6000萬噸以上脫硫石膏，在“十二五”期間，其產量每年仍將會迅速增長。對排放量逐年劇增的脫硫石膏，若采取拋棄堆存，不僅占用大量寶貴的土地資源，而且對周圍生態環境產生不利影響。當前脫硫石膏最主要的應用途徑分為兩種：一種是不經煅燒的脫硫石膏代替天然石膏用作硅酸鹽水泥的緩凝劑和復合摻合料的添加劑等；一種是經煅燒的脫硫石膏用于生產建筑石膏或以建筑石膏為主要原料的粉刷石膏及石膏制品等。

將預制泡沫摻入脫硫石膏-礦渣粉-粉煤灰-水泥復合膠凝體系制備成泡沫混凝土，不僅不僅為脫硫石膏提供了一條可行的資源化利用途徑，也大量消耗了粉煤灰和礦渣等工業廢棄物，而且制備出一種新型的建筑保溫材料，推動建筑節能的發展。

本發明制備的泡沫混凝土以脫硫石膏、粉煤灰、礦渣和普通硅酸鹽水泥作為膠凝材料，并摻加堿性激發劑和早強劑對膠凝材料進行改性，再將膠凝材料與穩泡劑改性過的預制泡沫攪拌均勻，成型及養護后得到以脫硫石膏為主要膠凝材料的泡沫混凝土，它既可以用于現澆，也可以用于生產制品，產品質輕、保溫性能優異及防火性好，符合建筑圍護結構墻體保溫的要求，具有良好的經濟效益、環境效益和社會效益。

發明內容

本發明的目的在于提供一種質輕、保溫性能優異、防火性好及工業廢棄物利用率高的以脫硫石膏為主要膠凝材料的泡沫混凝土。

本發明提出了一種以脫硫石膏為主要膠凝材料的泡沫混凝土，該泡沫混凝土以脫硫石膏、粉煤灰、礦渣粉和普通硅酸鹽水泥作為復合膠凝材料，并摻加堿性激發劑和早強劑對膠凝材料進行改性，預制泡沫為發泡劑通過機械方法制得，并用穩泡劑對其改性。本發明提出的以脫硫石膏為主要膠凝材料的泡沫混凝土，由脫硫石膏、礦渣粉、粉煤灰、水泥、發泡劑、穩泡劑、堿性激發劑、早強劑、水玻璃、減水劑和聚丙烯纖維組成，各組分的重量比為：

脫硫石膏???????????????????100

礦渣粉?????????????????????60-130