[發(fā)明專利]一種利用固硫灰渣制備泡沫混凝土的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010828550.8
• 申請(qǐng)日: 2020-08-18
• 公開（公告）號(hào): CN111995304A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊贊中;王路;山傳龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/00
• 分類號(hào): C04B28/00;C04B38/10;C04B18/10;B28B1/50;B28C5/38;C04B111/40
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明以固硫渣代替砂石起骨料作用，以固硫灰代替水泥起膠凝材料作用制備泡沫混凝土，無(wú)需使用天然礦物砂石作為骨料、同時(shí)降低了水泥的用量，制備工藝簡(jiǎn)單、固廢利用率高達(dá)50%~90%；通過(guò)改變?cè)吓浜媳仍O(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)制度，采用自配外加劑改性能夠?qū)χ破返男阅苓M(jìn)行調(diào)控。制品干容重等級(jí)A02~A12，抗壓強(qiáng)度0.44~18.63MPa，導(dǎo)熱系數(shù)0.040~0.160W/(m?k)，性能優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGT266?2011所標(biāo)示的泡沫混凝土性能。可廣泛應(yīng)用于路橋工程、現(xiàn)澆墻體、屋面保溫層及找坡找平層、現(xiàn)澆地暖絕熱層及墊層等領(lǐng)域，亦可制備高性能泡沫混凝土砌塊、泡沫混凝土復(fù)合墻體等制品。由此，既提供了一種低成本制備高性能泡沫混凝土材料的方法，又為固硫灰渣資源的材料化高附加值利用探尋了一條有效的途徑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體廢棄物資源化利用領(lǐng)域，具體涉及用固硫灰渣制備泡沫混凝土的方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)墻體材料改革與建筑節(jié)能政策的推行，泡沫混凝土作為一種節(jié)能型建筑材料，其開發(fā)和應(yīng)用受到廣泛的重視。盡管目前國(guó)內(nèi)外對(duì)現(xiàn)澆泡沫混凝土的研究已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，但依然存在諸多問(wèn)題。諸如：原材料選用大量消耗水泥和礦產(chǎn)資源不僅造成制備成本提高、資源浪費(fèi)，而且對(duì)制品性能也有不好的影響，主要表現(xiàn)在開裂、體重大等問(wèn)題；以固廢為生產(chǎn)原料，能夠有效降低成本，但是制品性能不佳；生產(chǎn)制備工藝受環(huán)境影響，導(dǎo)致制品性能浮動(dòng)較大，不利于工藝的推廣使用。因此，亟需研發(fā)容重低、強(qiáng)度高、使用性能好、成本低的泡沫混凝土制備技術(shù)。

近年來(lái)伴隨著能源資源緊張以及環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)苛，循環(huán)硫化床燃煤技術(shù)得到普及，固硫灰渣的排放量也越來(lái)越大，作為一種工業(yè)廢棄物，其資源化利用受到廣泛的關(guān)注。眾多的科研工作者已經(jīng)對(duì)固硫灰渣的物理化學(xué)性質(zhì)及資源化利用進(jìn)行了研究：固硫渣經(jīng)過(guò)高溫煅燒具有優(yōu)異的力學(xué)性能，其酥松多孔的結(jié)構(gòu)，使得爐渣相較于砂石具有更低的密度；固硫灰相較于粉煤灰具有更高的火山灰活性，同時(shí)具有一定的自硬性；但是由于其高鈣、高硫的化學(xué)特性，以及疏松多孔的物理性質(zhì)，應(yīng)用于傳統(tǒng)混凝土的制備易造成制品體積安定性不良的問(wèn)題；用于建筑材料固硫灰渣不能直接用作礦物摻合料，而是以水泥熟料組分或作為其研磨助劑使用，應(yīng)用量較少，固硫灰渣高鈣高硫的特性限制了其在建筑材料領(lǐng)域的大范圍應(yīng)用。目前比較成熟的利用方法是礦山礦井的回填，或用于固化污泥的環(huán)境治理工作，但是這些利用方式導(dǎo)致固硫灰渣的材料屬性并未得到發(fā)揮，其價(jià)值極大的浪費(fèi)，固硫灰渣的高附加值資源化利用進(jìn)程緩慢。目前固硫灰渣大多以堆存的方式存儲(chǔ)，一方面占用了大量土地資源，易造成粉塵的污染，另一方面其滲透物能夠穿透表層土壤污染地下水系統(tǒng)，從而造成不可逆轉(zhuǎn)的災(zāi)害；固硫灰渣資源與環(huán)境污染之間的矛盾日益凸顯。

固硫灰渣高鈣高硫的特性，使得其水化產(chǎn)物中鈣礬石的含量明顯增多，由于混凝土致密的結(jié)構(gòu)，鈣礬石造成的體積膨脹在混凝土制品的內(nèi)部形成微應(yīng)力，從而導(dǎo)致微裂紋的產(chǎn)生，造成制品體積安定性不良以及力學(xué)性能變差。相較于傳統(tǒng)的混凝土，泡沫混凝土多孔的結(jié)構(gòu)使得其具有更高的彈性，同時(shí)能夠容納更多的體積膨脹。泡沫混凝土由于其膠凝材料含量較少，導(dǎo)致制品的早期強(qiáng)度發(fā)展緩慢，同時(shí)干燥收縮較大。固硫灰渣較高的火山灰活性、自硬性，一定的體積膨脹特性，使得其應(yīng)用于泡沫混凝土的制備能夠有效的促進(jìn)制品早期強(qiáng)度的發(fā)展，同時(shí)能夠克服泡沫混凝土制品干燥收縮較大的問(wèn)題。目前固硫灰已經(jīng)在低容重泡沫混凝土制備中得到應(yīng)用，但是往往需要對(duì)固硫灰進(jìn)行磨細(xì)處理，同時(shí)固廢的利用率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高摻固硫灰渣泡沫混凝土的制備方法，以固硫渣代替砂石起骨料的作用，固硫灰部分代替水泥起膠凝材料的作用，采用物理發(fā)泡的方式制備泡沫混凝土。通過(guò)多種外加劑對(duì)制備工藝進(jìn)行改進(jìn)，一方面能夠克服固硫灰渣在建筑材料中易造成體積安定性不良的問(wèn)題；應(yīng)用于泡沫混凝土的制備節(jié)約天然礦物資源，降低水泥用量，起到降低生產(chǎn)成本作用的同時(shí)，能夠有效改善泡沫混凝土制品的性能。由此，既可為低成本制備高性能泡沫混凝土材料提供理論和技術(shù)支持，又可為固硫灰渣資源的材料化高附加值利用探尋一條有效的途徑。