[发明专利]一种以脱硫石膏为主要胶凝材料的泡沫混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种以脱硫石膏为主要胶凝材料的泡沫混凝土及其制备方法。

背景技术

随着工业化进程的发展及社会生产力的大幅提高，地球上的化石燃料等不可再生资源已日渐沽竭，人类正面临着严重的能源危机。如今，节约能源和降低能耗已成社会主题。一直以来，在各国的能源消耗比例中，建筑能耗占有很高的比重。因此，开发高效保温的新型墙体材料，实现建筑墙体的自保温，对降低建筑能耗和达到节能要求具有重要意义。近几年，我国较常用的建筑墙体保温材料主要是一些有机保温材料，如发泡聚苯板、喷涂聚氨酯、挤塑聚苯板和聚苯颗粒等，但是这些有机材料存在着显著的缺点：1）材料变形系数大，在使用过程中极易发生形变，稳定性差；2）材料使用一段时间后会逐渐老化，寿命较短，耐久性差；3）材料极易燃烧，安全性不高。

北京央视大火和上海2010年“11.15”重大火灾等事件暴露了有机保温材料防火性差的缺点，让人们重新认识到墙体保温材料防火性能的重要性。目前，聚苯板等有机保温材料已退出建材市场，而无机类保温材料因其防火性好和阻燃性强开始得到广泛应用。泡沫混凝土作为一种无机保温材料，不仅具有质轻、保温隔热、隔音吸声和不燃等显著优点，而且在生产过程中还可以大量利用粉煤灰和矿渣等工业废弃物。当前，其正以迅猛的速度进行生产和应用。

泡沫混凝土是将发泡剂溶液通过机械方法制成的泡沫，加入到含硅和钙的材料（水泥、粉煤灰、矿渣粉、石灰和石英砂等）、外加剂、纤维及水等制成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型和养护而成的一种轻质多孔建筑材料。其与加气混凝土具有许多相似的特征，如结构特征相同、力学性能及技术指标相近等。但是，相对于加气混凝土，泡沫混凝土具有以下几方面的优势：1）加气混凝土通过化学方法发泡，孔径不易控制，而泡沫混凝土通过物理方法发泡，可以通过调整发泡剂和稳泡剂比例及改变搅拌时间和速度来控制气孔大小；2）泡沫混凝土更易实现低密度，目前已有科研单位研制出干密度低于150Kg/m³的泡沫混凝土产品；3）养护方式更多样，泡沫混凝土可采取自然养护、蒸汽养护和蒸压养护等方式，而传统加气混凝土只采用蒸压养护；4）泡沫混凝土既可以用于现浇，也可以用于生产块材和板材，而加气混凝土只能生产块材和板材。

脱硫石膏又称烟气脱硫石膏（Flue Gas Desulphurization Gypsum），是对含硫燃料（煤、油等）燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产石膏。“十一五”末，我国有3-4亿千瓦燃煤发电机组配置石灰石-石膏法脱硫设施，每年产生6000万吨以上脱硫石膏，在“十二五”期间，其产量每年仍将会迅速增长。对排放量逐年剧增的脱硫石膏，若采取抛弃堆存，不仅占用大量宝贵的土地资源，而且对周围生态环境产生不利影响。当前脱硫石膏最主要的应用途径分为两种：一种是不经煅烧的脱硫石膏代替天然石膏用作硅酸盐水泥的缓凝剂和复合掺合料的添加剂等；一种是经煅烧的脱硫石膏用于生产建筑石膏或以建筑石膏为主要原料的粉刷石膏及石膏制品等。

将预制泡沫掺入脱硫石膏-矿渣粉-粉煤灰-水泥复合胶凝体系制备成泡沫混凝土，不仅不仅为脱硫石膏提供了一条可行的资源化利用途径，也大量消耗了粉煤灰和矿渣等工业废弃物，而且制备出一种新型的建筑保温材料，推动建筑节能的发展。

本发明制备的泡沫混凝土以脱硫石膏、粉煤灰、矿渣和普通硅酸盐水泥作为胶凝材料，并掺加碱性激发剂和早强剂对胶凝材料进行改性，再将胶凝材料与稳泡剂改性过的预制泡沫搅拌均匀，成型及养护后得到以脱硫石膏为主要胶凝材料的泡沫混凝土，它既可以用于现浇，也可以用于生产制品，产品质轻、保温性能优异及防火性好，符合建筑围护结构墙体保温的要求，具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种质轻、保温性能优异、防火性好及工业废弃物利用率高的以脱硫石膏为主要胶凝材料的泡沫混凝土。

本发明提出了一种以脱硫石膏为主要胶凝材料的泡沫混凝土，该泡沫混凝土以脱硫石膏、粉煤灰、矿渣粉和普通硅酸盐水泥作为复合胶凝材料，并掺加碱性激发剂和早强剂对胶凝材料进行改性，预制泡沫为发泡剂通过机械方法制得，并用稳泡剂对其改性。本发明提出的以脱硫石膏为主要胶凝材料的泡沫混凝土，由脱硫石膏、矿渣粉、粉煤灰、水泥、发泡剂、稳泡剂、碱性激发剂、早强剂、水玻璃、减水剂和聚丙烯纤维组成，各组分的重量比为：

脱硫石膏                   100

矿渣粉                     60-130