[发明专利]一种制粉煤灰基发泡地质聚合物的组合物和粉煤灰基发泡地质聚合物及其制备方法

说明书

本发明涉及粉煤灰利用得到粉煤灰基发泡地质聚合物领域，公开了一种制粉煤灰基发泡地质聚合物的组合物和粉煤灰基发泡地质聚合物及其制备方法。该组合物包含粉煤灰、化学发泡剂、碱激发剂、稳泡剂和抗裂剂；其中，所述粉煤灰的最大粒径D90为80μm以下。可以得到满足GB 11968‑2006中B05或B06级别的粉煤灰基发泡地质聚合物。

技术领域

本发明涉及粉煤灰利用得到粉煤灰基发泡地质聚合物制备领域，具体地，涉及一种制粉煤灰基发泡地质聚合物的组合物和粉煤灰基发泡地质聚合物及其制备方法。

背景技术

随着世界能源的不断消耗各国日益重视节能环保，建筑节能也日趋成为各国政府关注的焦点之一。建筑节能是减轻环境污染、解决能源危机的重要途径之一，建筑能耗占社会总能耗30％左右。到2020年，全社会的新增建筑全部达到节能65％的目标，而像北京这种特大城市，从2012年就率先执行节能75％的设计标准。与此同时，国家标准对新建建筑的节能水平要求是要达到或接近于同等气候条件下的发达国家的节能水平。因此，大力推进墙体材料的改性与革新，开发并推广新型生态环保节能墙体和屋面材料体系势在必行。

目前国内外使用的墙体保温材料主要分为传统的无机保温材料(如岩棉、玻璃棉等)，和有机合成保温材料(如聚氨酯、聚苯乙烯等)两大类。然而，对于传统的无机保温材料，无论从其生产加工的复杂程度、能源消耗、还是价格、长期稳定性方面都使得传统无机保温材料的广泛使用受到限制。有机合成保温材料相比无机保温材料，虽然保温效果优异，如聚苯板和聚氨酯泡沫等材料占据了中国的墙体保温材料体系的占有较大份额，但其火灾隐患和接连的重大事故(如央视新址火灾、上海静安火灾等)，造成了重大的人身伤亡和巨大的经济损失。因此现代建筑要求科研人员研发更加安全节能、绿色环保、施工方便、经济可行的新型墙体自保温材料。

粉煤灰是我国的主要工业固废之一。随着电力行业的迅速发展燃煤热电厂每年所排放的粉煤灰总量逐年增加。粉煤灰基地质聚合物(也称为粉煤灰基矿物聚合物，geopolymer)的研究随着粉煤灰利用的加强，越来越受到各国研究人员的重视。进一步经受发泡的粉煤灰基发泡地质聚合物具有节能、环保、利废、降低建筑成本等优点。

CN105541374A公开了一种粉煤灰基地聚合物泡沫混凝土组合物，含有粉煤灰、发泡剂、水玻璃、铝粉和水，其中，相对于100g的所述粉煤灰，所述发泡剂的用量为0.46-2.34g，所述水玻璃的用量为30-70g，所述铝粉的用量为0.1-0.9g，所述水的用量为18.8-93.7g。其中发泡剂为动物蛋白发泡剂、松香发泡剂、植物蛋白发泡剂和复合型发泡剂中的至少一种。该申请认为，化学法发泡过程不容易控制，特别是铝粉发泡容易造成塌模现象，影响泡沫混凝土的产品合格率。而物理法发泡是通过机械方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂组成的料浆中，再成型为多孔材料，但是很难获得低干密度、低导热系数的材料。该申请结合物理发泡和化学发泡的方法，以得到干密度为286kg/m3～325kg/m3，按照GB/T17671-1999测定的抗压强度为0.45～1.27MPa，按照GB/T10295-2008测定的导热系数为0.053～0.086W/m·K。

CN104119096A公开了一种无机组合物、无机泡沫材料及其制备方法。该无机组合物包括200-350重量份的活性硅铝质物料、0.5-22重量份的早强组分、100-300重量份的水玻璃和0.5-20重量份的发泡剂。活性硅铝质物料包括粉煤灰、偏高岭土、粘土、炉灰和赤泥中的至少一种，其中粉煤灰占比为25-85重量％。发泡剂为化学发泡剂，双氧水或铝粉。早强组分选自等级42.5级或52.5级的普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥、矿渣中的至少一种，与粉煤灰结合，有助于在泡沫形成初期提供框架支撑强度，可以解决大量粉煤灰使用过程中出现的易塌模、泡孔不均一、密闭性较差的问题，获得的无机材料按照GB/T5486-2008测定的干密度为180kg/m³～345kg/m³，测定的抗压强度为0.23～2.49MPa，按照GB/T10294-2008测定的导热系数为0.049～0.115W/m·K。