一种脱硫石膏泡沫混凝土及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种脱硫石膏泡沫混凝土及其制备方法，该混凝土由复合胶凝材料及泡沫制成，每1000g复合胶凝材料中加入0.1～5L泡沫，复合胶凝材料由以下组分及重量百分比含量的原料制成：脱硫石膏10～90、活性掺合料10～90、水泥0～50、减水剂0～5、激发剂0～20、早强剂0～20、保塑剂0～5；将泡沫剂发泡制备泡沫，制备复合胶凝材料浆体，将泡沫加入复合胶凝材料浆体中，搅拌，得到泡沫混凝土浆体，将泡沫混凝土浆体浇注入模具，养护后即得脱硫石膏泡沫混凝土。与现有技术相比，本发明采用大量脱硫石膏及矿物掺合料替代水泥，不仅大量利用了工业废渣资源，减少水泥用量并由此造成的二氧化碳排放，同时本发明制得的脱硫石膏泡沫混凝土具有容重较低，强度较高的优点。
【专利说明】—种脱硫石膏泡沬混凝土及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种混凝土及其制备方法，尤其是涉及一种脱硫石膏泡沫混凝土及其制备方法，属于建筑材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]泡沫混凝土是在水泥浆或水泥砂浆中引入适量微小气泡，搅拌均匀后再浇注硬化而成的一种内部含有大量密闭气孔的多孔性浆体，具有轻质、保温、隔热、隔音等一系列普通混凝土所不具备的特殊性能。与有机保温材料相比，泡沫混凝土具有防火性能好、耐久性好、隔声性能好、无毒无害及不大量消耗石油资源等优势。泡沫混凝土作为新型轻质保温材料有着广泛的应用前景。
[0003]目前常见的泡沫混凝土土主要以水泥作为胶凝材料来制备，常见的水泥品种有普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥等。以工业废石膏及其它废渣作为主要胶凝材料制备泡沫混凝土尚未见报道。
[0004]我国电力以煤电为主，燃煤电厂发电量约占总发电量的80%。根据我国能源状况，今后相当长时期内以煤电为主的格局难以改变。然而燃煤电厂排放大量二氧化硫，严重污染大气环境，危害人民生活和健康。随着国家环保要求愈来愈严格，火电厂实施烟气脱硫势在必行，而且已成为当前解决二氧化硫污染问题的有效途径。在众多烟气脱硫工艺中，湿式石灰石-石膏法以其稳定、高效等优点成为世界上最成熟、应用最广泛的脱硫工艺。这种工艺会产生大量副产物脱硫石膏。2010年我国脱硫石膏排放量将达到300万吨以上，不仅要占用大量土地，存储管理不善还可能造成二次污染。
[0005]目前，脱硫石膏常见的利用途径有:替代天然石膏在水泥生产中作为水泥调凝剂利用，或将脱硫石膏掺入水泥基材料中作为激发剂使用，或者脱硫石膏经煅烧后，用于生产空心砌块，粉刷石膏和建筑石膏。以脱硫石膏及其它工业废渣为主要胶凝材料制备泡沫混凝土为废石膏的资源化利用提供了一`条新的利用途径，不仅有利于治污减排，制备的新型高性能泡沫混凝土用于轻质墙体材料有利于实现建筑节能，具有显著社会效益，同时由于采用大量废渣替代水泥，可大幅度降低泡沫混凝土的生产成本，也将产生可观的经济效益。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种保温隔热效果好、强度较高、可用作轻质墙体材料的脱硫石膏泡沫混凝土及其制备方法。
[0007]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0008]一种脱硫石膏泡沫混凝土，该混凝土由复合胶凝材料及泡沫制成，所述的复合胶凝材料与泡沫的比例关系为:每1000g复合胶凝材料中加入0.1~5L泡沫，所述的复合胶凝材料由以下组分及重量百分比含量的原料制成；
[0009]脱硫石膏 10~90 ;
[0010]活性掺合料10~90;[0011]水泥O ~50;
[0012]减水剂 O~5;
[0013]激发剂O~20;
[0014]早强剂O~20;
[0015]保塑剂O~5。
[0016]所述的复合胶凝材料与泡沫的比例关系优选为?每1000g复合胶凝材料中加入I~3L泡沫。
[0017]所述的复合胶凝材料所含组分优选以下重量百分比:
[0018]脱硫石膏 20~70;
[0019]活性掺合料20~70;
[0020]水泥5 ~30 ;
[0021]减水剂0.2 ~2.0;
[0022]激发剂 0.5~10 ;
[0023]早强剂0.5~10 ;
[0024]保塑剂0.0 5 ~1.0。
[0025]所述的脱硫石膏为燃煤电厂或钢厂对含硫原料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，主要成分为二水硫酸钙，所述的脱硫石膏为50°C下烘干，粒径小于45 μ m ;所述的活性掺合料选自粉煤灰、矿洛粉、娃灰或煤砰石粉中的一种或几种；所述的水泥选自硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥或复合水泥中的一种；所述的减水剂选自木质素磺酸盐、甲基萘磺酸盐缩聚物、三聚氰胺甲醛缩聚物或聚羧酸盐减水剂中的一种或几种；所述的激发剂选自氧化钙、氢氧化钙、硅酸钠、偏硅酸钠或铝酸钠中的一种或几种；所述的早强剂选自碳酸钠、氯化钙、甲酸钙或三乙醇胺中的一种或几种；所述的保塑剂选自甲基纤维素(HPMC)、甲基羟乙基纤维素醚(MHPC)、甲基羟丙基纤维素醚(MHPC)、羟乙基纤维素醚(HEC)、羧甲基纤维素(CMC)或木质纤维素(MC)中的一种或几种。
[0026]所述的粉煤灰为I级粉煤灰、II级粉煤灰或高钙粉煤灰，所述的粉煤灰的需水量比小于105%，烧失量小于5% ;所述的矿渣粉的比表面积大于350m2/kg ;所述的硅灰的烧失量小于5%，Si02含量大于80%;各种水泥的强度等级均大于32.5 ;所述的减水剂符合国家标准GB8076-1997《混凝土外加剂》对减水剂质量的要求。
[0027]所述的泡沫由泡沫剂高速搅拌产生或由发泡机制备产生。
[0028]所述的泡沫剂选自三萜皂甙表面活性剂、松香树脂类的钠盐化合物、脂肪酸盐类化合物、磺化碳氢化合物、烷基-苯甲基磺酸盐类化合物或动物蛋白泡沫剂中的一种或几种。
[0029]一种脱硫石膏泡沫混凝土的制备方法，该方法包括以下步骤:
[0030](I)配制泡沫剂溶液，将泡沫剂溶液加入发泡机或高速搅拌机中发泡制备泡沫；
[0031](2)将制备复合胶凝材料的组分放入搅拌机中干拌均匀混合，加水搅拌2~4分钟，制备复合胶凝材料浆体；
[0032](3)将泡沫加入复合胶凝材料浆体中，搅拌2~4分钟，得到泡沫混凝土浆体；
[0033](4)将泡沫混凝土浆体浇注入模具，在室内静置2天后拆模，放入养护室养护，或将泡沫混凝土试件带模在50~60°C温度下蒸汽养护Id后拆模，即得脱硫石膏泡沫混凝土。[0034]与现有技术相比，本发明制得的脱硫石膏泡沫混凝土采用大量脱硫石膏及矿物掺合料替代水泥，不仅大量利用了工业废渣资源，减少水泥用量并由此造成的二氧化碳排放，同时本发明制得的脱硫石膏泡沫混凝土具有容重较低，强度较高的优点，用于轻质泡沫墙体材料可较好地降低建筑物的能耗。采用本发明为工业废石膏的利用提高了一条新途径，应用本发明不仅可产生可观的经济效益，而且具有显著的社会效益。
【具体实施方式】
[0035]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0036]实施例1
[0037]—种脱硫石膏泡沫混凝土，该混凝土由复合胶凝材料及泡沫制成，复合胶凝材料与泡沫的比例关系为:每1000g复合胶凝材料中加入1.2L泡沫，复合胶凝材料由以下组分及重量百分比含量的原料制成:
[0038]
【权利要求】
1.一种脱硫石膏泡沫混凝土，其特征在于，该混凝土由复合胶凝材料及泡沫制成，所述的复合胶凝材料与泡沫的比例关系为:每1000g复合胶凝材料中加入0.1~5L泡沫，所述的复合胶凝材料由以下组分及重量百分比含量的原料制成: 脱硫石膏 10~90 ; 活性掺合料 10~90 ; 水泥O~50 ; 减水剂O~5 ; 激发剂O~20 ; 早强剂O~20 ; 保塑剂O~5。
2.根据权利要求1所述的一种脱硫石膏泡沫混凝土，其特征在于，所述的复合胶凝材料与泡沫的比例关系优选为:每1000g复合胶凝材料中加入I~3L泡沫。
3.根据权利要求1所述的一种脱硫石膏泡沫混凝土，其特征在于，所述的复合胶凝材料所含组分优选以下重量百分比: 脱硫石膏 20~70 ; 活性掺合料 20~70 ; 水泥5~30 ; 减水剂0.2~2.0 ; 激发剂0.5~10 ; 早强剂0.5~10 ; 保塑剂0.05~1.0。
4.根据权利要求1或3所述的一种脱硫石膏泡沫混凝土，其特征在于，所述的脱硫石膏为燃煤电厂或钢厂对含硫原料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，主要成分为二水硫酸钙；所述的活性掺合料选自粉煤灰、矿渣粉、硅灰或煤矸石粉中的一种或几种；所述的水泥选自硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥或复合水泥中的一种；所述的减水剂选自木质素磺酸盐、甲基萘磺酸盐缩聚物、三聚氰胺甲醛缩聚物或聚羧酸盐减水剂中的一种或几种；所述的激发剂选自氧化钙、氢氧化钙、硅酸钠、偏硅酸钠或铝酸钠中的一种或几种；所述的早强剂选自碳酸钠、氯化钙、甲酸钙或三乙醇胺中的一种或几种；所述的保塑剂选自甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素醚、甲基羟丙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、羧甲基纤维素或木质纤维素中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的一种脱硫石膏泡沫混凝土，其特征在于，所述的粉煤灰为I级粉煤灰、II级粉煤灰或高钙粉煤灰，所述的粉煤灰的需水量比小于105%，烧失量小于5 %;所述的矿渣粉的比表面积大于350m2/kg ;所述的硅灰的烧失量小于5 %，SiO2含量大于80%;各种水泥的强度等级均大于32.5 ;所述的减水剂符合国家标准GB8076-1997《混凝土外加剂》对减水剂质量的要求。
6.根据权利要求1所述的一种脱硫石膏泡沫混凝土，其特征在于，所述的泡沫由泡沫剂高速搅拌产生或由发泡机制备产生。
7.根据权利要求6所述的一种脱硫石膏泡沫混凝土，其特征在于，所述的泡沫剂选自三萜皂甙表面活性剂、松香树脂类的钠盐化合物、脂肪酸盐类化合物、磺化碳氢化合物、烷基-苯甲基磺酸盐类化合物或动物蛋白泡沫剂中的一种或几种。
8.—种如权利要求1所述的脱硫石膏泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)配制泡沫剂溶液，将泡沫剂溶液加入发泡机或高速搅拌机中发泡制备泡沫； (2)将制备复合胶凝材料的组分放入搅拌机中干拌均匀混合，加水搅拌，制备复合胶凝材料浆体； (3)将泡沫加入复合胶凝材料浆体中，搅拌，得到泡沫混凝土浆体； (4)将泡沫混凝土浆体浇注入模具，在室内静置2天后拆模，放入养护室养护，或将泡沫混凝土试件带模在50~60°C温度下蒸汽养护Id后拆模，即得脱硫石膏泡沫混凝土。
【文档编号】C04B38/02GK103771817SQ201210410904
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月24日 优先权日:2012年10月24日
【发明者】杨钱荣, 裴闪闪, 郭亚妮 申请人:同济大学