技术领域本发明涉及一种轻质节能建筑材料及其制备方法，具体涉及一种含有再生无机轻骨料的泡沫混凝土及其制备方法。
背景技术：
近几年来，随着建筑节能政策的驱动，建筑节能技术和节能材料有了飞速发展。为了满足建筑节能环保的要求，目前以有机高分子为主要原料生产的墙体保温材料不适合防火和环保的要求，逐渐被无机隔热保温材料所取代。泡沫混凝土具有轻质、保温、隔热、隔音、不燃、抗震、利废等优点，可很好地满足建筑节能和建筑安全的要求，在众多无机保温材料中脱颖而出。泡沫混凝土产品具有很好的市场需求，成本较低，效果好，具有价格优势，加之国家产业政策调整，泡沫混凝土应用越来越广泛。目前国内大、中城市框架结构建筑中，已有部分建筑的屋面、墙体、非承重结构采用了轻骨料泡沫混凝土直接现场浇注，轻骨料泡沫混凝土具有强度高、干燥收缩小、不塌模等优点，在泡沫混凝土现浇工艺和制品中获得广泛应用。无机轻骨料需求量大增，市场供不应求，价格上涨。珍珠岩、玻化微珠等无机矿物资源缺乏，质量优良的陶粒供不应求。另一方面，加气混凝土、泡沫混凝土、发泡陶瓷、发泡玻璃等无机保温建材制品发展迅速，产量大幅增加，同时也产生大量次品不合格品，这些废次品如何有效处理成为众多建材企业面对的难题。因此，利用无机保温建材废料制备轻骨料泡沫混凝土，一方面可以变废为宝、高附加值处理无机保温建材废料，减少对天然资源的开采和能源消耗，；另一方面，可以有效解决轻骨料泡沫混凝土上浮、流动差、成本高、原料缺乏等问题，促进轻骨料泡沫混凝土推广与应用，具有显著的经济与社会效益。CN201310243692.8公开的轻集料泡沫混凝土及其生产方法，使用的轻集料为珍珠岩、玻化微珠、陶粒中的一种或多种，这些轻集料为普通轻集料，需要开采无机矿物资源或且高浇煅烧，浪费资源能源，另外所发明的轻集料泡沫混凝土强度低（0.3MPa），容易收缩开裂，不利用产品推广使用，更不适用于墙体、非承重结构等构造中。CN201210098747.6公开的EPS轻集料混凝土及其制备方法，使用的轻集料为EPS，EPS防火等级低，用于墙体等结构中存在安全隐患，另外EPS轻集料混凝土质量不均匀、EPS容易上浮、流动度较差，不适用现浇泡沫混凝土工程中。
技术实现要素：
本发明的目的之一是提供一种含有再生无机轻骨料的泡沫混凝土，该再生轻骨料泡沫混凝土具有强度高、收缩小、不塌模、流动度好、均质、成本低等优点，特别适用于现浇轻质墙体、屋面、轻质水泥制品构件等。本发明目的之二是提供上述再生无机轻骨料泡沫混凝土的制备方法。为实现上述第一个目的，本发明的技术方案如下：一种含有再生无机轻骨料的泡沫混凝土，其原料包括水泥20~60份、矿渣20~60份、砂0~50份、减水剂0.5~3份、纤维0.1~3份、水25~60份、掺加量占泡沫混凝土总体积1~80%的泡沫以及掺加量占泡沫混凝土总体积的1~80%的再生无机轻骨料，所述再生无机轻骨料由包括但不限于加气混凝土、泡沫混凝土、发泡陶瓷、发泡玻璃中的一种或多种无机保温建材废料经过破碎筛分级配而成。所述水泥为强度等级不小于32.5级的普通硅酸盐水泥。所述矿渣为磨细粒化高炉矿渣，比表面积大于350m2/Kg，活性指数不低于90%。所述减水剂包括但不限于聚羧酸减水剂、萘系减水剂和木质素磺酸盐类减水剂中的一种。所述纤维为聚丙烯纤维，长度6~15mm。所述水为自来水。所述泡沫由发泡剂和水组成，两者质量比为1﹕40~200，泡沫的密度为30~70g/L。所述的发泡剂为动物发泡剂、植物蛋白发泡剂、松香皂类发泡剂中的任意一种。所述再生无机轻骨料中颗粒粒径范围0.75~25mm。为实现上述第二个目的，本发明的技术方案如下：上述再生无机轻骨料泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：（1）按照配合比称量水泥、矿渣、砂、减水剂、纤维、再生轻骨料、发泡剂和水；（2）将水泥、矿渣、砂、减水剂和纤维倒入搅拌机中搅拌均匀，得到干料；（3）加水及减水剂至干料中搅拌均匀；（4）将再生轻骨料加入搅拌均匀，制成浆料；（5）将发泡剂与水按比例混合加入发泡机中，发泡压力控制在0.5MPa~1.0MPa的范围内，发泡筒长度不少于50cm，便可制备出性能优良的泡沫；（6）泡沫加入浆料中搅拌混合均匀，浇注成型后经自然养护而成。本发明与现有技术相比具有以下优点：（1）本发明制备的再生轻骨料泡沫混凝土具有强度高、收缩小、不塌模、流动度好、均质、成本低等优点。（2）由于无机保温建材废料存在大量的封闭型泡沫孔，通过破碎造粒方法使无机保温建材废料制成再生轻骨料，代替珍珠岩、玻化微珠、陶粒等普通轻骨料，变废为宝，成本低，减少了对天然资源的开采和能源消耗，实现了无机保温建材废料废料的资源化高附加值利用，具有明显的经济和社会效益。（3）有效解决了轻骨料泡沫混凝土干燥收缩大、塌模、轻骨料上浮等问题，特别适用于现浇轻质墙体等非承重构造中，具有显著的经济与社会效益。本发明利用无机保温建材废料作为再生无机轻骨料制备泡沫混凝土，一方面无机保温建材废料可以减轻泡沫混凝土重量，制备轻质高强度泡沫混凝土；另一方面无机保温建材废料具有一定强度，在泡沫混凝土浇注后起强有力的支撑作用，防止现浇泡沫混凝土塌模，提高泡沫混凝土的强度。无机保温建材废料已基本水化完全或已经过高温浇结，体积变化基本稳定，在泡沫混凝土中起着骨料作用，可以显著减少泡沫混凝土收缩开裂。无机保温建材废料为无机材料，防火性能好，制备的再生保温轻骨料泡沫混凝土可以达到防火A级、无毒无害；再生轻骨料与泡沫混凝土都是无机硅酸盐材料，相容性好，吸水率低，制备的泡沫混凝土流动度好、质量均匀。利用无机保温建材废料制备再生轻骨料泡沫混凝土具有强度高、收缩小、不塌模、流动度好、均质、成本低、防火性能好、无毒无害等优点。（4）本发明中，矿渣为磨细的粒化高炉矿渣，细颗粒矿渣有利于泡沫混凝土的早期强度，降低水化反应产生的水化热，减少泡沫混凝土早期收缩开裂。纤维是阻止开裂的重要组分之一，在浆体中呈三维网络结构，可承受浆体收缩产生的拉应力，减少裂纹，防止微裂缝的发展。（5）本发明中，减水剂有助于减少用水量，提高泡沫混凝土流动性，提高泡沫混凝土强度。发泡剂发泡倍数高、泡沫细小均匀、泡沫的稳定性好、持续时间长，有效提高了泡沫混凝土的稳定性与强度。具体实施方式以下对本发明进行阐述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。以下实施例中，普通硅酸盐水泥强度等级不小于32.5级的。矿渣为磨细的粒化高炉矿渣，比表面积大于350m2/Kg，活性指数不低于90%。减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂、木质素磺酸盐类减水剂中的一种。纤维为聚丙烯纤维，长度6~15mm。所述水为自来水。泡沫由发泡剂和水组成，两者质量比为1﹕40~200，泡沫的密度为30~70g/L。所述的发泡剂为动物发泡剂、植物蛋白发泡剂、松香皂类发泡剂中的任意一种。再生无机轻骨料由包括但不限于加气混凝土、泡沫混凝土、发泡陶瓷、发泡玻璃中的一种或多种无机保温建材废料经过破碎筛分级配而成，颗粒粒径0.75~25mm。再生无机轻骨料的制备方法如下：方法1：1）无机保温建材废料收集与分类，按加气混凝土废料、泡沫混凝土废料、发泡陶瓷废料、发泡玻璃废料四个类别进行分类堆放。2）利用破碎机对无机保温建材废料进行分类破碎成轻骨料，破碎所得的95%以上颗粒其粒径范围为0~20mm。3）利用多级筛分机对破碎所得的轻骨料进行分级筛分与收集，筛孔尺寸分别为20.0mm、4.75mm、0.15mm。其中20.0mm筛筛余需重新回到步骤2)进行破碎筛分，4.75mm筛筛余为粗骨料，0.15mm筛筛余为细骨料。方法2：1）无机保温建材废料收集与分类，按加气混凝土废料、泡沫混凝土废料、发泡陶瓷废料和发泡玻璃废料四个类别进行分类堆放。2）利用破碎机对无机保温建材废料进行分类破碎成轻骨料，破碎所得的95%以上颗粒其粒径范围为0~20mm。3）利用多级筛分机对破碎所得的轻骨料进行分级筛分与收集，筛孔尺寸分别为20.0mm、16.0mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm、0.15mm。其中20.0mm筛筛余需重新回到步骤2)进行破碎筛分，20.0mm、16.0mm、9.5mm、4.75mm筛筛余为粗骨料，2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm、0.15mm筛筛余为细骨料。实施例1普通硅酸盐水泥40份、矿渣60份、减水剂1.0份、纤维0.1份、水40份。泡沫掺加量占泡沫混凝土总体积1%，再生轻骨料掺加量占泡沫混凝土总体积80%。再生轻骨料泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：（1）按照配合比称量水泥、矿渣、减水剂、纤维、再生轻骨料、发泡剂和水；（2）将水泥、矿渣、减水剂和纤维倒入搅拌机中搅拌均匀，得到干料；（3）加水及减水剂至干料中搅拌均匀；（4）将再生轻骨料加入搅拌均匀，制成浆料；（5）将发泡剂与水按比例混合加入发泡机中，发泡压力控制在0.5MPa~1.0MPa的范围内，发泡筒长度不少于50cm，便可制备出性能优良的泡沫；（6）泡沫加入浆料中搅拌混合均匀，浇注成型后经自然养护而成。所得再生无机轻骨料泡沫混凝土的干容重750kg/m3，28天强度8.2Mpa，导热系数0.15w/(m·K)，线性收缩率0.10%，吸水率5%，容重差3.0%，泡沫混凝土浆体流动度180mm。实施例2普通硅酸盐水泥60份、矿渣40份、减水剂3份、纤维0.8份、水25份，泡沫掺加量占泡沫混凝土总体积80%，再生轻骨料掺加量占泡沫混凝土总体积1%。制备方法同实施例1。所得再生无机轻骨料泡沫混凝土的干容重520kg/m3，28天强度4.2Mpa，导热系数0.078w/(m·K)，线性收缩率0.28%，吸水率8%，容重差3.5%，泡沫混凝土浆体流动度185mm。实施例3普通硅酸盐水泥20份、矿渣60份、砂20份，减水剂0.5份、纤维0.5份、水60份，泡沫掺加量占泡沫混凝土总体积10%，再生轻骨料掺加量占泡沫混凝土总体积50%。再生轻骨料泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：（1）按照配合比称量水泥、矿渣、砂、减水剂、纤维、再生轻骨料、发泡剂和水；（2）将水泥、矿渣、砂、减水剂和纤维倒入搅拌机中搅拌均匀，得到干料；（3）加水及减水剂至干料中搅拌均匀；（4）将再生轻骨料加入搅拌均匀，制成浆料；（5）将发泡剂与水按比例混合加入发泡机中，发泡压力控制在0.5MPa~1.0MPa的范围内，发泡筒长度不少于50cm，便可制备出性能优良的泡沫；（6）泡沫加入浆料中搅拌混合均匀，浇注成型后经自然养护而成。所得再生无机轻骨料泡沫混凝土的干容重920kg/m3，28天强度10.2Mpa，导热系数0.22w/(m·K)，线性收缩率0.10%，吸水率4.5%，容重差2.5%，泡沫混凝土浆体流动度188mm。实施例4普通硅酸盐水泥40份、矿渣20份、砂50份，减水剂0.8份、纤维0.6份、水38份，泡沫掺加量占泡沫混凝土总体积25%，再生轻骨料掺加量占泡沫混凝土总体积25%。制备方法同实施例3。所得再生无机轻骨料泡沫混凝土的干容重1120kg/m3，28天强度12.2Mpa，导热系数0.32w/(m·K)，线性收缩率0.08%，吸水率4.0%，容重差3%，泡沫混凝土浆体流动度180mm。实施例5普通硅酸盐水泥50份、矿渣45份、砂5份，减水剂1.5份、纤维3份、水38份，泡沫掺加量占泡沫混凝土总体积20%，再生轻骨料掺加量占泡沫混凝土总体积50%。制备方法同实施例3。所得再生无机轻骨料泡沫混凝土的干容重950kg/m3，28天强度10.5Mpa，导热系数0.23w/(m·K)，线性收缩率0.08%，吸水率3.8%，容重差2.7%，泡沫混凝土浆体流动度175mm。