本发明涉及泡沫混凝土技术领域，尤其是涉及一种矿渣泡沫混凝土及其制备方法。
背景技术：
随着国家采矿的频繁，各种矿体在开采以及后期提取过程中，会产生大量的固体废弃物，这些废弃物常规采用填埋的方式进行解决，但是这种解决方法根本就治标不治本，大量的矿渣资源，简单靠填埋根本解决不了问题，而且会破坏土体的稳定性，甚至影响地下水质的稳定，对于绿色地球是一个不利因素。现有技术中利用尾矿粉制备泡沫混凝土。
中国专利公开号cn104402348a公开一种铁尾矿粉泡沫棍凝十及其制备方法，每立方米混凝土中各原料用量如下：水泥：240kg-360kg；水：120kg-200kg；铁尾矿粉：160kg-220kg；轻丙基纤维素：0.08kg-0.12kg；铝粉：2kg-3kg；泡沫：0.59m3-0.86m3；所述泡沫是由发泡剂采用重量比1：35-1：50加水稀释，并在搅拌状态下均匀撒入占发泡剂稀释后溶液重量0.05％的羚丙基纤维素，充分搅拌后利用发泡设备制取的泡沫。该发明强度比普通泡沫混凝土提高20％，耐久性更好，并且未出现大孔以及危害孔数量增加的现象。中国专利公开号cn106866172a公开一种浮石-尾矿泡沫混凝土及其制备方法，其中所述浮石-尾矿泡沫混凝土包括如下重量份的组分：水泥60～80份，铁尾矿粉6～10份，浮石粉6～15份，浮石砂2～6份，玻化微珠6～9份，发泡剂5～7份，憎水剂1～2份，早强剂1.8～2.4份，乳胶粉1～2份，水50～80份。该发明解决了在保证混凝土的抗压强度、提高混凝土的防水性和保温性的同时，又能最大程度的提高废弃物利用、提高了资源利用附加值的技术问题。
但是上述两项专利中矿渣的使用量比较少，不能解决矿渣大量堆积的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，以矿渣和水泥为原料制备泡沫混凝土，通过改进配方和制备工艺，矿渣的使用量大，强度大，导热性能好。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种矿渣泡沫混凝土，包括以下重量份数的原料：硅酸盐水泥熟料5份、矿渣8-10份、丙烯酸2-3份、水7-9份、发泡剂0.1-0.2份、激发剂1.5-3份、增稠剂0.2-0.4份。
进一步的，所述矿渣中主要成分为：sio255-60％、al2o311-15％、fe2o37-10％、cao0.1-0.5％、mgo0.3-0.5％，烧失量1.3-1.5％。
进一步的，所述激发剂为硅酸钾、硫酸钠、氯化钙和硫铝酸钙按重量比3：1：0.5-1：0.1-0.2混合而成。
进一步的，所述增稠剂为羟乙基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺按重量比1：1-3：1混合而成。
进一步的，所述发泡剂为动物发泡剂。
进一步的，所述动物发泡剂的制备方法包括以下步骤：
配制质量分数为2％的碱液，加入蹄角粉，90-100℃水浴10h，然后过滤得滤液，得动物发泡剂。
一种矿渣泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硅酸盐水泥熟料、矿渣、激发剂、丙烯酸和部分水混合搅拌均匀，形成料浆；
(2)将发泡剂与剩余水以及增稠剂混合，采用发泡设备进行发泡；
(3)步骤(1)中的料浆和步骤(2)中泡沫混合后，输送灌筑。
本发明的有益效果是：
1、本发明公开一种矿渣泡沫混凝土，在水泥中掺入大量的矿渣，还添加有丙烯酸乳液，其中丙烯酸能与增稠剂发生交联聚合反应，能大大增强本申请的强度，本申请最终制备的泡沫混凝土抗压强度为2.80-3.85mpa，导热系数系数为0.086-0.151w/(m·k)。
2、由于本申请原料中添加大量的矿渣，因此添加有激发剂，具体为硅酸钾、硫酸钠、氯化钙和硫铝酸钙的混合物，其中矿渣在激发剂碱性环境下，其结构中的-o-si-o-al-o断裂并开始水化，与硅溶胶形成无机高分子凝胶体，能够填充水泥矿渣中的空隙，使水泥砂浆更加致密；且硫酸钠提供的硫酸根与矿渣中的氧化铝以及铝酸钙生成硫铝酸钙，从而进一步加速矿渣水化作用；后期水化过程中矿渣中的活性氧化铝以及二氧化钙与氯化钙水解的氢氧化钙反应生成水化硫铝酸钙等产物，进一步增强本发明的强度；而加入少量的化硫铝酸钙，能够促进反应的进行。本申请中的硅酸钾、硫酸钠能大大增强早期强度，氯化钙能增强后期强度，这几种成分混合，优势互补，能大大增强本申请的强度。
3、另外本申请中的动物发泡剂是由蹄角粉水解在碱液中制备而成，碱液为氢氧化钙和氢氧化钠混合而成，其只有催化作用而没有反应的氢氧化钙和氢氧化钠在后续的制备泡沫混凝土时会对矿渣中的玻璃体进行激发，使浆料发生二次水化，进一步增强本发明的强度。
4、本申请中的增稠剂为羟乙基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺混合而成，这三种成分矿渣与水泥和激发剂充分混合，接触表面积大，使矿渣悬浮而不下沉沉淀，使其充分反应；另一方面羟乙基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺在与水混合后，也能相互发生交联反应，从而进一步增强最终产品的强度。
5、本申请中采用的矿渣中：粒径≥0.15mm占20％、0.12-0.15mm占8％、0.075-0.12mm占15.00％、0.048-0.075mm占17％、≤0.048mm占40％，这种粒径分布一方面能减少矿渣团聚，还能其使与其他成分充分接触，增加比表面积，水化更充分，增加最终产品的强度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，其中实施例中采用的硅酸盐水泥为42.5硅酸盐水泥。
实施例1
一种矿渣泡沫混凝土，包括以下重量份数的原料：硅酸盐水泥熟料5份、矿渣8份、丙烯酸2份、水7份、发泡剂0.1份、激发剂3份、增稠剂0.2份。
其中矿渣中主要成分为：sio255％、al2o315％、fe2o37.2％、cao0.1％、mgo0.5％，烧失量1.35％，矿渣中粒径≥0.15mm占20％、0.12-0.15mm占8％、0.075-0.12mm占15.00％、0.048-0.075mm占17％、≤0.048mm占40％。
其中激发剂为硅酸钾、硫酸钠、氯化钙和硫铝酸钙按重量比3：1：0.5：0.1混合而成；增稠剂为羟乙基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺按重量比1：1：1混合而成。
发泡剂为动物发泡剂，动物发泡剂的制备方法包括以下步骤：
配制质量分数为2％的碱液，加入蹄角粉，90℃水浴10h，然后过滤得滤液，得动物发泡剂，其中碱液为氢氧化钙和氢氧化钠按重量比1：2混合与水配制而成。
一种矿渣泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硅酸盐水泥熟料、矿渣、丙烯酸、激发剂和部分水混合搅拌均匀，形成料浆；
(2)将发泡剂与剩余水以及增稠剂混合，采用发泡设备进行发泡，其中发泡剂与水比例为1：30；
(3)步骤(1)中的料浆和步骤(2)中泡沫混合后，输送灌筑，制成泡砼。
实施例2
一种矿渣泡沫混凝土，包括以下重量份数的原料：硅酸盐水泥熟料5份、矿渣8.5份、丙烯酸2.2份、水7份、发泡剂0.12份、激发剂2.8份、增稠剂0.25份。
其中矿渣中主要成分为：sio258.2％、al2o314.3％、fe2o38.5％、cao0.2％、mgo0.48％，烧失量1.42％，矿渣中粒径≥0.15mm占20％、0.12-0.15mm占8％、0.075-0.12mm占15.00％、0.048-0.075mm占17％、≤0.048mm占40％。
其中激发剂为硅酸钾、硫酸钠、氯化钙和硫铝酸钙按重量比3：1：0.6：0.2混合而成；增稠剂为羟乙基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺按重量比1：1：1混合而成。
发泡剂为动物发泡剂，动物发泡剂的制备方法包括以下步骤：
配制质量分数为2％的碱液，加入蹄角粉，100℃水浴10h，然后过滤得滤液，得动物发泡剂，其中碱液为氢氧化钙和氢氧化钠按重量比1：2混合与水配制而成。
矿渣泡沫混凝土的制备工艺与实施例1相同。
实施例3
一种矿渣泡沫混凝土，包括以下重量份数的原料：硅酸盐水泥熟料5份、矿渣9份、丙烯酸2.5份、水8份、发泡剂0.15份、激发剂2.5份、增稠剂0.3份。
其中矿渣中主要成分为：sio257％、al2o311.6％、fe2o39.2％、cao0.3％、mgo0.45％，烧失量1.38％，矿渣中粒径≥0.15mm占20％、0.12-0.15mm占8％、0.075-0.12mm占15.00％、0.048-0.075mm占17％、≤0.048mm占40％。
其中激发剂为硅酸钾、硫酸钠、氯化钙和硫铝酸钙按重量比3：1：1：0.2混合而成；增稠剂为羟乙基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺按重量比1：2：1混合而成。
发泡剂为动物发泡剂，动物发泡剂的制备方法包括以下步骤：
配制质量分数为2％的碱液，加入蹄角粉，95℃水浴10h，然后过滤得滤液，得动物发泡剂，其中碱液为氢氧化钙和氢氧化钠按重量比1：2混合与水配制而成。
矿渣泡沫混凝土的制备工艺与实施例1相同。
实施例4
一种矿渣泡沫混凝土，包括以下重量份数的原料：硅酸盐水泥熟料5份、矿渣9.5份、丙烯酸2.6份、水9份、发泡剂0.18份、激发剂2份、增稠剂0.35份。
其中矿渣中主要成分为：sio256％、al2o312.7％、fe2o310％、cao0.4％、mgo0.36％，烧失量1.5％，矿渣中粒径≥0.15mm占20％、0.12-0.15mm占8％、0.075-0.12mm占15.00％、0.048-0.075mm占17％、≤0.048mm占40％。
其中激发剂为硅酸钾、硫酸钠、氯化钙和硫铝酸钙按重量比3：1：0.8：0.1混合而成；增稠剂为羟乙基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺按重量比1：3：1混合而成。
发泡剂为动物发泡剂，动物发泡剂的制备方法包括以下步骤：
配制质量分数为2％的碱液，加入蹄角粉，95℃水浴10h，然后过滤得滤液，得动物发泡剂，其中碱液为氢氧化钙和氢氧化钠按重量比1：2混合与水配制而成。
矿渣泡沫混凝土的制备工艺与实施例1相同。
实施例5
一种矿渣泡沫混凝土，包括以下重量份数的原料：硅酸盐水泥熟料5份、矿渣10份、丙烯酸2.8份、水9份、发泡剂0.2份、激发剂1.5份、增稠剂0.4份。
其中矿渣中主要成分为：sio257.5％、al2o314％、fe2o37.5％、cao0.5％、mgo0.3％，烧失量1.45％，矿渣中粒径≥0.15mm占20％、0.12-0.15mm占8％、0.075-0.12mm占15.00％、0.048-0.075mm占17％、≤0.048mm占40％。
其中激发剂为硅酸钾、硫酸钠、氯化钙和硫铝酸钙按重量比3：1：1：0.15混合而成；增稠剂为羟乙基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺按重量比1：2：1混合而成。
发泡剂为动物发泡剂，动物发泡剂的制备方法包括以下步骤：
配制质量分数为2％的碱液，加入蹄角粉，95℃水浴10h，然后过滤得滤液，得动物发泡剂，其中碱液为氢氧化钙和氢氧化钠按重量比1：2混合与水配制而成。
矿渣泡沫混凝土的制备工艺与实施例1相同。
实施例6
一种矿渣泡沫混凝土，包括以下重量份数的原料：硅酸盐水泥熟料5份、矿渣8份、丙烯酸3份、水8份、发泡剂0.2份、激发剂1.8份、增稠剂0.3份。
其中矿渣中主要成分为：sio260％、al2o311％、fe2o39.5％、cao0.2％、mgo0.35％，烧失量1.30％，矿渣中粒径≥0.15mm占20％、0.12-0.15mm占8％、0.075-0.12mm占15.00％、0.048-0.075mm占17％、≤0.048mm占40％。
其中激发剂为硅酸钾、硫酸钠、氯化钙和硫铝酸钙按重量比3：1：0.8：0.1混合而成；增稠剂为羟乙基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺按重量比1：3：1混合而成。
发泡剂为动物发泡剂，动物发泡剂的制备方法包括以下步骤：
配制质量分数为2％的碱液，加入蹄角粉，90℃水浴10h，然后过滤得滤液，得动物发泡剂，其中碱液为氢氧化钙和氢氧化钠按重量比1：2混合与水配制而成。
矿渣泡沫混凝土的制备工艺与实施例1相同。
性能检测数据
测试实施例1-6制备的100*100*100的立方体抗压试块的抗压强度、导热系数等，具体见表1所示。
表1本发明实施例1-6制备的泡沫混凝土性能检测数据
由表1可知，本发明实施例1-6制备的泡沫混凝土28d抗压强度为2.80-3.85mpa，导热系数为0.086-0.151w/(m·k)，保温效果好，性能优异，可广泛用于基建等高填方及房建保温节能材料。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。