一种防撞吸能的泡沫钢渣混凝土及其制备方法

本发明所属为泡沫钢渣混凝土，具体涉及一种防撞吸能的泡沫钢渣混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、近年来随着经济不断的快速发展，工业固废也随之增多。为了治理环境和降低能耗，加强钢渣的综合利用已刻不容缓。钢渣是在钢铁冶炼过程中产生的一种废弃物，含有大量的氧化钙、二氧化硅、氧化亚铁、氧化镁等成分。据统计，每产生1t的粗钢约产生钢渣0.15t。但钢渣的利用率很低，传统的处理方法主要是将钢渣用于路基填埋或堆放，不仅导致土地的占用和资源的浪费，其中所含的硫、磷等氧化物以及一些重金属元素还会造成环境污染。长期以来，如何实现钢渣的综合利用一直是大宗工业固废综合利用中的难点。目前防撞吸能材料泡沫铝作为耗能构件的填充材料，其具有能耗高、价格昂贵和养护条件苛刻等缺点，只有少量特殊工程使用，无法实现大面积推广应用。

2、因此，对钢渣固废进行综合研究，提高利用价值的同时获得一种吸能效果好、生产工艺简单，且价格低廉的材料来取代泡沫铝作为吸能材料用在吸能构件中，这将对解决钢渣固废的再利用和保护环境，造福人类方面，具有十分重要的研究意义，同时也在建筑节能减排方面做出贡献，具有广阔的应用前景。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种防撞吸能的泡沫钢渣混凝土及其制备方法，采用工业固废钢渣粉和粒化高炉矿渣粉等辅以添加剂和水制造出一种闭孔吸能材料，以解决钢渣等固废材料的资源化利用和代替部分价格昂贵的泡沫铝进行结构防撞耗能。

2、为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

3、本发明的泡沫钢渣混凝土由钢渣粉、矿粉、稳泡剂、二氧化锰粉末、玻璃纤维/聚乙烯醇纤维、水、乳液和过氧化氢按下述质量百分比，分别制备成a粉料组分和b溶液组分，先将a粉料组分搅拌均匀后加入b溶液组分，从而激发形成多孔结构的材料，其中各组分质量百分含量如下：

4、a粉料组分：钢渣粉30％～50％，矿粉50％～70％，稳泡剂0.3％～1％，二氧化锰粉末0.2％～3％，玻璃纤维/聚乙烯醇纤维0.5％～1％；

5、b溶液组分：水70％～90％，乳液：5％～25％，过氧化氢3％～10％。

6、进一步，各组分质量百分含量如下：

7、a粉料组分：钢渣粉38％～40％，矿粉58％～60％，稳泡剂0.35％～0.45％，二氧化锰粉末1.05％～1.65％，玻璃纤维/聚乙烯醇纤维0.75％～0.8％；

8、b溶液组分：水72％～80％，乳液15％～25％，过氧化氢3.8％～4.8％。

9、一种泡沫钢渣混凝土的制备方法，具体包括以下步骤：

10、(1)将钢渣粉、矿粉、稳泡剂、玻璃纤维/聚乙烯醇纤维、二氧化锰粉末按照比例计量称好，在搅拌机中混合搅拌，得到混合均匀的粉料，备用；

11、(2)按照比例将称量好的水和乳液混合，然后加入到上述混合均匀的粉料中一同混合搅拌，在混合搅拌过程中加入过氧化氢，得到混合均匀的浆料；

12、(3)将上述混合均匀的浆料倒入模具中发泡成型，并在自然条件下养护制得泡沫钢渣混凝土。

13、进一步，所述步骤(1)中混合搅拌时间为30s。

14、进一步，所述步骤(3)中的氧化时间为72h。

15、与现有技术相比本发明具有以下优点：

16、与泡沫铝相比，本发明制备的泡沫钢渣混凝土原材料易得、成本低廉，制作工艺简单，同时制备得到的成品具有泡沫铝多孔吸能的特性；本发明利用钢渣、矿粉等固废材料制作，对资源再利用和环境保护有着重要意义。

技术特征：

1.一种泡沫钢渣混凝土，其特征在于，所述泡沫钢渣混凝土包括a粉料组分和b溶液组分，各组分质量百分含量如下：

2.根据权利要求1所述的一种泡沫钢渣混凝土，其特征在于，各组分质量百分含量如下：

3.如权利要求1或2所述的一种泡沫钢渣混凝土的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种泡沫钢渣混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合搅拌时间为30s。

5.根据权利要求3所述的一种泡沫钢渣混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的氧化时间为72h。

技术总结
本发明所属技术领域为泡沫钢渣混凝土技术领域，具体涉及一种防撞吸能的泡沫钢渣混凝土及其制备方法。本发明的泡沫钢渣混凝土各组分质量百分含量如下：钢渣粉30％～50％；矿粉50％～70％；稳泡剂0.3％～1％；二氧化锰粉末0.2％～3％；玻璃纤维/聚乙烯醇纤维0.5％～1％；水70％～90％；乳液5％～25％；过氧化氢3％～10％。本发明相比于泡沫铝，具有原材料易得、成本低廉，绿色环保、制备工艺简单等优势。本发明原材料采用钢渣粉、矿粉等固废材料，价格低廉，生产成本远低于泡沫铝的价格，同时还实现了固废材料的再利用，对环境保护和资源的可持续发展有着重要意义。本发明制备时工艺流程简单，易于制备，同时成品也具有泡沫铝多孔吸能的特性。

技术研发人员：朱翔,雷光泽,田雪梅,侯龙翔,李沛其,王佳睿,谷铜林,蔡振锐,郭小鑫
受保护的技术使用者：山西大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21