CN105732089B - 一种适用于碱磷渣现浇泡沫混凝土的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于碱磷渣现浇泡沫混凝土的制备方法，取磷渣60％‑75％，按1.26‑1.44：1置湿磨机中加水湿磨得湿磨料,破碎机中破碎得破碎料。湿磨料置搅拌机，加破碎料，水20％‑28％，纤维0.15％‑0.68％，胶粉0.039％‑0.118％，悬浮剂0.076％‑0.15％搅拌，加水泥2.7％‑6.0％，激发剂4％‑5％，0.035％‑0.052％搅拌得砂浆，加发泡剂0.035％‑0.052％制的泡沫搅拌得产品。产品密度小、质量轻、强度高、稳定性好；隔热、隔潮、抗震好，密度500‑900kg/m³，7天抗压强度1‑5MPa，导热系数0.118W/(m.K)‑0.214W/(m.K)。

Description

一种适用于碱磷渣现浇泡沫混凝土的制备方法

技术领域

本发明属于属于废弃物资源化应用领域，具体涉及一种适用于碱磷渣现浇泡沫混凝土的制备方法。

背景技术

据粗略统计，近年来我国采暖地区城镇新采暖住宅建筑面积平均为1×108m2/年，若所有的新建建筑均达到节能50％的指标，则每年可节约采暖用煤1500kt标准煤，并可相应减少SO2排放量127kt，烟尘6550kt，灰渣2170kt，10年可累计节约用煤8250kt。因此开发研制适合我国国情的高效保温隔热材料、大力推广节能建筑，贯彻节能标准对节约采暖能耗、保护环境、保持我国国民经济的持续高速发展具有重要意义。

CN104292680A公开了一种聚苯乙烯泡沫保温材料及其制备方法。虽然，有机类保温材料的热工性能表现优异、施工技术成熟、标准和规范体系较完善，在建筑保温领域发展很快，给我国建筑节能的贡献巨大；但是，由于有机类保温材料易燃，防火管理措施又落实不到位，不仅容易造成人员伤亡和巨额的经济损失，并导致一定的社会恐慌和环境污染。

泡沫混凝含有大量封闭的细小孔隙，密度小，常用泡沫混凝土密度等级一般为300-1200kg/m3。采用泡沫混凝土作为墙体屋面材料可以大大减轻建筑物自重，增加楼层高度，实现建筑的高层化，从而节约建筑占地面积。同时，也就可以减少建筑物对地基的压力，减小建筑物基础、梁、柱等结构的尺寸，可以节约建筑材料和工程费用，大幅度减少工程量，缩短工期。同时泡沫混凝土建筑具有良好的防水、保温、隔热能力和优异的抗震和耐火性能。近年来，国内外不断研究用泡沫混凝上制备各种板材、各种块材及装饰性建筑构件与制品等，为建筑业提供了轻质多功能的高性能建筑材料。

无机填充型复合自保温材料作为一种集保温、承重和阻燃于一体的新型材料，能有效的解决上述存在的问题。CN101684047A公开了一种泡沫混凝土，属于无机质材料，不会燃烧，从而具有良好的耐火性，在建筑物上使用，提高建筑物的防火性能。而且有效地消除气泡膨胀以致于破裂和大小不一的现象，但是没能改善泡沫混凝土强度低、收缩大、易开裂吸水的问题。

CN 104193274A公开了一种碱矿渣发泡混凝土，凝结速度短，强度发展快，而且后期强度较高，且耐水、耐候性能优异，能够长期使用，同时掺入适当矿渣，有一定的利废效益。但是其凝结硬化时间过快，与泡沫稳定时间不匹配，导致泡沫混凝土在浇筑成型后易塌陷。

泡沫混凝土具有密度小、质量轻、保温、隔热、隔潮、抗震等性能，其产品具有很好的市场需求，目前国内大、中城市框架结构建筑中，已有相当部分建筑采用泡沫混凝土直接现场浇注，成本较低，效果好，具有价格优势。但就目前泡沫混凝土的生产和应用情况，发明一种以废弃物为主要原料的强度高、稳定性好的泡沫混凝土和制备方法具有重要的意义和实际需求。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种施工简单，利废率高，所制备的泡沫混凝土，不仅具有密度小、质量轻、保温、隔热、隔潮、抗震等性能，而且强度高、稳定性好的一种适用于碱磷渣现浇泡沫混凝土的制备方法。

本发明目的的实现方式为，一种适用于碱磷渣现浇泡沫混凝土的制备方法，具体步骤如下：

1)取重量百分比为60％-75％的磷渣取重量百分比为33.45-44.26％的磷渣置于湿磨机中，加水湿磨，至比表面积为500-1200m²/kg，得湿磨料；取重量百分比为26.55-30.73％磷渣置于破碎机中破碎，至平均颗粒为2-5mm，得破碎料；湿磨料与破碎料的重量比为1.26-1.44：1；

2)将步骤1)所得浆料泡沫混凝土专用搅拌机，按重量百分比添加步骤1)的破碎料，水20％-28％，纤维0.15％-0.68％，胶粉0.039％-0.118％，悬浮剂0.076％-0.15％搅拌4分钟，然后按重量百分比加入水泥2.7％-6.0％，激发剂4％-5％搅拌1分钟，制备砂浆；

3)按重量百分比取发泡剂0.035％-0.052％制备泡沫；

4)将步骤3)制备好的泡沫加到步骤2)的砂浆中一起搅拌2分钟，得碱磷渣现浇泡沫混凝土；

所述磷渣为湿排急冷磷渣；

所述发泡剂为松香胶发泡剂、树脂皂类发泡剂、水解血胶发泡剂、蛋白质水解物或高分子表面活性剂；

所述激发剂为水玻璃；

所述水泥为普通硅酸盐水泥；

所述纤维为聚丙烯纤维、耐碱玻璃纤维或高强高弹聚乙烯醇纤维；

所述胶粉为醋酸乙烯-乙烯共聚合物；

所述悬浮剂为羧甲基纤维素钠。

本发明有如下优点：

1、主要原材料利用湿排急冷磷渣，价格比较低廉，也减轻了这些工业废渣对环境的污染，符合循环经济的原则，而且直接湿磨湿排磷渣有效避免了废弃物原料的烘干环节，大大减少原料的处理能耗；

2、湿磨会提高料浆的分散稳定性及流变性能，发泡时获得直径小、均匀性好的泡沫，能够足够稳定地存在于浆料中，不易破坏，同时施工过程中泡沫混凝土可泵送性能好。碱-磷渣胶凝材料的凝结时间基本正常，这可能是由于磷渣中含有较多的水溶性磷，其对碱-磷渣胶凝材料有一定的缓凝作用；

3、磷渣湿磨后细度较大，颗粒较细，颗粒表面离子断键的数目也相应较多，参与反应的面积也较大，这样OH^-易于向磷渣颗粒内部渗透，使磷渣释放出Ca⁺、Al³⁺等离子，从而使磷渣颗粒解体，使水玻璃的激发效果相对较好，生成的C-S-H的速度较快，数量较多，从而使泡沫混凝土强度高；

4、碱-磷渣胶凝材料的水化产物主要是胶体，对于非晶体材料，在外力作用下发生粘性流动,而普通水泥的水化产物里面有一定比例的晶体，对于晶体材料而言，在收缩作用下是晶格的位错运动及晶体的滑移，显然非晶体材料抗裂的能力要比晶体材料大；

5、混凝土不论受压、受拉或受弯时，均有徐变现象。混凝土徐变对混凝土来说，能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力，这对于混凝土的抗裂性的提高无疑是起到了积极的作用，同时由于碱-磷渣胶凝材料取代了大部分水泥，因此碱-磷渣混凝土中少了水泥中发热量很大的C₃A和C₃S，故碱-磷渣胶凝材料的水化热不会大，这些原因使碱-磷渣的绝热升温值比较低，这对于现浇泡沫混凝土而言是极为有利的。

具体实施方式

本发明是取磷渣60％-75％，按比例取磷渣置湿磨机中加水湿磨得湿磨料；置破碎机中破碎得破碎料。湿磨料置搅拌机，加破碎料，水20％-28％，纤维0.15％-0.68％，胶粉0.039％-0.118％，悬浮剂0.076％-0.15％搅拌，加水泥2.7％-6.0％，激发剂1％-5％，0.035％-0.052％搅拌制备砂浆，加发泡剂0.035％-0.052％制备的泡沫一起搅拌得产品。

下列实施例中采用的磷渣、水泥、悬浮剂均为市售材料，磷渣为市售符合GBT26751-2011《用于水泥和混凝土中的粒化电炉磷渣粉》的湿排急冷磷渣；水泥为普通硅酸盐水泥，市售，满足《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)标准要求；悬浮剂为羧甲基纤维素钠，市售。

所述水玻璃模数M为1.0-1.6。

所述的破碎机为颚式破碎机、冲击式破碎机、反击式破碎机、圆锥破碎机或复合式破碎机中。

实施例1：

1)取重量百分比为60％的湿排急冷磷渣取33.45％置于湿磨机中，加水湿磨，至比表面积为500-1200m²/kg，得湿磨料；取26.55％置于颚式破碎机中破碎，至平均颗粒为2-20mm，得破碎料；湿磨料：破碎料为1.26：1。

2)将步骤1)所得33.45％湿磨料置于泡沫混凝土专用搅拌机，按重量百分比添加步骤1)的破碎料26.55％，水28％，聚丙烯纤维0.68％，醋酸乙烯-乙烯共聚合物0.118％，羧甲基纤维素钠0.15％搅拌4分钟，然后按重量百分比加入普通硅酸盐水泥6.0％，水玻璃5％搅拌1分钟，制备砂浆；

3)按重量百分比取松香胶发泡剂0.052％制备泡沫；

4)将步骤3)制备好的泡沫加到步骤2)的砂浆中一起搅拌2分钟，得碱磷渣现浇泡沫混凝土。将泡沫混凝土泵送浇注共同完成泡沫混凝土的生产。密度500-900kg/m³，7天抗压强度1-5MPa，导热系数0.118W/(m.K)-0.214W/(m.K)。

实施例2、同实施例1，不同的是，

1)取重量百分比为60％的湿排急冷磷渣取44.26％置于湿磨机中，加水湿磨，至比表面积为500-1200m²/kg，得湿磨料；取30.73％置于冲击式破碎机中破碎，至平均颗粒为2-20mm，得破碎料；湿磨料：破碎料为1.44：1。

2)将步骤1)所得44.26％湿磨料置于泡沫混凝土专用搅拌机，按重量百分比添加步骤1)的破碎料30.73％，水20％，耐碱玻璃纤维0.15％，醋酸乙烯-乙烯共聚合物0.039％，羧甲基纤维素钠0.076％搅拌4分钟，然后按重量百分比加入普通硅酸盐水泥2.7％，水玻璃5％搅拌1分钟，制备砂浆；

3)按重量百分比取树脂皂类发泡剂0.052％制备泡沫。

实施例3、同实施例1，不同的是，

1)取重量百分比为60％的湿排急冷磷渣取36.73％置于湿磨机中，加水湿磨，至比表面积为500-1200m²/kg，得湿磨料；取28.26％置于反击式破碎机中破碎，至平均颗粒为2-20mm，得破碎料；湿磨料：破碎料为1.30：1。

2)将步骤1)所得36.73％湿磨料置于泡沫混凝土专用搅拌机，按重量百分比添加步骤1)的破碎料28.26％，水24％，高强高弹聚乙烯醇高强高弹聚乙烯醇纤维0.68％，醋酸乙烯-乙烯共聚合物0.118％，羧甲基纤维素钠0.15％搅拌4分钟，然后按重量百分比加入普通硅酸盐水泥6.0％，水玻璃4.0％搅拌1分钟，制备砂浆；

3)按重量百分比取水解血胶发泡剂0.052％制备泡沫。

实施例4：

1)取重量百分比为60％的湿排急冷磷渣取40.21％置于湿磨机中，加水湿磨，至比表面积为500-1200m²/kg，得湿磨料；取29.78％置于复合式破碎机中破碎，至平均颗粒为2-20mm，得破碎料；湿磨料：破碎料为1.35：1。

2)将步骤1)所得40.21％湿磨料置于泡沫混凝土专用搅拌机，按重量百分比添加步骤1)的破碎料29.78％，水22％，耐碱玻璃纤维0.68％，醋酸乙烯-乙烯共聚合物0.118％，羧甲基纤维素钠0.15％搅拌4分钟，然后按重量百分比加入普通硅酸盐水泥4.0％，水玻璃5％搅拌1分钟，制备砂浆；

3)按重量百分比取高分子表面活性剂0.052％制备泡沫。

实施例5：

1)取重量百分比为60％的湿排急冷磷渣取33.45％置于湿磨机中，加水湿磨，至比表面积为500-1200m²/kg，得湿磨料；取26.55％置于冲击式破碎机中破碎，至平均颗粒为2-20mm，得破碎料；湿磨料：破碎料为1.26：1。

2)将步骤1)所得33.45％湿磨料置于泡沫混凝土专用搅拌机，按重量百分比添加步骤1)的破碎料26.55％，水26％，聚丙烯纤维0.48％，醋酸乙烯-乙烯共聚合物0.068％，羧甲基纤维素钠0.15％搅拌4分钟，然后按重量百分比加入普通硅酸盐水泥4.0％，水玻璃5.0％搅拌1分钟，制备砂浆；

3)按重量百分比取松香胶发泡剂0.035％制备泡沫。

各实施例的性能指标见下表

从表中可见，本发明制备的碱磷渣现浇泡沫混凝土产品满足《现浇轻质泡沫混凝土应用技术规程》(DGJ32/TJ 104-2010)4.1.1性能指标要求，密度530-900kg/m³，7天抗压强度1.9-5MPa，导热系数0.118W/(m.K)-0.214W/(m.K)。

Claims (3)

1.一种适用于碱磷渣现浇泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

1)取重量百分比为60％-75％的磷渣，取其中重量百分比为33.45-44.26％的磷渣置于湿磨机中，加水湿磨，至比表面积为500-1200m²/kg，得湿磨料；取其中重量百分比为26.55-30.73％磷渣置于破碎机中破碎，至平均颗粒为2-5mm，得破碎料；湿磨料与破碎料的重量比为1.26-1.44：1；

2)将步骤1)所得33.45％-44.26％湿磨料置于混凝土专用搅拌机，按重量百分比添加步骤1)的26.55％-30.73％破碎料，水20％-28％，纤维0.15％-0.68％，胶粉0.039％-0.118％，悬浮剂0.076％-0.15％搅拌4分钟，然后按重量百分比加入水泥2.7％-6.0％，激发剂4％-5％搅拌1分钟，制备砂浆；

3)按重量百分比取发泡剂0.035％-0.052％制备泡沫；

4)将步骤3)制备好的泡沫加到步骤2)的砂浆中一起搅拌2分钟，得碱磷渣现浇泡沫混凝土；

所述磷渣为湿排急冷磷渣；

所述发泡剂为松香胶发泡剂、树脂皂类发泡剂、水解血胶发泡剂、蛋白质水解物或高分子表面活性剂；

所述激发剂为水玻璃；

所述水泥为普通硅酸盐水泥；

所述纤维为聚丙烯纤维、耐碱玻璃纤维或高强高弹聚乙烯醇纤维；

所述胶粉为醋酸乙烯-乙烯共聚合物；

所述悬浮剂为羧甲基纤维素钠。

2.根据权利要求1所述的一种适用于碱磷渣现浇泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：所述水玻璃模数M为1.0-1.6。

3.根据权利要求1所述的一 种适用于碱磷渣现浇泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：所述的破碎机为颚式破碎机、冲击式破碎机、反击式破碎机、圆锥破碎机或复合式破碎机中。