碱矿渣发泡混凝土.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104193274 A (43)申请公布日 2014.12.10 C N 1 0 4 1 9 3 2 7 4 A (21)申请号 201410431394.6 (22)申请日 2014.08.28 C04B 28/08(2006.01) C04B 38/02(2006.01) (71)申请人重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙坪坝正街 174号 (72)发明人杨长辉 王磊 杨凯 晏维江 江星 陈科 傅博 (74)专利代理机构北京同恒源知识产权代理有 限公司 11275 代理人赵荣之 (54) 发明名称 碱矿渣发泡混凝土 (57) 摘要 本发明公开了碱矿渣发泡。

2、混凝土，包括矿渣 和碱激发剂，所述碱激发剂为氢氧化钠或水玻璃， 碱激发剂为氢氧化钠时，所述碱矿渣发泡混凝土 按质量计由以下组分组成：矿渣：5965份； NaOH：56份；水：2326份；发泡剂：4.8 12.2份；碱激发剂为水玻璃时，所述碱矿渣发泡 混凝土按质量计由以下组分组成：矿渣：56 61份；水玻璃：911份；水：2125份；发泡 剂：5.012.2份；所述泡沫混凝土的容重为 290-610kg/m 3 。本发明的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。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 (19)中华人。

3、民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104193274 A CN 104193274 A 1/2页 2 1.碱矿渣发泡混凝土，包括矿渣和碱激发剂，所述碱激发剂为氢氧化钠或水玻璃，其特 征在于：碱激发剂为氢氧化钠时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 矿渣：5965份； NaOH：56份； 水：2326份； 发泡剂：4.812.2份； 碱激发剂为水玻璃时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 矿渣：5661份； 水玻璃：911份； 水：2125份； 发泡剂：5.012.2份； 所述泡沫混凝土的容重为290。

4、-610kg/m 3 。 2.根据权利要求1所述碱矿渣发泡混凝土，其特征在于：所述矿渣为水淬高炉矿渣，其 比表面积为440-460m 2 /kg，密度为2.85-2.95g/cm 3 ，碱度系数M 0 0.951.05，活性系数 M a 0.420.48，质量系数M k 1.651.85。 3.根据权利要求1所述碱矿渣发泡混凝土，其特征在于：所述矿渣按质量计由以下组 分组成：SiO 2 ：3034份；Al 2 O 3 ：1216份；Fe 2 O 3 ：0.51.0份；MgO：812份；CaO：34 38份；Na 2 O：0.51.0份；K 2 O：0.10.5份；烧失量：0.51.5份；其他：。

5、0.53.0份。 4.根据权利要求1所述碱矿渣发泡混凝土，其特征在于： 碱激发剂为氢氧化钠时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 矿渣：6365份； NaOH：56份； 水：2526份； 发泡剂：4.85.2份； 碱激发剂为水玻璃时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 矿渣：6061份； 水玻璃：1011份； 水：2425份； 发泡剂：5.05.4份； 所述泡沫混凝土的容重为590610kg/m 3 。 5.根据权利要求1所述碱矿渣发泡混凝土，其特征在于： 碱激发剂为氢氧化钠时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 矿渣：6263份； NaOH：56份； 水：252。

6、6份； 发泡剂：6.36.7份； 碱激发剂为水玻璃时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 矿渣：5960份； 水玻璃：910份； 权 利 要 求 书CN 104193274 A 2/2页 3 水：2324份； 发泡剂：6.56.9份； 所述泡沫混凝土的容重为490510kg/m 3 。 6.根据权利要求1所述碱矿渣发泡混凝土，其特征在于： 碱激发剂为氢氧化钠时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 矿渣：6061份； NaOH：56份； 水：2425份； 发泡剂：8.89.2份； 碱激发剂为水玻璃时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 矿渣：5758份； 水玻璃：9。

7、10份； 水：2122份； 发泡剂：9.39.7份； 所述泡沫混凝土的容重为390410kg/m 3 。 7.根据权利要求1所述碱矿渣发泡混凝土，其特征在于： 碱激发剂为氢氧化钠时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 矿渣：5960份； NaOH：56份； 水：2324份； 发泡剂：11.812.2份； 碱激发剂为水玻璃时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 矿渣：5657份； 水玻璃：910份； 水：2123份； 发泡剂：11.812.2份； 所述泡沫混凝土的容重为290310kg/m 3 。 8.制备如权利要求1-7任意一项所述碱矿渣发泡混凝土的方法，其特征在于：包括以。

8、 下步骤： 1)、按配比选取原材料； 2)、混合步骤1)所选矿渣和碱激发剂并加水搅拌； 3)、向步骤1)所选发泡剂中加水并进行发泡处理； 4)、将步骤3)所得泡沫加入步骤2)所得碱矿渣浆体，搅拌两者至均匀混合； 5)、浇筑养护得碱矿渣泡沫混凝土。 权 利 要 求 书CN 104193274 A 1/5页 4 碱矿渣发泡混凝土 技术领域 0001 本发明属于建筑材料领域，涉及泡沫混凝土，特别涉及一种碱矿渣泡沫混凝土。 背景技术 0002 泡沫混凝土是采用发泡剂通过机械制出泡沫，再将泡沫加入胶凝材料浆体，制成 泡沫料浆，然后成型或现浇，经自然养护、蒸汽养护所形成的微孔轻质保温材料。近年来，国 家节。

9、能政策的广泛推行，加快了泡沫混凝土产业发展，其年产量及应用领域逐渐增大。 0003 目前，国内外泡沫混凝土的胶凝材料主要为普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝 酸盐水泥、火山灰质复合胶凝材料。这导致现有的泡沫混凝土普遍存在凝结时间长，强度发 展慢，拆模时间长，抗压强度低的缺陷(体积密度为800kg/m 3 850kg/m 3 的泡沫混凝土，抗 压强度低于2MPa，密度低于400kg/m 3 时，强度不足0.5MPa)。 0004 众所周知，泡沫混凝土的强度与干密度和保温隔热性能是相互矛盾的，在低密度 条件下获得高强度必须有高强度基体作基础。为此，有人使用镁质胶凝材料，制备出了密度 380kg/m。

10、 3 ，强度1.0MPa的泡沫混凝土，但镁水泥耐水性差，长期使用时易分解，使得强度下 降，同时存在起霜、返卤等缺陷。 0005 碱矿渣胶结材是以碱金属化合物和磨细水淬高炉矿渣为主要组分的新型胶凝材 料，也是国内外公认的二十一世纪最具开发潜力的胶凝材料。 发明内容 0006 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种碱矿渣发泡混凝土。 0007 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案： 0008 碱矿渣发泡混凝土，包括矿渣和碱激发剂，所述碱激发剂为氢氧化钠或水玻璃，碱 激发剂为氢氧化钠时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 0009 矿渣：5965份； 0010 NaOH：56份； 0011 。

11、水：2326份； 0012 发泡剂：4.812.2份； 0013 碱激发剂为水玻璃时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 0014 矿渣：5661份； 0015 水玻璃：911份； 0016 水：2125份； 0017 发泡剂：5.012.2份； 0018 所述泡沫混凝土的容重为290-610kg/m 3 。 0019 作为本发明碱矿渣发泡混凝土的优选，所述矿渣为水淬高炉矿渣，其比表面积为 440-460m 2 /kg，密度为2.85-2.95g/cm 3 ，碱度系数M 0 0.951.05，活性系数M a 0.42 0.48，质量系数M k 1.651.85。 说 明 书CN 10。

12、4193274 A 2/5页 5 0020 作为本发明碱矿渣发泡混凝土的优选，所述矿渣按质量计由以下组分组成：SiO 2 ： 3034份；Al 2 O 3 ：1216份；Fe 2 O 3 ：0.51.0份；MgO：812份；CaO：3438份；Na 2 O： 0.51.0份；K 2 O：0.10.5份；烧失量：0.51.5份；其他：0.53.0份。 0021 作为本发明碱矿渣发泡混凝土的进一步优选， 0022 碱激发剂为氢氧化钠时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 0023 矿渣：6365份； 0024 NaOH：56份； 0025 水：2526份； 0026 发泡剂：4.85.2。

13、份； 0027 碱激发剂为水玻璃时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 0028 矿渣：6061份； 0029 水玻璃：1011份； 0030 水：2425份； 0031 发泡剂：5.05.4份； 0032 所述泡沫混凝土的容重为590610kg/m 3 。 0033 作为本发明碱矿渣发泡混凝土的进一步优选， 0034 碱激发剂为氢氧化钠时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 0035 矿渣：6263份； 0036 NaOH：56份； 0037 水：2526份； 0038 发泡剂：6.36.7份； 0039 碱激发剂为水玻璃时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 。

14、0040 矿渣：5960份； 0041 水玻璃：910份； 0042 水：2324份； 0043 发泡剂：6.56.9份； 0044 所述泡沫混凝土的容重为490510kg/m 3 。 0045 作为本发明碱矿渣发泡混凝土的进一步优选， 0046 碱激发剂为氢氧化钠时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 0047 矿渣：6061份； 0048 NaOH：56份； 0049 水：2425份； 0050 发泡剂：8.89.2份； 0051 碱激发剂为水玻璃时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 0052 矿渣：5758份； 0053 水玻璃：910份； 0054 水：2122份。

15、； 0055 发泡剂：9.39.7份； 0056 所述泡沫混凝土的容重为390410kg/m 3 。 说 明 书CN 104193274 A 3/5页 6 0057 作为本发明碱矿渣发泡混凝土的进一步优选， 0058 碱激发剂为氢氧化钠时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 0059 矿渣：5960份； 0060 NaOH：56份； 0061 水：2324份； 0062 发泡剂：11.812.2份； 0063 碱激发剂为水玻璃时，所述碱矿渣发泡混凝土按质量计由以下组分组成： 0064 矿渣：5657份； 0065 水玻璃：910份； 0066 水：2123份； 0067 发泡剂：11。

16、.812.2份； 0068 所述泡沫混凝土的容重为290310kg/m 3 。 0069 本发明制备所述碱矿渣发泡混凝土的方法，包括以下步骤： 0070 1)、按配比选取原材料； 0071 2)、混合步骤1)所选矿渣和碱激发剂并加水搅拌； 0072 3)、向步骤1)所选发泡剂中加水并进行发泡处理； 0073 4)、将步骤3)所得泡沫加入步骤2)所得碱矿渣浆体，搅拌两者至均匀混合； 0074 5)、浇筑养护得碱矿渣泡沫混凝土。 0075 本发明的有益效果在于： 0076 本发明以碱矿渣为发泡混凝土的胶凝材料，并对矿渣、混凝土组分及含量进行优 化；最终得到的碱矿渣发泡混凝土凝结速度短，强度发展快，。

17、而且后期强度较高，如密度为 400kg/m 3 时，1d即可拆模，28d强度可达2MPa(如实施例6所示)；另外，本发明的发泡混凝 土耐水、耐候性能优异，能够长期使用。 附图说明 0077 为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行 说明： 0078 图1为本发明制备碱矿渣泡沫混凝土工艺流程图。 具体实施方式 0079 下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。 0080 实施例1： 0081 本实施例制备碱矿渣发泡混凝土的方法，包括以下步骤： 0082 1)、按配比选取原材料，本实施例所选原材料为：矿渣：6365份；NaOH：56 份；水：2526份；发。

18、泡剂：4.85.2份； 0083 2)、混合步骤1)所选矿渣和碱激发剂并加水搅拌； 0084 3)、向步骤1)所选发泡剂中加水并进行发泡处理； 0085 4)、将步骤3)所得泡沫加入步骤2)所得碱矿渣浆体，搅拌两者至均匀混合； 0086 5)、浇筑养护得碱矿渣泡沫混凝土。 说 明 书CN 104193274 A 4/5页 7 0087 本实施例中： 0088 所述矿渣为水淬高炉矿渣，其比表面积为440-460m 2 /kg，密度为2.85-2.95g/cm 3 ， 碱度系数M 0 0.951.05，活性系数M a 0.420.48，质量系数M k 1.651.85； 0089 所述矿渣按质量计。

19、由以下组分组成：SiO 2 ：3034份；Al 2 O 3 ：1216份；Fe 2 O 3 ： 0.51.0份；MgO：812份；CaO：3438份；Na 2 O：0.51.0份；K 2 O：0.10.5份；烧 失量：0.51.5份；其他：0.53.0份。 0090 实施例2： 0091 本实施例制备碱矿渣发泡混凝土的方法，包括以下步骤： 0092 1)、按配比选取原材料，本实施例所选原材料为：矿渣：6061份；水玻璃：10 11份；水：2425份；发泡剂：5.05.4份； 0093 2)、混合步骤1)所选矿渣和碱激发剂并加水搅拌； 0094 3)、向步骤1)所选发泡剂中加水并进行发泡处理； 。

20、0095 4)、将步骤3)所得泡沫加入步骤2)所得碱矿渣浆体，搅拌两者至均匀混合； 0096 5)、浇筑养护得碱矿渣泡沫混凝土。 0097 本实施例中： 0098 所述矿渣为水淬高炉矿渣，其比表面积为440-460m 2 /kg，密度为2.85-2.95g/cm 3 ， 碱度系数M 0 0.951.05，活性系数M a 0.420.48，质量系数M k 1.651.85； 0099 所述矿渣按质量计由以下组分组成：SiO 2 ：3034份；Al 2 O 3 ：1216份；Fe 2 O 3 ： 0.51.0份；MgO：812份；CaO：3438份；Na 2 O：0.51.0份；K 2 O：0.1。

21、0.5份；烧 失量：0.51.5份；其他：0.53.0份。 0100 对实施例1、2所得碱矿渣泡沫混凝土进行性能测试，结果如表1所示： 0101 表1 实施例1、2所得碱矿渣泡沫混凝土主要性能 0102 性能指标表观密度kg/m 3 抗压强度MPa导热系数W/(mk) 实施例1 592 2.88 0.138 实施例2 601 3.48 0.139 0103 实施例3： 0104 本实施例与实施例1的区别在于，本实施例所选原材料为：矿渣：6263份； NaOH：56份；水：2526份；发泡剂：6.36.7份。 0105 实施例4： 0106 本实施例与实施例1的区别在于，本实施例所选原材料为：矿。

22、渣：5960份；水玻 璃：910份；水：2324份；发泡剂：6.56.9份； 0107 对实施例3、4所得碱矿渣泡沫混凝土进行性能测试，结果如表2所示： 0108 表2 实施例3、4所得碱矿渣泡沫混凝土主要性能 0109 说 明 书CN 104193274 A 5/5页 8 性能指标表观密度kg/m 3 抗压强度MPa导热系数W/(mk) 实施例3 505 1.44 0.112 实施例4 503 2.61 0.111 0110 实施例5： 0111 本实施例与实施例1的区别在于，本实施例所选原材料为：矿渣：6061份； NaOH：56份；水：2425份；发泡剂：8.89.2份。 0112 实施。

23、例6： 0113 本实施例与实施例2的区别在于，本实施例所选原材料为：矿渣：5758份；水玻 璃：910份；水：2122份；发泡剂：9.39.7份。 0114 对实施例5、6所得碱矿渣泡沫混凝土进行性能测试，结果如表3所示： 0115 表3 实施例5、6所得碱矿渣泡沫混凝土主要性能 0116 性能指标表观密度kg/m 3 抗压强度MPa导热系数W/(mk) 实施例5 385 0.78 0.096 实施例6 404 2.02 0.098 0117 实施例7： 0118 本实施例与实施例1的区别在于，本实施例所选原材料为：矿渣：5960份； NaOH：56份；水：2324份；发泡剂：11.812.。

24、2份。 0119 实施例8： 0120 本实施例与实施例2的区别在于，本实施例所选原材料为：矿渣：5657份；水玻 璃：910份；水：2123份；发泡剂：11.812.2份。 0121 对实施例7、8所得碱矿渣泡沫混凝土进行性能测试，结果如表4所示： 0122 表4 实施例7、8所得碱矿渣泡沫混凝土主要性能 0123 性能指标表观密度kg/m 3 抗压强度MPa导热系数W/(mk) 实施例7 308 0.67 0.076 实施例8 299 1.06 0.074 0124 由此可见，本发明的碱矿渣发泡混凝土凝绝热效果好，抗压强度高，表观密度低， 有效的解决了表观密度、抗压强度与导热系数之间的矛盾。

25、。 0125 需要说明的是：本发明中表观密度测试参照GB/T11969蒸汽加气混凝土性能测 试方法测定，抗压强度测试参照JC/T1062-2007泡沫混凝土砌块测定，导热系数试验方 法参照GB/T10294-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法测定。 0126 最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通 过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在 形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。 说 明 书CN 104193274 A 1/1页 9 图1 说 明 书 附 图CN 104193274 A 。