權(quán)利要求

1.常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法，該制備方法包括以下內(nèi)容： 以固廢基微粉、堿激發(fā)劑、水和發(fā)泡劑為原料，給出保溫隔熱材料密度，按照保溫隔熱材料密度確定原料配比進(jìn)行小批量實(shí)驗(yàn)； 使用屈服應(yīng)力計(jì)測(cè)量由固廢基微粉、堿激發(fā)劑、水、發(fā)泡劑所制備的泡沫構(gòu)成的混合漿體的屈服應(yīng)力τ y；使用密度計(jì)測(cè)量混合漿體的密度ρ m，S表示泡沫中氣泡穩(wěn)定性，需滿(mǎn)足  其中g(shù)＝9.8N/kg，d表示氣泡平均直徑，S越大，氣泡穩(wěn)定性越好； 通過(guò)物理發(fā)泡方式制備出滿(mǎn)足氣泡平均直徑d要求的泡沫，同時(shí)氣泡密度控制在30-70kg/m 3范圍內(nèi)；若發(fā)泡劑所制備泡沫中氣泡的平均直徑和密度不能滿(mǎn)足要求，則對(duì)發(fā)泡劑的種類(lèi)和發(fā)泡劑與水的質(zhì)量比、物料組成進(jìn)行調(diào)試；在獲得滿(mǎn)足氣泡平均直徑和密度要求的發(fā)泡劑后，再測(cè)定混合漿體的消泡率并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的游離水量，同時(shí)在原有配合比的基礎(chǔ)上增加泡沫用量，減少游離水用量，確定出最終滿(mǎn)足要求的物料組成； 按照最終滿(mǎn)足要求的物料組成進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)，獲得常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法，其特征在于，實(shí)際生產(chǎn)的具體過(guò)程是：首先將堿激發(fā)劑和水均勻混合，形成堿性溶液并提前靜置24h；固廢基微粉倒入攪拌儀器，攪拌混合均勻；發(fā)泡劑發(fā)泡至所需氣泡平均直徑的泡沫； 然后再將靜置后的堿性溶液倒入攪拌好的固廢基微粉中，低速攪拌均勻形成凈漿，再量取發(fā)泡劑用于制備泡沫，將泡沫與凈漿攪拌均勻形成混合漿體； 最后將新拌混合漿體裝入模具中抹平但不振實(shí)，自然條件下覆膜養(yǎng)護(hù)24h后拆模，置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法，其特征在于，所述固廢基微粉為粉煤灰、礦渣、煤矸石、鋼渣、鐵尾礦及赤泥中的一種或兩種以上混合物；所述堿激發(fā)劑為固體硅酸鈉、液體硅酸鈉、液體硅酸鉀、氫氧化鈉及氫氧化鉀中的一種或兩種以上混合物，所述堿激發(fā)劑的模數(shù)為1.0～3.3；所述發(fā)泡劑為植物蛋白發(fā)泡劑、陰離子發(fā)泡劑、動(dòng)物蛋白發(fā)泡劑、SCR尾氣凈化液中的單一溶液或混合溶液，發(fā)泡劑與水質(zhì)量比為1:20～100。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法，其特征在于，所述固廢基微粉的粒徑為1-100μm。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法，其特征在于，根據(jù)公式  在氣泡平均直徑給定、測(cè)量出混合漿體的屈服應(yīng)力、混合漿體的密度的前提下，測(cè)量不同種類(lèi)發(fā)泡劑制備泡沫的氣泡直徑，能給出不同種類(lèi)發(fā)泡劑在混合漿體中的氣泡穩(wěn)定性，S值越大，氣泡穩(wěn)定性越好，進(jìn)而選擇出當(dāng)前配比下綜合性能最優(yōu)的發(fā)泡劑以制備綜合性能最優(yōu)的保溫隔熱材料。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法，其特征在于，常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的原料按重量份計(jì)為：固廢基微粉100-1000份，堿激發(fā)劑40～450份，水30～400份，發(fā)泡劑0.1～2份。 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法，其特征在于，所述固廢基微粉由粉煤灰、礦渣、煤矸石、鋼渣組成，粉煤灰、礦渣、煤矸石、鋼渣的質(zhì)量比為2:2:1:1；堿激發(fā)劑包括液體硅酸鈉和固體氫氧化鈉，液體硅酸鈉和固體氫氧化鈉的質(zhì)量比為10-13:1。 8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法，其特征在于，制備方法獲得的常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的密度為200～1200kg/m 3，抗壓強(qiáng)度為0.5～44.98MPa，抗折強(qiáng)度為0.22～13.86MPa。 9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法，其特征在于，制備方法獲得的常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料能應(yīng)用于承重結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件與非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法。

背景技術(shù)

能源短缺浪費(fèi)、氣候不斷變暖等問(wèn)題是目前全人類(lèi)所面臨的重大考驗(yàn)。近年來(lái)，我國(guó)每年和建筑相關(guān)的能耗占到社會(huì)總能耗的46.7%。其中水泥生產(chǎn)能源消耗占全國(guó)能源總消耗的7%，水泥生產(chǎn)會(huì)導(dǎo)致大量CO 2以及其他污染物排放。同時(shí)，煤電廠等能源提供設(shè)施在使用過(guò)程中形成大量的固體廢料，例如：粉煤灰和礦渣等，通常每消耗2噸煤就會(huì)產(chǎn)生1噸粉煤灰，我國(guó)每年粉煤灰產(chǎn)量達(dá)到6.86億噸。傳統(tǒng)固廢處理方式包括陸地填埋以及海洋焚燒等，不僅利用率低同時(shí)還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。因此，亟待一種能夠有效提高固廢利用率的方式。

我國(guó)每年用于供暖、空調(diào)等的消耗占建筑總能源消耗的60%-70%，主要原因是我國(guó)建筑本身的外墻保溫材料性能較差。開(kāi)發(fā)節(jié)能、減排、利廢、高強(qiáng)、輕質(zhì)的新型保溫隔熱材料，對(duì)于節(jié)約能源、降低二氧化碳排放具有極其重要的意義。泡沫混凝土憑借其高流態(tài)、輕質(zhì)保溫、耐火性能優(yōu)越等特點(diǎn)，引起了人們?cè)絹?lái)越多的重視。傳統(tǒng)泡沫混凝土是指通過(guò)化學(xué)或者物理發(fā)泡法，使水泥凈漿和泡沫均勻混合，再經(jīng)發(fā)泡機(jī)的泵送系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工或模具成型，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)形成的一種含有大量封閉氣孔的輕質(zhì)保溫材料。但不足之處在于目前主要以水泥為原材料，生產(chǎn)過(guò)程具有相當(dāng)大的能耗，而且制品存在強(qiáng)度偏低、最低成型密度較大、易塌模及干縮大的問(wèn)題，在一定程度上限制了泡沫混凝土的應(yīng)用。因此利用工業(yè)廢料制備綜合性能優(yōu)異的泡沫混凝土，具有重要的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法，該制備方法的生產(chǎn)過(guò)程不使用水泥，所需原材料種類(lèi)少，制備工藝簡(jiǎn)單，充分考慮泡沫在混合漿體中的受力，有效抑制氣泡合并上浮趨勢(shì)，提高材料的強(qiáng)度，明顯減少塌模和干縮的現(xiàn)象，制品密度為200kg/m 3-1200kg/m 3，綜合性能優(yōu)異，在建筑節(jié)能領(lǐng)域與工程領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法，該制備方法包括以下內(nèi)容：

以固廢基微粉、堿激發(fā)劑、水和發(fā)泡劑為原料，給出保溫隔熱材料密度，按照保溫隔熱材料密度確定原料配比進(jìn)行小批量實(shí)驗(yàn)，使用屈服應(yīng)力計(jì)測(cè)量由固廢基微粉、堿激發(fā)劑、水、發(fā)泡劑所制備的泡沫構(gòu)成的混合漿體的屈服應(yīng)力 ；使用密度計(jì)測(cè)量混合漿體的密度 ，S表示泡沫中氣泡穩(wěn)定性，需滿(mǎn)足 ≥1，其中g(shù)=9.8N/kg，S越大，氣泡穩(wěn)定性越好；

通過(guò)物理發(fā)泡方式制備出滿(mǎn)足氣泡平均直徑 d要求的泡沫，同時(shí)氣泡密度控制在30-70kg/m 3范圍內(nèi)；若發(fā)泡劑所制備泡沫中氣泡的平均直徑和密度不能滿(mǎn)足要求，則對(duì)發(fā)泡劑的種類(lèi)和發(fā)泡劑與水的質(zhì)量比、物料組成進(jìn)行調(diào)試，確定出最終滿(mǎn)足要求的物料組成；

按照最終滿(mǎn)足要求的物料組成進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)，獲得常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料。

在獲得滿(mǎn)足氣泡平均直徑和密度要求的發(fā)泡劑后，再測(cè)定混合漿體的消泡率并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的游離水量，同時(shí)在原有配合比的基礎(chǔ)上增加泡沫用量，減少游離水用量，確定出最終滿(mǎn)足要求的物料組成。

實(shí)際生產(chǎn)的具體過(guò)程是：首先將堿激發(fā)劑和水均勻混合，形成堿性溶液并提前靜置24h；固廢基微粉倒入攪拌儀器，攪拌混合均勻；發(fā)泡劑發(fā)泡至所需氣泡平均直徑的泡沫；

然后再將靜置后的堿性溶液倒入攪拌好的固廢基微粉中，低速攪拌均勻形成凈漿，再量取發(fā)泡劑用于制備泡沫，將泡沫與凈漿攪拌均勻形成混合漿體；

最后將新拌混合漿體裝入模具中抹平但不振實(shí)，自然條件下覆膜養(yǎng)護(hù)24h后拆模，置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)。

所述固廢基微粉由粉煤灰、礦渣、煤矸石、鋼渣組成，粉煤灰、礦渣、煤矸石、鋼渣的質(zhì)量比為2:2:1:1；堿激發(fā)劑包括液體硅酸鈉和固體氫氧化鈉，液體硅酸鈉和固體氫氧化鈉的質(zhì)量比為（10-13）:1。

所述的常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法獲得的常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的密度為200～1200kg/m 3，抗壓強(qiáng)度為0.5～44.98MPa，抗折強(qiáng)度為0.22～13.86MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.07W/(m·K)～0.249W/(m·K)。

本發(fā)明制備方法獲得的保溫隔熱材料在自然條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，不需要進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，在室外養(yǎng)護(hù)，給予正常保水措施，即能獲得低密高強(qiáng)的保溫隔熱材料，且不會(huì)出現(xiàn)塌?，F(xiàn)象。

本發(fā)明也可以根據(jù)公式 在氣泡平均直徑給定、測(cè)量出混合漿體（泡沫和凈漿混合料）的屈服應(yīng)力、混合漿體的密度的前提下，測(cè)量不同種類(lèi)發(fā)泡劑制備泡沫的氣泡直徑，能給出不同種類(lèi)發(fā)泡劑在混合漿體中的氣泡穩(wěn)定性，S值越大，氣泡穩(wěn)定性越好，進(jìn)而選擇出當(dāng)前配比下綜合性能最優(yōu)的發(fā)泡劑，進(jìn)而獲得同等條件下綜合性能最優(yōu)的保溫隔熱材料。

上述制備方法獲得的常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的各組分組成是，按重量份數(shù)計(jì)：固廢基微粉100-1000份，堿激發(fā)劑40～450份，水30～400份，發(fā)泡劑0.1～2份；所述固廢基微粉為粉煤灰、礦渣、煤矸石、鋼渣、鐵尾礦及赤泥等中的一種或兩種以上混合物；所述堿激發(fā)劑為固體硅酸鈉、液體硅酸鈉、液體硅酸鉀、氫氧化鈉及氫氧化鉀中的一種或兩種以上混合物，優(yōu)選地，所述堿激發(fā)劑為液體硅酸鈉，模數(shù)為1.0～3.3；所述發(fā)泡劑為植物蛋白發(fā)泡劑、陰離子發(fā)泡劑、動(dòng)物蛋白發(fā)泡劑、SCR尾氣凈化液的單一溶液或混合溶液。

進(jìn)一步地，所述固廢基微粉的粒徑為1-100μm。

進(jìn)一步地，該保溫材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域與工程領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，不僅可應(yīng)用于承重結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件與非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)保溫結(jié)構(gòu)一體化，還可應(yīng)用于公路擴(kuò)寬工程、軟基路堤橋頭跳車(chē)、道路回填等。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提出了一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法，利用堿激發(fā)反應(yīng)早強(qiáng)快凝的特性，采用物理發(fā)泡方式進(jìn)行發(fā)泡，物理發(fā)泡是先用發(fā)泡機(jī)預(yù)制泡沫，再將預(yù)制泡沫用機(jī)械攪拌的方式加入預(yù)先制好的凈漿中，避免出現(xiàn)使用化學(xué)發(fā)泡方式受溫度等外界條件影響較大，且制備出的泡沫混凝土不穩(wěn)定、且化學(xué)反應(yīng)過(guò)程危險(xiǎn)的問(wèn)題?；谂菽诨旌蠞{體中的受力提出氣泡穩(wěn)定性公式，有效抑制氣泡合并趨勢(shì)，利于實(shí)際應(yīng)用。

本發(fā)明考慮了泡沫混凝土的消泡率，在水灰比和攪拌速率一定的情況下，通過(guò)計(jì)算不同密度下泡沫混凝土的消泡率求得相應(yīng)游離水量，并在原有配合比的基礎(chǔ)上提前去除這部分游離水量，同時(shí)，在原有配合比的基礎(chǔ)上增加泡沫用量，利用這一泡沫混凝土的改進(jìn)制備方法制備泡沫混凝土。在不改變泡沫混凝土密度的前提下，僅通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算重新設(shè)計(jì)配合比，工藝簡(jiǎn)單，效果明顯，與制備方法改進(jìn)前相比，泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度最高提升了36.6%。

本發(fā)明制備方法基于泡沫在混合漿體中的受力分析提出，利用公式進(jìn)行發(fā)泡劑的選取，充分考慮了泡沫與凈漿的接觸過(guò)程，制備的混合漿體相較于水泥基泡沫混凝土粘度更高，抑制了氣泡合并趨勢(shì)，有效地解決了泡沫混凝土易出現(xiàn)的塌模現(xiàn)象和氣泡分層現(xiàn)象，材料內(nèi)部孔洞分布均勻，直徑小，制備的隔熱材料密度范圍廣，綜合性能優(yōu)異，可廣泛應(yīng)用于建筑節(jié)能領(lǐng)域與工程領(lǐng)域。同時(shí)可使大量工業(yè)廢渣再利用，產(chǎn)生了資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的功效。

本發(fā)明制備方法獲得的常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料為一種高強(qiáng)低密的泡沫混凝土，與規(guī)范JGT 266-2011《泡沫混凝土》相比，本發(fā)明制備的泡沫混凝土密度為200～1300kg/m 3，對(duì)應(yīng)的抗壓強(qiáng)度為0.5～44.98MPa，泡沫混凝土密度越大，抗壓強(qiáng)度越大。相比于水泥基泡沫混凝土，抗壓強(qiáng)度提升152%~749%，同時(shí)早期強(qiáng)度發(fā)展速率較快，在常溫養(yǎng)護(hù)條件下即可制備出高強(qiáng)保溫隔熱材料，極大地拓寬了該材料的應(yīng)用領(lǐng)域。不僅可應(yīng)用于承重結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件與非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)保溫結(jié)構(gòu)一體化，還可應(yīng)用于公路擴(kuò)寬工程，軟基路堤橋頭跳車(chē)，道路回填及作為抗沖擊吸能材料等。

本發(fā)明將配置的堿性溶液提前靜置24h，而不將堿性激發(fā)劑和固體物質(zhì)一起添加進(jìn)去直接反應(yīng)，使得堿性激發(fā)劑溶解的更充分，提前放熱，有效地提高了材料強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)方式為常溫養(yǎng)護(hù)即可，無(wú)需蒸壓養(yǎng)護(hù)，無(wú)需壓制成型，無(wú)強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象。

本發(fā)明在滿(mǎn)足材料強(qiáng)度需求的前提下充分利用了工業(yè)固廢，減少碳排放，原材料來(lái)源廣，成本低于現(xiàn)有水泥基泡沫混凝土，滿(mǎn)足環(huán)境可持續(xù)發(fā)展要求，同時(shí)早期強(qiáng)度高，拆模時(shí)間短，方便模具的周轉(zhuǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1保溫隔熱材料的制備方法流程圖。

圖2是不同實(shí)施例堿激發(fā)泡沫混凝土的性能對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明實(shí)施例所屬配方僅僅是用于說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制，在本發(fā)明的構(gòu)思前提下對(duì)本發(fā)明配方的簡(jiǎn)單改進(jìn)都屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。

本發(fā)明常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法，該制備方法包括以下內(nèi)容：

以固廢基微粉、堿激發(fā)劑、水和發(fā)泡劑為原料，給出保溫隔熱材料密度，按照保溫隔熱材料密度確定原料配比進(jìn)行小批量實(shí)驗(yàn)，使用屈服應(yīng)力計(jì)測(cè)量由固廢基微粉、堿激發(fā)劑、水、發(fā)泡劑所制備的泡沫構(gòu)成的混合漿體的屈服應(yīng)力 ；使用密度計(jì)測(cè)量混合漿體的密度 ，S表示氣泡穩(wěn)定性，需滿(mǎn)足 ≥1，其中S越大，氣泡穩(wěn)定性越好；使用哪種發(fā)泡劑對(duì)混合漿體屈服應(yīng)力影響較小，混合漿體的屈服應(yīng)力與所產(chǎn)生的泡沫的氣泡大小有關(guān)；

測(cè)定混合漿體的消泡率并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的游離水量，同時(shí)在原有配合比的基礎(chǔ)上增加泡沫用量，減少游離水用量；

采用不同的發(fā)泡劑，通過(guò)物理發(fā)泡方式制備出滿(mǎn)足氣泡平均直徑要求的氣泡，同時(shí)氣泡密度在30-70kg/m 3，優(yōu)選50kg/m 3左右；若發(fā)泡劑所制備泡沫中氣泡的平均直徑和密度不能滿(mǎn)足要求，則對(duì)發(fā)泡劑的種類(lèi)和發(fā)泡劑與水的質(zhì)量比進(jìn)行調(diào)試，確定出最終滿(mǎn)足要求的物料組成；

按照最終滿(mǎn)足要求的物料組成進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)：

首先將堿激發(fā)劑和水堿激發(fā)劑和水均勻混合，形成堿性溶液并提前靜置24h；固廢基微粉倒入攪拌儀器，攪拌混合均勻；發(fā)泡劑發(fā)泡至所需氣泡平均直徑的泡沫；

然后再將靜置后的堿性溶液倒入攪拌好的固廢基微粉中，低速攪拌均勻形成凈漿，再量取適量的發(fā)泡劑用于制備泡沫，將泡沫與凈漿攪拌均勻形成混合漿體；

最后將新拌混合漿體裝入模具中抹平但不振實(shí)，自然條件下覆膜養(yǎng)護(hù)24h后拆模，置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)。

公式 的推導(dǎo)過(guò)程如下：

1）在混合漿體中，氣泡除受重力G外，還受到混合漿體的浮力F 1和粘性阻力F 2, 表示混合漿體的體積； —混合漿體（泡沫和凈漿混合料）的屈服應(yīng)力； —混合漿體的密度； —?dú)馀萜骄睆剑?nbsp;-氣泡所受屈服應(yīng)力與y軸的夾角；

 (1)

 (2)

2）為保持混合漿體中氣泡的穩(wěn)定性，氣泡重力較小，可忽略不計(jì)，其受力狀態(tài)應(yīng)滿(mǎn)足：

 (3)

3）將公式（1）和公式（2）代入公式（3），得到氣泡穩(wěn)定性公式， —表示氣泡穩(wěn)定性

 (4)

本發(fā)明考慮了泡沫破損的前補(bǔ)償用于提升泡沫混凝土強(qiáng)度，通過(guò)提前在配合比設(shè)計(jì)中根據(jù)泡沫破損量增加泡沫，同時(shí)減少相應(yīng)的自由水量的配合比來(lái)最終確定設(shè)計(jì)密度的物料的配方組成。

本發(fā)明實(shí)施例中所涉及的所有物質(zhì)均為市售。

實(shí)施例1

本實(shí)施例一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：

固廢基微粉978份（其中，粉煤灰326份，95級(jí)礦渣326份，煤矸石163份，鋼渣163份，四者之比為2:2:1:1）

堿激發(fā)劑432份；（液體硅酸鈉396份，固體氫氧化鈉36份，二者之比為12:1）

發(fā)泡劑0.12份；

水182份。

以固廢基微粉、堿激發(fā)劑、水和泡沫為原料，考慮泡沫消泡率，給出保溫隔熱材料密度，按照保溫隔熱材料密度確定原料配比進(jìn)行小批量實(shí)驗(yàn)，使用屈服應(yīng)力計(jì)測(cè)量由固廢基微粉、堿激發(fā)劑、水、泡沫構(gòu)成的混合漿體的屈服應(yīng)力 ，使用密度計(jì)測(cè)量混合漿體的密度 ;

測(cè)定混合漿體的消泡率并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的游離水量，同時(shí)在原有配合比的基礎(chǔ)上增加泡沫用量，減少游離水用量；

采用不同的發(fā)泡劑（植物蛋白發(fā)泡劑，K12陰離子表面活性劑，2A1陰離子表面活性劑），選用上述發(fā)泡劑通過(guò)物理發(fā)泡方式制備出滿(mǎn)足氣泡平均直徑要求的氣泡，同時(shí)氣泡密度控制在50kg/m 3附近；若發(fā)泡劑所發(fā)泡沫中氣泡的直徑和密度不能滿(mǎn)足要求，則對(duì)發(fā)泡劑種類(lèi)及發(fā)泡劑與水的質(zhì)量比、物料配比進(jìn)行調(diào)試，確定出最終滿(mǎn)足要求的物料組成；三種發(fā)泡劑的基本性能指標(biāo)如表1所示，可以看出，植物蛋白發(fā)泡劑發(fā)泡倍數(shù)最大，制備的氣泡平均直徑最大，S≤1，氣泡穩(wěn)定性差。K12 陰離子表面活性劑和2A1 陰離子表面活性劑制備出的氣泡平均直徑符合要求，但是2A1 陰離子表面活性劑所制備出的氣泡不均勻，氣泡直徑大小分布不均，易發(fā)生相鄰氣泡間的合并現(xiàn)象，造成平均直徑發(fā)生變化，因此，優(yōu)選用 K12陰離子表面活性劑。

按照最終滿(mǎn)足要求的物料組成進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)：

S1，按配合比將堿激發(fā)劑和水均勻混合，形成堿性溶液并提前靜置24h；

S2，按配合比稱(chēng)取固廢基微粉倒入攪拌儀器，攪拌3～5min直至混合均勻;

S3，量取適量的發(fā)泡劑，按照發(fā)泡劑:水質(zhì)量比為1:20~100的比例混合均勻后，將稀釋后的發(fā)泡劑置于發(fā)泡機(jī)中，啟動(dòng)發(fā)泡機(jī)進(jìn)行泡沫制備，制備出滿(mǎn)足密度要求的泡沫；

S4，將提前制備的堿性溶液倒入攪拌好的干料中，低速攪拌2～3min；

S5，將所需泡沫引入凈漿中勻速攪拌2～3min，使用濕容重測(cè)量法確保所制混合漿體滿(mǎn)足密度設(shè)計(jì)；

S6，將新拌混合漿體裝入模具中抹平但不振實(shí)，自然條件下覆膜養(yǎng)護(hù)24h后拆模，置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)。

本實(shí)施例不同種類(lèi)發(fā)泡劑的基本性能指標(biāo)及制備獲得的保溫隔熱材料的力學(xué)性能見(jiàn)表1。

表1三種發(fā)泡劑基本性能指標(biāo)及制備試件力學(xué)性能

注：S=1對(duì)應(yīng)的氣泡平均直徑為0.55μm。

實(shí)施例2

一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：

固廢基微粉242份；

堿激發(fā)劑113份

發(fā)泡劑1份；

水58份。

所述的一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，固廢基微粉中物質(zhì)種類(lèi)及比例、堿激發(fā)劑中物質(zhì)種類(lèi)及比例、制備方法同實(shí)施例1。

實(shí)施例3

一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：

固廢基微粉324份；

堿激發(fā)劑150份；

發(fā)泡劑0.86份；

水56份。

所述的一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，固廢基微粉中物質(zhì)種類(lèi)及比例、堿激發(fā)劑中物質(zhì)種類(lèi)及比例、制備方法同實(shí)施例1。

實(shí)施例4

一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：

固廢基微粉402份；

堿激發(fā)劑188份

發(fā)泡劑0.73份；

水72份。

所述的一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，固廢基微粉中物質(zhì)種類(lèi)及比例、堿激發(fā)劑中物質(zhì)種類(lèi)及比例、制備方法同實(shí)施例1。

實(shí)施例5

一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：

固廢基微粉486份；

堿激發(fā)劑226份

發(fā)泡劑0.67份；

水86份。

所述的一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，固廢基微粉中物質(zhì)種類(lèi)及比例、堿激發(fā)劑中物質(zhì)種類(lèi)及比例、制備方法同實(shí)施例1。

實(shí)施例6

一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：

固廢基微粉644份；

堿激發(fā)劑301份

發(fā)泡劑0.50份；

水118份。

所述的一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，固廢基微粉中物質(zhì)種類(lèi)及比例、堿激發(fā)劑中物質(zhì)種類(lèi)及比例、制備方法同實(shí)施例1。

實(shí)施例7

一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：

固廢基微粉805份；

堿激發(fā)劑387份

發(fā)泡劑0.31份；

水150份。

所述的一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，固廢基微粉中物質(zhì)種類(lèi)及比例、堿激發(fā)劑中物質(zhì)種類(lèi)及比例、制備方法同實(shí)施例1。

實(shí)施例8

一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：

固廢基微粉162份；

堿激發(fā)劑73份

發(fā)泡劑1份；

水42份。

所述的一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，固廢基微粉中物質(zhì)種類(lèi)及比例、堿激發(fā)劑中物質(zhì)種類(lèi)及比例、制備方法同實(shí)施例1。

實(shí)施例9

一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：

固廢基微粉162份（粉煤灰38份 礦渣70份，鋼渣54份）

堿激發(fā)劑73份（液體硅酸鈉67份，氫氧化鉀6份）

發(fā)泡劑1份；

水42份。

所述的一種常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料，制備方法同實(shí)施例1。

上述實(shí)施例獲得的常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料為堿激發(fā)泡沫混凝土，堿激發(fā)泡沫混凝土性能按照規(guī)范JGT266-2011《泡沫混凝土》要求進(jìn)行測(cè)試。

測(cè)試上述實(shí)施例1～8及實(shí)施例9所制備堿激發(fā)泡沫混凝土的性能：

（1）干密度；

（2）流動(dòng)度；

（3）抗壓強(qiáng)度；

（4）抗折強(qiáng)度；

（5）導(dǎo)熱系數(shù)。

具體測(cè)試結(jié)果如下表所示，表中實(shí)施例1以K12 陰離子表面活性劑為發(fā)泡劑并進(jìn)行了消泡處理后的樣品性能測(cè)試，其他實(shí)施例也均為進(jìn)行消泡處理后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

由上表可知，本發(fā)明制備的保溫隔熱材料各項(xiàng)性能符合JGT 266-2011《泡沫混凝土》中的規(guī)定，且實(shí)施例8的干密度為224kg/m3，28天抗壓強(qiáng)度為0.50MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.08W/(m·K)，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到干密度為500kg/m3的水泥基泡沫混凝土要求；對(duì)比例1的固廢基微粉組成和堿激發(fā)劑組成與實(shí)施例8不同，但各項(xiàng)性能與實(shí)施例8幾乎無(wú)差異；實(shí)施例4的干密度為599kg/m3，28天抗壓強(qiáng)度為4.97MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.13W/(m·K)，在相同條件下本申請(qǐng)考慮了消泡率和穩(wěn)定性制備的保溫隔熱材料相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)抗壓強(qiáng)度提升了135％；實(shí)施例1的干密度為1250kg/m3，28天抗壓強(qiáng)度達(dá)到44.98MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.25W/(m·K)，可用于低層建筑結(jié)構(gòu)的承重構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)保溫結(jié)構(gòu)一體化。本發(fā)明制備方法獲得的保溫隔熱材料在相同條件下強(qiáng)度更高、密度更低、保溫性能更好，無(wú)塌?，F(xiàn)象。堿激發(fā)泡沫混凝土表觀形貌中樣品致密、平整，孔隙均勻。

盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。

常溫養(yǎng)護(hù)保溫隔熱材料的制備方法.pdf