[发明专利]一种高效气凝胶固废混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效气凝胶固废混凝土及其制备方法，属于建筑领域，包括如下重量份的原料：钢渣微粉100～200份、矿渣微粉60～180份、脱硫石膏50～150份、气凝胶20～40份、发泡剂10～30份、纤维2～12份、减水剂2～8份、早强剂2～8份和抗裂剂1～5份。本发明的高效气凝胶固废混凝土具有导热系数低、表观密度小、抗压强度高、A级不燃、抗裂性强、施工简便、造价低、环保无毒等综合优点，尤其适用于装配式建筑外围护结构保温系统中。

技术领域

本发明涉及建筑领域，特别是涉及一种高效气凝胶固废混凝土及其制备方法。

背景技术

当前，建筑能耗成为我国能源消耗中重要组成部分，约占全社会总能耗的1/3。实现建筑节能、降低能耗已成为我国亟需解决的任务。在建筑系统中，外围护结构是影响建筑节能的关键之一，而使用新型建筑材料来降低能耗是实现节能降耗的重要途径。

目前我国建筑体系的窗户系统和墙体保温系统存在诸多问题：窗户玻璃存在传热系数高的问题，是主要的耗能构件，目前我国典型的建筑围护结构中有四到五成(40％～50％)能量是通过门窗玻璃消耗的；常用墙体保温材料则存在导热系数高、强度较低、耐火耐候性差和吸水率高等问题。

固废无害化处理和资源化应用的研究从建国开始就已经开展了，经过几十年的摸索和发展，出路最终转向建材工业，尤其是水泥和混凝土行业，成为其彻底的资源化循环利用的节点产业。所谓固废混凝土就是采用钢渣、矿渣、尾矿、粉煤灰、脱硫石膏等工业固废为原料代替传统的硅酸盐水泥，再加入其它外加剂，经水拌和、养护后形成的混凝土。固废混凝土一来使我国每年产生的大量工业固废得以充分利用，变废为宝，且绿色环保，不产生有害气体；二来由于固废来源广，价格低廉，因此可以降低造价，经济性得以提高。但单纯的固废混凝土仍存在导热系数较高、强度较低、耐久性较差、防水性能较差等缺点，因此开发出一种具有导热系数低、强度高、防水防火性能好、耐候性强的高效、高性价比的混凝土材料成为当下建筑行业迫切的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有导热系数低、强度高、防水防火性能好、耐候性强的高效、高性价比的混凝土材料高效气凝胶固废混凝土及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种高效气凝胶固废混凝土，包括如下重量份的原料：钢渣微粉100～200份、矿渣微粉60～180份、脱硫石膏50～150份、气凝胶20～40份、发泡剂10～30份、纤维2～12份、减水剂2～8份、早强剂 2～8份和抗裂剂1～5份。还包括水500～1500份，通过加入水进行浆料制备并获得所述高效气凝胶固废混凝土。优选地，所述钢渣微粉比表面不低于 400kg/m²，粒级分布10～30μm。优选地，所述矿渣微粉的颗粒粒度分布为 3～30μm。优选地，所述脱硫石膏为一级脱硫石膏，二水硫酸钙含量95％。优选地，所述气凝胶为疏水型SiO₂气凝胶，颗粒状，粒径0.1～2.0mm。

本发明以钢渣微粉、矿渣微粉和脱硫石膏等固废材料作为胶凝材料使用，通过辅以气凝胶这一材料，使得到的气凝胶固废混凝土具有保温隔热性能优异、力学性能好、A级不燃、耐候性好、造价低、吸湿率低等优点，在外围护结构的节能减耗方面有着巨大的应用前景。

本发明的发明人还发现，各物质加料顺序也有一定的讲究，尤其是气凝胶的加入顺序也有一定的要求，一方面气凝胶其密度太低，若在第一步就先预混很容易飞溅漂出，造成原料的浪费，再者由于其力学强度低，容易破碎，搅拌速度也不宜过大，而且加入的时机不合适，会导致过程不易控制，产品均一性欠佳。