[发明专利]一种无机组合物、无机泡沫材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机组合物、一种由该无机组合物制得的无机泡沫材料及该无机泡沫材料的制备方法。

背景技术

近年来，对于无机泡沫材料的需求日渐增长。在建筑业，无机泡沫材料和有机泡沫材料都获得了广泛应用。然而，现有用作建筑墙体保温材料的泡沫材料性能较差，导致建筑物能耗较大，例如，空调能耗约占建筑物能耗的三分之二。而有机保温材料防火性能差，存在严重的安全隐患。

近年来出现了一些水泥基泡沫混凝土材料，其可作为无机泡沫保温型材料使用。但其强度低，易粉化等，因而在建筑保温材料市场中所占份额较小。

另一方面，近年来粉煤灰的产量日益递增，污染严重，亟需寻求利用方式。因而，以粉煤灰为材料制备的泡沫材料引起了人们的研究兴趣。

中国专利申请CN102603355A提出了一种碱基地质聚合物多孔材料，在制备时，先制备均匀料浆和复合发泡剂，然后将两者机械混合后浇筑成型、室温养护，从而制得多孔材料。该专利申请所述配方中，矿渣所占比重较大，而粉煤灰在配比中所占比例较小，无法做到大量利用粉煤灰。

中国专利申请CN101891498A提出了一种粉煤灰基加气混凝土的制备方法，该方法用粉煤灰和水玻璃制备浆体，然后加入发泡剂铝粉使其发泡、硬化制得粉煤灰基加气混凝土。然而，其中加气混凝土的硬化时间无法人为控制，在一定程度上不利于实现工业化；此外，加气混凝土的表观干密度较大，无法达到轻质的效果。同时该专利申请附图2显示该粉煤灰基加气混凝土连通孔较多，吸水率较大。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提供一种无机组合物，其含有较大量的粉煤灰作为原材料。本发明人发现，出人意料地，将早强组分与粉煤灰结合，可以利用较大量的粉煤灰，得到具有优良性状的无机组合物和由其制得的无机泡沫材料。添加早强组分，有助于在泡沫形成初期提供框架支撑强度，解决传统制备方法中大量粉煤灰使用过程中出现的易塌模、泡孔不均一、密闭性较差等一系列问题。从而获得具有优良性状的无机组合物和由其制得的无机泡沫材料。

因此，本发明的一个方面提供一种无机组合物，其包括200-350重量份的活性硅铝质物料、0.5-22重量份的早强组分、100-300重量份的水玻璃（按溶液重量计算，下同）和0.5-20重量份的发泡剂。

在一个优选实施方案中，所述活性硅铝质物料包括粉煤灰、偏高岭土、粘土、炉灰、赤泥等中的一种或多种。

在一个优选实施方案中，所述活性硅铝质物料中粉煤灰所占比例为25-85重量%。

在一个优选实施方案中，所述早强组分选自强度等级42.5级或52.5级的普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥、矿渣中的一种或多种。在一个更为优选实施方案中，所述早强组分为强度等级52.5级的普通硅酸盐水泥和/或硫铝酸盐水泥。

在一个优选实施方案中，所述无机组合物包括所述活性铝硅质物料为240-300重量份，早强组分为1-22重量份，水玻璃为120-280重量份。

在一个优选实施方案中，所述发泡剂为双氧水，折合成纯双氧水（即过氧化氢）的用量为1.5-15重量份，优选为2-12重量份。在又一个优选实施方案中，所述发泡剂为铝粉，其用量为0.5-3重量份，优选0.9-2重量份。

在一个优选实施方案中，所述组合物还包括1-20重量份的添加剂，优选地，所述添加剂为减水剂、防水剂、催化剂、稳泡剂、泵送剂等，可选择其中一种或几种。

在一个优选实施方案中，所述组合物还包括增韧纤维、钢渣等有助于提高无机组合物形成的无机泡沫材料抗压强度的物料。

在一个优选实施方案中，所述水玻璃的模数即二氧化硅与氧化钠或氧化钾的摩尔比为1.0-1.8，为钠水玻璃、钾水玻璃或钠钾水玻璃，其固含量为25-46%，优选28-40%。

本发明的另一个方面提供一种无机泡沫材料，其通过上述无机组合物制得。

本发明的再一个方面提供一种由上述无机组合物制备无机泡沫材料的方法，包括以下步骤：

1）原料的预混合：将活性铝硅质物料和任选的添加剂、增韧纤维、钢渣等混合均匀，得到混合固相；

2）料浆的制备：将所得的混合固相、水玻璃和水加入搅拌机内搅拌，得到料浆；

3）加入早强组分：在所得的料浆中加入早强组分搅拌，得到均匀料浆；

4）发泡剂与料浆的拌合：在所得的均匀料浆中加入发泡剂搅拌；

5）随即将得到的料浆倒入模具，注模成型。

在一个优选的实施方式中，在第5）步于注模成型之后，还包括自然养护、切割、成品。