CN101708981B - 一种磷渣加气混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种磷渣加气混凝土，其特征是由胶凝材料、激发剂、引气剂和水混合组成；胶凝材料由重量百分比例为60％～100％磷渣和0～40％粉煤灰组成；激发剂是模数为1.0～1.6的水玻璃，水玻璃的用量按Na2O重量计算为胶凝材料重量的5％～8％；引气剂是铝粉或单质硅，铝粉的用量为胶凝材料重量的0.1％～0.2％；单质硅的用量为胶凝材料重量的0.05％～0.1％；水的用量与胶凝材料用量的重量比为0.28～0.32。本发明产品由工业废渣磷渣等作为胶凝材料，加入激发剂、引气剂和水拌合制成，制备工艺简单，无需蒸压工艺，可大幅度降低设备投资；产品为封闭的多孔结构，具有轻质高强、导热系数小、保温隔热性能好等特点。
Description
技术领域
本发明属于混凝土组合物及其制备方法，涉及一种磷渣加气混凝土及其制备方法。适用于制备种低碳排放的轻质建材。
背景技术
由于环境恶化引起的严重问题使得环境友好性材料的研究非常迫切。工业生产过程中能够减少CO2的排放量尤为重要，传统硅酸盐水泥的生产中会排放出大量的CO2，而减少水泥生产中CO2的量非常有限，因此找出一种低碳排放的胶凝材料来替代水泥是当务之急。
轻质建材是一种质轻、且具有一定强度、同时具有保温隔热、防噪音的功能的新型建材。随着经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高，建筑所消耗的能量日益增加，其中采暖空调能耗占了很大比例，在我国的夏热冬冷地区尤为明显，节能成为当今建材的发展方向。因此，在目前能源供应紧张的局面下，轻质建材以其优越的节能效果正逐渐成为当今建材的主体。近年来轻质建材围绕节能、节土、利废、保护环境和生态、改善建材功能等方面不断发展，使得轻质建材有了更加广阔的市场。
磷渣是电炉法生产黄磷时排出的一种工业废渣。生产1t黄磷约排出8～12t磷渣，我国每年要排放这种废渣数百万吨，这些磷渣若长期堆放不预处理，既占用大量土地，又污染环境。因此，如何将生产黄磷排放的废渣加以利用，一直是十分令人关注的问题。
目前的加气混凝土制备工艺主要有几种：水泥——粉煤灰——石灰体系，水泥——石灰——砂子，或者是水泥——石灰——(其他废料)通过蒸压养护的方式养护制得。这些类型的加气混凝土的共同特点就是使用了一部分水泥作为胶凝材料以及在蒸压条件下养护。水泥的使用和蒸压条件的养护消耗了大量能量。中国专利申请公开号：CN101328051A(申请号200810303120.3)公开了“磷矿渣加气混凝土砌块及其制备方法”，提出了一种新型免蒸压加气混凝土砌块，其制备的方法是使用水泥——磷渣——粉煤灰体系加入碱性激发剂制得。这种方法虽改进了原有加气混凝土养护的制度，使得能耗减少，但是此方法中使用了5％～15％的高能耗的材料——水泥。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，完全不用水泥或水泥熟料，主要利用废料——磷渣，提供一种具有优良的保温隔热、防噪音、高强、低碳排放等性能的轻质建材——磷渣加气混凝土及其制备方法。
本发明的内容是：一种磷渣加气混凝土，其特征是：由胶凝材料、激发剂、引气剂、和水混合组成；
所述胶凝材料由重量百分比例为60％～100％磷渣和0～40％粉煤灰(或炉底渣)组成；
所述激发剂是模数为1.0～1.6的钠水玻璃，钠水玻璃的用量按Na2O重量计算为所述胶凝材料重量的5％～8％；
所述引气剂是铝粉或单质硅，铝粉的用量为所述胶凝材料重量的0.1％～0.2％；单质硅的用量为所述胶凝材料重量的0.05％～0.1％；
所述水的用量与所述胶凝材料用量的重量比为0.28～0.32。
本发明的内容中：所述胶凝材料较好的由重量百分比例为70％～90％磷渣和10％～30％粉煤灰(或炉底渣)组成。
本发明的内容中：所述磷渣的主要化学组成和重量百分比例为CaO41.15～51.17％、SiO2 35.45～43.05％、Al2O3 0.83～9.07％、Fe2O3 0.23～3.54％、MgO 0.76～6.00％、P2O5 2.41～1.37％、F 1.92～2.75％，同现有技术。
本发明的内容中：所述粉煤灰的主要化学组成和重量百分比例为：SiO233.9～59.7％、Al2O316.5～35.4％、Fe2O31.5～19.7％、CaO 0.8～10.4％、MgO 0.7～1.9％、K2O 0.6～2.9％、Na2O 0.2～1.1％、SO30～1.1％、烧失量1.2～23.6％，同现有技术。
本发明的内容中：所述磷渣的比表面积较好的为350m2/kg～450m2/kg。
本发明的另一内容是：一种磷渣加气混凝土的制备方法，其特征是包括下列步骤：
a、粉磨：将磷渣粉磨(可以采用球磨机、振动磨、气流磨等现有技术中的设备)到比表面积为350m2/kg～450m2/kg；
b、配料：称取组分胶凝材料、激发剂、引气剂和水；
所述胶凝材料由重量百分比例为60％～100％磷渣和0～40％粉煤灰(或炉底渣)组成；
所述激发剂是模数为1.0～1.6的钠水玻璃，钠水玻璃的用量按Na2O重量计算为所述胶凝材料重量的5％～8％；
所述引气剂是铝粉，铝粉的用量为所述胶凝材料重量的0.1％～0.2％；
所述水的用量与所述胶凝材料用量的重量比为0.28～0.32；
c、混合搅拌：
将粉磨后的胶凝材料投入搅拌装置(可以采用双行星搅拌机、砂浆搅拌机等现有技术中的设备)中搅拌2mim～5mim，然后加入计量好的激发剂、再搅拌6mim～10mim；
d、引气：将计量好的引气剂在步骤c结束后加入搅拌装置中、搅拌0.5mim～2mim，即制得磷渣加气混凝土；
本发明的另一内容还可以包括下列步骤：
e、成型：将搅拌好的物料加入涂好脱模剂的模具中静置，待4小时后切割去掉多余部分，一天后脱模，制得砌块；
f、养护：制得的砌块该可以在潮湿的条件下常温养护，也可以进行蒸汽养护，即制得磷渣加气混凝土砌块成品。
本发明的另一内容中：所述胶凝材料较好的由重量百分比例为70％～90％磷渣和10％～30％粉煤灰或炉底渣组成。
本发明的另一内容中：步骤b所述引气剂可以替换为单质硅，该单质硅的用量为所述胶凝材料重量的0.05％～0.1％，步骤d所述搅拌时间替换为1mim～20mim。
本发明的另一内容中：所述磷渣的主要化学组成和重量百分比例为CaO 41.15～51.17％、SiO2 35.45～43.05％、Al2O3 0.83～9.07％、Fe2O3 0.23～3.54％、MgO 0.76～6.00％、P2O5 2.41～1.37％、F 1.92～2.75％，同现有技术。
本发明的另一内容中：所述粉煤灰的主要化学组成和重量百分比例为：SiO233.9～59.7％、Al2O316.5～35.4％、Fe2O31.5～19.7％、CaO 0.8～10.4％、MgO 0.7～1.9％、K2O 0.6～2.9％、Na2O 0.2～1.1％、SO30～1.1％、烧失量1.2～23.6％，同现有技术。
本发明的内容中：所述钠水玻璃由市售的钠水玻璃(模数为3左右)加上氢氧化钠(NaOH)配制而成，在使用的过程中钠水玻璃的温度应该降到20℃～25℃。
本发明的内容中：加入引气剂铝粉，在碱性作用下铝粉与水发生反应生成氢气，使得原本密实的材料形成封闭多孔的结构，采用铝粉作引气剂、发气快；加入引气剂单质硅，在碱性作用下与水反应生成氢气，使得原本密实的材料形成封闭多孔的结构，采用单质硅作引气剂、发气较铝粉慢；采用哪种引气剂、依据施工时的发气时间需要选择。
与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：
(1)本发明是以磷渣为主要原材料，不添加或添加少量的粉煤灰(炉底渣)并加入碱激发而成，加入粉煤灰(炉底渣)的目的是调节体系的凝结硬化速率，使之与发气速度相适应；采用本发明制备的低碳排放的轻质建材的基材具有与水泥相当强度；本发明没有使用水泥，但是制备出的轻质材料的性质与传统材料相当，这样既节省了成本，又减少了CO2的排放；
(2)本发明的轻质建材的加工工艺新颖、简单，只需要在常压、常温或者中温条件下就可以水化；现有的加气混凝土制品需要在12MPa的高压和高温条件下，恒温蒸养6～8小时，本发明与传统的加气混凝土加工工艺相比，取消了蒸压釜设备，大大降低了设备投资，减少生产的能耗；
(3)本发明不添加水泥的原因：首先从环保节能方面考虑，提倡减少水泥的消耗；硅酸盐水泥是一种高污染、高能耗及消耗大量资源的胶凝材料；水泥的生产会带来一系列的负面影响：耗能极大(目前新型干法水泥生产中熟料需消耗为2900～3500kJ/kg)、生产水泥需要以石灰石为主要原料，生产水泥在燃烧大量矿物燃料的同时，还会放出大量CO2、SO2、NOx等气体，因此，大量生产水泥将对地球生态环境会产生很大影响；其次，本发明产品使用低模数(钠)水玻璃激发磷渣作为基材，其净浆强度能在28d达到98.7MPa，完全能作为基体为混凝土提供强度；再次，(钠)水玻璃的加入增加了体系粘度同时，提高了激发的效率，使得基体稠化速度与发气速度相当，使得加气混凝土能顺利成型；
(4)本发明产品与加入水泥产品性能比较：
定量分析：添加入水泥制备的“加气混凝土”的性能：容重535～878kg/m3、强度3.6～9.5MPa；本发明制备的成品的容重537～865kg/m3、强度3.6～9.1MPa，由此看来，加入水泥与不加入水泥的强度相当；
定性分析：本发明产品使用低模数(钠)水玻璃激发磷渣的工艺，磷渣玻璃相的主要化学成分是CaO-SiO2-Al2O3，由于激发剂有很高的pH，溶液中的OH-可以破坏Ca-O键和一部分的Si-O和Al-O，由于Ca-O键能最小Ca2+大量溶出，所以于是溶解的Ca2+与断健Si与Al聚合的形成了C-S-H、C-A-H和C-A-S-H凝胶提供基体强度；因为本发明使用(钠)水玻璃激发，(钠)水玻璃中提供了一部分Si，能与大量溶解的Ca2+形成C-S-H，增加了C-S-H的量，早其强度与后期强度提高；以下是分别用本发明钠水玻璃、NaOH和PO425硅酸盐净浆强度的对比，实验结果如下表所示：
从上表可看出，碱激发磷渣完全可以替代水泥作为胶凝材料，用(钠)水玻璃作为激发剂可以加快稠化时间，使发气时间与引气时间相适应，满足加气混凝土成型的要求。
(5)本发明产品的材质为封闭的多孔结构，具有轻质高强、导热系数小，保温隔热性能好；制备工艺简单，容易操作；本发明为磷渣的利用开辟一条途径，降低磷渣堆放对环境的污染，减少水泥的用量，间接减少CO2的排放，实用性强。
具体实施方式
下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1：
一种磷渣加气混凝土及其制备方法，包括下列步骤：
a、配制模数1.2的水玻璃：称取市售模数3.16的水玻璃211.4g加入片状NaOH 48.0g，用玻璃棒搅拌，直至NaOH完全溶解，当水玻璃温度冷却到20℃～25℃时待用；
b、称量：按磷渣80％(重量百分比例，后同)、粉煤灰20％的比例取量混合成胶凝材料；水玻璃模数1.2；碱含量6％(即水玻璃的用量按Na2O重量计算为胶凝材料重量的6％)；引气剂铝粉0.1％(即铝粉的用量为胶凝材料重量的0.1％)，水与胶凝材料之比0.3。本实施例配制粉料总量为1000g，具体数据按以下量称取：
磷渣800g；粉煤灰200g；铝粉1.0g；水181.2g(注：此处水按水与胶凝材料之比0.3计算，水量已经减去了以上配制的水玻璃中所含水分)；
c、搅拌：首先先将粉料放入搅拌器干搅2mim，在粉料干搅结束后加入计量好的激发剂搅拌6mim；
d、引气：将计量好的引气剂在步骤c结束后加入搅拌器中搅拌30秒，即制得磷渣加气混凝土。
还可以包括下列步骤：
e、成型：将上述搅拌好的物料加入涂好脱模剂的模具中静置，待4小时后进行切割去掉多余部分，一天后脱模，即制得磷渣加气混凝土砌块；
f、养护：该砌块可以在潮湿的房间内养护。
实施例2：
一种磷渣加气混凝土及其制备方法，包括下列步骤：
a、配制模数1.0的水玻璃：称取市售模数3.16的水玻璃205.5g加入片状NaOH61.7g，用玻璃棒搅拌，直至NaOH完全溶解，当水玻璃温度冷却到20℃～25℃时待用；
b、称量：磷渣90％(重量百分比例，后同)、粉煤灰10％的比例取量混合成胶凝材料；水玻璃模数1.0；碱含量7％(即水玻璃的用量按Na2O重量计算为胶凝材料重量的7％)；铝粉0.1％(即铝粉的用量为胶凝材料重量的0.1％)；水与胶凝材料之比0.28。本实例配制粉料总量为1000g，具体数据按以下量称取：
磷渣900g；粉煤灰100g；铝粉1.0g；水164.5g(注：此处水按水与胶凝材料之比0.28计算，水量已经减去了以上配制的水玻璃中所含水分)；
c、搅拌：首先先将粉料放入搅拌器干搅2mim，在粉料干搅结束后加入计量好的激发剂搅拌6mim；
d、引气：将计量好的引气剂在步骤3结束后加入搅拌器中搅拌30秒，即制得磷渣加气混凝土。
还可以包括下列步骤：
e、成型：将上述搅拌好的料加入涂好脱模剂的模具中静置，待4小时后进行切割去掉多余部分，一天后脱模，即制得磷渣加气混凝土砌块；
f、养护：该砌块可以在60℃蒸汽养护下养护。
实施例3：
一种磷渣加气混凝土及其制备方法，包括下列步骤：
a、配制模数1.2的水玻璃：称取市售模数3.16的水玻璃246.6g加入片状NaOH56.0g，用玻璃棒搅拌，直至NaOH完全溶解，当水玻璃温度冷却到20℃～25℃时待用；
b、称量：磷渣80％(重量百分比例，后同)、粉煤灰20％的比例取量混合成胶凝材料；水玻璃模数1.2；碱含量7％(即水玻璃的用量按Na2O重量计算为胶凝材料重量的7％)；铝粉0.1％(即铝粉的用量为胶凝材料重量的1％)，水与胶凝材料之比0.28。本实例配制粉料总量为1000g，具体数据按以下量称取：
磷渣800g；粉煤灰200g；单质硅0.8g；水141.4g(注：此处水按水与胶凝材料之比0.28计算，水量已经减去了以上配制的水玻璃中所含水分)；
c、搅拌：首先先将粉料放入搅拌器干搅2mim，在粉料干搅结束后加入计量好的激发剂搅拌6mim；
d、引气：将计量好的引气剂在步骤3结束后加入搅拌器中搅拌30秒，即制得磷渣加气混凝土。
还可以包括下列步骤：
e、成型：将上述搅拌好的料加入涂好脱模剂的模具中静置，待4小时后进行切割去掉多余部分，一天后脱模，即制得磷渣加气混凝土砌块；
f、养护：该砌块可以在潮湿的房间内养护。
实施例4：
一种磷渣加气混凝土，由胶凝材料、激发剂、引气剂、和水混合组成；
所述胶凝材料由重量百分比例为100％磷渣；所述磷渣的比表面积为350m2/kg～450m2/kg；
所述激发剂是模数为1.6的钠水玻璃，钠水玻璃的用量按Na2O重量计算为所述胶凝材料重量的8％；
所述引气剂是铝粉，铝粉的用量为所述胶凝材料重量的0.2％；
所述水的用量与所述胶凝材料用量的重量比为0.32。
实施例5：
一种磷渣加气混凝土，由胶凝材料、激发剂、引气剂、和水混合组成；
所述胶凝材料由重量百分比例为60％磷渣和40％粉煤灰组成；磷渣的比表面积为350m2/kg～450m2/kg；
所述激发剂是模数为1.0的钠水玻璃，钠水玻璃的用量按Na2O重量计算为所述胶凝材料重量的5％；
所述引气剂是铝粉，铝粉的用量为所述胶凝材料重量的0.1％；
所述水的用量与所述胶凝材料用量的重量比为0.28。
实施例6：
一种磷渣加气混凝土，由胶凝材料、激发剂、引气剂、和水混合组成；
所述胶凝材料由重量百分比例为80％磷渣和20％粉煤灰组成；所述磷渣的比表面积为350m2/kg～450m2/kg；
所述激发剂是模数为1.3的钠水玻璃，钠水玻璃的用量按Na2O重量计算为所述胶凝材料重量的6％；
所述引气剂是铝粉，铝粉的用量为所述胶凝材料重量的0.15％；
所述水的用量与所述胶凝材料用量的重量比为0.3。
实施例7：
一种磷渣加气混凝土，由胶凝材料、激发剂、引气剂、和水混合组成；
所述胶凝材料由重量百分比例为70％磷渣和30％粉煤灰组成；所述磷渣的比表面积为350m2/kg～450m2/kg；
所述激发剂是模数为1.1的钠水玻璃，钠水玻璃的用量按Na2O重量计算为所述胶凝材料重量的6％；
所述引气剂是铝粉，铝粉的用量为所述胶凝材料重量的0.13％；
所述水的用量与所述胶凝材料用量的重量比为0.29。
实施例8：
一种磷渣加气混凝土，由胶凝材料、激发剂、引气剂、和水混合组成；
所述胶凝材料由重量百分比例为90％磷渣和10％粉煤灰组成；所述磷渣的比表面积为350m2/kg～450m2/kg；
所述激发剂是模数为1.4的钠水玻璃，钠水玻璃的用量按Na2O重量计算为所述胶凝材料重量的7％；
所述引气剂是铝粉，铝粉的用量为所述胶凝材料重量的0.18％；
所述水的用量与所述胶凝材料用量的重量比为0.31。
实施例9：
一种磷渣加气混凝土，由胶凝材料、激发剂、引气剂、和水混合组成；
所述胶凝材料由重量百分比例为80％磷渣和20％粉煤灰组成；所述磷渣的比表面积为350m2/kg～450m2/kg；
所述激发剂是模数为1.5的钠水玻璃，钠水玻璃的用量按Na2O重量计算为所述胶凝材料重量的6％；
所述引气剂是铝粉，铝粉的用量为所述胶凝材料重量的0.13％；
所述水的用量与所述胶凝材料用量的重量比为0.3。
实施例10：
一种磷渣加气混凝土，由胶凝材料、激发剂、引气剂、和水混合组成；
所述引气剂替换为单质硅，单质硅的用量为胶凝材料重量的0.05％；
其它同实施例4-9中任一，略。
实施例11：
一种磷渣加气混凝土，由胶凝材料、激发剂、引气剂、和水混合组成；
所述引气剂替换为单质硅，单质硅的用量为胶凝材料重量的0.06％；
其它同实施例4-9中任一，略。
实施例12：
一种磷渣加气混凝土，由胶凝材料、激发剂、引气剂、和水混合组成；
所述引气剂替换为单质硅，单质硅的用量为胶凝材料重量的0.07％；
其它同实施例4-9中任一，略。
实施例13：
一种磷渣加气混凝土，由胶凝材料、激发剂、引气剂、和水混合组成；
所述引气剂替换为单质硅，单质硅的用量为胶凝材料重量的0.08％；
其它同实施例4-9中任一，略。
实施例14：
一种磷渣加气混凝土，由胶凝材料、激发剂、引气剂、和水混合组成；
所述引气剂替换为单质硅，单质硅的用量为胶凝材料重量的0.09％；
其它同实施例4-9中任一，略。
实施例15：
一种磷渣加气混凝土，由胶凝材料、激发剂、引气剂、和水混合组成；
所述引气剂替换为单质硅，单质硅的用量为胶凝材料重量的0.1％；
其它同实施例4-9中任一，略。
实施例16：
一种磷渣加气混凝土的制备方法，包括下列步骤：
a、粉磨：将磷渣粉磨(可以采用球磨机、振动磨、气流磨等现有技术中的设备)到比表面积为350m2/kg～450m2/kg；
b、配料：称取组分胶凝材料、激发剂、引气剂和水；各组分用量和
比例同实施例4-9中任一；
c、混合搅拌：
将粉磨后的胶凝材料投入搅拌装置(可以采用双行星搅拌机、砂浆搅拌机等现有技术中的设备)中搅拌2mim～5mim，然后加入计量好的激发剂、再搅拌6mim～10mim；
d、引气：将计量好的引气剂在步骤c结束后加入搅拌装置中、搅拌0.5mim～2mim，即制得磷渣加气混凝土；
该实施例还可以包括下列步骤：
e、成型：将搅拌好的物料加入涂好脱模剂的模具中静置，待4小时后切割去掉多余部分，一天后脱模，制得砌块；
f、养护：制得的砌块该可以在潮湿的条件下常温养护，也可以进行蒸汽养护，即制得磷渣加气混凝土砌块成品。
实施例17：
一种磷渣加气混凝土的制备方法，包括下列步骤：
a、粉磨：将磷渣粉磨(可以采用球磨机、振动磨、气流磨等现有技术中的设备)到比表面积为350m2/kg～450m2/kg；
b、配料：称取组分胶凝材料、激发剂、引气剂和水；各组分用量和比例同实施例10-15中任一；
c、混合搅拌：
将粉磨后的胶凝材料投入搅拌装置(可以采用双行星搅拌机、砂浆搅拌机等现有技术中的设备)中搅拌2mim～5mim，然后加入计量好的激发剂、再搅拌6mim～10mim；
d、引气：将计量好的引气剂在步骤c结束后加入搅拌装置中、搅拌1mim～20mim，即制得磷渣加气混凝土；
该实施例还可以包括下列步骤：
e、成型：将搅拌好的物料加入涂好脱模剂的模具中静置，待4小时后切割去掉多余部分，一天后脱模，制得砌块；
f、养护：制得的砌块该可以在潮湿的条件下常温养护，也可以进行蒸汽养护，即制得磷渣加气混凝土砌块成品。
上述实施例中：所述钠水玻璃由市售的钠水玻璃(模数为3左右)加上氢氧化钠(NaOH)配制而成，在使用的过程中钠水玻璃的温度应该降到20℃～25℃。
采用本发明制备的磷渣加气混凝土，其性能经检测、数据如下表：
表1：不同碱含量对磷渣加气混凝土性能的影响
| 编号 | 碱含量 | 容重kg/m3 | 7d强度MPa | 28d强度MPa |
| A1 | 8％ | 788 | 3.4 | 4.5 |
| A2 | 7％ | 807 | 4.0 | 5.4 |
| A3 | 6％ | 804 | 3.3 | 7.9 |
| A4 | 5％ | 622 | 2.1 | 4.9 |
表中：w/c＝0.28、水玻璃模数＝1.2、磷渣参量80％、铝粉参量＝0.1％。
表2：不同水玻璃模数对磷渣加气混凝土性能的影响
| 编号 | 水玻璃模数 | 容重kg/m3 | 7d强度MPa | 28d强度MPa |
| B1 | 1 | 812 | 4.2 | 8.7 |
| B2 | 1.2 | 804 | 3.3 | 8.1 |
| B3 | 1.4 | 821 | 3.5 | 7.9 |
| B4 | 1.6 | 857 | 3.6 | 5.7 |
表中：w/c＝0.28、碱含量＝6％、磷渣参量80％、铝粉参量＝0.1％。
表3：不同磷渣参量对磷渣加气混凝土性能的影响
| 编号 | 磷渣含量 | 容重kg/m3 | 7d强度MPa | 28d强度MPa |
| C1 | 70％ | 809 | 4.1 | 7.3 |
| C2 | 80％ | 803 | 3.3 | 7.9 |
| C3 | 90％ | 865 | 4.7 | 9.1 |
表中：w/c＝0.28、碱含量＝6％、水玻璃模数＝1.2、铝粉参量＝0.1％。
表4：不同容重的磷渣加气混凝土强度
| 编号 | 容重kg/m3 | 7d强度MPa | 28d强度MPa |
| D1 | 803 | 33 | 7.9 |
| D2 | 679 | 2.4 | 5.1 |
| D3 | 537 | 1.358 | 3.6 |
表中：w/c＝0.28、碱含量＝6％、磷渣参量80％、水玻璃模数＝1.2、铝粉参量＝0.1％。
表5：不同养护制度对磷渣加气混凝土性能的影响
| 编号 | 养护制度 | 容重kg/m3 | 7d强度MPa | 28d强度MPa |
| E1 | 标准养护 | 803 | 3.3 | 7.9 |
| E2 | 60℃ | 857 | 6.8 | 11.5 |
| E3 | 90℃ | 848 | 11.7 | 10.1 |
表中：w/c＝0.28、碱含量＝6％、磷渣参量80％、水玻璃模数＝1.2、铝粉参量＝0.1％。
上述表1-5中：所述w/c是水的用量与胶凝材料用量的重量比；所述磷渣参量是胶凝材料中磷渣的重量百分比例(胶凝材料的余下另一部分为粉煤灰)；所述铝粉参量是铝粉用量与胶凝材料重量的重量百分比；所述水玻璃模数是钠水玻璃分子式中Na2O和SiO2的分子数(摩尔数)比，系现有概念；所述7d强度即7天强度等；
上述表1-5、实施例及本说明书中，所述水玻璃均为钠水玻璃，所述碱含量均指钠水玻璃的用量，并且是按钠水玻璃中Na2O重量计算、与胶凝材料重量的重量百分比。
上述实施例中：加入引气剂铝粉，在碱性作用下铝粉与水发生反应生成氢气，使得原本密实的材料形成封闭多孔的结构，采用铝粉作引气剂、发气快；加入引气剂单质硅，在碱性作用下与水反应生成氢气，使得原本密实的材料形成封闭多孔的结构；采用单质硅作引气剂、发气较铝粉慢；采用哪种引气剂、依据施工时的发气时间需要选择。
上述实施例4-17中：所述磷渣的主要化学组成和重量百分比例为CaO41.15～51.17％、SiO2 35.45～43.05％、Al2O3 0.83～9.07％、Fe2O3 0.23～3.54％、MgO 0.76～6.00％、P2O5 2.41～1.37％、F1.92～2.75％，系现有技术。
上述实施例4-17中：所述粉煤灰的主要化学组成和重量百分比例为：SiO233.9～59.7％、Al2O316.5～35.4％、Fe2O31.5～19.7％、CaO 0.8～10.4％、MgO 0.7～1.9％、K2O 0.6～2.9％、Na2O 0.2～1.1％、SO30～1.1％、烧失量1.2～23.6％，系现有技术。
上述实施例及本说明书中，未明确的百分比均为重量百分比例(或重量百分含量)、未具体陈述的步骤和工艺方法等同现有技术。
本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。
Claims (9)
1.一种磷渣加气混凝土，其特征是：由胶凝材料、激发剂、引气剂、和水混合组成；
所述胶凝材料由重量百分比例为60％～100％磷渣和0～40％粉煤灰组成；
所述激发剂是模数为1.0～1.6的钠水玻璃，钠水玻璃的用量按Na2O重量计算为所述胶凝材料重量的5％～8％；
所述引气剂是单质硅，单质硅的用量为所述胶凝材料重量的0.05％～0.1％；
所述水的用量与所述胶凝材料用量的重量比为0.28～0.32。
2.根据权利要求1所述的磷渣加气混凝土，其特征是：所述胶凝材料由重量百分比例为70％～90％磷渣和10％～30％粉煤灰组成。
3.根据权利要求1或2所述的磷渣加气混凝土，其特征是：所述磷渣的主要化学组成和重量百分比例为CaO 41.15～51.17％、SiO2 35.45～43.05％、Al2O3 0.83～9.07％、Fe2O3 0.23～3.54％、MgO 0.76～6.00％、P2O52.41～1.37％、F 1.92～2.75％。
4.根据权利要求1或2所述的磷渣加气混凝土，其特征是：所述粉煤灰的主要化学组成和重量百分比例为：SiO233.9～59.7％、Al2O316.5～35.4％、Fe2O31.5～19.7％、CaO 0.8～10.4％、MgO 0.7～1.9％、K2O 0.6～2.9％、Na2O 0.2～1.1％、SO30～1.1％、烧失量1.2～23.6％。
5.根据权利要求1或2所述的磷渣加气混凝土，其特征是：所述磷渣的比表面积为350m2/kg～450m2/kg。
6.一种磷渣加气混凝土的制备方法，其特征是包括下列步骤：
a、粉磨：将磷渣粉磨到比表面积为350m2/kg～450m2/kg；
b、配料：称取组分胶凝材料、激发剂、引气剂和水；
所述胶凝材料由重量百分比例为60％～100％磷渣和0～40％粉煤灰组成；
所述激发剂是模数为1.0～1.6的钠水玻璃，钠水玻璃的用量按Na2O重量计算为所述胶凝材料重量的5％～8％；
所述引气剂是单质硅，该单质硅的用量为所述胶凝材料重量的0.05％～0.1％；
所述水的用量与所述胶凝材料用量的重量比为0.28～0.32；
c、混合搅拌：
将粉磨后的胶凝材料投入搅拌装置中搅拌2min～5min，然后加入计量好的激发剂、再搅拌6min～10min；
d、引气：将计量好的引气剂在步骤c结束后加入搅拌装置中、搅拌1min～20min，即制得磷渣加气混凝土。
7.根据权利要求6所述磷渣加气混凝土的制备方法，其特征是：所述胶凝材料由重量百分比例为70％～90％磷渣和10％～30％粉煤灰组成。
8.根据权利要求6或7所述磷渣加气混凝土的制备方法，其特征是：所述磷渣的主要化学组成和重量百分比例为CaO 41.15～51.17％、SiO2 35.45～43.05％、Al2O3 0.83～9.07％、Fe2O3 0.23～3.54％、MgO 0.76～6.00％、P2O52.41～1.37％、F 1.92～2.75％。
9.根据权利要求6或7所述的磷渣加气混凝土的制备方法，其特征是：所述粉煤灰的主要化学组成和重量百分比例为：SiO233.9～59.7％、Al2O316.5～35.4％、Fe2O31.5～19.7％、CaO 0.8～10.4％、MgO 0.7～1.9％、K2O0.6～2.9％、Na2O 0.2～1.1％、SO30～1.1％、烧失量1.2～23.6％。
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| CN101328051A (zh) * | 2008-07-28 | 2008-12-24 | 中国建筑第四工程局有限公司 | 磷矿渣加气混凝土砌块及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105645904A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-06-08 | 东南大学 | 一种利用锂渣和镍渣制备的免蒸压加气混凝土及其制备方法 |
Also Published As
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| CN101708981A (zh) | 2010-05-19 |
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