CN102584322B

CN102584322B - 粉煤灰基多孔人造石的制备方法

Info

Publication number: CN102584322B
Application number: CN2012100243396A
Authority: CN
Inventors: 谭宏斌
Original assignee: Shaanxi University of Technology
Current assignee: Shaanxi University of Technology
Priority date: 2012-02-03
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2032-02-03
Also published as: CN102584322A

Abstract

本发明公开了一种粉煤灰基多孔人造石的制备方法，其特征在于，在粉煤灰中加入含碳酸钙物料，含硫酸钙物料，含氧化硅物料，水、纤维和硅酸盐水泥，搅拌均匀后再加入碱激发剂、金属铝粉、有机起泡剂，混合均匀。静养后，切割得到水泥块或水泥坯板，将其在水蒸气环境中养护，得到粉煤灰基多孔人造石，该人造石主要含托勃莫来石和硬硅钙石。可取代现有的蒸压加气混凝土，用作建筑承重砌块、填充墙与隔墙、屋面板和墙板使用。

Description

粉煤灰基多孔人造石的制备方法

技术领域

本发明涉及一种可以用作建筑承重砌块、填充墙与隔墙、屋面板和墙板使用的高强轻质人造石的制备方法。

背景技术

随着我国国民经济的高速发展，城乡工业及民用建筑的发展规模越来越大。尤其近10年来，高层和框架结构建筑的不断增加，对墙体材料不仅需求量大增，而且越来越要求具有节能、体轻、环保、保温、隔热等多种功能。近年来国内外已研究、开发、应用各种新型轻质建筑材料，加气混凝土就是其中一种。

常见粉煤灰加气混凝土主要原料为粉煤灰、河砂、石灰、少量的硅酸盐水泥和石膏，石灰的用量较大，为10～20％。石灰是一种以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料，主要用石灰石为原料，经900～1100℃煅烧而成。因此在加气混凝土中，石灰的掺量是其成本影响的主要因素。另外，石灰极易与空气中的水反应，从而影响其性能，给其储存带来不便。在生产粉煤灰加气混凝土时，不使用石灰，将会降低成本，简化工艺。

粉煤灰蒸压加气混凝土砌块的蒸压养护是获得强度的必要条件，不仅关系到制品性能的好坏，也关系到生产效率的高低和能源的消耗。目前，我国现有加气混凝土一般采用大约170～180℃的饱和蒸汽。在这样的温度下保温一定时间，可以使粉煤灰中的二氧化硅很快地与石灰中的活性氧化钙反应，生成所需的水化硅酸钙凝胶胶结粉煤灰颗粒，使粉煤灰蒸压加气混凝土砌块具有一定强度。在该温度下，石灰中的活性氧化钙与粉煤灰中二氧化硅完全反应的时间长达7小时以上。如缩短蒸养时间，将降低能耗，提高生产效率。

目前的研究结果表明，现制备的粉煤灰蒸压加气混凝土砌块，石灰掺量较高，蒸养时间较长，强度较低，一般低于5MPa，不能满足承重要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本粉煤灰基多孔人造石的制备方法。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种粉煤灰基多孔人造石的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)在粉煤灰中加入含碳酸钙的物料、含硫酸钙的物料、含氧化硅的物料、水、纤维和硅酸盐水泥，搅拌均匀后得到粉煤灰水泥浆体；其中含碳酸钙的物料加入量为粉煤灰质量的5-40％，含硫酸钙的物料加入量为粉煤灰质量的0-40％，含氧化硅的物料加入量为粉煤灰质量的5-200％，水加入量为粉煤灰质量的5-200％，纤维加入量为粉煤灰质量的0-5％，硅酸盐水泥加入量为粉煤灰质量的0-5％。

(2)在步骤(1)的粉煤灰水泥浆体中加入碱激发剂，金属铝粉，有机起泡剂，混合均匀得到含气粉煤灰水泥浆体；其中金属铝粉加入量为粉煤灰质量0.1-5％，有机起泡剂加入量为粉煤灰质量的0-2％；

(3)在步骤(2)的含气粉煤灰水泥浆体倒入模具中，在20-80℃环境下静置0.5-5小时后，切割得到水泥坯块或水泥坯板；

(4)将步骤(3)得到的水泥坯块或水泥坯板在150-300℃的水蒸气环境中放置3-6小时，得到粉煤灰基多孔人造石。

上述方案中，步骤(1)中所述的粉煤灰、含碳酸钙物料、含硫酸钙物料、含氧化硅物料为30-80μm的粉体；其中粉煤灰为煤或煤矸石燃烧后产生的固体废物；含碳酸钙物料为石灰石，大理石粉，方解石粉，白垩土中的一种；含硫酸钙物料为电厂脱硫石膏，氟石膏、石油焦脱硫灰渣，柠檬酸废渣，磷石膏中的一种；含氧化硅物料为河砂，铅锌渣，砂岩中的一种。

步骤(1)中所述的纤维为木质素纤维，碳纤维，钢纤维，聚丙烯纤维中的一种。

步骤(2)中所述的碱激发剂为氢氧化钠、钢渣、沸石生产废水、赤泥中的一种；其中碱激发剂为氢氧化钠时，加入量为粉煤灰质量的0-1％；碱激发剂为钢渣、沸石生产废水、赤泥时，加入量为粉煤灰质量的0-20％。

步骤(2)中所述的有机起泡剂为松香皂、烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、羧酸、骨胶、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白、氧化石蜡皂、纤维素及其它们的衍生物中的一种。

本发明优点是，用石灰石替代石灰，得到主要含托勃莫来石和硬硅钙石的多孔人造石。通过提高蒸养温度，可缩短蒸养时间。本发明可全部使用工业废渣为原料，制备高强粉煤灰基人造石。另外，本发明中碱激发剂为化工原料氢氧化钠时，其加入量不大于1％；蒸养时间最多为6小时，因此可降低成本、提高生产率。

按照本发明的方法，通过调整配方组成，制备的人造石砌块或人造石板的最大强度为20MPa，干密度小于800Kg/m³，可以满足特殊墙体的使用要求，例如作为承重砌块或高强保温墙板。

具体实施方式

一种粉煤灰基多孔人造石的制备方法，包括以下步骤：

第一步，在粉煤灰中加入含碳酸钙的物料、含硫酸钙的物料、含氧化硅的物料、水、纤维和硅酸盐水泥，搅拌均匀后得到粉煤灰水泥浆体；表1列出了编号为1-8的8个实施例配方组成。

第二步，在第一步的粉煤灰水泥浆体中加入碱激发剂，金属铝粉，有机起泡剂，混合均匀得到含气粉煤灰水泥浆体；表2列出了不同实施例的碱激发剂，金属铝粉，有机起泡剂的加入量。

第三步，在第二步的含气粉煤灰水泥浆体倒入模具中，通过静养，切割得到水泥坯块或水泥坯板；再通过蒸养得到粉煤灰基多孔人造石。表3列出了含气粉煤灰水泥浆体的静养、蒸养工艺条件。

表1.粉煤灰水泥浆体的制备

表2.含气粉煤灰水泥浆体的制备

表3.含气粉煤灰水泥浆体的静养、蒸养工艺

表4列出了粉煤灰基多孔人造石的强度与干密度。

表4.粉煤灰基多孔人造石的性能

实施例	抗压强度(MPa)	干密度(Kg/m³)
			1	4.5	620.0
2	8.2	425.6
			3	9.3	453.2
4	11.5	560.7
			5	15.8	600.5
6	19.6	780.0
			7	20.0	798.0
8	16.3	532.0

从表4可以看出，本发明方法制备的粉煤灰基多孔人造石的密度和强度可控，可以满足特殊的使用要求。其中实施例7的人造石的抗压强度达20.0MPa(干密度为798Kg/m³)。

Claims

1.一种粉煤灰基多孔人造石的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

（1）在粉煤灰中加入含碳酸钙的物料、含硫酸钙的物料、含氧化硅的物料、水、纤维，搅拌均匀后得到粉煤灰水泥浆体；其中含碳酸钙的物料加入量为粉煤灰质量的5-40%，含硫酸钙的物料加入量为粉煤灰质量的0-40%，但不含零点，含氧化硅的物料加入量为粉煤灰质量的5-200%，水加入量为粉煤灰质量的5-200%，纤维加入量为粉煤灰质量的0-5%，也不含零点；所述含硫酸钙物料为电厂脱硫石膏，氟石膏、石油焦脱硫灰渣，柠檬酸废渣，磷石膏中的一种；所述含氧化硅物料为河砂，铅锌渣，砂岩中的一种；所述粉煤灰、含碳酸钙物料、含硫酸钙物料、含氧化硅物料为30-80μm的粉体；

（2）在步骤（1）的粉煤灰水泥浆体中加入碱激发剂，金属铝粉，有机起泡剂，混合均匀得到含气粉煤灰水泥浆体；其中金属铝粉加入量为粉煤灰质量0.1-5%，有机起泡剂加入量为粉煤灰质量的0-2%，但不含零点；所述碱激发剂为钢渣、生产沸石过程中产生的废水、赤泥中的一种，加入量为粉煤灰质量的0-20%，也不含零点；

（3）将步骤（2）的含气粉煤灰水泥浆体倒入模具中，在20-80℃环境下静置0.5-5小时后，切割得到水泥坯块或水泥坯板；

（4）将步骤（3）得到的水泥坯块或水泥坯板在150-300℃的水蒸气环境中放置3-6小时，得到粉煤灰基多孔人造石。

2.如权利要求1所述的粉煤灰基多孔人造石的制备方法，其特征在于，步骤（1）中粉煤灰为煤或煤矸石燃烧后产生的固体废物；含碳酸钙物料为石灰石，大理石粉，方解石粉，白垩土中的一种。

3.如权利要求1所述的粉煤灰基多孔人造石的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的纤维为木质素纤维，碳纤维，钢纤维，聚丙烯纤维中的一种。