CN102584322B - 粉煤灰基多孔人造石的制备方法 - Google Patents

粉煤灰基多孔人造石的制备方法 Download PDF

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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
Figure BDA0000133883850000031
表2.含气粉煤灰水泥浆体的制备
Figure BDA0000133883850000041
表3.含气粉煤灰水泥浆体的静养、蒸养工艺
Figure BDA0000133883850000042
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 (3)

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。
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