CN102924026B - 一种加气混凝土的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加气混凝土的制备方法，其特征是配比如下：生活垃圾预处理品用量为67～70％，石灰用量为27～29％，石膏用量为2.8～3％，木钙减水剂用量为0.2％，可溶油用量为0.02％，铝粉用量为0.05％；水用量为上述配料总重量的60％～62％；制备步骤包括：一生活垃圾预处理；二原材料加工：(1)破碎和磨细；(2)铝粉脱酯；(3)可溶油配制；三配料搅拌；四浇注成型；五胚体切割；六蒸压釜养护。本发明具有原料来源充足、生产成本低的优点。

Description

一种加气混凝土的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种加气混凝土的制备方法。
背景技术
生活垃圾焚烧后的炉渣主要含如硅酸盐和铝酸盐等中性成分，且物理化学和工程特性与天然骨料相似，因而是很好的建筑原材料。在国外，炉渣用作水泥和混凝土的部分替代骨料，如美国的ARR灰渣再循环利用工艺生产的骨料制品，广泛应用于沥青混凝土、建筑砌块集料等。国内也有垃圾焚烧炉渣制砖的先例，如上海浦东新区生活垃圾焚烧厂灰渣特性和资源化利用技术开发与应用研究成果获建设部华夏二等奖。
下面为某生活垃圾焚烧厂的化学性能检验结果，从表格可知：其主要含量为氧化硅、氧化钙、三氧化二铝等，可与水泥、石灰等激发剂进行混合反应，从而满足加气混凝土板的强度要求。
表1某生活垃圾焚烧厂的化学性能检验结果
编号 三氧化二铁 三氧化二铝 氧化硅 氧化钙
1 2.1 2 23.1 6.74
2 2.73 2.49 35.3 9
3 2.53 2.72 34.2 10.7
4 1.86 1.51 25.8 5.23
5 2.07 1.67 27.4 6.61
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种加气混凝土的制备方法。
本发明原料配比如下：生活垃圾预处理品用量为67～70％，石灰用量为27～29％，石膏用量为2.8～3％，木钙减水剂用量为0.2％，可溶油用量为0.02％，铝粉用量为0.05％；水用量为上述配料总重量的60％～62％。
配比原理如下：
石灰在本发明生产中代替水泥作为胶凝材料，石灰相对水泥要经济得多，因此本发明比传统工艺制造成本要低得多。表1为石灰用量的选择试验表，从表2可见，当石灰用量为28％时，绝干强度达最高值，随着石灰用量的继续增加，则绝干强度明显下降，因此最优石灰配加量为28％。
表2石灰用量的选择试验表
本发明加入石膏的目的，在于能有效地抑制石灰的消解和料浆的凝结稠化的速度，使之与铝粉的发气时间相适应。此外，加石膏还具有提高加气混凝土制品的物理力学性能和耐久性的作用。加入石膏可使石灰消解速度明显延缓。但加入量也不能太多，以免严重抑制铝粉发气。试验表明适量的石膏掺量为2.8～3％。
发气剂采用金属铝粉、它与混合料中消解石灰等碱性物质反应放出氢气，使料浆形成一定的气孔结构。
气泡稳定剂采用可溶油，可溶油是由油酸和三乙醇胺配制而成的皂类表面活性物质。可溶油按重量比配比如下：油酸为1份，三乙醇胺为3份，水为36份。
减水剂采用木钙，由于磨细的生活垃圾预处理品是一种比重较小，表面多孔而疏松的无定形微粒，它的需水量较大。由于需水量大，将使制品中细孔和毛细孔数量显著增加，孔壁疏松。而适当地降低水料比，即可使制品的气孔壁密实，气孔结构改善，气孔强度提高。加入木钙减水剂，可使生活垃圾预处理品颗粒分散开来，释放出被包围的水，从而达到减少用水量的目的同时对改善料浆的流动性，提高制品强度都有好处。
本发明制备步骤包括：
一生活垃圾预处理
采用磁选机除铁，采用涡电流分选机去除其他有色金属，采用筛分机筛选未焚烧尽的少量纤维部分塑料和其他物质，筛分机筛选后的筛选物仍重新回炉焚烧。通过磁选机获得的废铁具有可观的经济价值，还可以避免制成的多孔混凝土板出现锈斑。通过涡电流分选机获得的有色金属同样具有一定的经济价值。
二原材料加工
(1)破碎和磨细
破碎设备选用鄂式破碎机，鄂式破碎机使生活垃圾预处理品、石灰、石膏成为小于10mm的颗粒。球磨机对生活垃圾预处理品、石灰、石膏进行粉磨，细度达到4900孔筛余物不大于15％。
(2)铝粉脱酯
铝粉在制备过程中，为防止其氧化和爆炸，要进行脱脂处理。铝粉脱酯采用烘烤法，其升温制度为：100℃升温至140℃，保持1小时；140℃升温至170℃，保持1.5小时；170℃升温至200℃，保持2小时。
烘烤后要检查脱酯质量，将小量铝粉投入盛水的容器内搅拌，如果铝粉全部沉入水中，则表示脱酯符合要求。
(3)可溶油配制
先将30～50℃的温水按配方计量加入可溶油搅拌机中，然后再依次计量加入油酸和三乙醇胺进行搅拌，直至油酸全部溶解。
三配料搅拌
本发明采用二次搅拌工艺，第一次搅拌工艺如下：将铝粉加入温度为40～55℃、重量为铝粉5倍的水，搅拌时间30～35秒后成为铝粉悬浮液，依次加入可溶油、木钙、石灰、石膏，加入30％水进行搅拌，混合料搅拌时间为3～5分钟，搅拌速度为110～120转/分钟；第二次搅拌工艺如下：在第一次搅拌后混合料中加入生活垃圾预处理品，最后加入剩余水进行搅拌，搅拌时间为6～8分钟，搅拌速度为40～60转/分钟。
本发明所采取的二次搅拌工艺能够有效破坏石灰团聚，促进石灰充分分散和水化。传统搅拌工艺是采用一次投料一次搅拌，当石灰遇水后很快成为小石灰团，并且很容易附在生活垃圾预处理品上，而且水灰比小，这种团聚现象越严重。在拌和过程中由于摩擦作用，处在生活垃圾预处理品运动方向背面的石灰团被有效保护起来，使得这些石灰团无法被有效的破坏。如果石灰团聚，则水化作用的面积减小，使加气混凝土具有强度的水化生成物减少。
四浇注成型
模型浇注前应预热和喷涂隔离剂。起吊模型时，严禁吊钩支承在侧模上，以防破坏模型合缝的严密性，引起漏浆、塌模和制品尺寸偏差过大。
五胚体切割
切割采用锯切法，钢丝一面反复抽动，一面同时切进胚体，钢丝抽拉速度是切进速度的10～25倍，这样能大大降低切进阻力。切割要掌握好时间，太早会造成强度不够，胚体容易倒塌，制品容易粘连，太晚会造成强度太大，切割困难，钢丝容易崩断。静停切割时间为2～4小时，切割的胚体强度为0.3～0.7MPa。
六蒸压釜养护
本发明采用高压高温养护，通过水热合成反应生出结晶度较好，强度较高的水化产物，保证制品的各项技术性能。
压蒸养护制度为：抽真空30～45分钟；从真空升压至10kg/cm2，时间为2～2.5小时；保持恒压10kg/cm2，时间为8小时；从10kg/cm2降压至真空，时间为2.5小时。
与传统加气混凝土比较，本制品的水化反应晶形转化进行得较慢。为使本制品强度高、耐久性好、收缩性小、恒压时间应该比传统加气混凝土延长，恒压时间从6小时延长至8小时。
与同容重的传统加气混凝土比较，本制品孔隙率较小，透气性差。为避免制品爆裂或者产生降压裂缝，本发明降压速度比传统加气混凝土要放慢，降压时间从1小时延长到2.5小时。
本发明生产的制品具有良好的物理力学性能和耐久性，其技术指标完全符合建筑使用要求；另外，本发明具有良好的料浆浇注稳定性，其工艺有利于生产操作和控制；本发明原料来源充足，充分利用生活垃圾预处理品，并在配料中采用了石灰等低廉材料，降低了生产成本。
具体实施方式
生活垃圾预处理品用量为68.83％，石灰用量为28％，石膏用量为2.9％，木钙减水剂用量为0.2％，可溶油用量为0.02％，铝粉用量为0.05％；水用量为上述配料总重量的60％。可溶油按重量比配比如下：油酸为1份，三乙醇胺为3份，水为36份。
本实施例制备步骤包括：
一生活垃圾预处理
采用磁选机除铁，采用涡电流分选机去除其他有色金属，采用筛分机筛选未焚烧尽的少量纤维部分塑料和其他物质，筛分机筛选后的筛选物仍重新回炉焚烧。
二原材料加工
(1)破碎和磨细
破碎设备选用鄂式破碎机，鄂式破碎机使生活垃圾预处理品、石灰、石膏成为小于10mm的颗粒。球磨机对生活垃圾预处理品、石灰、石膏进行粉磨，细度达到4900孔筛余物不大于15％。
(2)铝粉脱酯
铝粉在制备过程中要进行脱脂处理，铝粉脱酯采用烘烤法，其升温制度为：100℃升温至140℃，保持1小时；140℃升温至170℃，保持1.5小时；170℃升温至200℃，保持2小时。
烘烤后要检查脱酯质量，将小量铝粉投入盛水的容器内搅拌，如果铝粉全部沉入水中，则表示脱酯符合要求。
(3)可溶油配制
先将30～50℃的温水按配方计量加入可溶油搅拌机中，然后再依次计量加入油酸和三乙醇胺进行搅拌，直至油酸全部溶解。
三配料搅拌
采用二次搅拌工艺，第一次搅拌工艺如下：将铝粉加入温度为40～55℃、重量为铝粉5倍的水，搅拌时间30～35秒后成为铝粉悬浮液，依次加入可溶油、木钙、石灰、石膏，加入30％水进行搅拌，混合料搅拌时间为3～5分钟，搅拌速度为110～120转/分钟；第二次搅拌工艺如下：在第一次搅拌后混合料中加入生活垃圾预处理品，最后加入剩余水进行搅拌，搅拌时间为6～8分钟，搅拌速度为40～60转/分钟。
四浇注成型
模型浇注前应预热和喷涂隔离剂。模型按统一规格的钢模，尺寸为6m×1.5m×0.6m。
五胚体切割
切割采用锯切法，钢丝一面反复抽动，一面同时切进胚体，钢丝抽拉速度是切进速度的10～25倍。静停切割时间为2～4小时，切割的胚体强度为0.3～0.7MPa。
六蒸压釜养护
采用高压高温养护，压蒸养护制度为：抽真空30～45分钟；从真空升压至10kg/cm2，时间为2～2.5小时；保持恒压10kg/cm2，时间为8小时；从10kg/cm2降压至真空，时间为2.5小时。

Claims (6)

1.一种加气混凝土的制备方法，其特征是配比如下：生活垃圾预处理品用量为67～70％，石灰用量为27～29％，石膏用量为2.8～3％，木钙减水剂用量为0.2％，可溶油用量为0.02％，铝粉用量为0.05％；水用量为上述配料总重量的60％～62％；各组分含量之和为100％；
制备步骤包括：
一生活垃圾预处理
采用磁选机除铁，采用涡电流分选机去除其他有色金属，采用筛分机筛选未焚烧尽的少量纤维部分塑料和其他物质，筛分机筛选后的筛选物仍重新回炉焚烧；
二原材料加工
(1)破碎和磨细
破碎设备选用鄂式破碎机，鄂式破碎机使生活垃圾预处理品、石灰、石膏成为小于10mm的颗粒；球磨机对生活垃圾预处理品、石灰、石膏进行粉磨，细度达到4900孔筛余物不大于15％；
(2)铝粉脱酯
铝粉在制备过程中要进行脱脂处理；
(3)可溶油配制
先将30～50℃的温水按配方计量加入可溶油搅拌机中，然后再依次计量加入油酸和三乙醇胺进行搅拌，直至油酸全部溶解；
三配料搅拌
采用二次搅拌工艺，第一次搅拌工艺如下：将铝粉加入温度为40～55℃、重量为铝粉5倍的水，搅拌时间30～35秒后成为铝粉悬浮液，依次加入可溶油、木钙、石灰、石膏，加入30％水进行搅拌，混合料搅拌时间为3～5分钟，搅拌速度为110～120转/分钟；第二次搅拌工艺如下：在第一次搅拌后混合料中加入生活垃圾预处理品，最后加入剩余水进行搅拌，搅拌时间为6～8分钟，搅拌速度为40～60转/分钟；
四浇注成型
模型浇注前应预热和喷涂隔离剂，模型按统一规格的钢模，尺寸为6m×1.5m×0.6m；
五胚体切割
静停切割时间为2～4小时，切割的胚体强度为0.3～0.7MPa；
六蒸压釜养护
采用高压高温养护。
2.根据权利要求1所述的加气混凝土的制备方法，其特征是可溶油按重量比配比如下：油酸为1份，三乙醇胺为3份，水为36份。
3.根据权利要求1所述的加气混凝土的制备方法，其特征是铝粉脱酯采用烘烤法，其升温制度为：100℃升温至140℃，保持1小时；140℃升温至170℃，保持1.5小时；170℃升温至200℃，保持2小时。
4.根据权利要求1所述的加气混凝土的制备方法，其特征是切割采用锯切法，钢丝一面反复抽动，一面同时切进胚体，钢丝抽拉速度是切进速度的10～25倍。
5.根据权利要求1所述的加气混凝土的制备方法，其特征是焙烧采取的热工制度为：料球进料口内初步预热温度为300～500℃，预热时间为3～5分钟；料球预热段高温预热分解温度为700～780℃，预热时间为20～30分钟；料球焙烧温度为1200～1300℃，料球焙烧时间为5～8分钟。
6.根据权利要求1所述的加气混凝土的制备方法，其特征是压蒸养护制度为：抽真空30～45分钟；从真空升压至10kg/cm2，时间为2～2.5小时；保持恒压10kg/cm2，时间为8小时；从10kg/cm2降压至真空，时间为2.5小时。
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