CN104478364A - 一种泡沫混凝土自保温砌块及其生产方法 - Google Patents

一种泡沫混凝土自保温砌块及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种泡沫混凝土自保温砌块及其生产方法：该砌块按重量百分比由以下原料制成：普通硅酸盐水泥32.5或42.5：49～55%，铝厂废渣8～14%，沸石粉4～8%，粉煤灰 1～8%，硬质钙 0.5～0.8%，双氧水2～2.5%，催化剂 0.1～0.2%，增强剂0.3%～0.5%，减水剂 0.3～0.5%，人造无机纤维0.2～0.4%，水24%～28%。本发明提高了泡沫混凝土砌块的强度，同时保证了保温功能，既提高低密度泡沫混凝土砌块的强度又降低导热系数，砌块轻型环保，隔音保温，防水防火，建筑承重力强，能源消耗减小，施工工艺减少，解决了施工中的很多工艺安装和构造布置带来的冷桥问题。

Description

一种泡沫混凝土自保温砌块及其生产方法
技术领域
本发明涉及建筑领域，具体涉及一种泡沫混凝土自保温砌块及其生产方法。
背景技术
　泡沫混凝土是一种质轻、保温隔热和隔音效果良好的新型轻质建筑材料，其制作工艺主要是将发泡剂通过发泡机制成泡沫，发泡的同时将胶凝材料制成浆体，之后把泡沫加入到胶凝材料浆体中现场浇筑或注模成型切割成砌块。随着建筑业的发展和人们生活水平的提高，具有轻质、保温、隔热功能的多孔混凝土砌块用量越来越大。然而，现有的泡沫混凝土砌块还存在一些缺陷，影响了它的应用，其主要缺陷如下 ：(1) 目前制备泡沫混凝土砌块所用的成熟原料绝大多数是普通水泥，成本较高 ；(2) 泡沫混凝土砌块的强度不高，难以达到墙体材料的要求；（3）泡沫混凝土砌块的导热系数较大，起不到自保温效果。 因此，如何降低泡沫混凝土的成本，提高泡沫混凝土砌块的强度，降低导热系数，是目前研究泡沫混凝土急需解决的问题。同时，铝厂废渣的存放和排放一方面对环境造成巨大的破坏，另一方面铝厂废渣中有用物质资源的闲置，造成了巨大的浪费。 因而，各大高校、科研院所和企业都在寻找铝厂废渣的处理技术。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中泡沫混凝土砌块生产成本高，强度低及导热系数偏高等问题，提供一种新的泡沫混凝土自保温砌块及其生产方法。该砌块在提高机械强度的同时又能保证保温效果，不仅生产成本低，又解决了工业废弃物环境污染的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种泡沫混凝土自保温砌块，该砌块按重量百分比由以下原料制成：普通硅酸盐水泥32.5或42.5 ：49～55%，铝厂废渣8～14%，沸石粉4～8%，粉煤灰 1～8%，硬质钙 0.5～0.8%，双氧水2～2.5%，催化剂 0.1～0.2%，增强剂0.3%～0.5%，减水剂 0.3～0.5%，人造无机纤维0.2～0.4%，水24%～28%。
基于上述技术方案，该砌块原料成分为：普通硅酸盐水泥42.5：49～52%，铝厂废渣8～12%，沸石粉4～6%，粉煤灰 6～8%，硬质钙 0.5～0.8%，双氧水2～2.5%，催化剂 0.1～0.2%，增强剂0.3%～0.5%，减水剂 0.3～0.5%，人造无机纤维0.2～0.4%，水24%～28%。
基于上述技术方案，所述原料中还包含有促凝剂，所述促凝剂占原料总组分的0.2～0.5%。
基于上述技术方案, 该砌块原料成分为：普通硅酸盐水泥32.5：51～55%，铝厂废渣11～14%，沸石粉5～8%，粉煤灰 1～2%，硬质钙 0.5～0.8%，双氧水2～2.5%，催化剂 0.1～0.2%，增强剂0.3%～0.5%，减水剂 0.3～0.5%，促凝剂0.2～0.5%，人造无机纤维0.2～0.4%，水24%～28%。
基于上述技术方案，所述铝厂废渣主要成分为：SiO220～30%，CaO40～50%，Al2O310～20%，Fe2O3(5～7%)，其颗粒直径为0.088～0.25毫米,比重为2.7～2.9，容重为0.8～1.0。
基于上述技术方案，所述减水剂为聚羟酸系减水剂，主要成分为烯烃与多羧酸共聚物或丙烯酸盐与丙烯酸酸酯共聚物。
一种泡沫混凝土自保温砌块的生产方法，该方法包括以下步骤 ：
步骤一，按重量百分比投入以下固体原料：普通硅酸盐水泥32.5或42.5 ：49～55%，铝厂废渣8～14%，沸石粉4～8%，粉煤灰 1～8%，硬质钙 0.5～0.8%，催化剂 0.1～0.2%，增强剂0.3%～0.5%，减水剂 0.3～0.5%，人造无机纤维0.2～0.4%；
　 步骤二，掺水搅拌：将计量好的水24～28%加入搅拌机，低速搅拌 2～4 分钟
　 步骤三，加入发泡料浆：将准确计量的双氧水2～2.5%加入搅拌机，低速搅拌 20～30 秒钟，配制成发泡料浆
　 步骤四，成型 ：将配制好的发泡料浆快速注入成型模具；
　 步骤五，发泡 ：注入成型模具的发泡料浆发泡时间为2 ～ 3分钟；
　 步骤六，凝固 ：发泡后的料浆等待10～15分钟进行凝固；
　 步骤七，脱模切割：初期凝固后进行脱模切割；
步骤八，养护：将切割成型的泡沫混凝土砌块送入养护室，恒温60 ～80℃蒸汽养护8 ～12 小时，然后常温养护3 ～14 天。
基于上述技术方案，所述上述生产方法步骤一：投入固体原料的具体组分为：普通硅酸盐水泥42.5：49～52%，铝厂废渣8～12%，沸石粉4～6%，粉煤灰 6～8%，硬质钙 0.5～0.8%，双氧水2～2.5%，催化剂 0.1～0.2%，增强剂0.3%～0.5%，减水剂 0.3～0.5%，人造无机纤维0.2～0.4%，水24%～28%。
基于上述技术方案，所述上述生产方法步骤一中投入的固体原料还包括促凝剂，所述促凝剂占原料总组分的0.2～0.5%。
基于上述技术方案，所述上述生产方法步骤一：投入固体原料的具体组分为：普通硅酸盐水泥32.5：51～55%，铝厂废渣11～14%，沸石粉5～8%，粉煤灰 1～2%，硬质钙 0.5～0.8%，双氧水2～2.5%，催化剂 0.1～0.2%，增强剂0.3%～0.5%，减水剂 0.3～0.5%，促凝剂0.2～0.5%，人造无机纤维0.2～0.4%，水24%～28%。
本发明的有益效果：本发明提高了泡沫混凝土砌块的强度，同时保证了保温功能，既提高低密度泡沫混凝土砌块的强度又降低导热系数，为达到相应的要求，本发明选择多种能提高强度减低导热系数的外掺料，包括铝厂废渣、沸石粉、粉煤灰等，结合选择有机的促凝剂和减水剂，通过组分与含量相互配合，在综合提高各种强度的同时保证保温效果。普通硅酸盐泡沫混凝土砌块密度为500～700kg/m3的抗压强度为3.5～4.2MPa,导热系数在0.10～0.13W/(m·K)。导热系数和强度达到的国家标准要求，具有较好的性能价格比。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：一种泡沫混凝土自保温砌块，该砌块按重量百分比由以下原料制成：普通硅酸盐水泥32.5：54%，铝厂废渣9%，沸石粉4.8%，粉煤灰 1%，硬质钙 0.5%，双氧水2.5%，催化剂 0.1%，增强剂0.3%，减水剂 0.5%，人造无机纤维0.3%，水27%。
本实施例中的铝厂废渣主要成分为：SiO220～30%，CaO40～50%，Al2O310～20%，Fe2O3(5～7%)，其颗粒直径为0.088～0.25毫米,比重为2.7～2.9，容重为0.8～1.0。该铝厂废渣为低导热率材料，具有优良的热稳定性及化学稳定性，且不含粘结剂和腐蚀性物质。所述减水剂为聚羟酸系减水剂，主要成分为烯烃与多羧酸共聚物或丙烯酸盐与丙烯酸酸酯共聚物。减水剂是一种表面活性剂，减水剂掺入混凝土使含气量增加，细微气泡引进有利于提高混凝土的和易性，抗冻抗渗性，高效减水剂的减水效果随掺入量的增加而增大，当混凝土强度增加到最大值时，继续增大掺入量可能会导致混凝土强度的下降，因此聚羧酸系高效减水剂在适当掺入量之内，也可提高混凝土的强度。
沸石粉为火山质硅铝酸盐，主要化学成分为SiO2和Al2O3，占沸石矿物总量的80%，沸石与氧化钙生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，因而具有较高活性，沸石晶体内存在大量规则排列、大小均匀，彼此贯通并与外界相连的空穴和通道，活性氧化硅和氧化铝经过通道参与胶凝的水化及凝结硬化过程，能改善集料胶结，提高混凝土的密实性和强度。粉煤灰为一级粉煤灰，呈灰褐色，通常为颗粒状，主要成分为SiO2、Al2O3，个别还含有CaO未燃尽的石灰、未发生变化的矿物和碎片等。双氧水作为发泡剂，主要成分为H2O2，可在二氧化锰等催化剂的作用下比较迅速的产生氧气气泡，是一种常用的无毒发泡剂。
上述泡沫混凝土自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：①投入固体配料：普通硅酸盐水泥32.5：54%，铝厂废渣9%，沸石粉4.8%，粉煤灰 1%，硬质钙 0.5%，催化剂 0.1%，增强剂0.3%，减水剂 0.5%，人造无机纤维0.3%； ②掺水搅拌 ：将计量好的占原料百分比27%的水加入搅拌机，低速搅拌 2 分钟；③加入发泡料浆：将准确计量的占原料百分比2.5% 的双氧水加入搅拌机，低速搅拌20 秒钟，配制成发泡料浆；④成型：将配制好的发泡料浆快速注入成型模具；⑤发泡 ：注入成型模具的发泡料浆发泡时间为2.5分钟；⑥凝固 ：注入成型模具的发泡料浆快速发泡后等待13分钟；⑦脱模切割：初期凝固后进行脱模切割；⑧养护：切割成型的泡沫混凝土砌块进入养护室，恒温65℃蒸汽养护8小时，然后常温养护12 天。通过以上方法加工出来泡沫混凝土自保温砌块，轻型环保，隔音保温，防水防火，建筑承重力强，能源消耗减小，施工工艺减少，解决了施工中的很多工艺安装和构造布置带来的冷桥问题。
实施例2：一种泡沫混凝土自保温砌块，该砌块按重量百分比由以下原料制成：普通硅酸盐水泥42.5：49%，铝厂废渣8%，沸石粉6%，粉煤灰 8%，硬质钙 0.8%，双氧水2.5%，催化剂 0.2%，增强剂0.5%，减水剂 0.5%，人造无机纤维0.4%，水24.1%。
上述泡沫混凝土自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：①投入固体配料：普通硅酸盐水泥42.5：49%，铝厂废渣8%，沸石粉6%，粉煤灰 8%，硬质钙 0.8%，催化剂 0.2%，增强剂0.5%，减水剂 0.5%，人造无机纤维0.4； ②掺水搅拌 ：将计量好的占原料百分比24.1%的水加入搅拌机，低速搅拌 3 分钟；③加入发泡料浆：将准确计量的占原料百分比2.5% 的双氧水加入搅拌机，低速搅拌 25 秒钟，配制成发泡料浆；④成型：将配制好的发泡料浆快速注入成型模具；⑤发泡 ：注入成型模具的发泡料浆发泡时间为3分钟；⑥凝固 ：注入成型模具的发泡料浆快速发泡后等待15分钟；⑦脱模切割：初期凝固后进行脱模切割；⑧养护：切割成型的泡沫混凝土砌块进入养护室，恒温70℃蒸汽养护10 小时，然后常温养护8 天。通过以上方法加工出来泡沫混凝土自保温砌块，轻型环保，隔音保温，防水防火，建筑承重力强，能源消耗减小，施工工艺减少，解决了施工中的很多工艺安装和构造布置带来的冷桥问题。
实施例3：一种泡沫混凝土自保温砌块，该砌块按重量百分比由以下原料制成：普通硅酸盐水泥42.5：51%，铝厂废渣10.6%，沸石粉4%，粉煤灰5%，硬质钙 0.5%，双氧水2%，催化剂 0.1%，增强剂0.3%，减水剂 0.3%，人造无机纤维0.2%，水26%。
本实施例中的铝厂废渣主要成分为：SiO220～30%，CaO40～50%，Al2O310～20%，Fe2O3(5～7%)，其颗粒直径为0.088～0.25毫米,比重为2.7～2.9，容重为0.8～1.0。该铝厂废渣为低导热率材料，具有优良的热稳定性及化学稳定性，且不含粘结剂和腐蚀性物质。所述减水剂为聚羟酸系减水剂，主要成分为烯烃与多羧酸共聚物或丙烯酸盐与丙烯酸酸酯共聚物。沸石粉为火山质硅铝酸盐，主要化学成分为SiO2和Al2O3，占沸石矿物总量的80%。粉煤灰为一级粉煤灰，呈灰褐色，通常为颗粒状，主要成分为SiO2、Al2O3，个别还含有CaO未燃尽的石灰、未发生变化的矿物和碎片等。
上述泡沫混凝土自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：①投入固体配料：普通硅酸盐水泥42.5：51%，铝厂废渣10.6%，沸石粉4%，粉煤灰5%，硬质钙 0.5%，催化剂 0.1%，增强剂0.3%，减水剂 0.3%，人造无机纤维0.2； ②掺水搅拌 ：将计量好的占原料百分比26%的水加入搅拌机，低速搅拌 4 分钟；③加入发泡料浆：将准确计量的占原料百分比2% 的双氧水加入搅拌机，低速搅拌 30 秒钟，配制成发泡料浆；④成型：将配制好的发泡料浆快速注入成型模具；⑤发泡 ：注入成型模具的发泡料浆发泡时间为2.5分钟；⑥凝固 ：注入成型模具的发泡料浆快速发泡后等待13分钟；⑦脱模切割：初期凝固后进行脱模切割；⑧养护：切割成型的泡沫混凝土砌块进入养护室，恒温80℃蒸汽养护12 小时，然后常温养护14 天。通过以上方法加工出来泡沫混凝土自保温砌块，轻型环保，隔音保温，防水防火，建筑承重力强，能源消耗减小，施工工艺减少，解决了施工中的很多工艺安装和构造布置带来的冷桥问题。
实施例4：一种泡沫混凝土自保温砌块，该砌块按重量百分比由以下原料制成：普通硅酸盐水泥32.5：51.75%，铝厂废渣11%，沸石粉7%，粉煤灰2%，硬质钙 0.6%，双氧水2.2%，催化剂0.15%，增强剂0.4%，减水剂 0.4%，促凝剂0.3%，人造无机纤维0.2%，水24%。本实施例中促凝剂为一种丙烯酸酯类促凝剂，可选用三乙醇胺和聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、羟基丙烯酸、丙烯酸钙等可溶性树脂。
上述泡沫混凝土自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：①投入固体配料：普通硅酸盐水泥32.5：51.75%，铝厂废渣11%，沸石粉7%，粉煤灰2%，硬质钙 0.6%，催化剂0.15%，增强剂0.4%，减水剂 0.4%，促凝剂0.3%，人造无机纤维0.2%； ②掺水搅拌 ：将计量好的占原料百分比24%的水加入搅拌机，低速搅拌 2分钟；③加入发泡料浆：将准确计量的占原料百分比2.2% 的双氧水加入搅拌机，低速搅拌22秒钟，配制成发泡料浆；④成型：将配制好的发泡料浆快速注入成型模具；⑤发泡 ：注入成型模具的发泡料浆发泡时间为3分钟；⑥凝固 ：注入成型模具的发泡料浆快速发泡后等待10分钟；⑦脱模切割：初期凝固后进行脱模切割；⑧养护：切割成型的泡沫混凝土砌块进入养护室，恒温60℃蒸汽养护10 小时，然后常温养护8 天。通过以上方法加工出来泡沫混凝土自保温砌块，轻型环保，隔音保温，防水防火，建筑承重力强，能源消耗减小，施工工艺减少，解决了施工中的很多工艺安装和构造布置带来的冷桥问题。
实施例5：一种泡沫混凝土自保温砌块，该砌块按重量百分比由以下原料制成：普通硅酸盐水泥32.5：52%，铝厂废渣11%，沸石粉5%，粉煤灰1%，硬质钙 0.5%，双氧水2%，催化剂0.1%，增强剂0.3%，减水剂 0.3%，促凝剂0.3%，人造无机纤维0.2%，水27.3%。
上述泡沫混凝土自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：①投入固体配料：普通硅酸盐水泥32.5：52%，铝厂废渣11%，沸石粉5%，粉煤灰1%，硬质钙 0.5%，催化剂0.1%，增强剂0.3%，减水剂 0.3%，促凝剂0.3%，人造无机纤维0.2%； ②掺水搅拌：将计量好的占原料百分比27.3%的水加入搅拌机，低速搅拌 2分钟；③加入发泡料浆：将准确计量的占原料百分比2.2% 的双氧水加入搅拌机，低速搅拌22秒钟，配制成发泡料浆；④成型：将配制好的发泡料浆快速注入成型模具；⑤发泡 ：注入成型模具的发泡料浆发泡时间为3分钟；⑥凝固 ：注入成型模具的发泡料浆快速发泡后等待11分钟；⑦脱模切割：初期凝固后进行脱模切割；⑧养护：切割成型的泡沫混凝土砌块进入养护室，恒温60℃蒸汽养护8小时，然后常温养护4天。通过以上方法加工出来泡沫混凝土自保温砌块，轻型环保，隔音保温，防水防火，建筑承重力强，能源消耗减小，施工工艺减少，解决了施工中的很多工艺安装和构造布置带来的冷桥问题。
 最后，需要说明书是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种泡沫混凝土自保温砌块，其特征是：该砌块按重量百分比由以下原料制成：普通硅酸盐水泥32.5或42.5：49～55%，铝厂废渣8～14%，沸石粉4～8%，粉煤灰 1～8%，硬质钙 0.5～0.8%，双氧水2～2.5%，催化剂 0.1～0.2%，增强剂0.3%～0.5%，减水剂 0.3～0.5%，人造无机纤维0.2～0.4%，水24%～28%。
2.根据权利要求1所述的泡沫混凝土自保温砌块，其特征是：该砌块原料成分为：普通硅酸盐水泥42.5：49～52%，铝厂废渣8～12%，沸石粉4～6%，粉煤灰 6～8%，硬质钙 0.5～0.8%，双氧水2～2.5%，催化剂 0.1～0.2%，增强剂0.3%～0.5%，减水剂 0.3～0.5%，人造无机纤维0.2～0.4%，水24%～28%。
3.根据权利要求1所述的泡沫混凝土自保温砌块，其特征是：所述原料中还包含有促凝剂，所述促凝剂占原料总组分的0.2～0.5%。
4.根据权利要求3所述的泡沫混凝土自保温砌块，其特征是：该砌块原料成分为：普通硅酸盐水泥32.5：51～55%，铝厂废渣11～14%，沸石粉5～8%，粉煤灰 1～2%，硬质钙 0.5～0.8%，双氧水2～2.5%，催化剂 0.1～0.2%，增强剂0.3%～0.5%，减水剂 0.3～0.5%，促凝剂0.2～0.5%，人造无机纤维0.2～0.4%，水24%～28%。
5.根据权利要求1所述的泡沫混凝土自保温砌块，其特征是：所述铝厂废渣主要成分为：SiO220～30%，CaO40～50%，Al2O310～20%，Fe2O3(5～7%)，其颗粒直径为0.088～0.25毫米,比重为2.7～2.9，容重为0.8～1.0。
6.根据权利要求1所述的泡沫混凝土自保温砌块，其特征是：所述减水剂为聚羟酸系减水剂，主要成分为烯烃与多羧酸共聚物或丙烯酸盐与丙烯酸酸酯共聚物。
7.一种泡沫混凝土自保温砌块的生产方法，其特征是：该方法包括以下步骤 ：
步骤一，按重量百分比投入以下固体原料：普通硅酸盐水泥32.5或42.5：49～55%，铝厂废渣8～14%，沸石粉4～8%，粉煤灰 1～8%，硬质钙 0.5～0.8%，催化剂 0.1～0.2%，增强剂0.3%～0.5%，减水剂 0.3～0.5%，人造无机纤维0.2～0.4%；
　 步骤二，掺水搅拌：将计量好的水24～28%加入搅拌机，低速搅拌 2～4分钟
　 步骤三，加入发泡料浆：将准确计量的双氧水2～2.5%加入搅拌机，低速搅拌 20～30 秒钟，配制成发泡料浆
　 步骤四，成型 ：将配制好的发泡料浆快速注入成型模具；
　 步骤五，发泡 ：注入成型模具的发泡料浆发泡时间为2 ～ 3分钟；  
　 步骤六，凝固 ：发泡后的料浆等待10～15分钟进行凝固；
　 步骤七，脱模切割：初期凝固后进行脱模切割；
步骤八，养护：将切割成型的泡沫混凝土砌块送入养护室，恒温60 ～80℃蒸汽养护8 ～12 小时，然后常温养护3 ～14 天。
8.根据权利要求6所述的生产方法，其特征是：所述步骤一：投入固体原料的具体组分为：普通硅酸盐水泥42.5：49～52%，铝厂废渣8～12%，沸石粉4～6%，粉煤灰 6～8%，硬质钙 0.5～0.8%，双氧水2～2.5%，催化剂 0.1～0.2%，增强剂0.3%～0.5%，减水剂 0.3～0.5%，人造无机纤维0.2～0.4%，水24%～28%。
9.根据权利要求6所述的生产方法，其特征是：所述步骤一中投入的固体原料还包括促凝剂，所述促凝剂占原料总组分的0.2～0.5%。
10.根据权利要求9所述的生产方法，其特征是：所述步骤一：投入固体原料的具体组分为：普通硅酸盐水泥32.5：51～55%，铝厂废渣11～14%，沸石粉5～8%，粉煤灰 1～2%，硬质钙 0.5～0.8%，双氧水2～2.5%，催化剂 0.1～0.2%，增强剂0.3%～0.5%，减水剂 0.3～0.5%，促凝剂0.2～0.5%，人造无机纤维0.2～0.4%，水24%～28%。
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