CN104649708A - 无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩加气混凝土的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩加气混凝土的制备方法。1)选取珍珠岩矿砂，火焰直接接触闪烧膨胀；将粘土、粉煤灰、CaCO₃、Fe₂O₃混合粉磨后与微膨胀闭孔珍珠岩混合煅烧得到改性微膨胀闭孔珍珠岩；与生石灰、石膏、粉煤灰混合，加入水搅拌制得胶结浆料；将胶结浆料与水泥混合得到浆状泡沫混凝土；所述浆状泡沫混凝土浇筑入模，热室养护，蒸汽预蒸，送入蒸压釜内得到无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩加气混凝土。本发明改性珍珠岩的加入降低了该加气混凝土体系中料浆的水料比，优化了孔结构与分布，得到表观密度更低、保温隔热性能更好的加气混凝土制品，并显著改善了干燥收缩性能。

Description

无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩加气混凝土的制备方法

技术领域

本发明属于建筑用保温材料领域，具体涉及一种无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩加气混凝土。

背景技术

随着我国经济快速增长，能源消费总量也不断迅速增加，其中建筑能耗占总能耗的27％以上，能源紧缺问题日益突显，已经严重影响了我国经济社会的可持续发展。为此，国家制定了一系列节能减排的政策，其中，发展节能建筑，有效降低建筑能耗，是我国建筑技术发展的长期方针，也是我国建筑技术发展迫切需要解决的重要课题。墙体是建筑物热能交换的重要场所，采用自保温材料并确保所砌墙体的有效保温隔热功能是降低建筑物能耗的重要措施，微膨胀珍珠岩作为一种良好的无机保温材料，常被用于制备自保温墙体材料。

一种自保温墙体材料--自保温加气混凝土砌块的导热系数只有0.13W/m·K左右，其保温隔热效果良好，是一种能够满足建筑节能设计要求的单一墙体材料，可用于框架结构填充墙成为墙体自保温体系，其综合造价明显低于其他墙体保温体系。

珍珠岩经膨胀而成一种轻质、多功能新型材料，具有表观密度低、导热系数低、化学稳定性好、吸湿能力小，且无毒、无味、防火、吸音等特点，广泛应用于建筑工业，是国内使用量最大的无机质保温材料之一。

目前采用“膨胀-玻化”技术处理的“球形闭孔膨胀珍珠岩”新产品，闭孔率达95％，球形率达85％，吸水率仅能降至38％，由于其高吸水率，不能直接作为自保温加气混凝土的添加物。

发明内容

本发明目的在于提供一种无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩，其能够进一步减小吸水率，表层结构物质的水化反应活性进一步得到改善，微膨胀闭孔珍珠岩与水泥基材料的界面性能进一步提高，表观密度更低、保温隔热性能更好。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：

1)选取粒度60-260目的珍珠岩矿砂，在650-800℃的环境下预热2-8分钟，与1100-1200℃的火焰直接接触闪烧，使矿砂迅速膨胀至原来体积的10-30倍；

2)将粘土、粉煤灰、CaCO₃、Fe₂O₃组成的水泥生料混合粉磨后与微膨胀闭孔珍珠岩充分混匀进行煅烧，混合料占微膨胀珍珠岩质量15％～20％；所述煅烧过程预烧温度为450-550℃，烧成温度为1100-1300℃，保温时间为15-25min，急冷出炉得到无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩；

3)将上述无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩与生石灰、石膏、粉煤灰混合，按水、料重量比0.6-0.7：1加入水搅拌制得胶结浆料；

4)将上述胶结浆料与水泥混合，38-42℃左右搅拌8-10min，结束前1-1.5min加入发气剂溶液和稳泡剂，得到浆状泡沫混凝土；

5)所述浆状泡沫混凝土浇筑入模，在30-35℃的热室养护90-120min；然后通入120-150℃的蒸汽预蒸2.5-3h；达可切割强度后卸去模框，切割得成型加气混凝土砌块；送入蒸压釜内，抽真空、加蒸汽、升温升压3h、在恒温180℃恒压1MPa蒸压5h、降温降压2h，得到无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩加气混凝土。

按上述方案，所述原料按重量份数计为：

生石灰350-400份，石膏125-160份，粉煤灰1350-1550份，无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩50-64份，水泥250-320份，铝粉1.45-1.6份，稳泡剂0.19-0.20份；所述发气剂溶液为水：铝粉按质量比30:1混合搅拌制得；所述稳泡剂为松香或骨胶。

本发明的有益效果是：

本发明无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩的加入降低了该自保温加气混凝土体系中料浆的有效水料比，极大优化了加气混凝土的孔结构与分布，能制备得到表观密度更低、保温隔热性能更好的新型加气混凝土制品，并显著改善了该加气混凝土制品的干燥收缩性能。

通过体系优化设计、多功能添加剂研制，静停期预养和釜前预蒸等新工艺及适宜的蒸压养护制度，成功制备B05级自节能微膨胀珍珠岩加气混凝土，即达到干密度≤500kg/m³，抗压强度≥3.5MPa，导热系数≤0.14W/m·K，干缩值≤0.5(mm/m)的标准。

具体实施方式

以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。

本发明无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩加气混凝土的制备过程如下：

1)选取粒度60-260目(粒径)的珍珠岩矿砂，在650-800℃的环境下预热2-8分钟，与1100-1200℃的火焰直接接触闪烧，矿砂被急剧加热并迅速膨胀至原来体积的10-30倍；

2)将粘土、粉煤灰、CaCO₃、Fe₂O₃组成的水泥生料混合粉磨后(其中熟料率值KH＝0.89，SM＝2.1，IM＝1.3)与微膨胀闭孔珍珠岩充分混匀进行煅烧，混合料占微膨胀珍珠岩质量15％～20％；煅烧工艺为：预烧温度为450-550℃，烧成温度为1100-1300℃，保温时间均为15-25min，急冷出炉得到无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩；其中，粘土、粉煤灰、CaCO₃、Fe₂O₃组成的水泥生料的化学组成见表1。

表1 水泥生料的化学组成/wt.％

3)生石灰，石膏，粉煤灰，所述无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩混合，按水、料重量比0.6-0.7：1加入水搅拌制得胶结浆料；

4)所述胶结浆料与水泥混合，38-42℃左右搅拌8-10min，结束前1-1.5min加入发气剂溶液和稳泡剂，得到浆状泡沫混凝土；

5)所述浆状泡沫混凝土浇筑入模，在30-35℃的热室养护90-120min；然后通入120-150℃的蒸汽预蒸2.5-3h；达可切割强度后卸去模框，切割得成型加气混凝土砌块；送入蒸压釜内，抽真空、加蒸汽、升温升压3h、在恒温180℃恒压1MPa蒸压5h、降温降压2h，得到无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩加气混凝土。

所用原料按重量份数计为：

生石灰350-400份，石膏125-160份，粉煤灰1350-1550份，无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩50-64份，水泥250-320份，铝粉1.45-1.6份，稳泡剂0.19-0.20份；所述发气剂溶液为水：铝粉按质量比30:1混合搅拌制得。

实施例1：

1)微膨胀闭孔珍珠岩的制备：①预膨化处理，选取粒度为60-260目的珍珠岩矿砂，在650-800℃的环境下预热2-8分钟；②闪烧加热处理，经预热后的珍珠岩矿砂，与1100-1200℃的火焰直接触，矿砂被急剧加热并迅速膨胀至原来体积的10-30倍。

2)改性微膨胀闭孔珍珠岩的制备：具体工艺如下：首先对微膨胀珍珠岩进行干燥处理，将占微膨胀珍珠岩质量15％～20％的粘土、粉煤灰、CaCO₃、Fe₂O₃组成的水泥生料混合粉磨后，(其中熟料率值KH＝0.89，SM＝2.1，IM＝1.3)具体成分见表1，与微膨胀闭孔珍珠岩充分混匀，然后煅烧，采用急冷方式冷却出炉。煅烧工艺参数为：预烧温度为500℃，烧成温度为1200℃，保温时间均为20min。

3)新型加气混凝土的制备：在粉煤灰-加气混凝土料浆体系中引入无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩，经过成型，静停期预养和釜前预蒸等新工艺及适宜的蒸压养护制度，成功制备B05级比强度高、干缩性小的自节能微膨胀珍珠岩加气混凝土。具体步骤如下：

(1)原料准备：

按下列质量准备原料水泥320kg，生石灰400kg，铝粉1.45kg，石膏160kg，粉煤灰1350kg，珍珠岩50kg，稳泡剂0.19kg。所述稳泡剂为：松香或骨胶。

(2)制取胶结浆料

将第一步制取的原料生石灰，石膏，粉煤灰，珍珠岩按水、料的重量比0.6-0.7：1加入水进行2-3分钟搅拌，制得胶结浆料

(3)稀释发气剂

按照水与铝粉的质量比为30:1加水与铝粉进行2-3分钟搅拌，得到稀释发气溶液。

(4)制取混合胶结混凝土

将第一步准备的水泥与第二步制得的胶结浆料进行混合搅拌，搅拌温度为38-42℃左右，温度较低时，要送入蒸汽提高温度，搅拌周期为8-10分钟，在搅拌结束前1-1.5分钟加入发气剂溶液和稳泡剂一同搅拌，得到混合胶结浆状泡沫混凝土，控制浆状料的流动度在25-28cm

(5)浇筑成型

将第四步得到的浆状泡沫混凝土，趁热立即浇筑入模中，得到成型的加气混凝土模块坯

(6)静停养护、釜前预蒸

将第五步得到的成型的加气混凝土模块坯，送入温度30-35℃的热室静停养护90-120分钟。然后通入120-150℃的蒸汽，进行预蒸2.5-3小时

(7)坯体切割、蒸压养护

达可切割强度后，即卸去模框，按照预定尺寸进行切割，得成型加气混凝土砌块，将加气混凝土砌块，送入蒸压釜内，依次进行抽真空、加蒸汽、升温升压3h、在恒温180℃恒压1MPa蒸压5h、降温降压2h，共9.9-10.1小时，完成蒸压养护过程，得到成品。

(8)成品检验

将产品按国标GB11968-2006进行检验

实施例2：

1)微膨胀闭孔珍珠岩的制备：①预膨化处理，选取一定粒径的珍珠岩矿砂，在650-800℃的环境下预热2-8分钟，含水率将达到微膨胀要求；②闪烧加热处理，经预热后的珍珠岩矿砂，与1100-1200℃的火焰直接接触，矿砂被急剧加热并迅速膨胀至原来体积的10-30倍。

2)改性微膨胀闭孔珍珠岩的制备：具体工艺如下：首先对微膨胀珍珠岩进行干燥处理，将占微膨胀珍珠岩质量15％～20％的粘土、粉煤灰、CaCO₃、Fe₂O₃组成的水泥生料混合粉磨后，(其中KH＝0.89，SM＝2.1，IM＝1.3)具体成分见表1，与微膨胀闭孔珍珠岩充分混匀，然后煅烧，采用急冷方式冷却出炉。煅烧工艺参数为：预烧温度为500℃，烧成温度为1200℃，保温时间均为20min。

3)新型加气混凝土的制备：在粉煤灰-加气混凝土料浆体系中引入无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩，经过成型，静停期预养和釜前预蒸等新工艺及适宜的蒸压养护制度，成功制备B05级比强度高、干缩性小的自节能微膨胀珍珠岩加气混凝土。具体步骤如下：

(1)原料准备：

按下列质量准备原料水泥280kg，生石灰380kg，铝粉1.50kg，石膏140kg，粉煤灰1450kg，珍珠岩58kg，稳泡剂0.195kg。所述稳泡剂为：松香或骨胶。

(2)制取胶结浆料

将第一步制取的原料生石灰，石膏，粉煤灰，珍珠岩按水、料的重量比0.6-0.7：1加入水进行2-3分钟搅拌，制得胶结浆料

(3)稀释发气剂

按照水与铝粉的质量比为30:1加水与铝粉进行2-3分钟搅拌，得到稀释发气溶液。

(4)制取混合胶结混凝土

将第一步准备的水泥与第二步制得的胶结浆料进行混合搅拌，搅拌温度为38-42℃左右，温度较低时，要送入蒸汽提高温度，搅拌周期为8-10分钟，在搅拌结束前1-1.5分钟加入发气剂溶液和稳泡剂一同搅拌，得到混合胶结浆状泡沫混凝土，控制浆状料的流动度在25-28cm

(5)浇筑成型

将第四步得到的浆状泡沫混凝土，趁热立即浇筑入模中，得到成型的加气混凝土模块坯

(6)静停养护、釜前预蒸

将第五步得到的成型的加气混凝土模块坯，送入温度30-35℃的热室静停养护90-120分钟。然后通入120-150℃的蒸汽，进行预蒸2.5-3小时

(7)坯体切割、蒸压养护

达可切割强度后，即卸去模框，按照预定尺寸进行切割，得成型加气混凝土砌块，将加气混凝土砌块，送入蒸压釜内，依次进行抽真空、加蒸汽、升温升压3h、在恒温180℃恒压1MPa蒸压5h、降温降压2h，共9.9-10.1小时，完成蒸压养护过程，得到成品。

(8)成品检验

将产品按国标GB11968-2006进行检验

实施例3：

1)微膨胀闭孔珍珠岩的制备：①预膨化处理，选取一定粒径的珍珠岩矿砂，在650-800℃的环境下预热2-8分钟，含水率将达到微膨胀要求；②闪烧加热处理，经预热后的珍珠岩矿砂，与1100-1200℃的火焰直接接触，矿砂被急剧加热并迅速膨胀至原来体积的10-30倍。

2)改性微膨胀闭孔珍珠岩的制备：具体工艺如下：首先对微膨胀珍珠岩进行干燥处理，将占微膨胀珍珠岩质量15％～20％的粘土、粉煤灰、CaCO₃、Fe₂O₃组成的水泥生料混合粉磨后，(其中KH＝0.89，SM＝2.1，IM＝1.3)，其中具体成分见表1，与微膨胀闭孔珍珠岩充分混匀，然后煅烧，采用急冷方式冷却出炉。煅烧工艺参数为：预烧温度为500℃，烧成温度为1200℃，保温时间均为20min。3)新型加气混凝土的制备：在粉煤灰-加气混凝土料浆体系中引入无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩，经过成型，静停期预养和釜前预蒸等新工艺及适宜的蒸压养护制度，成功制备B05级比强度高、干缩性小的自节能微膨胀珍珠岩加气混凝土。具体步骤如下：

(1)原料准备：

按下列质量准备原料水泥300kg，生石灰400kg，铝粉1.55kg，石膏130kg，粉煤灰1400kg，珍珠岩60kg，稳泡剂0.20kg。所述稳泡剂为：松香或骨胶。

(2)制取胶结浆料

将第一步制取的原料生石灰，石膏，粉煤灰，珍珠岩按水、料的重量比0.6-0.7：1加入水进行2-3分钟搅拌，制得胶结浆料

(3)稀释发气剂

按照水与铝粉的质量比为30:1加水与铝粉进行2-3分钟搅拌，得到稀释发气溶液。

(4)制取混合胶结混凝土

将第一步准备的水泥与第二步制得的胶结浆料进行混合搅拌，搅拌温度为38-42℃左右，温度较低时，要送入蒸汽提高温度，搅拌周期为8-10分钟，在搅拌结束前1-1.5分钟加入发气剂溶液和稳泡剂一同搅拌，得到混合胶结浆状泡沫混凝土，控制浆状料的流动度在25-28cm

(5)浇筑成型

将第四步得到的浆状泡沫混凝土，趁热立即浇筑入模中，得到成型的加气混凝土模块坯

(6)静停养护、釜前预蒸

将第五步得到的成型的加气混凝土模块坯，送入温度30-35℃的热室静停养护90-120分钟。然后通入120-150℃的蒸汽，进行预蒸2.5-3小时

(7)坯体切割、蒸压养护

达可切割强度后，即卸去模框，按照预定尺寸进行切割，得成型加气混凝土砌块，将加气混凝土砌块，送入蒸压釜内，依次进行抽真空、加蒸汽、升温升压3h、在恒温180℃恒压1MPa蒸压5h、降温降压2h，共9.9-10.1小时，完成蒸压养护过程，得到成品。

(8)成品检验

将产品按国标GB11968-2006进行检验

实施例4：

1)微膨胀闭孔珍珠岩的制备：①预膨化处理，选取一定粒径的珍珠岩矿砂，在650-800℃的环境下预热2-8分钟，含水率将达到微膨胀要求；②闪烧加热处理，经预热后的珍珠岩矿砂，与1100-1200℃的火焰直接接触，矿砂被急剧加热并迅速膨胀至原来体积的10-30倍。

2)改性微膨胀闭孔珍珠岩的制备：具体工艺如下：首先对微膨胀珍珠岩进行干燥处理，将占微膨胀珍珠岩质量15％～20％的粘土、粉煤灰、CaCO₃、Fe₂O₃组成的水泥生料混合粉磨后，(其中KH＝0.89，SM＝2.1，IM＝1.3)，其中具体成分见表1，与微膨胀闭孔珍珠岩充分混匀，然后煅烧，采用急冷方式冷却出炉。煅烧工艺参数为：预烧温度为500℃，烧成温度为1200℃，保温时间均为20min。3)新型加气混凝土的制备：在粉煤灰-加气混凝土料浆体系中引入无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩，经过成型，静停期预养和釜前预蒸等新工艺及适宜的蒸压养护制度，成功制备B05级比强度高、干缩性小的自节能微膨胀珍珠岩加气混凝土。具体步骤如下：

(1)原料准备：

按下列质量准备原料水泥250kg，生石灰350kg，铝粉1.60kg，石膏125kg，粉煤灰1550kg，珍珠岩64kg，稳泡剂0.20kg。所述稳泡剂为：松香或骨胶。

(2)制取胶结浆料

将第一步制取的原料生石灰，石膏，粉煤灰，珍珠岩按水、料的重量比0.6-0.7：1加入水进行2-3分钟搅拌，制得胶结浆料

(3)稀释发气剂

按照水与铝粉的质量比为30:1加水与铝粉进行2-3分钟搅拌，得到稀释发气溶液。

(4)制取混合胶结混凝土

将第一步准备的水泥与第二步制得的胶结浆料进行混合搅拌，搅拌温度为38-42℃左右，温度较低时，要送入蒸汽提高温度，搅拌周期为8-10分钟，在搅拌结束前1-1.5分钟加入发气剂溶液和稳泡剂一同搅拌，得到混合胶结浆状泡沫混凝土，控制浆状料的流动度在25-28cm

(5)浇筑成型

将第四步得到的浆状泡沫混凝土，趁热立即浇筑入模中，得到成型的加气混凝土模块坯

(6)静停养护、釜前预蒸

将第五步得到的成型的加气混凝土模块坯，送入温度30-35℃的热室静停养护90-120分钟。然后通入120-150℃的蒸汽，进行预蒸2.5-3小时

(7)坯体切割、蒸压养护

达可切割强度后，即卸去模框，按照预定尺寸进行切割，得成型加气混凝土砌块，将加气混凝土砌块，送入蒸压釜内，依次进行抽真空、加蒸汽、升温升压3h、在恒温180℃恒压1MPa蒸压5h、降温降压2h，共9.9-10.1小时，完成蒸压养护过程，得到成品。

(8)成品检验

将产品按国标GB11968-2006进行检验

对上述方法制备的自保温无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩加气混凝土进行测试，结果见表2：

表2

Claims (2)

1.一种无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩加气混凝土的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)选取粒度60-260目的珍珠岩矿砂，在650-800℃的环境下预热2-8分钟，与1100-1200℃的火焰直接接触闪烧，使矿砂迅速膨胀至原来体积的10-30倍；

2)将粘土、粉煤灰、CaCO₃、Fe₂O₃组成的水泥生料混合粉磨后与微膨胀闭孔珍珠岩充分混匀进行煅烧，混合料占微膨胀珍珠岩质量15％～20％；所述煅烧过程预烧温度为450-550℃，烧成温度为1100-1300℃，保温时间为15-25min，急冷出炉得到无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩；

3)将上述无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩与生石灰、石膏、粉煤灰混合，按水、料重量比0.6-0.7：1加入水搅拌制得胶结浆料；

4)将上述胶结浆料与水泥混合，38-42℃左右搅拌8-10min，结束前1-1.5min加入发气剂溶液和稳泡剂，得到浆状泡沫混凝土；

5)所述浆状泡沫混凝土浇筑入模，在30-35℃的热室养护90-120min；然后通入120-150℃的蒸汽预蒸2.5-3h；达可切割强度后卸去模框，切割得成型加气混凝土砌块；送入蒸压釜内，抽真空、加蒸汽、升温升压3h、在恒温180℃恒压1MPa蒸压5h、降温降压2h，得到无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩加气混凝土。

2.如权利要求1所述无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩加气混凝土的制备方法，其特征在于所述原料按重量份数计为：

生石灰350-400份，石膏125-160份，粉煤灰1350-1550份，无机包覆改性微膨胀闭孔珍珠岩50-64份，水泥250-320份，铝粉1.45-1.6份，稳泡剂0.19-0.20份；所述发气剂溶液为水：铝粉按质量比30:1混合搅拌制得；所述稳泡剂为松香或骨胶。