CN105924113A - 一种自保温加气混凝土砌块及砌筑该砌块的砂浆 - Google Patents

一种自保温加气混凝土砌块及砌筑该砌块的砂浆 Download PDF

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Abstract

一种自保温加气混凝土砌块及砌筑该砌块的砂浆，涉及建筑墙体领域，该砌块以60‑110份硅质材料和25‑65份钙质材料为主料，添加2‑6份玻化微珠，5‑30份外加剂，0.07‑0.2份发气剂，1‑10份发气调节剂，0.08‑0.2份稳泡剂与水制成砌块，本发明砌块防火阻燃，机械强度大，导热系数小，保温性能好。该砂浆采用15‑45％硅酸盐水泥，10‑30％粗砂，30‑50％细砂，0.05‑0.15％PP纤维，0.02‑0.07％羟乙基甲基纤维素，3‑5％重钙粉，3‑8％粉煤灰，0.5‑1.5％胶粉和水混合而成，本发明砂浆的硬化体积密度大，防止墙体开裂和产生灰缝，保证墙体的保温性能。

Description

一种自保温加气混凝土砌块及砌筑该砌块的砂浆
技术领域
本发明涉及一种建筑墙体领域，具体而言，涉及一种自保温加气混凝土砌块及砌筑该砌块的砂浆。
背景技术
在上个世纪八十年代之前，我国建筑上用的保温材料几乎全是无机保温材料，有机保温材料和金属保温绝热材料用得很少。
发泡聚苯乙烯(EPS、XPS)、发泡聚氨酯(PU)等有机保温材料与无机保温材料相比较，具有容重轻，导热系数小，吸水率低等优点。但是在使用中的火灾隐患问题；而且还存在耐久性和使用寿命问题。加气混凝土等无机保温材料在建筑节能中应用其所长，加气混凝土制成的加气混凝土砌块能耐阳光照射、使用温度高，是很好的不燃保温材料。在建筑行业，为了保证墙体的保温、绝缘性能，一般使用砂浆砌筑加气混凝土砌块形成墙体，并使用砂浆抹面，该建筑墙体一般存在以下缺陷：
a.砌筑砂浆硬化体积密度较小，会引起保温墙体灰缝影响系数的变化，从而影响墙体的保温性能。而且砌筑砂浆的保水性较差，影响墙体的施工性能，进而影响砌体灰缝的饱满度、气密性和砌体的劈剪强度。
b.由于加气混凝土砌块自身吸水率大、多孔结构等特性。当与普通砂浆结合使用时，易使墙体出现裂缝，抹灰层产生大面积龟裂、空鼓和脱落等现象，严重影响建筑物的外观质量和使用功能，该问题是推广加气混凝土自保温墙体必须解决的问题。
c.墙体的灰缝产生的“热桥”，导致墙体无法满足保温节能的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自保温加气混凝土砌块，该砌块的导热系数小，保温性能好。
本发明的另一目的在于提供一种砌筑自保温加气混凝土砌块的砂浆，其硬化体积密度大，防止墙体开裂和产生灰缝，保证墙体的保温性能。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种自保温加气混凝土砌块，其主要由按重量份比计的以下固体原料制得，固体原料包括：
60-110 份硅质材料，
25-65 份钙质材料，
2-6 份玻化微珠，
5-30 份外加剂，
0.07-0.2 份发气剂，
1-10 份发气调节剂，
0.08-0.2 份稳泡剂，
其中，硅质材料包括砂、粉煤灰、含硅尾矿中的至少一种；钙质材料包括水泥、生石灰中的至少一种；外加剂为火山岩粉、贝壳粉、改性纳米矿物粉中的至少一种；发气剂为铝粉；发气调节剂为二水石膏；稳泡剂为月桂酰胺丙基甜菜碱；
原料还包括水，水与固体原料的重量比为0.6-0.7。
进一步地，其主要由按重量份比计的以下固体原料制得，固体原料包括：
60-110 份粉煤灰，
5-30 份水泥，
20-35 份生石灰，
2-6 份玻化微珠，
5-30 份火山岩粉，
0.07-0.2 份铝粉，
1-10 份二水石膏，
0.08-0.2 份月桂酰胺丙基甜菜碱，
原料还包括水，水与固体原料的重量比为0.6-0.7。
进一步地，其主要由按重量份比计的以下固体原料制得，固体原料包括：
80-100 份粉煤灰，
10-20 份水泥，
22-28 份生石灰，
3-5 份玻化微珠，
10-20 份火山岩粉，
0.1-0.15 份铝粉，
2-5 份二水石膏，
0.1-0.18 份月桂酰胺丙基甜菜碱，
原料还包括水，水与固体原料的重量比为0.6-0.7。
进一步地，其主要由按重量份比计的以下原料制得，原料包括：
95 份粉煤灰，
15 份水泥，
25.5 份生石灰，
3.75 份玻化微珠，
15 份火山岩粉，
0.125 份铝粉，
3 份二水石膏，
0.15 份月桂酰胺丙基甜菜碱，
103 份水。
进一步地，其主要由按重量份比计的以下固体原料制得，固体原料包括：
50-90 份粉煤灰，
10-20 份含硅尾矿，
5-30 份水泥，
20-35 份生石灰，
2-6 份玻化微珠，
5-30 份改性纳米矿物粉，
0.07-0.2 份铝粉，
1-10 份二水石膏，
0.08-0.2 份月桂酰胺丙基甜菜碱，
原料还包括水，水与固体原料的重量比为0.6-0.7。
进一步地，按重量份比计，改性纳米矿物粉由10份碳酸钙、3份铁矿尾渣、2份页岩、6份海泡石粉混匀后于800℃焙烧6小时，淹没成纳米粉末，拌入纳米粉末重量1.5％的环氧硬脂酸辛酯和1.5％的木质素磺酸钙，烘干、粉碎成粉末后即得。
进一步地，按重量份比计，原料还包括0.1-0.5份丁苯橡胶。
进一步地，按重量份比计，原料还包括0.1-0.5份玉米秸秆粉。
一种砌筑自保温加气混凝土砌块的砂浆，其由固体原料与水按重量比0.2-0.25混合制得，固体原料按重量百分比计包括：
15-45％硅酸盐水泥，
10-30％的20-60目的粗砂，
30-50％的60-150目的细砂，
0.05-0.15％长度为8-12mm的PP纤维，
0.02-0.07％羟乙基甲基纤维素，
3-5％重钙粉，
3-8％粉煤灰，
0.5-1.5％胶粉。
进一步地，其由固体原料与水按重量比0.22混合制得，固体原料按重量百分比计包括：
30％硅酸盐水泥，
20％粗砂，
40％细砂，
0.1％PP纤维，
0.05％羟乙基甲基纤维素，
3.85％重钙粉，
5％粉煤灰，
1％胶粉。
本发明实施例的自保温加气混凝土砌块及砌筑该砌块的砂浆的有益效果是：
1、本发明自保温加气混凝土砌块以60-110份硅质材料和25-65份钙质材料为主料，添加2-6份玻化微珠，5-30份火山岩粉、贝壳粉、改性纳米矿物粉中的至少一种组成的外加剂，0.07-0.2份发气剂，1-10份发气调节剂，0.08-0.2份稳泡剂与水制成砌块，该砌块的防火阻燃，机械强度大，达到B05级强度，导热系数小，保温性能好。
2、本发明砌筑自保温加气混凝土砌块的砂浆采用15-45％硅酸盐水泥，10-30％粗砂，30-50％细砂，0.05-0.15％PP纤维，0.02-0.07％羟乙基甲基纤维素，3-5％重钙粉，3-8％粉煤灰，0.5-1.5％胶粉和水混合而成，该砂浆的硬化体积密度大，防止墙体开裂和产生灰缝，保证墙体的保温性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的自保温加气混凝土砌块及砌筑该砌块的砂浆进行具体说明。
一种自保温加气混凝土砌块，其主要由按重量份比计的以下固体原料制得，固体原料包括：
60-110 份硅质材料，
25-65 份钙质材料，
2-6 份玻化微珠，
5-30 份外加剂，
0.07-0.2 份发气剂，
1-10 份发气调节剂，
0.08-0.2 份稳泡剂，
0.1-0.5 份丁苯橡胶，
0.1-0.5 份玉米秸秆粉。
其中，硅质材料包括砂、粉煤灰、含硅尾矿中的至少一种；钙质材料包括水泥、生石灰中的至少一种；外加剂为火山岩粉、贝壳粉、改性纳米矿物粉中的至少一种；发气剂为铝粉；发气调节剂为二水石膏；稳泡剂为月桂酰胺丙基甜菜碱。
原料还包括水，水与上述固体原料的重量比为0.6-0.7。
自保温加气混凝土砌块是以硅质材料(砂、粉煤灰及含硅尾矿等)和钙质材料(石灰、水泥)为主要原料，掺加发气剂(铝粉)，通过配料、搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程制成的轻质多孔的硅酸盐制品，发气后含有大量均匀而细小的气孔，是一种实现了资源、性能与成本最佳组合的新型墙体材料。
以上各原料的性能如下：
粉煤灰：来源于盐城发电有限公司。粉煤灰质量标准满足《硅酸盐制品用粉煤灰》(JC409-91)中二级灰的标准，具体技术指标见表1-1。
表1-1粉煤灰技术指标
水泥：选用江苏八菱海螺水泥有限公司生产的海螺牌42.5普通硅酸盐水泥，其物理力学性能、化学成分见表1-2和表1-3。
表1-2水泥物理力学性能
表1-3水泥的化学成分
石灰：石灰为有效氧化钙(与SiO2反应的CaO，简称ACaO)，ACaO质量分数>60％；MgO质量分数<7％；采用消化时间约30min的中速消化石灰，经细磨至比表面积2900-3100cm2/g，为防止粉磨过程中发生粘球，加入质量分数为0.3％的三乙醇胺作助磨剂。
玻化微珠：采用河南信阳平桥中原珍珠岩厂产品，其物理性能见表1-4。
表1-4玻化微珠物理性能
火山岩粉、贝壳粉均为多孔结构，在保证砌块硬度的基础上，减小砌块的容重，提高砌块的保温性能。
改性纳米矿物粉：改性纳米矿物粉由10份碳酸钙、3份铁矿尾渣、2份页岩、6份海泡石粉混匀后于800℃焙烧6小时，淹没成纳米粉末，拌入纳米粉末重量1.5％的环氧硬脂酸辛酯和1.5％的木质素磺酸钙，烘干、粉碎成粉末后即得。通过添加纳米粉末矿粉，减轻砌块的容重，提高砌块的保温性能。
铝粉：选用天津市大茂化学试剂厂生产的铝粉。铝粉是目前应用最广泛、成熟的发气剂。发气剂的主要作用在料浆中进行化学反应，放出气体形成细小的均匀气泡，使加气混凝土具有多孔状结构达到轻质的目的。铝粉是目前应用最广泛，成熟的发气剂，铝粉在碱性介质中的发气反应：
2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2↑
2Al+3Ca(OH)3+6H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+3H2↑
发气剂的主要作用在料浆中进行化学反应，放出气体形成细小的均匀气泡，使加气混凝土具有多孔状结构达到轻质的目的。
表1-5Al粉化学成分(％)
二水石膏：二水石膏通常用作发气过程的调节剂，能够调节水泥的凝结时间，延缓石灰消化，延长反应时间。在蒸养石灰-粉煤灰制品中，其可以提高强度减少收缩，在蒸压石灰-粉煤灰制品中，二水石膏可以促使C-S-H凝胶向托勃莫来石转化，使强度大幅度提高，减少收缩，提高抗冻性。
月桂酰胺丙基甜菜碱：采用上海鸿锐化工有限公司产LAB30月桂酰胺丙基甜菜碱作为稳泡剂，其为淡黄色透明液体，与阴离子、阳离子和非离子表面活性剂相溶性好，能产生丰富且细腻的泡沫，能有效地降低砌块中脂肪醇硫酸盐或脂肪醇醚硫酸盐的刺激性，具有优良的抗静电性，是理想的调理剂。
丁苯橡胶：丁苯橡胶(SBR)是由苯乙烯和丁二烯两种单体乳液通过聚合法生产的，分子量约为13-25×104，通常以胶乳形式加入。它可以明显提高砌块的粘附性、抗裂性。
玉米秸秆粉：植物纤维粉末能较大提高砌块的强度。
水：自来水
一种砌筑自保温加气混凝土砌块的砂浆，其由固体原料与水按重量比0.2-0.25混合制得，固体原料按重量百分比计包括：
15-45％硅酸盐水泥，
10-30％粗砂(20-60目)，
30-50％细砂(60-150目)，
0.05-0.15％PP纤维(长度为8-12mm)，
0.02-0.07％羟乙基甲基纤维素，
3-5％重钙粉，
3-8％粉煤灰，
0.5-1.5％胶粉。
其中，硅酸盐水泥水泥选用海螺牌42.5普通硅酸盐水泥；粉煤灰选用盐城发电有限公司Ⅱ级粉煤灰；胶粉为可再分散聚合物乳胶粉，具体采用乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳胶粉；PP纤维具体采用聚丙烯纤维。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
实施例1提供一种保温加气混凝土砌块，按以下过程制备：
准备原料：60kg粉煤灰，5kg水泥，20kg生石灰，2kg玻化微珠，5kg火山岩粉，0.07kg铝粉，1kg二水石膏，0.08kg月桂酰胺丙基甜菜碱，水60kg；
将上述原料经搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程，制成保温加气混凝土砌块。
实施例2
实施例2提供一种保温加气混凝土砌块，按以下过程制备：
准备原料：110kg粉煤灰，30kg水泥，35kg生石灰，6kg玻化微珠，30kg火山岩粉，0.2kg铝粉，10kg二水石膏，0.2kg月桂酰胺丙基甜菜碱，144kg水；
将上述原料经搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程，制成保温加气混凝土砌块。
实施例3
实施例3提供一种保温加气混凝土砌块，按以下过程制备：
准备原料：80kg粉煤灰，10kg水泥，22kg生石灰，3kg玻化微珠，10kg火山岩粉，0.1kg铝粉，2kg二水石膏，0.1kg月桂酰胺丙基甜菜碱，83kg水；
将上述原料经搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程，制成保温加气混凝土砌块。
实施例4
实施例4提供一种保温加气混凝土砌块，按以下过程制备：
准备原料：100kg粉煤灰，20kg水泥，28kg生石灰，5kg玻化微珠，20kg火山岩粉，0.15kg铝粉，5kg二水石膏，0.18kg月桂酰胺丙基甜菜碱，116kg水；
将上述原料经搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程，制成保温加气混凝土砌块。
实施例5
实施例5提供一种保温加气混凝土砌块，按以下过程制备：
准备原料：95kg粉煤灰，15kg水泥，25.5kg生石灰，3.75kg玻化微珠，15kg火山岩粉，0.125kg铝粉，3kg二水石膏，0.15kg月桂酰胺丙基甜菜碱，103kg水；
将上述原料经搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程，制成保温加气混凝土砌块。
实施例6
实施例6提供一种保温加气混凝土砌块，按以下过程制备：
准备原料：95kg粉煤灰，15kg水泥，25.5kg生石灰，3.75kg玻化微珠，15kg火山岩粉，0.125kg铝粉，3kg二水石膏，0.15kg月桂酰胺丙基甜菜碱，0.3kg丁苯橡胶，103kg水；
将上述原料经搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程，制成保温加气混凝土砌块。
实施例7
实施例7提供一种保温加气混凝土砌块，按以下过程制备：
准备原料：95kg粉煤灰，15kg水泥，25.5kg生石灰，3.75kg玻化微珠，15kg火山岩粉，0.125kg铝粉，3kg二水石膏，0.15kg月桂酰胺丙基甜菜碱，0.3kg玉米秸秆粉，103kg水；
将上述原料经搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程，制成保温加气混凝土砌块。
实施例8
实施例8提供一种保温加气混凝土砌块，按以下过程制备：
准备原料：50kg粉煤灰，10kg含硅尾矿，5kg水泥，20kg生石灰，2kg玻化微珠，5kg改性纳米矿物粉，0.07kg铝粉，1kg二水石膏，0.08kg月桂酰胺丙基甜菜碱，60kg水；
将上述原料经搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程，制成保温加气混凝土砌块。
实施例9
实施例9提供一种保温加气混凝土砌块，按以下过程制备：
准备原料：90kg粉煤灰，20kg含硅尾矿，30kg水泥，35kg生石灰，6kg玻化微珠，30kg改性纳米矿物粉，0.2kg铝粉，10kg二水石膏，0.2kg月桂酰胺丙基甜菜碱，144kg水；
将上述原料经搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程，制成保温加气混凝土砌块。
实施例10
实施例10提供一种砌筑自保温加气混凝土砌块的砂浆，按以下过程制备：
准备原料：15kg硅酸盐水泥，10kg20-60目的粗砂，30kg60-150目的细砂，0.05kg长度为10mm的PP纤维，0.02kg羟乙基甲基纤维素，3kg重钙粉，3kg粉煤灰，0.5kg胶粉，13.5kg水；
将上述原料搅拌，形成砂浆。
实施例11
实施例11提供一种砌筑自保温加气混凝土砌块的砂浆，按以下过程制备：
准备原料：45kg硅酸盐水泥，30kg20-60目的粗砂，50kg60-150目的细砂，0.15kg长度为8-12mm的PP纤维，0.07kg羟乙基甲基纤维素，5kg重钙粉，8kg粉煤灰，1.5kg胶粉，33.5kg水；
将上述原料搅拌，形成砂浆。
实施例12
实施例11提供一种砌筑自保温加气混凝土砌块的砂浆，按以下过程制备：
准备原料：30kg硅酸盐水泥，20kg粗砂，40kg细砂，0.1kgPP纤维，0.05kg羟乙基甲基纤维素，3.85kg重钙粉，5kg粉煤灰，1kg胶粉，22kg水；
将上述原料搅拌，形成砂浆。
以下通过试验测试本发明的保温效果。
一、测试实施例1、实施例2、……、实施例9制得的保温加气混凝土砌块的机械强度及导热系数，得出如下结果见表2-1。
表2-1机械性能强度测试结果
由上可知，本发明实施例的保温加气混凝土砌块的抗压强度、抗折强度、干密度都符合B05级加气混凝土的要求，而且实施例5、实施例6、实施例7制得的保温加气混凝土砌块的机械强度最好。
容重400kg/m3-700kg/m3的保温加气混凝土砌块的导热系数通常为0.08W/(m·K)-0.12W/(m·K)，保温能力是粘土砖的3-4倍，是普通混凝土砖的4-8倍。这是由于保温加气混凝土砌块中掺加的都是无机非金属材料，还添加了导热系数为0.032-0.045W/(m·K)的玻化微珠，保温加气混凝土砌块内部含有大量气泡和微孔，因此导热系数小，具有更加良好的保温效果。
二、测试实施例10、实施例11、实施例12制得的砌筑自保温加气混凝土砌块的砂浆的稠度、抗压强度、渗透高度，发现实施例10、实施例11、实施例12制得的砂浆的稠度均为60-80mm，抗压强度均为20-25MPa，渗透高度均为25-30mm，因此本发明实施例的砌筑自保温加气混凝土砌块的砂浆保水性能好，稠度高。
三、用实施例10制得砂浆砌筑实施例5制得砌块形成墙体A；用实施例11制得砂浆砌筑实施例6制得砌块形成墙体B；用实施例12制得砂浆砌筑实施例7制得砌块形成墙体C，测试墙体A、B、C的导热系数，是否开裂。发现用本发明实施例的砂浆砌筑本发明实施例的砌块形成的墙体不易开裂，不易产生灰缝，且保温性能好。
综上，本发明实施例的自保温加气混凝土砌块，该砌块的导热系数小，保温性能好。本发明实施例的砌筑自保温加气混凝土砌块的砂浆，其硬化体积密度大，能防止墙体开裂和产生灰缝，保证墙体的保温性能。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种自保温加气混凝土砌块，其特征在于，其主要由按重量份比计的以下固体原料制得，所述固体原料包括：
其中，所述硅质材料包括砂、粉煤灰、含硅尾矿中的至少一种；所述钙质材料包括水泥、生石灰中的至少一种；所述外加剂为火山岩粉、贝壳粉、改性纳米矿物粉中的至少一种；所述发气剂为铝粉；所述发气调节剂为二水石膏；所述稳泡剂为月桂酰胺丙基甜菜碱；
所述原料还包括水，所述水与所述固体原料的重量比为0.6-0.7。
2.根据权利要求1所述的自保温加气混凝土砌块，其特征在于，其主要由按重量份比计的以下固体原料制得，所述固体原料包括：
所述原料还包括水，所述水与所述固体原料的重量比为0.6-0.7。
3.根据权利要求1所述的自保温加气混凝土砌块，其特征在于，其主要由按重量份比计的以下固体原料制得，所述固体原料包括：
所述原料还包括水，所述水与所述固体原料的重量比为0.6-0.7。
4.根据权利要求1所述的自保温加气混凝土砌块，其特征在于，其主要由按重量份比计的以下原料制得，所述原料包括：
5.根据权利要求1所述的自保温加气混凝土砌块，其特征在于，其主要由按重量份比计的以下固体原料制得，所述固体原料包括：
所述原料还包括水，所述水与所述固体原料的重量比为0.6-0.7。
6.根据权利要求1所述的自保温加气混凝土砌块，其特征在于，按重量份比计，所述改性纳米矿物粉由10份碳酸钙、3份铁矿尾渣、2份页岩、6份海泡石粉混匀后于800℃焙烧6小时，淹没成纳米粉末，拌入所述纳米粉末重量1.5％的环氧硬脂酸辛酯和1.5％的木质素磺酸钙，烘干、粉碎成粉末后即得。
7.根据权利要求1所述的自保温加气混凝土砌块，其特征在于，按重量份比计，所述原料还包括0.1-0.5份丁苯橡胶。
8.根据权利要求1所述的自保温加气混凝土砌块，其特征在于，按重量份比计，所述原料还包括0.1-0.5份玉米秸秆粉。
9.一种砌筑如权利要求1所述的自保温加气混凝土砌块的砂浆，其特征在于，其由固体原料与水按重量比0.2-0.25混合制得，所述固体原料按重量百分比计包括：
10.根据权利要求9所述的砂浆，其特征在于，其由固体原料与水按重量比0.22混合制得，所述固体原料按重量百分比计包括：
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