CN106045559A - 一种加气混凝土板的制备方法 - Google Patents

一种加气混凝土板的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种加气混凝土板的制备方法。该方法包括制备干砂浆、制混合浆料、发泡成型、常压养护、蒸压养护等步骤。在制备干砂浆的步骤中，回收利用了废弃的混凝土制品，并且取得了很好的经济效益。另外，由本发明方法制得的产品，还具有产品质量好的优点。

Description

一种加气混凝土板的制备方法
技术领域
本发明涉及一种加气混凝土板的制备方法，属于加气混凝土板技术领域。
背景技术
加气混凝土板全称蒸压加气混凝土板，是以硅质材料和钙质材料为主要原料，以铝粉为发气材料，配以经防腐处理的钢筋网片，经加水搅拌、浇注成型、预养切割、蒸压养护制成的多气孔板材。
按照产品用途，加气混凝土板可分为加气混凝土外墙板、隔墙板和屋面板。加气混凝土外墙板具有热导率小、保温性能好，良好的防火及抗震性能。不仅表观密度小，而且具有足够的强度和良好的可加工性能。加气混凝土隔墙板以其具有轻质、保温、隔声、足够的强度和良好的可加工等综合性能，被广泛应用于各种非承重隔墙。其显著特点是施工时勿需吊装，人工即可进行安装，且平面布置灵活；由于隔墙板幅面较大。故比其他砌体墙施工速度快；劳动强度低而且墙面平整，缩短是施工周期。加气混凝土屋面板具有良好的承重与保温综合性能。质量轻；保温性能和耐火性能好；由于质量轻，故在施工中一次可吊装5～6块板，而且可在屋面板上直接铺设油毡等防水卷材，基本上避免了屋面的湿作业，从而加快了施工进度，缩短了施工周期。
企业在日常生产中，经常产生各种废弃物，如破边掉角的次品、摔碎的成品，也有很大一部分是蒸压养护前切割下来的边角料。它们往往被长期堆放在企业的空地上。然而，其也是一种可被重新利用的资源。但由于这类废弃料是多种材料制成的，它具有多种物质成分，还是多孔结构，强度也不高，故不能将其简单磨碎后直接作为砂砾使用。如要将其利用，需要重新设计配方，这直接影响到产品的质量。
发明内容
本发明要解决上述技术问题，从而提供一种加气混凝土板的制备方法。
其技术方案如下：
一种加气混凝土板的制备方法，包括以下步骤：
a、制备干砂浆
将水泥、生石灰、生石膏、废弃料、铝粉，在搅拌机中充分搅拌，制得干砂浆；
b、制混合浆料
在上述干砂浆中加入适量水，搅拌均匀，制得混合浆料；
c、发泡成型
在上述混合浆料中，加入稳泡剂和双氧水，搅拌后倒入模具中进行浇筑成型；
d、常压养护
将浇筑成型的制品从模具中取出，置于温暖潮湿的环境中养护4-10h；
e、蒸压养护
将制品送入蒸压釜内，经过抽真空、升温升压、恒温恒压、降温降压四个阶段制得；
所述干砂浆中各物料的质量份如下：水泥20-50，生石灰 20-50，生石膏 5-10，砂石50-80，废弃料 50-100，铝粉0.05-0.1，增强纤维 0.01-0.05；
所述废弃料是将废弃的混凝土制品经过破碎分级后得到的粒径小于0.1mm的粉状物料。
混凝土废弃物是企业日常生产活动中，经常出现的一类废弃品，可以是破边掉角的次品、摔碎的成品，也有很大一部分是蒸压养护前切割下来的边角料。
将上述废弃物通过小型的颚式破碎机破碎后，可得到大小不一的颗粒，大的在10cm左右，小的在1cm以下，以2-5cm的居多。由于这类废弃物的强度不高，颚式破碎机的咬合力大，因此破碎效率非常高。在经过颚式破碎机破碎简单破碎后，再经过球磨机进行粉碎，为避免扬尘，以湿磨为佳。球磨机出料后，粒度可达0.4mm左右。冲洗或者浸洗之后，可得到优质的细集料，可作为产品出售，也可作为原料以10-20wt%替代量的用法部分取代砂石，在不降低强度的条件下，降低了生产成本。在冲洗或者浸洗后，余下的水，在加入聚丙烯酰胺絮凝剂后，产生大量的絮状沉淀，在过滤后，这些絮状沉淀收集起来，烘干或者晒干后成为细粉，粒度在0.1mm以下甚至在0.01mm以下，比重略高于粉煤灰，且不含硫、氮、重金属等污染物，是粉煤灰的理想替换原料。
现有技术中，通常采用大比例的粉煤灰去制砖，具有价廉、质轻的优点，但是粉煤灰是含硫、含氮、含重金属的一类无机物，具有一定的污染性，而且其强度低。因此，很多消费者并不喜欢使用这类产品。而将粉煤灰替换成砌筑用轻集料，则将显著提高成本。若替换为常规砂石，成本也会提高，更主要是提高制品的重量。
因此，本发明人在综合研究之后，提出了将废弃物重新利用的方案。该方案中，除了传统的水泥、石灰、石膏、铝粉外，还添加有砂石和废弃料。砂石一定程度上提高了产品的重量，但其添加量不多，并且砂石的添加可以显著提高抗压强度。而且，本地盛产石料，矿山企业石料尾矿难以处置。因此，砂石的使用，并不会显著提高本产品的生产成本。同时企业委托上海建科检验有限公司对其进行了专门的分析、化验，确认二氧化硅含量大于87%，完全可以满足生产原料的质量标准。
该方案中，废弃料是破边掉角的次品、摔碎的成品或者是蒸压养护前切割下来的边角料在经过初碎、细磨后，再经洗涤得到洗涤水，然后洗涤水经过絮凝沉降后得到沉淀，然后将沉淀弄干后所得的一种细粉，该粉粒径在0.1mm以下，比重略大于粉煤灰。初碎可以使用颚式破碎机；细磨可以使用球磨机，尤以湿磨为佳；洗涤水以聚丙烯酰胺沉淀为佳。
该方案中，还可以将球磨机湿磨得到的粒径在0.4mm以下的洗涤后的石料，以10-20wt%的用量部分替代上述的砂石，可以进一步降低生产成本。
增强纤维的使用，进一步加强了本发明的强度。除了抗压强度的提高外，也赋予了本发明更好地韧性，使其难以被击碎。这就显著地增强了其对于钉埋件的握持力。那么在使用本发明的墙体材料后，就可以在墙上挂装各类物什，如壁橱、挂壁收纳架、画框、装饰板，也可以挂装一些家电，如空调室内机、热水器、电视机、壁扇、壁灯、等。而现有技术中，这类物什通常只能安装在承重墙上，而无法安装在加气混凝土板砌筑的墙上。
因此，综合来看，本发明提出的技术方案，不仅可以解决粉煤灰污染的问题，也解决了粉煤灰抗压强度不高的问题，并且生产成本得到保障，具有明显的经济效益。
本发明上述技术方案中，蒸压养护包含四个阶段：
一、排除蒸压釜内空气。这是为了提高蒸汽的放热系数，减少传热阻力，增加蒸汽量，提高蒸汽压力、增加釜内蒸汽温度，以加速制品的养护。排除釜内空气使用的方法有三种，即排气法、抽真空法、早期快速升压法，一般采取抽真空的方法。
二、升温升压阶段。指通蒸汽至釜内，蒸汽与制品达到规定的压力、温度的这一过程。在这一阶段中，为避免釜内蒸汽、砖坯表面砖坯内部三者温差过大而造成因砖坯表面与内部温差不一致而产生裂纹，必须控制升温速度，因此升温速度不能太快，一般控制在1.5～2h为宜。
三、恒温恒压阶段。它主要是指蒸压釜内从达到规定的最高压力和温度开始至开始降温降压这段时间，为了保证水化反应的正常进行，使灰砂砖有足够的强度，必须控制灰砂砖养护的蒸汽压力最低要达到0.8 Mpa，最高可达1.5 Mpa，恒温恒压时间为4～6h。
四、降压降温阶段。从釜内开始排放蒸汽降温降压至制品出釜阶段。这一阶段为避免出现由于压差和温差过大所造成的制品暴裂、酥松及强度下降，降温降压速度也不能太快，一般控制在1.5～2h。
作为上述技术方案的优选，所述干砂浆中还包含有羟丙甲纤维素和木质素磺酸钠，羟丙甲纤维素的质量份为0.02-0.2，木质素磺酸钠的质量份为0.5-2.0。
羟丙甲纤维素，具有一定的保水性能，还可以减少水泥用量；尤其是在水泥水化过程中，避免失水过快而影响水泥水化作用的正常进行，甚至停止水化；水泥的水化作用不能完成，致使砼结构松散，或形成干缩裂缝，严重降低砼的强度。它的作用主要是提高水泥-砂的分散性，大幅度改善砂浆的可塑性和保水性，对防止裂纹有效果，可增强水泥强度。
混凝土中加入减水剂木质素磺酸钠后，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒的表面，亲水基团指向水溶液，组成了单分子或多分子的吸附膜，使水泥颗粒因表面相同电荷相互排斥而被分散，从颗粒间释放出多余的水分，以达到减水的目的。与此同时，由于降低了水的表面张力以及水泥颗粒间的界面张力，在保持同样流动度的情况下，相应减少用水量，从而也起到减水的作用。
此外，木质素磺酸钠作为一种阴离子型表面活性剂，还具有一定的稳泡作用。在双氧水和铝粉发生反应后，可以产生大量微小气泡，而使混凝土成为加气混凝土，显著地降低制品的容重，也提高制品的隔热性能。但由于这些微小气泡具有不稳定性，容易从制品中溢出，使得加气效果大打折扣。在使用了稳泡剂后，可显著提高加气的效果。通常稳泡剂采用硬脂酸、油酸及其盐类。而本发明采用硅酮酰胺，它使用方便、湿润性强、用量少、综合成本低，是高质量加气混凝土生产的理想外加剂。另外，木质素磺酸钠也具有一定的稳泡效果。羟丙基甲基纤维素和可再分散乳液聚合物粉末还增强了砂浆的粘稠度，也利于气泡的保持。因此，本发明的制品具有加气效果好的特点，即使在使用了废弃物替代粉煤灰、使用了矿砂等密度较大的物质后，也能将容重控制在500-700kg/m3。这种加气的效果除了因为略微提高双氧水和铝粉的使用量外，还因为使用了合理的稳泡剂；并且木质素磺酸钠羟丙基甲基纤维素和可再分散乳液聚合物粉末的使用也起到了不可忽视的作用。
作为上述技术方案的优选，所述干砂浆中还包含有可再分散聚合物粉末，所述可再分散聚合物粉末的质量份2-5。
可再分散聚合物粉末掺入到水泥基材料中，加水重新分散为乳液,在搅拌过程中聚合物颗粒均匀地分散到水泥浆体中。水泥一加水，水化反应就开始，氢氧化钙溶液很快达到饱和并析出晶体，同时生成水化硅酸钙凝胶体，乳液中的聚合物颗粒便沉积到凝胶体和未水化的水泥颗粒上。随着水化反应进行，水分不断消耗，水化产物增多，聚合物颗粒逐渐聚集在毛细孔中，并在凝胶体表面和未水化的水泥颗粒上形成紧密堆积层。聚集的聚合物颗粒逐渐填充毛细孔并且覆盖着它们，不能完全填充到毛细孔的内表面。由于水化或干燥使水分进一步减少，在凝胶体上和在孔隙中紧密堆积的聚合物颗粒便凝聚成连续的薄膜，形成与水化水泥浆体互穿基质的混合体，并且使水化产物之间及骨料相互胶接。由于聚合物在界面过渡区孔隙中凝聚成膜，从而使聚合物水泥材料的过渡区更为致密，使其性能得以改善。一些聚合物分子中的活性基团可能与水泥水化产物中的Ca2+、Al3+等产生了交联反应，形成特殊的桥键作用，改善了水泥砂浆硬化体的物理组织结构，缓解了内应力，减少了微裂纹的产生。因此，在使用可再分散聚合物粉末后，可以显著改善砌砖的界面环境，从而解决现有技术中的加气混凝土板在使用一般的砌筑砂浆和抹灰砂浆时，容易出现的墙体干缩，致使施工后的墙体饰面材料容易出现开裂、干裂的问题。
作为上述技术方案的进一步优选，所述可再分散聚合物粉末为乙酸乙烯脂-乙烯共聚物。
作为上述技术方案的进一步优选，所述干砂浆中还包含有增强纤维，增强纤维的质量份为0.01-0.05。
作为上述技术方案的进一步优选，所述增强纤维为芳纶。
增强纤维可以是植物纤维或者化学纤维，但是以化学纤维中的芳纶为优。芳纶不仅增加了强度，还增加了耐冲击性，使砖块难以摔碎。
作为上述技术方案的优选，所述稳泡剂为硅酮酰胺。
作为上述技术方案的另一种优选，所述稳泡剂为聚丙烯酰胺。
作为上述技术方案的优选，在制备砂浆的步骤中，在水中加入阴离子表面活性剂，再在机械作用下引入空气，以使产生大量泡沫；用这种含大量泡沫的水去拌合干砂浆，制成混合浆料。由于浆料中含有木质素磺酸钠羟丙基甲基纤维素和可再分散乳液聚合物粉末等物质，增加了混合浆料的粘稠度，使得这些泡沫在拌入砂浆后能够稳定存在。这是一种预加气技术，它一方面提高了双氧水的溶入速率；另一方面提高了双氧水与铝粉的接触面积，极大地提高了双氧水与铝粉的产气效率，并且由于可再分散乳液聚合物粉末自身的粘性作用和对于水泥颗粒的增强作用，这种被放大的加气效果不能使制品在早期发生自崩解，并且极大地促进混凝土板变为加气混凝土板，解决砂浆发泡时间长的问题。
综上所述，本发明的方案，既回收利用了混凝土的废弃物，又调整了配方，并合理使用了外加剂和可再分散乳液聚合物粉末，既提高了生产的效率，又提高了产品的质量，并且控制了生产成本，具有显著的经济效益。
具体实施方式
本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制。本领域技术人员在阅读了本发明的说明书之后所做的任何改变，只要在权利要求书的范围内，都将受到专利法的保护。
实施例一
一种加气混凝土板的制备方法，包括以下步骤：
a、制备干砂浆
将水泥、生石灰、生石膏、砂石、废弃料、铝粉，在搅拌机中充分搅拌，制得干砂浆；
b、制混合浆料
在上述干砂浆中加入适量水，搅拌均匀，制得混合浆料；
c、发泡成型
在上述混合浆料中，加入稳泡剂和双氧水，搅拌后倒入模具中进行浇筑成型；
d、常压养护
将浇筑成型的制品从模具中取出，置于温暖潮湿的环境中养护5h；
e、蒸压养护
将制品送入蒸压釜内，经过抽真空、升温升压、恒温恒压、降温降压四个阶段制得；
所述干砂浆中各物料的质量份如下：
水泥 20，
生石灰 20，
生石膏 5，
砂石 50，
废弃料 50，
铝粉 0.1，
增强纤维 0.01；
所述废弃料是将废弃的混凝土制品经过破碎分级后得到的粒径小于0.1mm的粉状物料。
所述增强纤维为芳纶。
实施例二
一种加气混凝土板的制备方法，包括以下步骤：
a、制备干砂浆
将水泥、生石灰、生石膏、砂石、废弃料、铝粉，在搅拌机中充分搅拌，制得干砂浆；
b、制混合浆料
在上述干砂浆中加入适量水，搅拌均匀，制得混合浆料；
c、发泡成型
在上述混合浆料中，加入稳泡剂和双氧水，搅拌后倒入模具中进行浇筑成型；
d、常压养护
将浇筑成型的制品从模具中取出，置于温暖潮湿的环境中养护7h；
e、蒸压养护
将制品送入蒸压釜内，经过抽真空、升温升压、恒温恒压、降温降压四个阶段制得；
所述干砂浆中各物料的质量份如下：
水泥 30，
生石灰 30，
生石膏 7，
砂石 60，
板废弃料 70，
铝粉 0.1，
羟丙甲纤维素 0.05，
木质素磺酸钠 1.0，
增强纤维 0.02
所述板废弃料是将废弃的混凝土制品经过破碎分级后得到的粒径小于0.1mm的粉状物料。所述增强纤维为芳纶。
实施例三
一种加气混凝土板的制备方法，包括以下步骤：
a、制备干砂浆
将水泥、生石灰、生石膏、砂石、废弃料、铝粉，在搅拌机中充分搅拌，制得干砂浆；
b、制混合浆料
在上述干砂浆中加入适量水，搅拌均匀，制得混合浆料；
c、发泡成型
在上述混合浆料中，加入稳泡剂和双氧水，搅拌后倒入模具中进行浇筑成型；
d、常压养护
将浇筑成型的制品从模具中取出，置于温暖潮湿的环境中养护8h；
e、蒸压养护
将制品送入蒸压釜内，经过抽真空、升温升压、恒温恒压、降温降压四个阶段制得；
所述干砂浆中各物料的质量份如下：
水泥 40，
生石灰 40，
生石膏 8，
砂石 70，
废弃料 80，
铝粉 0.2，
羟丙甲纤维素 0.1，
木质素磺酸钠 1.5，
可再分散聚合物粉末 7，
增强纤维 0.03
所述废弃料是将废弃的混凝土制品经过破碎分级后得到的粒径小于0.1mm的粉状物料。
所述可再分散聚合物粉末为乙酸乙烯脂-乙烯共聚物。
所述增强纤维为芳纶。
实施例四
一种加气混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
a、制备干砂浆
将水泥、生石灰、生石膏、砂石、砌块废弃料、铝粉，在搅拌机中充分搅拌，制得干砂浆；
b、制混合浆料
在上述干砂浆中加入适量水，搅拌均匀，制得混合浆料；
c、发泡成型
在上述混合浆料中，加入稳泡剂和双氧水，搅拌后倒入模具中进行浇筑成型；
d、常压养护
将浇筑成型的制品从模具中取出，置于温暖潮湿的环境中养护10h；
e、蒸压养护
将制品送入蒸压釜内，经过抽真空、升温升压、恒温恒压、降温降压四个阶段制得；
所述干砂浆中各物料的质量份如下：
水泥 50，
生石灰 50，
生石膏 10，
砂石 80，
砌块废弃料 100，
铝粉 0.2，
羟丙甲纤维素 0.5，
木质素磺酸钠 2.0，
可再分散聚合物粉末 10，
增强纤维 0.05；
所述废弃料是将废弃的混凝土制品经过破碎分级后得到的粒径小于0.1mm的粉状物料。
所述可再分散聚合物粉末为乙酸乙烯脂-乙烯共聚物。所述增强纤维为芳纶。
依据GB/T 11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》；
抗压强度（MPa） 容重（kg/cm3） 干燥收缩值（mm/m） 冻后强度（MPa） 导热系数（W/mk）
实施例一 6.5 720 0.46 3.6 0.32
实施例二 7.1 680 0.43 4.1 0.35
实施例三 8.4 620 0.36 5.8 0.32
实施例四 9.8 570 0.38 6.2 0.23

Claims (7)

1.一种加气混凝土板的制备方法，包括以下步骤：
a、制备干砂浆
将水泥、生石灰、生石膏、砂石、废弃料、铝粉，在搅拌机中充分搅拌，制得干砂浆；
b、制混合浆料
在上述干砂浆中加入适量水，搅拌均匀，制得混合浆料；
c、发泡成型
在上述混合浆料中，加入稳泡剂和双氧水，搅拌后倒入模具中进行浇筑成型；
d、常压养护
将浇筑成型的制品从模具中取出，置于温暖潮湿的环境中养护4-10h；
e、蒸压养护
将制品送入蒸压釜内，经过抽真空、升温升压、恒温恒压、降温降压四个阶段制得；
所述干砂浆中各物料的质量份如下：水泥20-50，生石灰 20-50，生石膏 5-10，砂石50-80，废弃料 50-100，铝粉0.1-0.2，增强纤维0.01-0.05；
所述废弃料是将废弃的混凝土制品经过破碎分级后得到的粒径小于0.1mm的粉状物料。
2.根据权利要求1所述的一种加气混凝土板的制备方法，其特征在于：所述干砂浆中还包含有羟丙甲纤维素和木质素磺酸钠，羟丙甲纤维素的质量份为0.02-0.5，木质素磺酸钠的质量份为0.5-2.0。
3.根据权利要求1所述的一种加气混凝土板的制备方法，其特征在于：所述干砂浆中还包含有可再分散聚合物粉末，所述可再分散聚合物粉末的质量份2-10。
4.根据权利要求5所述的一种加气混凝土板的制备方法，其特征在于：所述可再分散聚合物粉末为乙酸乙烯脂-乙烯共聚物。
5.根据权利要求1所述的一种加气混凝土板的制备方法，其特征在于：所述增强纤维为芳纶。
6.根据权利要求1所述的一种加气混凝土板的制备方法，其特征在于：所述稳泡剂为硅酮酰胺。
7.根据权利要求1所述的一种加气混凝土板的制备方法，其特征在于：所述稳泡剂为聚丙烯酰胺。
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