CN106242612B - 一种加气混凝土砌块及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种加气混凝土砌块及其制备方法，由包括以下组分的物料制成：生石灰：0～150kg/m3砌块，循环流化床锅炉干排粉煤灰：300～500kg/m3砌块，电厂湿排粉煤灰：0～100kg/m3砌块，铝粉膏：1.0～2.0kg/m3砌块。本发明以循环流化床锅炉干排粉煤灰为原料制备加气混凝土砌块，可以实现以循环流化床锅炉干排粉煤灰为主，几乎不用掺加电厂湿排粉煤灰，并大幅减少了传统配方中生石灰、水泥的用量。本发明既实现了循环流化床锅炉干排粉煤灰的资源化利用，消除粉煤灰固废处置的潜在隐患及环保风险，又节约了加气混凝土砌块的生产成本。
Description
技术领域
本发明属于废渣利用技术领域，尤其涉及一种加气混凝土砌块及其制备方法。
背景技术
加气混凝土砌块是一种轻质多孔、保温隔热、防火性能良好、具有一定抗震能力的新型、环保建筑材料。加气混凝土砌块的生产原料丰富，特别是以粉煤灰为原料，既能综合利用工业废渣、治理环境污染、不破坏耕地，又能创造良好的社会效益和经济效益。
粉煤灰生产加气混凝土是以粉煤灰为基本原料，配以适量的水泥、石膏、铝粉、发气剂及稳泡剂等添加剂以制成一种轻质的混凝土，其粉煤灰用量可占70％左右。以粉煤灰为原料的加气混凝土砌块主要用于屋面保温、内外墙体和阳台隔断。
粉煤灰主要有两种，一种为电厂的普通燃煤锅炉产生的湿排灰，另一种为循环流化床锅炉干排粉煤灰。电厂的燃煤锅炉一般是普通的煤粉锅炉，电厂的湿排灰是采用灰渣混排，即粉煤灰被收尘器收集后，在排放时再和炉底渣一同混合，被冲灰水冲入捧灰管道，输送到湿排灰库。这种渣由于有炉渣在内，所以粉煤灰显得很粗，质量较差，一般粉磨后才能使用。电厂普通燃煤锅炉产生的湿排灰中各组分含量如下：SiO2:43～56％，Al2O3:20～32％，Fe2O3：4～10％，CaO：1.5～5.5％，MgO：0.6～2.0％，Na2O·K2O：1～2.5％，SO3:0.3～1.5％。
目前生产加气混凝土砌块所用的粉煤灰主要是电厂的普通燃煤锅炉产生的湿排灰，采用电厂湿排粉煤灰的加气混凝土砌块的工艺流程如图1所示，图1为电厂实拍粉煤灰制备加气混凝土砌块的工艺流程图。其配方如下：生石灰250～330kg/m3、电厂湿排粉煤灰400～500kg/m3、铝粉膏0.6～2.0kg/m3、325～425#水泥10～30kg/m3、石膏15～18kg/m3；或者是生石灰90～200kg/m3、电厂湿排粉煤灰400～500kg/m3、铝粉膏1～1.5kg/m3、325～425#水泥50～80kg/m3、石膏15～18kg/m3。这两种传统配方使用了大量的水泥和生石灰，造价较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加气混凝土砌块及其制备方法，本发明中的加气混凝土砌块能大幅减少传统配方中生石灰、水泥的用量，降低了成本。
本发明提供一种加气混凝土砌块，由包括以下组分的物料制成：
生石灰：0～150kg/m3砌块，循环流化床锅炉干排粉煤灰：300～500kg/m3砌块，电厂湿排粉煤灰：0～100kg/m3砌块，铝粉膏：1.0～2.0kg/m3砌块。
优选的，所述循环流化床锅炉干排粉煤灰的用量为420～480kg/m3砌块。
优选的，所述循环流化床锅炉干排粉煤灰包括以下质量分数的组分：
SiO2:50～53％，Al2O3:14～16.5％，Fe2O3：9～11％，CaO：13～16％，MgO：1～3％，Na2O：0.3～0.5％，K2O：1～3％，SO3:2～4％。
优选的，所述循环流化床锅炉干排粉煤灰包括以下质量分数的组分：
SiO2:50.5～52％，Al2O3:15～16％，Fe2O3：9.5～10％，CaO：14～15％，MgO：1.2～2％，Na2O：0.35～0.4％，K2O：1.2～2％，SO3:2.2～3％。
优选的，所述铝粉膏的用量为1.5～1.8kg/m3砌块。
本发明提供一种加气混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
将0～150kg/m3砌块的生石灰、300～500kg/m3砌块的循环流化床锅炉干排粉煤灰、0～100kg/m3砌块的电厂湿排粉煤灰、1.0～2.0kg/m3砌块的铝粉膏和水混合后，依次进行浇注、发泡、切割和蒸养，得到加气混凝土砌块。
优选的，所述发泡的温度为40～60℃；
所述发泡的时间为5～10min。
优选的，所述水的用量为0.2～0.5m3/m3砌块。
优选的，所述蒸养的蒸汽压为1.1～1.5MPa。
优选的，所述蒸养的温度为200～240℃；
所述蒸养的时间为6～12小时。
本发明提供一种加气混凝土砌块，由包括以下组分的物料制成：生石灰：0～150kg/m3砌块，循环流化床锅炉干排粉煤灰：300～500kg/m3砌块，电厂湿排粉煤灰：0～100kg/m3砌块，铝粉膏：1.0～2.0kg/m3砌块。本发明以循环流化床锅炉干排粉煤灰为原料制备加气混凝土砌块，可以实现以循环流化床锅炉干排粉煤灰为主，几乎不用掺加电厂湿排粉煤灰，并大幅减少了传统配方中生石灰、水泥的用量。本发明既实现了循环流化床锅炉干排粉煤灰的资源化利用，消除粉煤灰固废处置的潜在隐患及环保风险，又节约了加气混凝土砌块的生产成本，并且，实验结果证明，本发明中的加气混凝土砌块符合《GB11968－2006蒸压加气混凝土砌块国家标准》，强度为3.5～4.5MPa，干密度为600～625kg/m3。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为电厂湿排粉煤灰制备加气混凝土砌块的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种加气混凝土砌块，由包括以下组分的物料制成：
生石灰：0～150kg/m3砌块，循环流化床锅炉干排粉煤灰：300～500kg/m3砌块，电厂湿排粉煤灰：0～100kg/m3砌块，铝粉膏：1.0～2.0kg/m3砌块。
循环流化床锅炉是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧锅炉，相比普通锅炉，其特点有：燃料适应性广；燃烧效率高；采用石灰石粉作为脱硫剂，燃烧污染物排放低；燃烧温度低，850～950℃。循环流化床锅炉干排灰是采用灰渣分开排放，炉底渣的粉煤灰不混合，粉煤灰中不混入大颗粒的炉底渣。由于燃烧方式、燃烧工艺的不同，因此循环流化床锅炉干排粉煤灰与普通电厂燃煤锅炉湿排粉煤灰成分上差异较大。
在本发明中，所述循环流化床锅炉干排粉煤灰优选包括以下质量分数的组分：SiO2:50～53％，Al2O3:14～16.5％，Fe2O3：9～11％，CaO：13～16％，MgO：1～3％，Na2O：0.3～0.5％，K2O：1～3％，SO3:2～4％，更优选包括SiO2:50.5～52％，Al2O3:15～16％，Fe2O3：9.5～10％，CaO：14～15％，MgO：1.2～2％，Na2O：0.35～0.4％，K2O：1.2～2％，SO3:2.2～3％，最优选包括SiO2:51.08％，Al2O3:15.85％，Fe2O3：9.68％，CaO：14.68％，MgO：1.54％，Na2O：0.38％，K2O：1.45％，SO3:2.39％。更优选的，所述循环流化床干排粉煤灰中还包括1.02％的灼减和6.25％的游离Cao(f-CaO)。所述循环流化床锅炉干排粉煤灰的粒径优选为200目以上，更优选为300目以上；所述循环流化床锅炉干排粉煤灰的用量为300～500kg/m3砌块，更优选为420～480kg/m3砌块，最优选为430～460kg/m3砌块。具体的，在本发明的实施例中，可以是400kg/m3、450kg/m3或500kg/m3。
在本发明中，所述电厂湿排粉煤灰的用量为0～100kg/m3砌块，优选为0～80kg/m3砌块，具体的，在本发明的实施例中，可以是0kg/m3、50kg/m3、100kg/m3。
所述粉煤灰为加气混凝土砌块的核心原料，也是加气混凝土砌块中硅铝成分的主要来源。
在本发明中，所述生石灰是粉煤灰加气混凝土生产的传统配方中主要原料之一，它的主要作用是和水泥配合提供有效氧化钙，使之在水热条件下与硅质材料中的SiO2、Al2O3作用，生产水化硅酸钙。因此，在传统配方中，水泥和生石灰是加气混凝土砌块的主要强度来源。用于生产加气混凝土的石灰有效氧化钙含量应大于65％，最好大于80％。但是在本发明中，所述由于采用了循环流化床锅炉干排粉煤灰，能够大大减少生石灰和水泥的用量，甚至可以完全不用，也能够保证生产的加气混凝土砌块的强度。在本发明中，所述生石灰的用量为0～150kg/m3砌块，优选为0～80kg/m3砌块，具体的，在本发明的实施例中，可以是0kg/m3、50kg/m3、100kg/m3。
在本发明中，所述铝粉膏为发气剂，通过化学反应放出气体，使生产出的加气混凝土砌块内部形成多孔结构。所述铝粉膏的用量为1.0～2.0kg/m3砌块，优选为1.5～1.8kg/m3砌块，具体的，在本发明的实施例中，可以是1.5kg/m3、1.8kg/m3、2.0kg/m3。本发明对所述铝粉膏的来源没有特殊的限制，具体的，在本发明的实施例中，采用山东当地产铝粉膏。
本发明还提供了一种加气混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
将0～150kg/m3砌块的生石灰、300～500kg/m3砌块的循环流化床锅炉干排粉煤灰、0～100kg/m3砌块的电厂湿排粉煤灰、1.0～2.0kg/m3砌块的铝粉膏和水混合后，依次进行浇注、发泡、切割和蒸养，得到加气混凝土砌块。
在本发明中，所述生石灰、循环流化床锅炉干排粉煤灰、电厂湿排粉煤灰和铝粉膏的种类、来源和用量与上文中生石灰、循环流化床锅炉干排粉煤灰、电厂湿排粉煤灰和铝粉膏的种类、来源和用量一致，在此不再赘述。在本发明中，所述水的用量优选为0.2～0.5m3/m3砌块，更优选为0.3～0.4m3/m3砌块。
本发明将上述原料按照规定的比例混合后进行搅拌，搅拌均匀后浇注至模具中，使其进行静置发泡，切割后进行蒸养，得到加气混凝土砌块。
在本发明中，所述发泡的温度优选为40～60℃，更优选为45～55℃；所述发泡的时间优选为5～10min，更优选为6～9min，最优选为7～8min；所述蒸养为蒸汽养护过程，即在蒸压釜中通入蒸汽进行养护，所述蒸养的蒸汽压优选为1.1～1.5MPa，更优选为1.2～1.4MPa，具体的，在本发明的实施例中，可以是1.2MPa；所述蒸养的温度优选为200～240℃，更优选为210～230℃；所述蒸养的时间优选为8～10小时，更优选为9～10小时。
在本发明中，所述搅拌、浇注和切割的方法以及模具的种类均为本领域技术人员常用的技术。
本发明由于采用了循环流化床锅炉干排粉煤灰为主要原料，循环流化床锅炉干排粉煤灰颗粒疏松、需水量大，钙硫含量高，不宜直接用于加气混凝土砌块的生产；同时，由于循环流化床锅炉干排粉煤灰采用石灰石粉炉内脱硫方式，因此，在调浆到蒸压过程中，粉煤灰中石灰会发热预先反应，若跟传统配方的加气混凝土砌块的加工工艺一样，采用从调浆到蒸压时间为2～3小时这样的工艺的话，会导致后期蒸压釜蒸压后强度上不去。对此，本发明配合这一新配方对原工艺进行了上述改进，首先改造配料螺旋、反应釜和切割成型生产线：使其在5～10分钟成型、30～60分钟内完成切割、进釜和加压升温；同时提高蒸压温度至饱和蒸汽1.1～1.5MPa，温度200～250℃，调整蒸压时间至9～10小时。使最终得到的加气混凝土砌块符合国家标准GB11968－89。
本发明提供一种加气混凝土砌块，由包括以下组分的物料制成：生石灰：0～150kg/m3砌块，循环流化床锅炉干排粉煤灰：300～500kg/m3砌块，电厂湿排粉煤灰：0～100kg/m3砌块，铝粉膏：1.0～2.0kg/m3砌块。本发明以循环流化床锅炉干排粉煤灰为原料制备加气混凝土砌块，可以实现以循环流化床锅炉干排粉煤灰为主，几乎不用掺加电厂湿排粉煤灰，并大幅减少了传统配方中生石灰、水泥的用量。既实现了循环流化床锅炉干排粉煤灰的资源化利用，消除粉煤灰固废处置的潜在隐患及环保风险，又节约了加气混凝土砌块的生产成本，并且，实验结果证明，本发明中的加气混凝土砌块符合《GB11968－2006蒸压加气混凝土砌块国家标准》，强度为3.5～4.5MPa，干密度为600～625kg/m3。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种加气混凝土砌块及其制备方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
在以下实施例中，循环流化床锅炉干排粉煤灰包括以下质量分数的组分：SiO2:51.08％，Al2O3:15.85％，Fe2O3：9.68％，CaO：14.68％，MgO：1.54％，Na2O：0.38％，K2O：1.45％，SO3:2.39％，1.02％的灼减和6.25％的游离Cao(f-CaO)
实施例1
循环流化床锅炉干排粉煤灰、电厂湿排粉煤灰运送至煤灰仓，经过搅拌、泵送至储罐储存；
生石灰运送至石灰仓，经过缓冲、计量、安全筛，进仓；
铝粉膏运送至铝浆仓，计量、搅拌；
粉煤灰、生石灰、铝粉膏按照以下用量进行配料、搅拌：
生石灰100kg/m3、循环流化床锅炉干排粉煤灰400kg/m3、电厂湿排粉煤灰100kg/m3、铝粉膏1.5kg/m3。
将搅拌均匀的上述原料浇注至模具中，发泡温度50℃，静置发泡8分钟，使其成形。
然后将其切割、送入蒸压釜进行蒸养、在30min内加压升温，升至蒸压温度至饱和蒸汽1.2MPa的220℃，蒸养10小时，得到加气混凝土砌块。
实施例2
循环流化床锅炉干排粉煤灰、电厂湿排粉煤灰运送至煤灰仓，经过搅拌、泵送至储罐储存；
生石灰运送至石灰仓，经过缓冲、计量、安全筛，进仓；
铝粉膏运送至铝浆仓，计量、搅拌；
粉煤灰、生石灰、铝粉膏按照以下用量进行配料、搅拌：
生石灰50kg/m3、循环流化床锅炉干排粉煤灰500kg/m3、电厂湿排粉煤灰50kg/m3、铝粉膏2.0kg/m3。
将搅拌均匀的上述原料浇注至模具中，发泡温度50℃，静置发泡8分钟，使其成形。
然后将其切割、送入蒸压釜进行蒸养、在30min内加压升温，升至蒸压温度至饱和蒸汽1.2MPa的220℃，蒸养9.5小时，得到加气混凝土砌块。
实施例3
循环流化床锅炉干排粉煤灰运送至煤灰仓，经过搅拌、泵送至储罐储存；
生石灰运送至石灰仓，经过缓冲、计量、安全筛，进仓；
铝粉膏运送至铝浆仓，计量、搅拌；
粉煤灰、生石灰、铝粉膏按照以下用量进行配料、搅拌：
生石灰100kg/m3、循环流化床锅炉干排粉煤灰500kg/m3、铝粉1.8kg/m3。
将搅拌均匀的上述原料浇注至模具中，发泡温度50℃，静置发泡8分钟，使其成形。
然后将其切割、送入蒸压釜进行蒸养、在30min内加压升温，升至蒸压温度至饱和蒸汽1.2MPa的220℃，蒸养9小时，得到加气混凝土砌块。
实施例4
循环流化床锅炉干排粉煤灰、电厂湿排粉煤灰运送至煤灰仓，经过搅拌、泵送至储罐储存；
铝粉膏运送至铝浆仓，计量、搅拌；
粉煤灰和铝粉膏按照以下用量进行配料、搅拌：
循环流化床锅炉干排粉煤灰500kg/m3、电厂湿排粉煤灰100kg/m3、铝粉膏2.0kg/m3。
将搅拌均匀的上述原料浇注至模具中，发泡温度50℃，静置发泡8分钟，使其成形。
然后将其切割、送入蒸压釜进行蒸养、在30min内加压升温，升至蒸压温度至饱和蒸汽1.2MPa的220℃，蒸养9.5小时，得到加气混凝土砌块。
实施例5
循环流化床锅炉干排粉煤灰运送至煤灰仓，经过搅拌、泵送至储罐储存；
铝粉膏运送至铝浆仓，计量、搅拌；
粉煤灰、铝粉膏按照以下用量进行配料、搅拌：
循环流化床锅炉干排粉煤灰400kg/m3、铝粉膏2.0kg/m3。
将搅拌均匀的上述原料浇注至模具中，发泡温度50℃，静置发泡8分钟，使其成形。
然后将其切割、送入蒸压釜进行蒸养、在30min内加压升温，升至蒸压温度至饱和蒸汽1.2MPa的220℃，蒸养10小时，得到加气混凝土砌块。
比较例1
循环流化床锅炉干排粉煤灰，经过搅拌、计量、泵送至储罐储存；
生石灰运送至石灰仓，经过缓冲、计量、安全筛，进仓；
铝粉膏运送至铝浆仓，计量、搅拌，进仓；
325#水泥运送至水泥仓，计量、进仓；
石膏运送至石膏仓，经过缓冲、计量、安全筛，进仓；
生石灰、循环流化床锅炉干排粉煤灰、铝粉膏、325#水泥、石膏按照以下用量进行配料、搅拌：
生石灰300kg/m3，循环流化床锅炉干排粉煤灰450kg/m3，铝粉膏2.0kg/m3，325#水泥20kg/m3，石膏15kg/m3。
将搅拌均匀的上述原料浇注至模具中，发泡温度50℃，静置发泡8分钟，使其成形。
然后将其切割、送入蒸压釜进行蒸养、在30min内加压升温，升至蒸压温度至饱和蒸汽1.2MPa的220℃，蒸养11小时，得到加气混凝土砌块。
比较例2
循环流化床锅炉干排粉煤灰、电厂湿排粉煤灰运送至煤灰仓，经过搅拌、泵送至储罐储存；
生石灰运送至石灰仓，经过缓冲、计量、安全筛，进仓；
铝粉膏运送至铝浆仓，计量、搅拌；
粉煤灰、生石灰、铝粉膏按照以下用量进行配料、搅拌：
生石灰100kg/m3、循环流化床锅炉干排粉煤灰400kg/m3、电厂湿排粉煤灰100kg/m3、铝粉膏1.5g/m3。
将搅拌均匀的上述原料浇注至模具中，发泡温度50℃，静置发泡15分钟，使其成形。
然后将其切割、送入蒸压釜进行蒸养、在2h内加压升温，升至蒸压温度至饱和蒸汽1.0MPa的180℃，蒸养6小时，得到加气混凝土砌块。
本发明对实施例1～5和比较例1～2得到的加气混凝土砌块进行了性能测定，结果如表1所示。
表1本发明实施例1～5和比较例1～2中的加气混凝土砌块的性能参数
| 抗压强度 | 干密度 | 干燥收缩值 | 冻后强度 | 导热系数 | |
| 测试方法 | GB11971 | GB11970 | GB11972 | GB11973 | GB10294 |
| 实施例1 | 4.2MPa | 620kg/m<sup>3</sup> | 0.3mm/m | 4.0MPa | 0.11W/m·K |
| 实施例2 | 4.5MPa | 625kg/m<sup>3</sup> | 0.2mm/m | 4.1MPa | 0.10W/m·K |
| 实施例3 | 4.1MPa | 616kg/m<sup>3</sup> | 0.2mm/m | 4.0MPa | 0.11W/m·K |
| 实施例4 | 4.0MPa | 621kg/m<sup>3</sup> | 0.3mm/m | 3.8MPa | 0.12W/m·K |
| 实施例5 | 3.9MPa | 618kg/m<sup>3</sup> | 0.3mm/m | 3.8MPa | 0.12W/m·K |
| 比较例1 | 3.3MPa | 603kg/m<sup>3</sup> | 0.5mm/m | 3.0MPa | 0.16W/m·K |
| 比较例2 | 2.8MPa | 595kg/m<sup>3</sup> | 0.3mm/m | 2.5MPa | 0.14W/m·K |
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种加气混凝土砌块，按照以下步骤制备得到：
将300～500kg/m3砌块的循环流化床锅炉干排粉煤灰、0～100kg/m3砌块的电厂湿排粉煤灰、1.0～2.0kg/m3砌块的铝粉膏和水混合后，依次进行浇注、发泡、切割和蒸养，得到加气混凝土砌块；
所述循环流化床锅炉干排粉煤灰包括以下质量分数的组分：
SiO2：50～53％，Al2O3：14～16.5％，Fe2O3：9～11％，CaO：13～16％，MgO：1～3％，Na2O：0.3～0.5％，K2O：1～3％，SO3：2～4％；
所述蒸养的温度为210～230℃；
所述蒸养的时间为9～10小时。
2.根据权利要求1所述的加气混凝土砌块，其特征在于，所述循环流化床锅炉干排粉煤灰的用量为420～480kg/m3砌块。
3.根据权利要求1所述的加气混凝土砌块，其特征在于，所述循环流化床锅炉干排粉煤灰包括以下质量分数的组分：
SiO2：50.5～52％，Al2O3：15～16％，Fe2O3：9.5～10％，CaO：14～15％，MgO：1.2～2％，Na2O：0.35～0.4％，K2O：1.2～2％，SO3：2.2～3％。
4.根据权利要求1所述的加气混凝土砌块，其特征在于，所述铝粉膏的用量为1.6～1.8kg/m3砌块。
5.根据权利要求1所述的加气混凝土砌块，其特征在于，所述发泡的温度为40～60℃；
所述发泡的时间为5～10min。
6.根据权利要求1所述的加气混凝土砌块，其特征在于，所述水的用量为0.2～0.5m3/m3砌块。
7.根据权利要求1所述的加气混凝土砌块，其特征在于，所述蒸养的蒸汽压为1.1～1.5MPa。
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