CN107056201A - 一种含凹土粉的加气混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含凹土粉的加气混凝土及其制备方法，该种混凝土包括以下原料制得：刚玉粉、矿渣水泥、石英砂、脱硫石膏、改性凹凸棒粘土粉、二氧化硅、聚酯纤维、糖钙、铝粉、乙二醇、焦亚硫酸钠、双酚A环氧树脂、三乙醇胺、木质素磺酸钙和水。其制备方法是先将石英砂、脱硫石膏等原料加水混合搅拌均匀，得混料A，将刚玉粉、矿渣水泥、糖钙以及铝粉混合搅拌均匀，得混料B，再将混料A和混料B混合加入余料搅拌均匀得混凝土浆料，之后通过浇注‑初养护‑切割‑蒸汽养护，制得本发明的成品。本发明的加气混凝土制成的砌块抗压强度高、防水防渗性能好，解决了墙体因上述性能不足出现墙体开裂等建筑工程问题，提高了建筑墙体的安全性及耐久性。

Description

一种含凹土粉的加气混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及加气混凝土领域，尤其是涉及一种含凹土粉的加气混凝土及其制备方法。
背景技术
随着城市建设的发展，住宅产业现代化的逐步形成，对墙体材料的质量和功能要求也愈来愈高。虽然目前市面上已有各类加气混凝土砌块，轻质墙体板等新型环保节能墙材，但都限于产品本身的原料、工艺等因素，还是存在种种弊端与先天的缺陷。城市建设，特别是中、高层建筑急需大量高品质、多功能的优质新型墙材。
新型墙体材料加气混凝土作为一种低能耗的、环保型的新型建筑材料，非常符合国家的政策要求，但是目前现有的加气混凝土还是具有干燥收缩值大、易渗水、强度低的问题，干燥收缩变形即是混凝土停止养护后，置于未饱和空气中的混凝土因失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水而发生的不可逆收缩，结合着易渗水、抗压强度低等问题而应用于实际工程常常带来墙体开裂等不易解决的建筑工程通病。
为解决加气混凝土的干燥收缩值大、强度不高的问题，人们做了很多努力，包括改变其原材料的配合比，使用外加剂、改变生产工艺等方法，虽然有一定效果，但均有其局限性。总之，混凝土还离不开混凝土用料和工艺的发展，离不开混凝土的工程应用对象的发展变化。因此，进一步改进加气混凝土的干燥收缩值和抗压强度尤为必要。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种含凹土粉的加气混凝土及其制备方法，该种加气混凝土抗压强度高、防水防渗性能好，提高了建筑墙体的安全性及耐久性。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种含凹土粉的加气混凝土，包括由下述重量份的原料制得：刚玉粉30-50份、矿渣水泥40-60份、石英砂20-30份、脱硫石膏15-25份、改性凹凸棒粘土粉10-20份、二氧化硅10-20份、聚酯纤维10-20份、糖钙9-15份、铝粉8-12份、乙二醇6-10份、焦亚硫酸钠3-7份、双酚A环氧树脂3-7份、三乙醇胺3-7份、木质素磺酸钙3-7份、水20-30份。
进一步地，上述加气混凝土包括由下述重量份的原料制得：刚玉粉40份、矿渣水泥50份、石英砂25份、脱硫石膏20份、改性凹凸棒粘土粉15份、二氧化硅15份、聚酯纤维15份、糖钙12份、铝粉10份、乙二醇8份、焦亚硫酸钠5份、双酚A环氧树脂5份、三乙醇胺5份、木质素磺酸钙5份、水25份。
进一步地，所述改性凹凸棒粘土粉按照以下步骤制得：
（1）将凹凸棒石粘土矿物粉碎至颗粒大小为40-60目，然后浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌1-3小时，转速设定为800-1200r/min，然后过滤，将滤渣浸没到浓度为15%盐酸溶液中水浴热处理1-3小时，温度设定在80-100℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入活性分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理1-3小时后，最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过2-4次过滤、干燥步骤得凹凸棒石粘土粉粗品；
（2）将凹凸棒石粘土粉粗品输送到充满氮气的回转式烘干炉内焙烧，焙烧时间为1-3小时，焙烧温度控制在250-350℃，待焙烧结束冷却静置至常温再取出便得改性凹凸棒粘土粉成品。
上述含凹土粉的加气混凝土的制备方法，按照以下步骤进行：
（1）将石英砂、脱硫石膏、改性凹凸棒粘土粉和二氧化硅加水混合搅拌均匀，得混料A，将刚玉粉、矿渣水泥、糖钙以及铝粉混合搅拌均匀，得混料B；
（2）再将混料A和混料B输送至浇注搅拌机中，加入上述的聚酯纤维、乙二醇、焦亚硫酸钠、双酚A环氧树脂、三乙醇胺和木质素磺酸钙进行搅拌混合，搅拌转速设定为240-360r/min，时间为30-40min，搅拌结束后得混凝土浆料；
（3）将混凝土浆料浇注入模具后进行初养护；
（4）待初养护结束后，脱模后切割，得到砌块胚体；
（5）将砌块胚体进行蒸汽养护，制得本发明的成品。
优选地，所述初养护的养护温度为42-52℃，养护时间为2-4h。
优选地，所述切割速度为80-100mm/s，切割砌块胚体的强度为 0.4-0.6MPa。
优选地，所述蒸汽养护包括抽真空、升压、恒压、降压。
进一步地，所述蒸汽养护过程中抽真空至压强不高于0.06MPa并保持30-40min，升压至压强不低于1.0MPa后，恒压保持4-6h，之后降压至0.2MPa以下。
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：该种加气混凝土通过加入刚玉粉、矿渣水泥、石英砂、脱硫石膏等原料作为主料，以改性凹凸棒粘土粉、二氧化硅、聚酯纤维等原料作为辅料制成的砌块相较于市面上常用的典型粉煤灰加气混凝土砌块和砂加气混凝土砌块在抗拉强度上提高了20-25%，进一步降低了砌块的干燥收缩值及上墙含水率，增强了砌块的防渗水性，改进了墙体因上述性能的不足而出现开裂等不易解决的建筑工程问题，提高了建筑墙体的安全性及耐久性。
具体实施方式
下面结合实施例及对比例对本发明作进一步说明。
实施例１
一、原料成分
一种含凹土粉的加气混凝土，包括由以下原料制得：刚玉粉30kg、矿渣水泥40kg、石英砂20kg、脱硫石膏15kg、改性凹凸棒粘土粉10kg、二氧化硅10kg、聚酯纤维10kg、糖钙9kg、铝粉8kg、乙二醇6kg、焦亚硫酸钠3kg、双酚A环氧树脂3kg、三乙醇胺3kg、木质素磺酸钙3kg和水20kg。
二、凹土粉的制备
上述改性凹凸棒粘土粉按照以下步骤制得：
（1）将凹凸棒石粘土矿物粉碎至颗粒大小为40目，然后浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌1小时，转速设定为1200r/min，然后过滤，将滤渣浸没到浓度为15%盐酸溶液中水浴热处理1小时，温度设定在100℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入活性分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理1小时后，最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过2次过滤、干燥步骤得凹凸棒石粘土粉粗品；
（2）将凹凸棒石粘土粉粗品输送到充满氮气的回转式烘干炉内焙烧，焙烧时间为1小时，焙烧温度控制在350℃，待焙烧结束冷却静置至常温再取出便得改性凹凸棒粘土粉成品。
三、该种含凹土粉的加气混凝土制备方法
按照以下步骤进行：
（1）将石英砂、脱硫石膏、改性凹凸棒粘土粉和二氧化硅加水混合搅拌均匀，得混料A，将刚玉粉、矿渣水泥、糖钙以及铝粉混合搅拌均匀，得混料B；
（2）再将混料A和混料B输送至浇注搅拌机中，加入上述的聚酯纤维、乙二醇、焦亚硫酸钠、双酚A环氧树脂、三乙醇胺和木质素磺酸钙进行搅拌混合，搅拌转速设定为240r/min，时间为40min，搅拌结束后得混凝土浆料；
（3）将混凝土浆料浇注入模具后进行初养护，养护温度为42℃，养护时间为4h；
（4）待初养护结束后，脱模后切割，得到砌块胚体，其中，切割速度为80mm/s，切割砌块胚体的强度为 0.4MPa；
（5）将砌块胚体进行蒸汽养护后得本发明的成品，包括抽真空、升压、恒压、降压，其中，蒸汽养护过程中抽真空至压强不高于0.06MPa并保持30min，升压至压强不低于1.0MPa后，恒压保持4h，之后降压至0.2MPa以下。
实施例2
一、原料成分
一种含凹土粉的加气混凝土，包括由下述重量份的原料制得：刚玉粉40kg、矿渣水泥50kg、石英砂25kg、脱硫石膏20kg、改性凹凸棒粘土粉15kg、二氧化硅15kg、聚酯纤维15kg、糖钙12kg、铝粉10kg、乙二醇8kg、焦亚硫酸钠5kg、双酚A环氧树脂5kg、三乙醇胺5kg、木质素磺酸钙5kg和水25kg。
二、凹土粉的制备
上述改性凹凸棒粘土粉按照以下步骤制得：
（1）将凹凸棒石粘土矿物粉碎至颗粒大小为50目，然后浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌2小时，转速设定为1000r/min，然后过滤，将滤渣浸没到浓度为15%盐酸溶液中水浴热处理2小时，温度设定在90℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入活性分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理2小时后，最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过3次过滤、干燥步骤得凹凸棒石粘土粉粗品；
（2）将凹凸棒石粘土粉粗品输送到充满氮气的回转式烘干炉内焙烧，焙烧时间为2小时，焙烧温度控制在300℃，待焙烧结束冷却静置至常温再取出便得改性凹凸棒粘土粉成品。
三、该种含凹土粉的加气混凝土制备方法
按照以下步骤进行：
（1）将石英砂、脱硫石膏、改性凹凸棒粘土粉和二氧化硅加水混合搅拌均匀，得混料A，将刚玉粉、矿渣水泥、糖钙以及铝粉混合搅拌均匀，得混料B；
（2）再将混料A和混料B输送至浇注搅拌机中，加入上述的聚酯纤维、乙二醇、焦亚硫酸钠、双酚A环氧树脂、三乙醇胺和木质素磺酸钙进行搅拌混合，搅拌转速设定为300r/min，时间为35min，搅拌结束后得混凝土浆料；
（3）将混凝土浆料浇注入模具后进行初养护，养护温度为47℃，养护时间为3h；
（4）待初养护结束后，脱模后切割，得到砌块胚体，其中，切割速度为90mm/s，切割砌块胚体的强度为 0.5MPa；
（5）将砌块胚体进行蒸汽养护后得本发明的成品，包括抽真空、升压、恒压、降压，其中，蒸汽养护过程中抽真空至压强不高于0.06MPa并保持35min，升压至压强不低于1.0MPa后，恒压保持5h，之后降压至0.2MPa以下。
实施例3
一、原料成分
一种含凹土粉的加气混凝土，包括由下述重量份的原料制得：刚玉粉50kg、矿渣水泥60kg、石英砂30kg、脱硫石膏25kg、改性凹凸棒粘土粉20kg、二氧化硅20kg、聚酯纤维20kg、糖钙15kg、铝粉12kg、乙二醇10kg、焦亚硫酸钠7kg、双酚A环氧树脂7kg、三乙醇胺7kg、木质素磺酸钙7kg和水30kg。
二、凹土粉的制备
上述改性凹凸棒粘土粉按照以下步骤制得：
（1）将凹凸棒石粘土矿物粉碎至颗粒大小为60目，然后浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌3小时，转速设定为800r/min，然后过滤，将滤渣浸没到浓度为15%盐酸溶液中水浴热处理3小时，温度设定在80℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入活性分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理3小时后，最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过4次过滤、干燥步骤得凹凸棒石粘土粉粗品；
（2）将凹凸棒石粘土粉粗品输送到充满氮气的回转式烘干炉内焙烧，焙烧时间为3小时，焙烧温度控制在350℃，待焙烧结束冷却静置至常温再取出便得改性凹凸棒粘土粉成品。
三、该种含凹土粉的加气混凝土制备方法
按照以下步骤进行：
（1）将石英砂、脱硫石膏、改性凹凸棒粘土粉和二氧化硅加水混合搅拌均匀，得混料A，将刚玉粉、矿渣水泥、糖钙以及铝粉混合搅拌均匀，得混料B；
（2）再将混料A和混料B输送至浇注搅拌机中，加入上述的聚酯纤维、乙二醇、焦亚硫酸钠、双酚A环氧树脂、三乙醇胺和木质素磺酸钙进行搅拌混合，搅拌转速设定为360r/min，时间为30min，搅拌结束后得混凝土浆料；
（3）将混凝土浆料浇注入模具后进行初养护，养护温度为52℃，养护时间为2h；
（4）待初养护结束后，脱模后切割，得到砌块胚体，其中，切割速度为100mm/s，切割砌块胚体的强度为0.6MPa；
（5）将砌块胚体进行蒸汽养护得本发明的成品，包括抽真空、升压、恒压、降压，其中，蒸汽养护过程中抽真空至压强不高于0.06MPa并保持40min，升压至压强不低于1.0MPa后，恒压保持6h，之后降压至0.2MPa以下。
性能检测试验
取下列两种市场上常用的加气混凝土作为对比例1、2与上述实施例1-3进行性能参数比较，其中，包括采用抗压强度试验机对上述5种加气混凝土制成的砌块进行平均抗压强度性检测，采用CSY100A墙体含水率检测仪对上述5种加气混凝土制成的砌块进行上墙含水率检测及干燥收缩值的计算，结果数据记录于下表1中。
该两种常用加气混凝土所含成分及比重如下：
对比例1：一种加气混凝土砌块，包括下列按重量百分比计的原料：粉煤灰65%、水泥15.8%、石灰13.8%、磷石膏2.96%、铝粉：2.5%。
对比例2：一种加气混凝土砌块，包括下列按重量百分比计的原料：砂69.2%、水泥15.8%、石灰13.8%、硬石膏2.5%、铝粉2.0%。
表1
组别 平均抗压强度（MPa） 上墙含水率% 干燥收缩值（mm/m）
实施例1 4.46 4 0.21
实施例2 4.52 2 0.14
实施例3 4.41 3 0.18
对比例1 3.50 17 0.75
对比例2 3.62 15 0.62
由上表1可知，本发明的加气混凝土制成的砌块，相对上述普通典型的粉煤灰加气混凝土砌块和砂加气混凝土砌块在抗压强度上提高了20-25%，在上墙含水率和干燥收缩值上显著降低，增强了砌块的渗水性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (8)

1.一种含凹土粉的加气混凝土，其特征在于，包括由下述重量份的原料制得：刚玉粉30-50份、矿渣水泥40-60份、石英砂20-30份、脱硫石膏15-25份、改性凹凸棒粘土粉10-20份、二氧化硅10-20份、聚酯纤维10-20份、糖钙9-15份、铝粉8-12份、乙二醇6-10份、焦亚硫酸钠3-7份、双酚A环氧树脂3-7份、三乙醇胺3-7份、木质素磺酸钙3-7份、水20-30份。
2.根据权利要求1所述的一种含凹土粉的加气混凝土，其特征在于，包括由下述重量份的原料制得：刚玉粉40份、矿渣水泥50份、石英砂25份、脱硫石膏20份、改性凹凸棒粘土粉15份、二氧化硅15份、聚酯纤维15份、糖钙12份、铝粉10份、乙二醇8份、焦亚硫酸钠5份、双酚A环氧树脂5份、三乙醇胺5份、木质素磺酸钙5份、水25份。
3.根据权利要求1-2任一所述的一种含凹土粉的加气混凝土，其特征在于，所述改性凹凸棒粘土粉通过以下步骤制得：
（1）将凹凸棒石粘土矿物粉碎至颗粒大小为40-60目，然后浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌1-3小时，转速设定为800-1200r/min，然后过滤，将滤渣浸没到浓度为15%盐酸溶液中水浴热处理1-3小时，温度设定在80-100℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入活性分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理1-3小时后，最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过2-4次过滤、干燥步骤得凹凸棒石粘土粉粗品；
（2）将凹凸棒石粘土粉粗品输送到充满氮气的回转式烘干炉内焙烧，焙烧时间为1-3小时，焙烧温度控制在250-350℃，待焙烧结束冷却静置至常温再取出便得改性凹凸棒粘土粉成品。
4.如权利要求1-3任一所述的一种含凹土粉的加气混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将石英砂、脱硫石膏、改性凹凸棒粘土粉和二氧化硅加水混合搅拌均匀，得混料A，将刚玉粉、矿渣水泥、糖钙以及铝粉混合搅拌均匀，得混料B；
（2）再将混料A和混料B输送至浇注搅拌机中，加入上述的聚酯纤维、乙二醇、焦亚硫酸钠、双酚A环氧树脂、三乙醇胺和木质素磺酸钙进行搅拌混合，搅拌转速设定为240-360r/min，时间为30-40min，搅拌结束后得混凝土浆料；
（3）将混凝土浆料浇注入模具后进行初养护；
（4）待初养护结束后，脱模后切割，得到砌块胚体；
（5）将砌块胚体进行蒸汽养护，制得本发明的成品。
5.根据权利要求4所述的一种含凹土粉的加气混凝土的制备方法，其特征在于，所述初养护的养护温度为42-52℃，养护时间为2-4h。
6.根据权利要求4所述的一种含凹土粉的加气混凝土的制备方法，其特征在于，所述切割速度为80-100mm/s，切割砌块胚体的强度为 0.4-0.6MPa。
7.根据权利要求4所述的一种含凹土粉的加气混凝土的制备方法，其特征在于，所述蒸汽养护包括抽真空、升压、恒压、降压。
8.根据权利要求7所述的一种含凹土粉的加气混凝土的制备方法，其特征在于，所述蒸汽养护过程中抽真空至压强不高于0.06MPa并保持30-40min，升压至压强不低于1.0MPa后，恒压保持4-6h，之后降压至0.2MPa以下。
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