CN107116664A - 自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法 - Google Patents

自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法，以解决高钛型高炉渣的综合利用问题和现有粘土砖不保温的问题。包括以下步骤：a、将干混料中各组分按重量百分比计量后，放入搅拌机中搅拌并混合均匀；b、加入水和外加剂，进一步搅拌并混合均匀；c、用制砖机将上述所得物料振动挤压成型制得半成品；d、将半成品脱模并转运到堆场进行自然养护，或送入蒸汽养护装置中进行蒸汽养护；e、养护达标后即得自保温轻集料混凝土空心砌块。本发明具有重量轻、保温和隔音效果良好的特点，解决了外墙保温的重大难题，解决了高钛型高炉渣的环保治理问题，保护了自然环境，属于绿色环保、节能减排的循环经济典范。

Description

自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法
技术领域
本发明涉及建筑材料生产方法领域，尤其是一种自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法。
背景技术
随着国家大力发展装配式建筑，尤其在国家住建部发布的《“十三五”装配式建筑行动方案》确定了“2020年全国装配式建筑占新建建筑的比例达到15％以上”的目标，同时国家要求所有建筑都要采用装配式结构且装配率要从目前的10％逐年增加到2020年的30％以上，作为与装配式钢结构、装配式混凝土结构、装配式木结构及由该三种结构不同组合形成的装配式混合结构配套的新型建筑墙体材料，逐渐成为当今墙体建筑材料的主要组成部分和必然的发展趋势。目前的墙体建筑材料分为板、砖、块三大类，其中轻集料混凝土空心砌块作为新型墙体建筑材料，用途及其广泛，大量应用于内墙、外墙、围墙等，其自重轻、抗震性好、保温性好、安装施工方便快捷、增加室内使用面积、降低工人劳动强度、减少施工现场粉尘等诸多优点，越来越受到建筑企业喜爱和选用，全国各地应用比例大幅度提高，市场前景极其广阔。
我国是世界上最大的发展中国家，以占世界7％的耕地养育着占世界22％的人口，土地资源十分宝贵，城乡建设的迅猛发展需要大量的墙体材料，而传统墙体材料——实心粘土砖需大量占地取土，与土地资源严重缺乏形成了显明的对比。为此，国务院办公厅《关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知》(国办发[2005]33号)明确规定：“在全国城市住宅建设中禁止使用实心粘土砖瓦。各地区和有关部门要积极推广使用新型墙体材料，凡财政拨款或补贴的行政机关办公用房、公共建筑、经济适用房、示范建筑小区和国家投资的生产性项目等，都要执行节能设计标准，选用和采购新型墙体材料。”从保护土地、节约能源、改善环境、造福子孙这些角度出发，用轻集料混凝土空心砌块等新型墙材代替实心粘土砖，已成为我国建材行业的发展方向。
随着我国能源形势的日益严峻，由能源产生的雾霾日益严重，北京、天津等一些经济发达的城市已开始实施节能65％的标准。四川省及重庆市，属于夏热冬冷地区，按照《四川省居住建筑节能设计标准》规定，截止2015年，全省城镇新建建筑已实现节能50％，既有建筑节能改造完成30％；到2025年全省城镇新建建筑实现节能65％，既有建筑节能改造完成80％。
我国西南攀西地区蕴藏着极其丰富的钒钛磁铁矿，探明的储量超过100亿吨、保有储量约34亿吨，是国内仅次于鞍钢地区的重要铁矿资源。更为重要的是该矿是世界闻名的复合共生矿，Fe储量占我国的20％，TiO2储量占我国的90％以上，V2O5储量占我国的80％以上。目前国内只有攀钢集团、川威集团、河北钢铁集团等三大钒钛基地在使用钒钛磁铁矿冶炼，提钒炼铁后形成TiO2含量达15％～25％的高钛型高炉渣。长期以来，高钛型高炉渣作为高炉冶炼的固体废物，其使用价值受其后续制品的局限，一直未能大规模利用，导致炉渣大量堆积，堆渣场占用大量土地，既污染环境又造成巨大经济损失。
申请人对高钛型高炉渣的综合利用进行了大量的研究，找到了几种技术和经济上均可行的大规模有效利用的方法，以高钛型高炉渣为原料开发了可以代替建筑用砂的膨化渣陶砂等新产品。目前建筑行业中所使用的标准粘土砖块在外墙保温方面的效果已日渐不能满足目前的设计标准，并且生产标准粘土砖块的过程中排放大量的SO2，对环境的污染较大，也不符合目前节能减排的城建要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法，以解决高钛型高炉渣的综合利用问题和现有粘土砖不保温的问题。
为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将干混料中各组分按重量百分比计量后，放入搅拌机中搅拌并混合均匀；
b、加入水和外加剂，进一步搅拌并混合均匀；
c、用制砖机将上述所得物料振动挤压成型制得半成品；
d、将半成品脱模并转运到堆场进行自然养护，或送入蒸汽养护装置中进行蒸汽养护；
e、养护达标后即得自保温轻集料混凝土空心砌块。
进一步的是：步骤a中所述干混料的组分及其重量配比如下：膨化渣陶砂35％～65％，水冲渣0～25％，水泥15％～40％，其中，水冲渣为未膨化处理的高钛型高炉渣。
进一步的是：所述膨化渣陶砂的粒度≤4.75mm。
进一步的是：所述水冲渣的粒度≤4.75mm，含水量≤15％。
进一步的是：所述水泥的碱含量≤0.60％。
进一步的是：步骤a中干混料在搅拌机中的搅拌时间为2～6分钟。
进一步的是：步骤b中水的加入量为干混料的2％～10％，外加剂的加入量为干混料的0～1％，加入水和外加剂后的搅拌时间为3～8分钟。
进一步的是：步骤c中制砖机对物料的挤压与振动同步进行，振动时间为2～5分钟。
进一步的是：步骤d中所述在堆场进行自然养护时需间断浇水并自然风干，自然养护时间为28～35天。
进一步的是：步骤d中所述在蒸汽养护装置中进行蒸汽养护时，半成品应堆放在蒸汽养护装置中，采用蒸汽增湿加热，最高温度不超过80℃，蒸汽养护时间为1～3天。
本发明的有益效果是：本发明中的原料膨化渣陶砂是由高钛型高炉渣在1500℃的高温中冶炼而得，使得膨化渣陶砂具有耐高温的防火性能，且内部呈现大量的蜂窝状孔洞，使得由膨化渣陶砂为主要原料制得的自保温轻集料混凝土空心砌块具有重量轻、保温和隔音效果良好的特点，解决了外墙保温的重大难题。本发明实现了固体废弃物的资源再生和循环利用，解决了高钛型高炉渣的环保治理问题，促进了资源的合理配置和高效利用，减少了渣场占地和转运费用，降低了墙体的生产成本；并且在生产过程中由于不会排放SO2，减少了硫化物的排放，保护了自然环境，属于绿色环保、节能减排的循环经济典范。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。
本发明自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法，包括以下步骤：
a、将干混料中各组分按重量百分比计量后，放入搅拌机中搅拌并混合均匀；
b、加入水和外加剂，进一步搅拌并混合均匀；
c、用制砖机将上述所得物料振动挤压成型制得半成品；
d、将半成品脱模并转运到堆场进行自然养护，或送入蒸汽养护装置中进行蒸汽养护；
e、养护达标后即得自保温轻集料混凝土空心砌块。
为了达到最佳的成品效果，步骤a中干混料中各组分的精确配比为：膨化渣陶砂35％～65％，水冲渣0～25％，水泥15％～40％。其中，膨化渣陶砂为高钛型高炉渣在1500℃的高温中冶炼而得，水冲渣为未膨化处理的高钛型高炉渣；膨化渣陶砂的粒度≤4.75mm；水冲渣的粒度≤4.75mm，含水量≤15％；水泥的碱含量≤0.60％。上述干混料在搅拌机中的第一次搅拌时间为2～6分钟。
为了增强本发明所制自保温轻集料混凝土空心砌砖的抗压强度、干燥收缩率、软化系数等性能，步骤b中，在经过第一次搅拌的干混料中加入了外加剂和水进行二次搅拌；其中，水的加入量为干混料的2％～10％，外加剂的加入量为干混料的0～1％，加入水和外加剂后的搅拌时间为3～8分钟。
步骤c中，利用制砖机制得砌块半成品时，填模要均匀，挤压和振动同时进行，振动时间2～5分钟为最佳。
步骤d中，对半成品脱模后进行的养护工作分为自然养护和蒸汽养护；在堆场进行自然养护时需间断浇水并自然风干，自然养护时间为28～35天；而在蒸汽养护装置中进行蒸汽养护时，半成品应堆放在蒸汽养护装置中，采用蒸汽增湿加热，最高温度不超过80℃，蒸汽养护时间为1～3天。通过上述养护工作可使得制得的成品的各项物理指标能够达到最佳。
实施例
实施例1
本实施例提供的一种自保温轻集料混凝土空心砌块生产方法，包括以下步骤和内容：将膨化渣陶砂、水冲渣、水泥按55:10:35的重量比计量取料，放入搅拌机内均匀搅拌3分钟，得到干混料；然后按干混料重量的5％加入水到搅拌机内，再均匀搅拌5分钟；将混合均匀的物料放入到制砖机的料斗中并填模均匀；制砖机同步进行挤压和振动3分钟，将物料挤压成空心砌块半成品；将挤压成型的半成品转运到堆场，在室外温度为25℃的情况下进行自然养护28天；然后进行抽样检测，检测达标后即贴上成品合格证和标签。
经检测，本实施例的自保温轻集料混凝土空心砌块的尺寸规格为长度为390mm、宽度为190mm、高度190mm，其物理性能指标见表1。
实施例2
本实施例提供的一种自保温轻集料混凝土空心砌块生产方法，包括以下步骤和内容：将膨化渣陶砂、水冲渣、水泥按45:15:40的重量比计量取料，放入搅拌机内均匀搅拌3分钟，得到干混料；然后将干混料重量5％的水和干混料重量1％的外加剂加入到搅拌机内，再均匀搅拌4分钟；将混合均匀的物料放入到制砖机的料斗中并填模均匀；制砖机同步进行挤压和振动4分钟，将物料挤压成空心砌块半成品；将挤压成型的半成品转运到堆场，在室外温度为16℃的情况下进行自然养护32天；然后进行抽样检测，检测达标后即贴上成品合格证和标签。
经检测，本实施例的自保温轻集料混凝土空心砌块的尺寸规格为长度为390mm、宽度为190mm、高度190mm，其物理性能指标见表1。
实施例3
本实施例提供的一种自保温轻集料混凝土空心砌块生产方法，包括以下步骤和内容：将膨化渣陶砂、水冲渣、水泥按65:0:35的重量比计量取料，放入搅拌机内均匀搅拌4分钟，得到干混料；然后按干混料重量的10％加入水到搅拌机内，再均匀搅拌6分钟；将混合均匀的物料放入到制砖机的料斗中并填模均匀；制砖机同步进行挤压和振动3分钟，将物料挤压成空心砌块半成品；将挤压成型的半成品转运到堆场，在室外温度为28℃的情况下进行自然养护28天；然后进行抽样检测，检测达标后即贴上成品合格证和标签。
经检测，本实施例的自保温轻集料混凝土空心砌块的尺寸规格为长度为390mm、宽度为190mm、高度190mm，其物理性能指标见表1。
实施例4
本实施例提供的一种自保温轻集料混凝土空心砌块生产方法，包括以下步骤和内容：将膨化渣陶砂、水冲渣、水泥按55:10:35的重量比计量取料，放入搅拌机内均匀搅拌3分钟，得到干混料；然后按干混料重量的6％加入水到搅拌机内，再均匀搅拌5分钟；将混合均匀的物料放入到制砖机的料斗中并填模均匀；制砖机同步进行挤压和振动3分钟，将物料挤压成空心砌块半成品；在室外温度为5℃时，将挤压成型的半成品转运到蒸汽养护装置内，采用蒸汽增湿加热并控制最高温度不超过80℃，养护时间为2天；然后进行抽样检测，检测达标后即贴上成品合格证和标签。
经检测，本实施例的自保温轻集料混凝土空心砌块的尺寸规格为长度为390mm、宽度为190mm、高度190mm，其物理性能指标见表1。
按照国家标准GB/T15229-2011《轻集料混凝土空心砌块》的规定，将实施例1～4中获得的自保温轻集料混凝土空心砌块制作标准试样，然后按GB/T15229-2011中规定的检测方法对实施例1～4中获得的自保温轻集料混凝土空心砌块的主要物理性能指标进行检测，检测结果见表1。
表1实施例产品的主要物理性能指标
序号 项目 国标指标 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
1 密度等级1000(kg/m2) ≥910,≤1000 960 980 930 970
2 强度等级MU5.0(MPa) ≥5.0 5.4 5.5 5.8 5.8
3 吸水率(％) ≤18 12 14 9 10
4 干燥收缩率(％) ≤0.065 0.048 0.052 0.042 0.038
5 相对含水率(潮湿，％) ≤35 28 30 24 22
6 软化系数 ≥0.8 0.83 0.81 0.92 0.89
7 碳化系数 ≥0.8 0.85 0.88 0.95 0.98
8 内照射指数 ≤1.0 0.45 0.47 0.32 0.29
9 外照射指数 ≤1.3 0.57 0.54 0.43 0.42
从表1可以看出，采用本发明的实施例的具体实施方式，获得的4个自保温轻集料混凝土空心砌块产品的主要物理性能指标均优于国家标准的要求。因此，本发明的自保温轻集料混凝土空心砌块性能优良，具有极大的实际应用价值。
选取36块实施例4的自保温轻集料混凝土空心砌块和适量的普通水泥砂浆，在实验室自然条件下砌筑一个尺寸为1770mm×1760mm×230mm的构件，安装在试验房内成型并养护。构件构造层次(冷侧到热侧)为20mm普通水泥砂浆、190mm自保温轻集料混凝土空心砌块砌体、20mm普通水泥砂浆。测试条件为：热侧空气温度35℃，冷侧空气温度0℃，两侧温差为35℃。按GB/T 13475-2008《绝热稳态传热性质的测定标定和防护热箱法》进行检测，该砌体构件传热系数达1.82W/(m2.K)、热阻值达0.40(m2.K)/W。这表明本发明的自保温轻集料混凝土空心砌块，在保温、隔热方面性能优异。
本发明所生产的自保温轻集料混凝土空心砌块各项性能指标优于国家标准GB/T15229-2011《轻集料混凝土空心砌块》的指标要求，抗压强度等级达到MU5.0，密度等级达到1000kg/m3；尤其是其砌体构件传热系数达1.82W/(m2.K)、热阻值达0.40(m2.K)/W，在保温、隔热方面性能优异。而且，经测算：本发明生产的自保温轻集料混凝土空心砌块1m3(390mm×190mm×190mm)可以替代9.62m3的标准砖(240mm×115mm×53mm)，1m3的自保温空心砌块相当于节约0.518吨标准煤；同时，生产1m3标准砖排放约794g的SO2量，本发明生产的自保温砌块不排放SO2，则本发明生产1m3的自保温空心砌块相当于减排约7638.3g的SO2量。因此，本发明生产的自保温轻集料混凝土空心砌块不仅解决高钛型高炉渣的环保治理问题，实现固体废弃物的资源再生和循环利用，而且节约日益紧缺的资源和大量能源，减少硫化物的排放，既降低了墙体建筑材料的生产成本，提升了经济价值，又保护了人类的自然环境，属于绿色环保、节能减排的循环经济典范，具有十分重要的科学价值和工程应用前景。

Claims (10)

1.自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将干混料中各组分按重量百分比计量后，放入搅拌机中搅拌并混合均匀；
b、加入水和外加剂，进一步搅拌并混合均匀；
c、用制砖机将上述所得物料振动挤压成型制得半成品；
d、将半成品脱模并转运到堆场进行自然养护，或送入蒸汽养护装置中进行蒸汽养护；
e、养护达标后即得自保温轻集料混凝土空心砌块。
2.如权利要求1所述的自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法，其特征在于：步骤a中所述干混料的组分及其重量配比如下：膨化渣陶砂35％～65％，水冲渣0～25％，水泥15％～40％，其中，水冲渣为未膨化处理的高钛型高炉渣。
3.如权利要求2所述的自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法，其特征在于：所述膨化渣陶砂的粒度≤4.75mm。
4.如权利要求2所述的自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法，其特征在于：所述水冲渣的粒度≤4.75mm，含水量≤15％。
5.如权利要求2所述的自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法，其特征在于：所述水泥的碱含量≤0.60％。
6.如权利要求1所述的自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法，其特征在于：步骤a中干混料在搅拌机中的搅拌时间为2～6分钟。
7.如权利要求1所述的自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法，其特征在于：步骤b中水的加入量为干混料的2％～10％，外加剂的加入量为干混料的0～1％，加入水和外加剂后的搅拌时间为3～8分钟。
8.如权利要求1所述的自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法，其特征在于：步骤c中制砖机对物料的挤压与振动同步进行，振动时间为2～5分钟。
9.如权利要求1所述的自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法，其特征在于：步骤d中所述在堆场进行自然养护时需间断浇水并自然风干，自然养护时间为28～35天。
10.如权利要求1所述的自保温轻集料混凝土空心砌块的生产方法，其特征在于：步骤d中所述在蒸汽养护装置中进行蒸汽养护时，半成品应堆放在蒸汽养护装置中，采用蒸汽增湿加热，最高温度不超过80℃，蒸汽养护时间为1～3天。
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