CN108046696A - 一种利用棉花壳的加气混凝土砌块 - Google Patents

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Abstract

一种利用棉花壳的加气混凝土砌块，由以下重量份的原料制备而成：水泥15‑20份、粉煤灰35‑40份、棉花壳15‑20份、苎麻落麻纤维6‑8份、生石灰5‑10份、铝粉0.1‑0.3份、硅粉2‑4份。本发明提供的加气混凝土砌块，以传统混凝土用料水泥、粉煤灰、生石灰为主要原料，然后加入特殊处理的棉花壳、苎麻落麻纤维，以及硅粉，既利用纤维增强砌块的强度、韧性等优点，又弥补了纤维在水泥基材料中分散性差、易聚团的缺陷，制得的加气混凝土砌块质轻，保温及隔音性能良好，强度高。

Description

一种利用棉花壳的加气混凝土砌块
技术领域
本发明属于建筑材料制备技术领域，具体涉及一种利用棉花壳的加气混凝土砌块。
背景技术
加气混凝土是一种质轻、隔热、隔音、防火性能良好的填充墙材料，然而，加气混凝土砌块体积变形系数偏大、强度偏低、吸水率大，且砌筑成墙体时易出现裂缝。纤维作为一种水泥基增强材料被广泛用于普通混凝土制品中，然而受制于纤维分散性的影响，其应用于加气混凝土虽然可降低干缩、提高弯曲韧性和强度，仍因其易结团而导致加气混凝土砌块更容易出现裂缝。
棉花壳是棉花生产过程中的产量巨大的副产品，含有较多的纤维素和木质素，每100公斤棉花大约可产生40公斤棉花壳，目前对棉花壳的利用一般仅限于用作菌类培养基或作物基肥，更多是将其丢弃，造成资源的极大浪费。
发明内容
本发明的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种利用棉花壳的加气混凝土砌块。
本发明的目的是以下述技术方案实现的：
一种利用棉花壳的加气混凝土砌块，由以下重量份的原料制备而成：水泥15-20份、粉煤灰35-40份、棉花壳15-20份、苎麻落麻纤维6-8份、生石灰5-10份、铝粉0.1-0.3份、硅粉2-4份。
进一步由以下重量份的原料制备而成：水泥17.5份、粉煤灰37.5份、棉花壳17.5份、苎麻落麻纤维7份、生石灰7.5份、铝粉0.2份、硅粉3份。
如上所述的利用棉花壳的加气混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
（1）棉花壳预处理：将棉花壳烘干至含水量小于9%，粉碎过120-200目筛，加入质量浓度为18-22%的氢氧化钠水溶液，然后加入棉花壳质量0.1-0.2%的硅烷偶联剂，15-20min后，用水洗涤，烘干备用；
（2）苎麻落麻纤维预处理 ：将苎麻落麻纤维短切为2-4mm短纤维，然后加入质量浓度为16-20%的氢氧化钠水溶液浸泡12-24h， 然后用水洗涤后，烘干备用；
（3）料浆制备：将水泥、粉煤灰、生石灰、硅粉混合，加适量水搅拌均匀，然后在高速搅拌过程中，加入步骤（1）得到的棉花壳和步骤（2）得到的苎麻落麻纤维，球磨，然后加入铝粉搅拌均匀得到料浆；
（4）入模浇筑成型，经预养、脱模、蒸养后得到加气混凝土砌块。
步骤（1）中 硅烷偶联剂 为 硅烷偶联剂KH550。
本发明提供的加气混凝土砌块，以传统混凝土用料水泥、粉煤灰、生石灰为主要原料，然后加入特殊处理的棉花壳、苎麻落麻纤维，以及硅粉，既利用纤维增强砌块的强度、韧性等优点，又弥补了纤维在水泥基材料中分散性差、易聚团的缺陷，制得的加气混凝土砌块质轻，保温及隔音性能良好，强度高。
具体实施方式
实施例1
一种利用棉花壳的加气混凝土砌块，由以下重量份的原料制备而成：水泥15-20份、粉煤灰35-40份、棉花壳15-20份、苎麻落麻纤维6-8份、生石灰5-10份、铝粉0.1-0.3份、硅粉2-4份。
水泥可采用普通42.5硅酸盐水泥，粉煤灰选用Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰。
如上所述的加气混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
（1）棉花壳预处理：将棉花壳烘干至含水量小于9%，粉碎过120-200目筛，加入质量浓度为18-22%的氢氧化钠水溶液，然后加入棉花壳质量0.1-0.2%的硅烷偶联剂，15-20min后，用水洗涤，烘干备用；硅烷偶联剂优选用硅烷偶联剂KH550；
（2）苎麻落麻纤维预处理 ：将苎麻落麻纤维短切为2-4mm短纤维，然后加入质量浓度为16-20%的氢氧化钠水溶液浸泡12-24h， 然后用水洗涤后，烘干备用；
（3）料浆制备：将水泥、粉煤灰、生石灰、硅粉混合，加适量水搅拌均匀，然后在高速搅拌过程中，加入步骤（1）得到的棉花壳和步骤（2）得到的苎麻落麻纤维，球磨，然后加入铝粉搅拌均匀得到料浆；在高速搅拌过程中加入棉花壳和苎麻落麻纤维，可在一定程度上防止其集聚成团；
（4）入模浇筑成型，经30-40℃预养2-4h、脱模、170-200℃高温蒸养8-12h后得到加气混凝土砌块。
本发明采用与纤维增强体系结合良好的水泥-粉煤灰基，采用铝粉作为加气剂，采用生石灰作为主要钙质材料；加入棉花壳、苎麻落麻纤维和硅粉制备得到加气混凝土砌块。棉花壳含有大量的木质素和纤维素，同时纤维中含有较多羟基，经在碱性溶液中硅烷化处理以后，可显著增强其在水泥基体系中分散性和流动性，增强加气混凝土的韧性和微孔生成；苎麻落麻纤维是苎麻纤维生产中落麻产品，其纤维长度约为20-50mm，直径约为12-60um，其在所有植物纤维中强度、抑菌、吸湿性能几乎是最优的，同时其也存在严重的均匀分散困难的问题，本发明首先采用将其进一步短切，然后经过碱化改性，显著的改善了其在水泥基材料中的易聚团的缺陷及耐久性和分散性，增强加气混凝土的强度；将苎麻纤维和棉花壳纤维综合使用，结合了苎麻纤维带来的高强度和棉花壳纤维带来的高韧性的优点，采用硅粉一方面可以进一步改善棉花壳和苎麻落麻纤维在体系中的分散性，另一方面硅粉在体系中还作为良好的稳泡剂，有助于微孔形成，同时还可增强加气混凝土强度；本发明在上述原料综合作用下，获得的加气混凝土砌块质轻，抗压强度和劈裂抗拉强度高，经测验，其容重在600kg/m3左右，抗压强度和劈裂抗拉强度分别为8.6和0.8MPa左右。
实施例2
一种利用棉花壳的加气混凝土砌块，由以下重量份的原料制备而成：水泥17.5份、粉煤灰37.5份、棉花壳17.5份、苎麻落麻纤维7份、生石灰7.5份、铝粉0.2份、硅粉3份。
如上所述的加气混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
（1）棉花壳预处理：将棉花壳烘干至含水量小于9%，粉碎过200目筛，加入质量浓度为20%的氢氧化钠水溶液，然后加入棉花壳质量0.15%的硅烷偶联剂KH550，17min后，用水洗涤，烘干备用；
（2）苎麻落麻纤维预处理 ：将苎麻落麻纤维短切为2-4mm短纤维，然后加入质量浓度为20%的氢氧化钠水溶液浸泡18h， 然后用水洗涤后，烘干备用；
（3）料浆制备：将水泥、粉煤灰、生石灰、硅粉混合，加适量水搅拌均匀，然后在高速搅拌过程中，加入步骤（1）得到的棉花壳和步骤（2）得到的苎麻落麻纤维，球磨，然后加入铝粉搅拌均匀得到料浆；
（4）入模浇筑成型，经40℃预养3h、脱模、180℃高温蒸养10h后得到加气混凝土砌块；经测定，其容重在584kg/m3，抗压强度和劈裂抗拉强度分别为9.1和0.82MPa。
实施例3
一种利用棉花壳的加气混凝土砌块，由以下重量份的原料制备而成：水泥17份、粉煤灰35份、棉花壳19份、苎麻落麻纤维7.5份、生石灰7.3份、铝粉0.2份、硅粉3.2份。
如上所述的加气混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
（1）棉花壳预处理：将棉花壳烘干至含水量小于9%，粉碎过200目筛，加入质量浓度为20%的氢氧化钠水溶液，然后加入棉花壳质量0.15%的硅烷偶联剂KH550，17min后，用水洗涤，烘干备用；
（2）苎麻落麻纤维预处理 ：将苎麻落麻纤维短切为2-4mm短纤维，然后加入质量浓度为20%的氢氧化钠水溶液浸泡18h， 然后用水洗涤后，烘干备用；
（3）料浆制备：将水泥、粉煤灰、生石灰、硅粉混合，加适量水搅拌均匀，然后在高速搅拌过程中，加入步骤（1）得到的棉花壳和步骤（2）得到的苎麻落麻纤维，球磨，然后加入铝粉搅拌均匀得到料浆；
（4）入模浇筑成型，经40℃预养3h、脱模、180℃高温蒸养10h后得到加气混凝土砌块；经测定，其容重在618kg/m3，抗压强度和劈裂抗拉强度分别为9.3和0.89MPa。
实施例4
一种利用棉花壳的加气混凝土砌块，由以下重量份的原料制备而成：水泥19份、粉煤灰40份、棉花壳16份、苎麻落麻纤维6份、生石灰8份、铝粉0.2份、硅粉2.5份。
如上所述的加气混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
（1）棉花壳预处理：将棉花壳烘干至含水量小于9%，粉碎过200目筛，加入质量浓度为20%的氢氧化钠水溶液，然后加入棉花壳质量0.15%的硅烷偶联剂KH550，17min后，用水洗涤，烘干备用；
（2）苎麻落麻纤维预处理 ：将苎麻落麻纤维短切为2-4mm短纤维，然后加入质量浓度为20%的氢氧化钠水溶液浸泡18h， 然后用水洗涤后，烘干备用；
（3）料浆制备：将水泥、粉煤灰、生石灰、硅粉混合，加适量水搅拌均匀，然后在高速搅拌过程中，加入步骤（1）得到的棉花壳和步骤（2）得到的苎麻落麻纤维，球磨，然后加入铝粉搅拌均匀得到料浆；
（4）入模浇筑成型，经40℃预养3h、脱模、180℃高温蒸养10h后得到加气混凝土砌块；经测定，其容重在579kg/m3，抗压强度和劈裂抗拉强度分别为8.9和0.74MPa。
实施例5
一种利用棉花壳的加气混凝土砌块，由以下重量份的原料制备而成：水泥17.5份、粉煤灰37.5份、棉花壳17.5份、苎麻落麻纤维7份、生石灰7.5份、铝粉0.2份、硅粉3份。
如上所述的加气混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
（1）棉花壳预处理：将棉花壳烘干至含水量小于9%，粉碎过150目筛，加入质量浓度为18%的氢氧化钠水溶液，然后加入棉花壳质量0.12%的硅烷偶联剂KH550，20min后，用水洗涤，烘干备用；
（2）苎麻落麻纤维预处理 ：将苎麻落麻纤维短切为2-4mm短纤维，然后加入质量浓度为18%的氢氧化钠水溶液浸泡16h， 然后用水洗涤后，烘干备用；
（3）料浆制备：将水泥、粉煤灰、生石灰、硅粉混合，加适量水搅拌均匀，然后在高速搅拌过程中，加入步骤（1）得到的棉花壳和步骤（2）得到的苎麻落麻纤维，球磨，然后加入铝粉搅拌均匀得到料浆；
（4）入模浇筑成型，经45℃预养3h、脱模、190℃高温蒸养9h后得到加气混凝土砌块；经测定，其容重在591kg/m3，抗压强度和劈裂抗拉强度分别为9.2和0.79MPa。
对比例1
将实施例2中苎麻落麻纤维换成同等重量的棉花壳，其他同实施例2，得到的砌块经测定，其容重在616kg/m3，抗压强度和劈裂抗拉强度分别为7.4和0.71MPa。
对比例2
将实施例2中棉花壳换成同等重量的苎麻落麻纤维，其他同实施例2，得到的砌块经测定，其容重在631kg/m3，抗压强度和劈裂抗拉强度分别为7.8和0.68MPa。
本发明实施例6-19提供的加气混凝土砌块配方见表1-2，其他同实施例2。

Claims (4)

1.一种利用棉花壳的加气混凝土砌块，其特征在于由以下重量份的原料制备而成：水泥15-20份、粉煤灰35-40份、棉花壳15-20份、苎麻落麻纤维6-8份、生石灰5-10份、铝粉0.1-0.3份、硅粉2-4份。
2.如权利要求1所述的利用棉花壳的加气混凝土砌块，其特征在于由以下重量份的原料制备而成：水泥17.5份、粉煤灰37.5份、棉花壳17.5份、苎麻落麻纤维7份、生石灰7.5份、铝粉0.2份、硅粉3份。
3.如权利要求1-2任一项所述的利用棉花壳的加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（2）棉花壳预处理：将棉花壳烘干至含水量小于9%，粉碎过120-200目筛，加入质量浓度为18-22%的氢氧化钠水溶液，然后加入棉花壳质量0.1-0.2%的硅烷偶联剂，15-20min后，用水洗涤，烘干备用；
（2）苎麻落麻纤维预处理 ：将苎麻落麻纤维短切为2-4mm短纤维，然后加入质量浓度为16-20%的氢氧化钠水溶液浸泡12-24h， 然后用水洗涤后，烘干备用；
（3）料浆制备：将水泥、粉煤灰、生石灰、硅粉混合，加适量水搅拌均匀，然后在高速搅拌过程中，加入步骤（1）得到的棉花壳和步骤（2）得到的苎麻落麻纤维，球磨，然后加入铝粉搅拌均匀得到料浆；
（4）入模浇筑成型，经预养、脱模、蒸养后得到加气混凝土砌块。
4. 如权利要求3所述的利用棉花壳的加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于步骤（1）中 硅烷偶联剂 为 硅烷偶联剂KH550。
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