CN108191284A - 一种用水泥增效剂生产砌块的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用水泥增效剂生产砌块的方法。这种生产砌块的方法，包括以下步骤：1)制备水泥增效剂；2)制备水泥浆料；3)制备泡沫浆料；4)注模成型。本发明通过提高水泥的分散性，最大限度地激发水泥的作用，提高水泥矿物的水化程度，从而提高混凝土各龄期强度，并通过促进较难水化矿物的水化，增加凝胶体数量，提高混凝土的密实程度。同时本发明生产方法简单，非常适合砌块的生产，有利于保证建筑的施工进度。

Description

一种用水泥增效剂生产砌块的方法

技术领域

本发明涉及一种用水泥增效剂生产砌块的方法。

背景技术

在我国已有的400亿平方米的城乡建筑中，只有3.2亿平方米的城市房屋可称得上节能建筑。全国每年竣工的20多亿平方米建筑中，只有不到1亿平方米建筑属于节能建筑，仅占 3％左右。我国每平方米建筑采暖或制冷能耗约为发达国家的3倍。全国建筑使用能耗已占全国总能耗的27.5％。目前我国正以空前的规模建造高耗能建筑。

在社会需求持续增长和消费水平日益提高的今天，能源紧缺已成为制约我国经济和社会持续协调发展的重大课题。节约能源、降低能耗，特别是降低建筑能耗是摆在我们墙材工作者面前一项义不容辞的艰巨任务。在此背景下，研发一种建筑节能的砌块具有非常广阔的应用前景。

自19世纪20年代英国人J·阿斯普丁发明了波特兰水泥之后，以水泥作为胶凝材料，砂和石作为集料，与水按一定比例配合，经搅拌制成的水泥混凝土，由于其良好的强度和耐久性能已经成为土木工程中最大宗的建筑材料，它不仅被广泛地用于楼房建筑、公路、桥梁、水利设施、隧道等基础设施上，而且广泛应用于海洋开发地热工程、原子能工程和宇宙开发等特殊工程中。混凝土的生产需要大量的使用水泥，而水泥在制备过程中首先要煅烧石灰石制备熟料，在熟料制备过程中，会排放大量二氧化碳(生产1t熟料排放约1t的CO₂废气) 和氮氧化物等污染环境的大量有害气体和污染物，造成对环境的严重污染，成为可持续发展中的一个突出问题，正在造成巨大的经济损失和对环境的污染，引起世界各国政府工程技术界和材料科学界的高度重视。21世纪在发展的同时，更需重视对环境的保护。因此，最大宗的建筑材料混凝土在保证各项性能指标的前提下，减少水泥用量，或更多的使用工业废渣替代水泥，制备绿色高性能混凝土对于水泥工业的节能减排，环境保护具有重要的意义。

混凝土是目前使用量最大的建筑材料，混凝土技术伴随着国家创新驱动和低碳节能的政策要求不断向前发展，降低混凝土生产过程的能耗势在必行。研究发现混凝土中有接近20％的水泥未能水化，仅作为填充材料，这既造成胶凝材料的浪费，也导致水泥不能充分发挥其强度作用。因此，研发新型外加剂，促进水泥水化是提高胶凝材料使用效率的一个重要途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用水泥增效剂生产砌块的方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种用水泥增效剂生产砌块的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)制备水泥增效剂：将次亚硫酸钠、六偏磷酸钠、三乙醇胺、二乙烯三胺五羧酸钠、丙烯酰胺和水混合，得到水泥增效剂；

2)制备水泥浆料：将水泥、水泥增效剂和水混合，再加入粉煤灰和石棉，混合均匀，得到水泥浆料；

3)制备泡沫浆料：将水泥浆料和发泡剂溶液、稳泡剂、减水剂混合，搅拌均匀，得到泡沫浆料；

4)注模成型：将泡沫浆料注入模具，加热养护，冷却后脱模，得到砌块。

步骤1)中，水泥增效剂的具体制备方法为：

1)将次亚硫酸钠和水在反应釜混合后，加热至35℃～45℃搅拌25min～35min；

2)加入六偏磷酸钠，维持35℃～45℃继续搅拌8min～15min；

3)停止搅拌和加热，加入三乙醇胺、二乙烯三胺五羧酸钠和丙烯酰胺，在室温下混合搅拌25min～35min；

4)密闭反应釜加热至75℃～85℃反应50min～70min，冷却后出料，得到水泥增效剂。

步骤1)中，水泥增效剂的固体成分由以下质量份的原料组成：8～12份次亚硫酸钠，12～18 份六偏磷酸钠，12～18份三乙醇胺，10～15份二乙烯三胺五羧酸钠，6～10份丙烯酰胺。

步骤1)中，水泥增效剂的水含量为35wt％～45wt％。

步骤2)中，水泥、水泥增效剂、粉煤灰、石棉的质量比为(45～50)：1：(25～35)：(15～25)。

步骤2)中，水泥浆料的固含量为55wt％～65wt％。

步骤3)中，水泥浆料、发泡剂溶液、稳泡剂和减水剂的质量比为100：(8～10)：(0.5～1)： (0.2～0.6)。

步骤3)中，发泡剂溶液由发泡剂和水按质量比1：(16～22)混合制得。

发泡剂为松香酸皂类发泡剂、金属铝粉发泡剂、植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、树脂皂类发泡剂、水解血胶发泡剂、石油磺酸铝发泡剂中的至少一种；稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、黄原胶、羟乙基纤维素、硬脂酸钙中的至少一种；减水剂为木质素磺酸盐类减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂，脂肪酸系减水剂、聚羧酸系减水剂中的至少一种。

步骤4)中，加热养护具体为：先加热至70℃～80℃养护4h～5h，再升温至200℃～250℃养护8h～10h。

本发明的有益效果是：

本发明提出了一种以聚合物为主体的水泥增效剂，并将其应用在砌块的生产中。本发明通过提高水泥的分散性，最大限度地激发水泥的作用，提高水泥矿物的水化程度，从而提高混凝土各龄期强度，并通过促进较难水化矿物的水化，增加凝胶体数量，提高混凝土的密实程度。同时本发明生产方法简单，非常适合砌块的生产，有利于保证建筑的施工进度。

具体实施方式

一种用水泥增效剂生产砌块的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)制备水泥增效剂：将次亚硫酸钠、六偏磷酸钠、三乙醇胺、二乙烯三胺五羧酸钠、丙烯酰胺和水混合，得到水泥增效剂；

2)制备水泥浆料：将水泥、水泥增效剂和水混合，再加入粉煤灰和石棉，混合均匀，得到水泥浆料；

3)制备泡沫浆料：将水泥浆料和发泡剂溶液、稳泡剂、减水剂混合，搅拌均匀，得到泡沫浆料；

4)注模成型：将泡沫浆料注入模具，加热养护，冷却后脱模，得到砌块。

步骤1)中，水泥增效剂的具体制备方法为：

1)将次亚硫酸钠和水在反应釜混合后，加热至35℃～45℃搅拌25min～35min；

2)加入六偏磷酸钠，维持35℃～45℃继续搅拌8min～15min；

3)停止搅拌和加热，加入三乙醇胺、二乙烯三胺五羧酸钠和丙烯酰胺，在室温下混合搅拌25min～35min；

4)密闭反应釜加热至75℃～85℃反应50min～70min，冷却后出料，得到水泥增效剂。

优选的，步骤1)中，水泥增效剂的固体成分由以下质量份的原料组成：8～12份次亚硫酸钠，12～18份六偏磷酸钠，12～18份三乙醇胺，10～15份二乙烯三胺五羧酸钠，6～10份丙烯酰胺。

优选的，步骤1)中，水泥增效剂的水含量为35wt％～45wt％。

优选的，步骤2)中，水泥、水泥增效剂、粉煤灰、石棉的质量比为(45～50)：1：(25～35)： (15～25)。

优选的，步骤2)中，水泥为普通硅酸盐水泥。

优选的，步骤2)中，粉煤灰为二级F类粉煤灰。

优选的，步骤2)中，水泥浆料的固含量为55wt％～65wt％。

优选的，步骤3)中，水泥浆料、发泡剂溶液、稳泡剂和减水剂的质量比为100：(8～10)： (0.5～1)：(0.2～0.6)。

优选的，步骤3)中，发泡剂溶液由发泡剂和水按质量比1：(16～22)混合制得。

优选的，发泡剂为松香酸皂类发泡剂、金属铝粉发泡剂、植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、树脂皂类发泡剂、水解血胶发泡剂、石油磺酸铝发泡剂中的至少一种。

优选的，稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、黄原胶、羟乙基纤维素、硬脂酸钙中的至少一种。

优选的，减水剂为木质素磺酸盐类减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂，脂肪酸系减水剂、聚羧酸系减水剂中的至少一种。

优选的，步骤4)中，加热养护具体为：先加热至70℃～80℃养护4h～5h，再升温至200℃～250℃养护8h～10h。

以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。

实施例1：

实施例1的砌块制备方法如下：

一、制备水泥增效剂

水泥增效剂各组分按质量份的组成如下：10份次亚硫酸钠，15份三乙醇胺，15份六偏磷酸钠，12份二乙烯三胺五羧酸钠，8份丙烯酰胺，40份水。

具体的制作方法如下：

1)在洗净的反应釜中按配方比例依次加入水和次亚硫酸钠，开启搅拌后逐渐开始加热，至温度达到35℃后，搅拌加热30分钟；

2)停止搅拌，向反应釜中加入六偏磷酸钠，保持温度，继续搅拌10分钟；

3)停止搅拌和加热，向反应釜中加入三乙醇胺、二乙烯三胺五羧酸钠和丙烯酰胺，室温下搅拌30分钟；

4)密闭反应釜，把反应釜加热到75℃，继续加热1小时，自然降温冷却后出料，即得到实施例1的水泥增效剂。

二、制备水泥浆料

将市场上购买的普通华润P·O 42.5水泥、水泥增效剂与水按质量比为50：1：66.7的比例加入搅拌速度为20～40r/min的搅拌机中，搅拌1分钟，初步混合均匀后，制成水泥浆体。向初步搅拌均匀的浆体中加入30份质量的二级F类粉煤灰和20份质量的石棉，继续搅拌10～15分钟，完全混合均匀，得到浓度为60％的水泥浆料。

三、制备泡沫浆料

将发泡剂稀释20倍(发泡剂和水的质量比为1:19)，然后向混合均匀的水泥浆料中加入 30份稀释后发泡剂溶液，同时加入2份质量的稳泡剂和1份的减水剂，继续搅拌10分钟，搅拌均匀后即得到泡沫浆料。

所用的发泡剂为动物蛋白发泡剂，稳泡剂为聚乙烯醇，减水剂为聚羧酸减水剂。

四、注模成型

将泡沫浆料搅拌机的出料口通过管道接入到砌块的模具附近，打开出料阀，将浆料通过管道输送到模具中，一个模具浇注好后，继续进行其它模具的浇注；将浇注好的模具放入烘房中加热到70～80℃左右养护4～5小时后，继续升温到200～250℃左右，养护8～10小时，待自然冷却后即可脱模。

实施例2：

实施例2的水泥增效剂各组分按质量份的组成如下：8份次亚硫酸钠，17份三乙醇胺， 15份六偏磷酸钠，10份二乙烯三胺五羧酸钠，10份丙烯酰胺，40份水。其余与实施例1的相同。

实施例3：

实施例3的制备水泥浆料步骤中，所加入的粉煤灰和石棉均为25质量份，其余与实施例 1的相同。

实施例4：

实施例4的制备泡沫浆料步骤中，所加入的稳泡剂为3质量份，减水剂为2质量份，其余与实施例1的相同。

对比例：

做一个不加入本发明所述的水泥增效剂，同实施例1相同的方法制备成砌块作为对比例。

实施例1～4和对比例制备所得的砌块其性能测试结果如表1所示。

表1实施例和对比例砌块性能

从表1可见，本实施例制备得到的砌块表观密度为540～560kg/m³，导热系数小于0.05W/(m·K)，砌块7天可满足目前混凝土砌块强度大于3MPa的要求。且与不加入增效剂的对比例相比，本发明实施例的砌块强度明显有所提高。

上述实施例1～4的砌块经过测试具有非常良好的隔音性能，能满足建筑施工的要求。

Claims (10)

1.一种用水泥增效剂生产砌块的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)制备水泥增效剂：将次亚硫酸钠、六偏磷酸钠、三乙醇胺、二乙烯三胺五羧酸钠、丙烯酰胺和水混合，得到水泥增效剂；

2)制备水泥浆料：将水泥、水泥增效剂和水混合，再加入粉煤灰和石棉，混合均匀，得到水泥浆料；

3)制备泡沫浆料：将水泥浆料和发泡剂溶液、稳泡剂、减水剂混合，搅拌均匀，得到泡沫浆料；

4)注模成型：将泡沫浆料注入模具，加热养护，冷却后脱模，得到砌块。

2.根据权利要求1所述的一种用水泥增效剂生产砌块的方法，其特征在于：步骤1)中，水泥增效剂的具体制备方法为：

1)将次亚硫酸钠和水在反应釜混合后，加热至35℃～45℃搅拌25min～35min；

2)加入六偏磷酸钠，维持35℃～45℃继续搅拌8min～15min；

3)停止搅拌和加热，加入三乙醇胺、二乙烯三胺五羧酸钠和丙烯酰胺，在室温下混合搅拌25min～35min；

4)密闭反应釜加热至75℃～85℃反应50min～70min，冷却后出料，得到水泥增效剂。

3.根据权利要求2所述的一种用水泥增效剂生产砌块的方法，其特征在于：步骤1)中，水泥增效剂的固体成分由以下质量份的原料组成：8～12份次亚硫酸钠，12～18份六偏磷酸钠，12～18份三乙醇胺，10～15份二乙烯三胺五羧酸钠，6～10份丙烯酰胺。

4.根据权利要求2所述的一种用水泥增效剂生产砌块的方法，其特征在于：步骤1)中，水泥增效剂的水含量为35wt％～45wt％。

5.根据权利要求1所述的一种用水泥增效剂生产砌块的方法，其特征在于：步骤2)中，水泥、水泥增效剂、粉煤灰、石棉的质量比为(45～50)：1：(25～35)：(15～25)。

6.根据权利要求1所述的一种用水泥增效剂生产砌块的方法，其特征在于：步骤2)中，水泥浆料的固含量为55wt％～65wt％。

7.根据权利要求1所述的一种用水泥增效剂生产砌块的方法，其特征在于：步骤3)中，水泥浆料、发泡剂溶液、稳泡剂和减水剂的质量比为100：(8～10)：(0.5～1)：(0.2～0.6)。

8.根据权利要求7所述的一种用水泥增效剂生产砌块的方法，其特征在于：步骤3)中，发泡剂溶液由发泡剂和水按质量比1：(16～22)混合制得。

9.根据权利要求8所述的一种用水泥增效剂生产砌块的方法，其特征在于：发泡剂为松香酸皂类发泡剂、金属铝粉发泡剂、植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、树脂皂类发泡剂、水解血胶发泡剂、石油磺酸铝发泡剂中的至少一种；稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、黄原胶、羟乙基纤维素、硬脂酸钙中的至少一种；减水剂为木质素磺酸盐类减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂，脂肪酸系减水剂、聚羧酸系减水剂中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的一种用水泥增效剂生产砌块的方法，其特征在于：步骤4)中，加热养护具体为：先加热至70℃～80℃养护4h～5h，再升温至200℃～250℃养护8h～10h。