CN108484205A - 一种工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方及生产工艺 - Google Patents

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Abstract

一种工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方及生产工艺，所述的原料配方为：麻石粉和粉煤灰混合硅质料2000±1kg，石膏120±0.5kg，水泥270±1kg，生石灰270±1kg，铝粉1.22±0.02kg。本发明还包括一种工业化生产蒸压加气混凝土的生产工艺。利用本发明配方生产的蒸压加气混凝土，既不易泛霜，部件边缘和外观又明显优于麻石粉加气混凝土，干缩比明显优于粉煤灰加气混凝土、蒸压养护时间比麻石粉加气混凝土明显缩短，劳动强度明显下降、生产效率明显提高。

Description

一种工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方及生产工艺
技术领域
本发明涉及一种工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方及生产工艺。
背景技术
加气混凝土（Autoclaved Lightweight Concrete，缩写ALC，亦称AutoclavedAerated Concrete缩写AAC），是以砂（包括各类尾砂、含硅工业废料）或粉煤灰等硅质材料和石灰、水泥等钙质材料为主，掺加铝粉发气，通过配料、搅拌、浇注、预养、切割、高压蒸养等工艺流程，规模化生产的建筑型材部件。
粉煤灰加气混凝土，由于吸水率大、干燥收缩率大，在建筑使用中出现墙体裂缝，空鼓脱落等。江苏淮安市住房城乡建设局曾出台《关于切实加强我市“四新”技术推广应用工作的通知》（淮住建办[2013]203号）文件，自2014年1月1日起，全市范围内建筑工程中，淘汰粉煤灰加气混凝土砌块，推广外墙自保温砂加气混凝土砌块和内隔墙砂加气混凝土砌块。
麻石粉，是麻石生产企业排放的固体废弃物。已有公司以麻石粉为硅质原料，生产麻石粉加气混凝土砌块和板材。蒸养时间长（约12h），成材部件边缘易缺损；遇水（淋）自然干燥后，表面产生白色粉状物---“泛霜”，影响外观。
目前，在加气混凝土生产企业中，还没有加气混凝土规模化生产的成熟配方和工艺报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，为了克服现有技术不足，提供一种综合利用麻石粉和粉煤灰各自原料特点，按一定比例混合，在通用加气混凝土生产设备中生产建筑型材，既不易泛霜，部件边缘和外观又明显优于麻石粉加气混凝土，干缩比明显优于粉煤灰加气混凝土、蒸压养护时间比麻石粉加气混凝土明显缩短，劳动强度明显下降、生产效率明显提高的工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方及生产工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明之工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方：以3m3模车干料计，原料配比：麻石粉和粉煤灰混合硅质料2000±1kg，石膏120±0.5kg，水泥270±1kg，生石灰270±1kg，铝粉1.22±0.02kg。
所述麻石粉为麻石厂加工所排放的切削废料。
所述粉煤灰为火力发电厂煤燃烧后从烟气中收捕下来的细灰。
所述麻石粉和粉煤灰混合硅质料中，粉煤灰占20wt%～60wt%。优选地，麻石粉与粉煤灰的质量为2:1。
所述生石灰，品质要求：CaO含量不低于70wt%，且发热性能检测满足：取生石灰用料10g，加20mL水（水温20℃）消解时间在6～15min，消解终了检测温度不低于60℃。
所述水泥标号为425＃以上品质。
所述石膏为发电厂排放的石膏废料。
所述铝粉为市售铝粉。
本发明之工业化生产蒸压加气混凝土的生产工艺，是：通用加气混凝土生产设备，按规定流程进行，蒸压养护条件：反应釜中1.4±0.1h内升压至12.5±0.1MPa，维持8.5±0.5h。
本发明的技术原理：
（1）粉煤灰和麻石粉差别比较。
粉煤灰，是煤燃烧后从烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废弃物。我国火电厂粉煤灰的氧化物，虽因粉煤不同而有差异，但主要有SiO2、Al2O3及少量FeO、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、TiO2等，其中SiO2和Al2O3占60%以上。
麻石，书名花岗岩，亦名黑云母，长石，是地层深处的岩浆上升后凝成的酸性岩。
有研究报道，世界各地2485份花岗岩中化学成分均值：SiO2（72.04%）Al2O3（14.42%）K2O（4.12%） Na2O（3.69%） CaO（1.82%） FeO（1.68%） Fe2O3（1.22%） MgO（0.71%）TiO2（0.30%） P2O5（0.12%） MnO（0.05%），其中SiO2和Al2O3占86%以上。
本发明所用麻石粉主要成分，SiO270.31%、Al2O314.55%、CaO1.12%，其它14.02%。
（2）粉煤灰加气混凝土不泛霜，麻石粉加气混凝土泛霜。
泛霜，是指经长期水淋后，加气混凝土部件干燥后表面出现的白色粉状物。研究表明，泛霜的主要物质有CaC03、Na2C03、K2C03、MgCl2、CaS04、Na2S04等。
有报道：粉煤灰中含有大量Al2O3，在水化过程中形成C-A-S-H凝胶中，而C-A-S-H吸附Na+能力比C-S-H强，抑制硫酸钠的析出。Nehdi M等人认为粉煤灰能够细化体系孔结构，从而抑制硫酸盐引起的泛霜。我国火力电厂粉煤灰的主要成分为SiO2、Al2O3，、FeO、Fe2O3等，其碱含量(R2O)控制值极低，因此，粉煤灰加气混凝土砌块，没有泛霜现象。
而麻石所含SiO2高于70%，Al2O3高于14%，二者占比达84%以上，远高于粉煤灰（60%）。因在麻石加工过程中使用聚AlCl3，麻石粉含Al占比更高，因此，麻石粉加气混凝土泛霜的主要原因，不是铝含量少，而是钠、钾等碱金属含量明显高于粉煤灰，高温高压环境中释放。碱金属盐都易溶于水，因此，如果暴露在室外，雨水浸淋，就会随水溢出，形成“白霜”。
（3）粉煤灰加气混凝土干缩比大，麻石粉加气混凝土干缩比小。
粉煤灰外观类似水泥，颜色越深，粒度越细，含碳量越高。置640倍（目镜16倍，物镜40倍）显微镜下观察，可见粉煤灰颗粒呈多孔、蜂窝状，开放性孔隙，相对表面积很大，有高吸附性；且颗粒粒径变化大，一般为0.5～300μm，孔隙率高达50%～80%。所以，用粉煤灰加工成的加气混凝土，吸水性强，颗粒变化差异大，骨架作用不均匀，微观易坍塌，干缩比就大，安装墙体，后续干燥期，部件之间易出现裂缝、饰面易鼓泡。
而麻石粉颗粒，内部结构致密。据报道，丁字湾的麻石，为中颗粒，耐温耐磨耐腐蚀，抗压度达2040kg/cm2，骨料支撑作用明显增强。
本发明实验依据：粉煤灰与麻石粉配比与生产加气混凝土泛霜、干缩比实验。分述如下：
泛霜检验方法：
取成品加气混凝土砌块（150mm×250mm ×600mm）5块，每隔2h浇水1000ml，每天浇6次，共浇30d。观察白霜长度。
干缩比实验方法：
取成品加气混凝土砌块（150mm×250mm ×600mm）5块，自然干燥，时间长度为90d。用放大镜观察裂纹及其长度，用“+”表示，“+”越多，裂纹越多或越长，“-”表示不明显。对照组为粉煤灰加气混凝土和麻石粉加气混凝土同尺寸砌块。
利用正交实验，黄金分割法或等差法改变单一变量，分别研究粉煤灰与麻石粉配比、生石灰用量、蒸压时间，与加气混凝土干缩性能比最佳趋近值。
以每模（车）3m3计配料。除表中按规定配料外，其余石膏120±0.5kg、水泥270±1kg、铝粉1.22±0.02kg。浇注温度51±1℃。高压反应釜压强12.5±0.1MPa。
说明：第37组实验，粉煤灰加气混凝土常规浇注温度42±1℃。
实验结果表明:粉煤灰加气混凝土干燥收缩值，显著大于麻石粉加气混凝土干燥收缩值；粉煤灰、麻石粉硅质混合料制备的加气混凝土，随粉煤灰量比增加、麻石粉量比减少，干缩值逐渐增大；随生石灰配比增大，干缩值有增大趋势，每模（3m3）不超过350kg为宜；蒸压养护时间对干缩值有影响，但在8.5h-10.5h之间，变化不明显。
泛霜模拟实验表明，粉煤灰、麻石粉硅质混合料，随粉煤灰量比增加，泛霜减弱。外观完整度提升。蒸压养护时间8h，品质达到国标要求。
板材结果类似。
综上所述，本发明原理，是将麻石粉和粉煤灰掺合，利用粉煤灰在高温高压环境中形成的C-A-S-H吸附麻石粉中大量K+、Na+能力，从而达到减弱加气混凝土泛霜的目的；利用致密的麻石粉颗粒填充粉煤灰大孔隙，加强骨料作用，达到使加气混凝土干缩比下降，抗压强度增加的目的。
本发明的原料配方，综合利用粉煤灰、麻石粉所配硅质混合料各自优势，在硅质混合料中粉煤灰占比20%～60%，产品符合《蒸压加气混凝土板》GB 15762-2008，泛霜减弱，部件边缘和外观又明显优于麻石粉加气混凝土，干缩比明显优于粉煤灰加气混凝土、蒸压养护时间比麻石粉加气混凝土明显缩短，以麻石粉、粉煤灰2：1比例调配，蒸压养护8.5h为佳，工人劳动强度下降明显，生产效率明显提高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：生产蒸压加气混凝土砌块
本实施例之工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方：以3m3模车干料计，原料配比：麻石粉1334kg，粉煤灰666kg，石膏120kg，水泥270kg，生石灰270kg，铝粉1.22kg。
生产工艺，是：通用加气混凝土生产设备，按规定工业化生产流程，即砂浆制备、发泡浇注、静养、切割、蒸压养护和后期养护，分述如下：
第一步，砂浆制备：先将麻石粉、粉煤灰与石膏混合搅均，经球磨机工作后，当砂浆扩散度达到39cm时，入砂浆贮罐备用；
第二步，发泡浇注：搅拌机中注入砂浆，加水泥，通蒸汽搅拌，间隔20s，添加生石灰，搅拌时长2min，当料浆温度达到47℃时，加水泡铝粉（铝粉1.27:水18），搅拌15s，当料浆升温至51℃时，开始浇注入模；
第三步，静养：2.5h，终了温度88℃；
第四步，切割；
第五步，蒸压养护：反应釜中1.4h内，升压至12.5MPa，维持8.5h。
第六步，后期养护：15d。
泛霜实验。取成品加气混凝土砌块（150mm×250mm ×600mm）5块，每隔2h浇水1000ml，每天浇6次，共浇30d。观察白霜长度。结果显示，砌块白色结晶物与麻石粉加气混凝土砌块明显减少。
干缩比实验。取成品加气混凝土砌块（150mm×250mm ×600mm）5块，利用自然干燥，时间长度为90d。用放大镜观察裂纹及其长度以检测干缩比，与粉煤灰加气混凝土和麻石粉加气混凝土同尺寸砌块对照，结果显示，本发明原料配方及工艺方法生产的加气混凝土裂纹明显比粉煤灰加气混凝土少得多，接近麻石粉加气混凝土。
砌墙墙体裂纹观察实验。
用本发明加气混凝土砌块，配合使用抗力砂浆，砌筑2800mm×5000mm墙体，并粉饰墙面。90d后，用放大镜观察裂纹。结果显示，无裂纹。
按《蒸压加气砼砌块》(GB/T11968-1997)要求，GB/T11969～11972-1997《加气混凝土性能试验方法》检测，符合要求。
实施例2：生产蒸压加气混凝土板材
本实施例之工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方：以3m3模车干料计，原料配比：麻石粉1334kg，粉煤灰666kg，石膏120kg，水泥270kg，生石灰270kg，铝粉1.22kg。
生产工艺，是：使用通用加气混凝土生产设备，按工业化加气混凝土板材生产---七步工艺，即砂浆制备、发泡浇注、放置钢筋构件、静养、切割、蒸压养护和后期养护，流程分述如下：
第一步，砂浆制备：先将麻石粉、粉煤灰与石膏混合搅均，经球磨机工作后，当砂浆扩散度达到39cm时，入砂浆贮罐备用；
第二步，发泡浇注：搅拌机中注入砂浆，加水泥，通蒸汽搅拌，间隔20s，添加生石灰，搅拌时长2min，当料浆温度达到47℃时，加水泡铝粉（铝粉1.27:水18），搅拌15s，当料浆升温至51℃时，开始浇注入模；
第三步，放置钢筋构件：浇注后立即置入钢筋构件；
第四步，静养：静养室，2.5h；
第五步，切割；
第六步，蒸压养护：反应釜中1.4h内，升压至12.5MPa，维持8.5h；
第七步，后期养护：15d。
泛霜实验。取成品加气混凝土板（150mm×850mm ×40000mm）5块，每隔2h浇水1000ml，每天浇6次，共浇30d。观察白霜长度。结果显示，砌块白色结晶物与麻石粉加气混凝土板明显减少。
干缩比实验。取成品加气混凝土板（150mm×850mm×40000mm）5块，利用自然干燥，时间长度为90d。用放大镜观察裂纹及其长度以检测干缩比，与粉煤灰加气混凝土和麻石粉加气混凝土同尺寸板对照，结果显示，本发明原料配方及工艺方法生产的加气混凝土板裂纹，明显比粉煤灰加气混凝土板裂纹少得多，接近麻石粉加气混凝土。
拼接墙墙体裂纹观察实验。
用本发明加气混凝土板，配合使用抗力砂浆，拼砌2800mm×5000mm墙体，并粉饰墙面。90d后，用放大镜观察裂纹。结果显示，无裂纹。
按GB/T11969～11972-1997《加气混凝土性能试验方法》进行性能试验，符合要求。
按《蒸压蒸压加气混凝土板》GB15762-2008检测，合乎要求。
因此，本发明所述的一种工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方及生产工艺，适于规模化生产加气混凝土砌块和板材。

Claims (10)

1.一种工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方，其特征在于：麻石粉和粉煤灰混合硅质料2000±1kg，石膏120±0.5kg，水泥270±1kg，生石灰270±1kg，铝粉1.22±0.02kg。
2.根据权利要求1所述的工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方，其特征在于：所述麻石粉和粉煤灰混合硅质料中，粉煤灰占20wt%～60wt%。
3.根据权利要求2所述的工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方，其特征在于：麻石粉与粉煤灰的质量为2:1。
4.根据权利要求1或2所述的工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方，其特征在于：所述麻石粉为麻石厂加工所排放的切削废料。
5.根据权利要求1或2所述的工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方，其特征在于：所述粉煤灰为火力发电厂煤燃烧后从烟气中收捕下来的细灰。
6.根据权利要求1或2所述的工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方，其特征在于：所述生石灰，品质要求：CaO含量不低于70wt%，且发热性能检测满足：取生石灰用料10g，加20mL水消解时间在6～15min，消解终了检测温度不低于60℃。
7.根据权利要求1或2所述的工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方，其特征在于：所述水泥标号为425＃以上品质。
8.根据权利要求1或2所述的工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方，其特征在于：所述石膏为发电厂排放的石膏废料。
9.根据权利要求1或2所述的工业化生产蒸压加气混凝土的原料配方，其特征在于：所述铝粉为市售铝粉。
10.一种利用权利要求1所述配方工业化生产蒸压加气混凝土的生产工艺，其特征在于：通用加气混凝土生产设备，按规定流程进行，蒸压养护条件：反应釜中1.4±0.1h内升压至12.5±0.1MPa，维持8.5±0.5h。
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