CN108585681A - 一种混凝土多孔节能砖及其制备方法 - Google Patents

一种混凝土多孔节能砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混凝土多孔节能砖及其制备方法，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥10‑20份、煤矸石粉30‑50份、矿渣粉5‑10份、改性植物秸秆粉4‑8份、粉煤灰2‑4份、玻化微珠1‑3份、纤维2‑4份、可分散性乳胶粉1‑3份、纤维素醚0.5‑1.5份、高分子粘结剂0.3‑0.7份、造孔剂0.2‑0.6份、减水剂0.5‑2份和去离子水25‑35份。本发明的混凝土多孔节能砖具有轻质、强度高、保温性能好、抗裂性能优异，并且制备方法简单，易于实现，具有较好的应用前景。

Description

一种混凝土多孔节能砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种混凝土多孔节能砖及其制备方法。
背景技术
混凝土多孔砖是以水泥为胶结材料，与砂、石等经加水搅拌、成型和养护而制成的一种具有多排小孔的混凝土制品；是继普通与轻集料混凝土小型空心砌块之后又一个墙体材料新品种。混凝土多孔砖具有生产能耗低、节土利废、施工方便和体轻、强度高、保温效果好、耐久、收缩变形小、外观规整等特点，是一种替代烧结粘土砖的理想材料。
混凝土多孔砖兼具粘土砖和砼小砌块的特点，外形特征属于烧结多孔砖，材料与砼小砌块类同，符合砖砌体施工习惯，各项物理、力学和砌体性能均可具备烧结粘土砖的条件。其使用范围、设计方法、施工和工程验收等可参照现行砌体标准，可直接替代烧结粘土砖用于各类承重、保温承重和框架填充等不同建筑墙体结构中，具有广泛的推广应用前景。
混凝土多孔砖将有助于减少和杜绝烧结粘土砖的生产使用，对于改善环境，保护土地资源和推进墙体材料革新与建筑节能，以及“禁实”工作的深入开展具有十分重要的社会和经济意义。
目前，市场上存在着多种混凝土多孔砖，但普遍存在着强度低、保温能力不足，防开裂能力差等问题。
基于此，有必要提供一种混凝土多孔节能砖及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
鉴于上述对现有技术的分析，本发明提供一种混凝土多孔节能砖及其制备方法，具有轻质、强度高、保温性能好、抗裂性能优异，并且制备方法简单，易于实现，具有较好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种混凝土多孔节能砖，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥10-20份、煤矸石粉30-50份、矿渣粉5-10份、改性植物秸秆粉4-8份、粉煤灰2-4份、玻化微珠1-3份、纤维2-4份、可分散性乳胶粉1-3份、纤维素醚0.5-1.5份、高分子粘结剂0.3-0.7份、造孔剂0.2-0.6份、减水剂0.5-2份和去离子水25-35份。
优选的，所述混凝土多孔节能砖由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥15份、煤矸石粉40份、矿渣粉7.5份、改性植物秸秆粉6份、粉煤灰3份、玻化微珠2份、纤维3份、可分散性乳胶粉2份、纤维素醚1份、粘结剂0.5份、造孔剂0.4份、减水剂1.2份去离子水30份。
优选的，所述矿渣粉是高炉水渣经过研磨得到的超细粉末，其比表面积为350-400m2/kg；所述矿渣粉含有95%以上的玻璃体、硅酸二钙、钙黄长石和硅灰石。
优选的，所述改性植物秸秆粉由以下方法制得：先用10-15%双氧水浸泡植物秸秆粉末40-60min，再用蒸馏水洗净，脱水，加入想入相当于植物秸秆粉末重量1-3%的铝酸酯偶联剂DL-11,2-4%的月桂醇硫酸钠、3-5%的蛭石粉，高速分散20-40min，干燥，粉碎研磨成超细粉末，即得改性植物秸秆粉。
优选的，所述玻化微珠的颗粒平均粒径为0.5-4mm，容重为40-80kg/m3，导热系数为0.04-0.1W/m.k。
优选的，所述纤维为玻璃纤维、陶瓷纤维或金属纤维中任意一种。
优选的，所述所述高分子粘结剂为苯乙烯-丙烯酸乳胶粉、丙烯酸酯乳胶粉、醋酸乙烯-乙烯乳胶粉中的一种或两种。
优选的，所述造孔剂为碳粒、木屑、石灰石粉中的一种或几种。
优选的，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水剂含固量不低于20%，减水率不低于25%。
本发明还提供了上述混凝土多孔节能砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述重量份数的硅酸盐水泥、煤矸石粉、陶粒、粉煤灰、玻化微珠放入球磨机中磨细，将磨细的混合粉末过100-200目筛，再倒入搅拌罐中；
（2）向搅拌罐中加入去离子水，搅拌均匀，然后依次加入改性植物秸秆粉、纤维、可分散性乳胶粉、纤维素醚、高分子粘结剂、造孔剂、减水剂，加热至60-80℃，并于500-600rpm转速下搅拌30-50min，得到混合浆料；
（3）将步骤（2）所得混合浆料浇注在模具内，成型后24h拆模，放入温度为25℃、湿度90%以上的养护室进行标准养护28-36d，即得混凝土多孔节能砖。
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：
（1）本发明的混凝土多孔节能砖，以硅酸盐水泥、煤矸石粉、矿渣粉、改性植物秸秆粉、粉煤灰、玻化微珠为主要成分，并通过加入纤维、可分散性乳胶粉、纤维素醚、粘结剂、造孔剂、减水剂、去离子水等辅助成分，再辅以研磨分散、混合搅拌、浇注成型等工艺，使得制备的混凝土多孔节能砖具有优异的抗压强度、保温性能、抗裂性，并且制备方法简单，易于实现，具有较好的应用前景。
（2）本发明的改性植物秸秆粉，通过改性处理，可与体系中其他组份具有较好的相容性，同时自然养护后，改性植物秸秆粉凝胶固化，具有较好的抗裂性能和抗压性能。
（3）本发明选取的纤维为玻璃纤维、陶瓷纤维、金属纤维等无机纤维，可提高混凝土多孔节能砖的抗裂性、抗渗性和抗冻性，减少干缩变形，同时可明显改善混凝土多孔节能砖的力学特性，并且该纤维在体系中可形成三维网状结构，使得各组份填充其中，可有效加强材料中各组份紧密连接程度，从而进一步提高混凝土多孔节能砖的抗裂性能和抗压性能。
（4）本发明加入的高分子粘结剂具有良好的亲和性能，能有效控制砂浆因塑形收缩及温度变化等因素引起的裂纹，防止及抑制裂缝的形成和发展，并可提高抗裂性能和抗压性能。
（5）本发明通过加入造孔剂，可在自然养护时，可在体系中受热膨胀，从而在体系中形成孔洞，从而提高混凝土多孔节能砖的保温效果。
（6）本发明的混凝土多孔节能砖的制备方法简单，容易实现，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
以下通过实施例形式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例，凡基于本发明上述内容所属实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
本实施例的混凝土多孔节能砖，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥10份、煤矸石粉30份、矿渣粉5份、改性植物秸秆粉4份、粉煤灰2份、玻化微珠1份、纤维2份、可分散性乳胶粉1份、纤维素醚0.5份、高分子粘结剂0.3份、造孔剂0.2份、减水剂0.5份和去离子水25份。
其中，所述矿渣粉是高炉水渣经过研磨得到的超细粉末，其比表面积为350-400m2/kg；所述矿渣粉含有95%以上的玻璃体、硅酸二钙、钙黄长石和硅灰石。
其中，所述改性植物秸秆粉由以下方法制得：先用10-15%双氧水浸泡植物秸秆粉末40min，再用蒸馏水洗净，脱水，加入想入相当于植物秸秆粉末重量1%的铝酸酯偶联剂DL-11,2%的月桂醇硫酸钠、3%的蛭石粉，高速分散20min，干燥，粉碎研磨成超细粉末，即得改性植物秸秆粉。
其中，所述玻化微珠的颗粒平均粒径为0.5-4mm，容重为40-80kg/m3，导热系数为0.04-0.1W/m.k。
其中，所述纤维为玻璃纤维。
其中，所述所述高分子粘结剂为苯乙烯-丙烯酸乳胶粉。
其中，所述造孔剂为碳粒。
其中，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水剂含固量不低于20%，减水率不低于25%。
本发明还提供了上述混凝土多孔节能砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述重量份数的硅酸盐水泥、煤矸石粉、陶粒、粉煤灰、玻化微珠放入球磨机中磨细，将磨细的混合粉末过100目筛，再倒入搅拌罐中；
（2）向搅拌罐中加入去离子水，搅拌均匀，然后依次加入改性植物秸秆粉、纤维、可分散性乳胶粉、纤维素醚、高分子粘结剂、造孔剂、减水剂，加热至60℃，并于500rpm转速下搅拌30min，得到混合浆料；
（3）将步骤（2）所得混合浆料浇注在模具内，成型后24h拆模，放入温度为25℃、湿度90%以上的养护室进行标准养护28d，即得混凝土多孔节能砖。
实施例2
本实施例的混凝土多孔节能砖，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥20份、煤矸石粉50份、矿渣粉10份、改性植物秸秆粉8份、粉煤灰4份、玻化微珠3份、纤维4份、可分散性乳胶粉3份、纤维素醚1.5份、高分子粘结剂0.7份、造孔剂0.6份、减水剂2份和去离子水35份。
其中，所述矿渣粉是高炉水渣经过研磨得到的超细粉末，其比表面积为350-400m2/kg；所述矿渣粉含有95%以上的玻璃体、硅酸二钙、钙黄长石和硅灰石。
其中，所述改性植物秸秆粉由以下方法制得：先用10-15%双氧水浸泡植物秸秆粉末60min，再用蒸馏水洗净，脱水，加入想入相当于植物秸秆粉末重量3%的铝酸酯偶联剂DL-11, 4%的月桂醇硫酸钠、5%的蛭石粉，高速分散40min，干燥，粉碎研磨成超细粉末，即得改性植物秸秆粉。
其中，所述玻化微珠的颗粒平均粒径为0.5-4mm，容重为40-80kg/m3，导热系数为0.04-0.1W/m.k。
其中，所述纤维为陶瓷纤维。
其中，所述所述高分子粘结剂为丙烯酸酯乳胶粉。
其中，所述造孔剂为石灰石粉。
其中，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水剂含固量不低于20%，减水率不低于25%。
本发明还提供了上述混凝土多孔节能砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述重量份数的硅酸盐水泥、煤矸石粉、陶粒、粉煤灰、玻化微珠放入球磨机中磨细，将磨细的混合粉末过200目筛，再倒入搅拌罐中；
（2）向搅拌罐中加入去离子水，搅拌均匀，然后依次加入改性植物秸秆粉、纤维、可分散性乳胶粉、纤维素醚、高分子粘结剂、造孔剂、减水剂，加热至80℃，并于600rpm转速下搅拌50min，得到混合浆料；
（3）将步骤（2）所得混合浆料浇注在模具内，成型后24h拆模，放入温度为25℃、湿度90%以上的养护室进行标准养护36d，即得混凝土多孔节能砖。
实施例3
本实施例的混凝土多孔节能砖，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥15份、煤矸石粉40份、矿渣粉7.5份、改性植物秸秆粉6份、粉煤灰3份、玻化微珠2份、纤维3份、可分散性乳胶粉2份、纤维素醚1份、粘结剂0.5份、造孔剂0.4份、减水剂1.2份去离子水30份。
其中，所述矿渣粉是高炉水渣经过研磨得到的超细粉末，其比表面积为350-400m2/kg；所述矿渣粉含有95%以上的玻璃体、硅酸二钙、钙黄长石和硅灰石。
其中，所述改性植物秸秆粉由以下方法制得：先用10-15%双氧水浸泡植物秸秆粉末50min，再用蒸馏水洗净，脱水，加入想入相当于植物秸秆粉末重量2的铝酸酯偶联剂DL-11,3%的月桂醇硫酸钠、4%的蛭石粉，高速分散30min，干燥，粉碎研磨成超细粉末，即得改性植物秸秆粉。
其中，所述玻化微珠的颗粒平均粒径为0.5-4mm，容重为40-80kg/m3，导热系数为0.04-0.1W/m.k。
其中，所述纤维为金属纤维。
其中，所述所述高分子粘结剂为醋酸乙烯-乙烯乳胶粉。
其中，所述造孔剂为木屑。
其中，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水剂含固量不低于20%，减水率不低于25%。
本发明还提供了上述混凝土多孔节能砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述重量份数的硅酸盐水泥、煤矸石粉、陶粒、粉煤灰、玻化微珠放入球磨机中磨细，将磨细的混合粉末过150目筛，再倒入搅拌罐中；
（2）向搅拌罐中加入去离子水，搅拌均匀，然后依次加入改性植物秸秆粉、纤维、可分散性乳胶粉、纤维素醚、高分子粘结剂、造孔剂、减水剂，加热至70℃，并于550rpm转速下搅拌40min，得到混合浆料；
（3）将步骤（2）所得混合浆料浇注在模具内，成型后24h拆模，放入温度为25℃、湿度90%以上的养护室进行标准养护32d，即得混凝土多孔节能砖。
实施例4
本实施例的混凝土多孔节能砖，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥12份、煤矸石粉35份、矿渣粉6份、改性植物秸秆粉5份、粉煤灰2.5份、玻化微珠1.5份、纤5维2.份、可分散性乳胶粉1.5份、纤维素醚0.7份、高分子粘结剂0.4份、造孔剂0.4份、减水剂1份和去离子水28份。
其中，所述矿渣粉是高炉水渣经过研磨得到的超细粉末，其比表面积为350-400m2/kg；所述矿渣粉含有95%以上的玻璃体、硅酸二钙、钙黄长石和硅灰石。
其中，所述改性植物秸秆粉由以下方法制得：先用10-15%双氧水浸泡植物秸秆粉末45min，再用蒸馏水洗净，脱水，加入想入相当于植物秸秆粉末重量1.5%的铝酸酯偶联剂DL-11,2.5%的月桂醇硫酸钠、3.5%的蛭石粉，高速分散25min，干燥，粉碎研磨成超细粉末，即得改性植物秸秆粉。
其中，所述玻化微珠的颗粒平均粒径为0.5-4mm，容重为40-80kg/m3，导热系数为0.04-0.1W/m.k。
其中，所述纤维为玻璃纤维。
其中，所述所述高分子粘结剂为苯乙烯-丙烯酸乳胶粉。
其中，所述造孔剂为碳粒和木屑的混合物。
其中，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水剂含固量不低于20%，减水率不低于25%。
本发明还提供了上述混凝土多孔节能砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述重量份数的硅酸盐水泥、煤矸石粉、陶粒、粉煤灰、玻化微珠放入球磨机中磨细，将磨细的混合粉末过100目筛，再倒入搅拌罐中；
（2）向搅拌罐中加入去离子水，搅拌均匀，然后依次加入改性植物秸秆粉、纤维、可分散性乳胶粉、纤维素醚、高分子粘结剂、造孔剂、减水剂，加热至65℃，并于500rpm转速下搅拌50min，得到混合浆料；
（3）将步骤（2）所得混合浆料浇注在模具内，成型后24h拆模，放入温度为25℃、湿度90%以上的养护室进行标准养护30d，即得混凝土多孔节能砖。
实施例5
本实施例的混凝土多孔节能砖，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥18份、煤矸石粉45份、矿渣粉9份、改性植物秸秆粉7份、粉煤灰3.5份、玻化微珠2.5份、纤维3.5份、可分散性乳胶粉2.5份、纤维素醚1.2份、高分子粘结剂0.6份、造孔剂0.5份、减水剂1.5份和去离子水32份。
其中，所述矿渣粉是高炉水渣经过研磨得到的超细粉末，其比表面积为350-400m2/kg；所述矿渣粉含有95%以上的玻璃体、硅酸二钙、钙黄长石和硅灰石。
其中，所述改性植物秸秆粉由以下方法制得：先用10-15%双氧水浸泡植物秸秆粉末55min，再用蒸馏水洗净，脱水，加入想入相当于植物秸秆粉末重量2.5%的铝酸酯偶联剂DL-11,3.5%的月桂醇硫酸钠、4.5%的蛭石粉，高速分散35min，干燥，粉碎研磨成超细粉末，即得改性植物秸秆粉。
其中，所述玻化微珠的颗粒平均粒径为0.5-4mm，容重为40-80kg/m3，导热系数为0.04-0.1W/m.k。
其中，所述纤维为金属纤维。
其中，所述所述高分子粘结剂为醋酸乙烯-乙烯乳胶粉。
其中，所述造孔剂为石灰石粉。
其中，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水剂含固量不低于20%，减水率不低于25%。
本发明还提供了上述混凝土多孔节能砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述重量份数的硅酸盐水泥、煤矸石粉、陶粒、粉煤灰、玻化微珠放入球磨机中磨细，将磨细的混合粉末过200目筛，再倒入搅拌罐中；
（2）向搅拌罐中加入去离子水，搅拌均匀，然后依次加入改性植物秸秆粉、纤维、可分散性乳胶粉、纤维素醚、高分子粘结剂、造孔剂、减水剂，加热至60-80℃，并于600rpm转速下搅拌30min，得到混合浆料；
（3）将步骤（2）所得混合浆料浇注在模具内，成型后24h拆模，放入温度为25℃、湿度90%以上的养护室进行标准养护34d，即得混凝土多孔节能砖。
实验例
将实施例1-5制得的混凝土多孔节能砖的进行测试，结果见表1。
表1
样品 抗压强度（MPa） 导热系数（W/(㎡·K)） 干密度（kg/m3）
实施例1 0.56 0.072 281
实施例2 0.64 0.069 276
实施例3 0.75 0.060 271
实施例4 0.85 0.065 273
实施例5 0.72 0.063 278
表1说明：本发明制备的石膏基保温砂浆具有良好的抗压强度、导热系数及干密度。
综上所述，本发明的混凝土多孔节能砖，以硅酸盐水泥、煤矸石粉、矿渣粉、改性植物秸秆粉、粉煤灰、玻化微珠为主要成分，并通过加入纤维、可分散性乳胶粉、纤维素醚、粘结剂、造孔剂、减水剂、去离子水等辅助成分，再辅以研磨分散、混合搅拌、浇注成型等工艺，使得制备的混凝土多孔节能砖具有优异的抗压强度、保温性能、抗裂性，并且制备方法简单，易于实现，具有较好的应用前景。
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 (10)

1.一种混凝土多孔节能砖，其特征在于，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥10-20份、煤矸石粉30-50份、矿渣粉5-10份、改性植物秸秆粉4-8份、粉煤灰2-4份、玻化微珠1-3份、纤维2-4份、可分散性乳胶粉1-3份、纤维素醚0.5-1.5份、高分子粘结剂0.3-0.7份、造孔剂0.2-0.6份、减水剂0.5-2份和去离子水25-35份。
2.根据权利要求1所述的混凝土多孔节能砖，其特征在于，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥15份、煤矸石粉40份、矿渣粉7.5份、改性植物秸秆粉6份、粉煤灰3份、玻化微珠2份、纤维3份、可分散性乳胶粉2份、纤维素醚1份、粘结剂0.5份、造孔剂0.4份、减水剂1.2份去离子水30份。
3.根据权利要求1所述的混凝土多孔节能砖，其特征在于，所述矿渣粉是高炉水渣经过研磨得到的超细粉末，其比表面积为350-400m2/kg；所述矿渣粉含有95%以上的玻璃体、硅酸二钙、钙黄长石和硅灰石。
4.根据权利要求1所述的混凝土多孔节能砖，其特征在于，所述改性植物秸秆粉由以下方法制得：先用10-15%双氧水浸泡植物秸秆粉末40-60min，再用蒸馏水洗净，脱水，加入想入相当于植物秸秆粉末重量1-3%的铝酸酯偶联剂DL-11,2-4%的月桂醇硫酸钠、3-5%的蛭石粉，高速分散20-40min，干燥，粉碎研磨成超细粉末，即得改性植物秸秆粉。
5.根据权利要求1所述的混凝土多孔节能砖，其特征在于，所述玻化微珠的颗粒平均粒径为0.5-4mm，容重为40-80kg/m3，导热系数为0.04-0.1W/m.k。
6.根据权利要求1所述的混凝土多孔节能砖，其特征在于，所述纤维为玻璃纤维、陶瓷纤维或金属纤维中任意一种。
7.根据权利要求1所述的混凝土多孔节能砖，其特征在于，所述所述高分子粘结剂为苯乙烯-丙烯酸乳胶粉、丙烯酸酯乳胶粉、醋酸乙烯-乙烯乳胶粉中的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的混凝土多孔节能砖，其特征在于，所述造孔剂为碳粒、木屑、石灰石粉中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的混凝土多孔节能砖，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水剂含固量不低于20%，减水率不低于25%。
10.根据权利要求1-9任一项所述的混凝土多孔节能砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将所述重量份数的硅酸盐水泥、煤矸石粉、陶粒、粉煤灰、玻化微珠放入球磨机中磨细，将磨细的混合粉末过100-200目筛，再倒入搅拌罐中；
（2）向搅拌罐中加入去离子水，搅拌均匀，然后依次加入改性植物秸秆粉、纤维、可分散性乳胶粉、纤维素醚、高分子粘结剂、造孔剂、减水剂，加热至60-80℃，并于500-600rpm转速下搅拌30-50min，得到混合浆料；
（3）将步骤（2）所得混合浆料浇注在模具内，成型后24h拆模，放入温度为25℃、湿度90%以上的养护室进行标准养护28-36d，即得混凝土多孔节能砖。
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