CN108609976A - 一种陶粒珍珠岩自保温砌块及其制备方法 - Google Patents

一种陶粒珍珠岩自保温砌块及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种陶粒珍珠岩自保温砌块及其制备方法，所述陶粒珍珠岩自保温砌块由如下重量百分比的原料制成：水泥30～50％、陶粒25～45％、粉煤灰5～10％、珍珠岩1～8％、石灰4～10％、水10～25％、减水剂0.5～1％、胶粉0.25～0.5％、发泡剂0.5～1％。所述陶粒珍珠岩自保温砌块不仅吸水率、软化系数、碳化系数、抗冻性、放射性、燃烧性等指标满足标准，且整体抗压强度及导热系数关键指标高出标准要求。所述陶粒珍珠岩自保温砌块的制备方法简单易操作，易规模化生产。

Description

一种陶粒珍珠岩自保温砌块及其制备方法
技术领域
本发明属墙体材料领域，具体涉及一种陶粒珍珠岩自保温砌块及其制备方法。
背景技术
目前我国建筑节能多采用外墙外保温技术和外墙自保温技术：外墙外保温体系存在很多问题，主要表现在外墙开裂、抗冲击性差、耐久性差等方面，而外墙自保温技术是将建筑主体和围护结构的隔热保温融为一体，与外墙外保温体系相比，具有造价低廉、维护费用低、外装饰多样化、与建筑主体同寿命等优势。大多数的自保温技术采用新型的自保温砌块作为建筑墙体材料，在地理位置靠北，冬季天气寒冷的地区，作为建筑外墙材料的自保温砌块常常由于抗冻性差而易损坏破坏墙体保温性能，多雨湿润气候地区由于其抗渗透性差，吸水率高而导致抹灰脱落、砌块损毁，保温性下降，这都不利于外墙自保温技术的推广应用，也阻碍我国节能减排规划的顺利实施和实现。
同一申请人的公开号为CN107935624A的专利中提出一种自保温轻骨料砌块及其制备方法，其制备原料包括以下组分：水泥、页岩陶粒、陶砂、粉煤灰、发泡剂和胶粉。所述自保温轻骨料砌块具有表观密度轻、强度高、隔热保温性能优、吸水率低、抗冻性好、收缩率小、抗渗性能强、防火和耐久性优、隔音吸音效果好、有很好的抗震减震表面粘结强度高的优点等性能，同时也实现了对废弃物粉煤灰的附加利用，综合起来具有较高的经济价值与应用价值。在后续进一步的研究过程中，发明人对砌块的抗压及保温性能继续研究并取得了显著的成果。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种陶粒珍珠岩自保温砌块及制备方法。所述陶粒珍珠岩自保温砌块不仅吸水率、软化系数、碳化系数、抗冻性、放射性、燃烧性等指标满足标准，且整体抗压强度及导热系数关键指标超出预期，特别是吊挂试验性能优越。所述陶粒珍珠岩自保温砌块的制备方法简单易操作，易规模化生产。
本发明的技术方案为，提供一种陶粒珍珠岩自保温砌块，由如下重量百分比的原料制成：水泥30～50％、陶粒25～45％、粉煤灰5～10％、珍珠岩1～8％、减水剂0.5～1％、石灰4～10％、发泡剂0.5～1％、胶粉0.25～0.5％和水10～25％。
优选的，所述陶粒经1120～1180℃烧结制备得到，所述陶粒的含水率为10～20％，孔隙率为30～35％；陶粒粒度分为5～25mm与1～3mm两个范围，且两者重量比为4～7:1～2。
优选的，所述珍珠岩粒度为1～4mm，孔隙率为40～60％，抗压强度≥0.7Mpa，堆积密度为60～100kg/m3，导热系数0.047～0.054(W/m·k)，成球率80～95％，闭孔率≥96％。
优选的，所述发泡剂为菱镁发泡剂，泌水时间为2～10min，使用时起泡粒度为0.1～2mm，稳泡时间为20～30min。
优选的，所述胶粉堆积密度为950～1000kg/m3。
优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为15～30％。
本发明还提供一种陶粒珍珠岩自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、粉煤灰、陶粒、石灰和珍珠岩均匀混合，得混合物a；将减水剂、胶粉与水均匀混合，得混合物b；
(2)将混合物a、混合物b及发泡剂均匀混合后初凝、终凝、脱膜，得湿坯；
(3)湿坯经自然养护、养护区养护及二次自然养护后，得所述陶粒珍珠岩自保温砌块。
优选的，步骤(3)中，自然养护时间为10～15h，至湿坯含水率＜20％，转入养护区养护，养护区养护时间为24～36h，至湿坯含水率＜15％，再切割成型，进行二次自然养护，二次自然养护时间为7～10d，完毕后得到所述陶粒珍珠岩自保温砌块。自然养护即在自然条件下保持湿坯温度和湿度，使其强度正常增长；之后在养护区进行养护，通过控制温度和湿度进一步增强内部粘结力；最后二次自然养护使性能趋于稳定。
现对本发明中功能性原料的作用进行如下说明：
陶粒：具有优异的性能，如密度低、筒压强度高、孔隙率高、软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等。特别由于陶粒密度小、内部多孔、形态、成分较均一、且具一定强度和坚固性，因而具有质轻，耐腐蚀，抗冻，抗震和良好的隔绝性等多功能特点。
粉煤灰：呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，具有较高的吸附活性，颗粒的粒径范围为0.5～300μm，并且珠壁具有多孔结构，孔隙率高达50～80％，有很强的吸水性。
珍珠岩：是一种轻质、多功能新型材料，具有表观密度轻、导热系数低、化学稳定性好、使用温度范围广、吸湿能力小、且无毒、无味、防火、吸音等特点。
石灰：具有较强的碱性，在常温下，能与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反应，生成有水硬性的产物，产生胶结。
减水剂：是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性，或减少单位水泥用量，节约水泥。
胶粉：具有改善流动性能、增加触变与抗垂性、改进内聚力、延长开放时间等作用。
本发明的有益效果为：水泥作为基础组分，加入具有高强度、小粒径且材料多孔的陶粒，其在水泥中均匀分布，形成“连续-分散”结构，使得砌块在受到外力时，具有高强度结构的陶粒起骨架抗压作用，且同时能将外力通过具有“连续”结构的水泥均匀在砌块中分散开，使砌块受力更加均匀，抗压强度更高，另外由于陶粒多孔、密度小，能够在减轻砌块重量的同时，不减弱抗压强度；石灰与粉煤灰中的活性二氧化硅、三氧化二铝发生反应生成结晶状或胶体状的水化硅酸钙、硅铝酸钙产物，能够提高砌块强度，另外石灰遇水后释放热量，促使水泥水化反应，亦能提高早期强度；珍珠岩导热系数低，保温性能佳，添加之后消除了陶粒间的粒度分布断层，同时配合能够改善体系流动性能的胶粉，使得在混合时更加均匀，保温效果更为全面。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
选取如下重量百分比的原料：水泥30％、陶粒45％、粉煤灰5％、珍珠岩1％、聚羧酸减水剂1％、石灰7％、菱镁发泡剂0.5％、胶粉0.5％和水10％。
陶粒珍珠岩自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、粉煤灰、陶粒、石灰和珍珠岩混合，得混合物a；将聚羧酸减水剂、胶粉与水混合，得混合物b；
(2)将混合物a、混合物b及菱镁发泡剂混合后初凝、终凝、脱膜，得湿坯；
(3)湿坯经自然养护10h，湿坯含水率至18％，转至养护区养护36h，湿坯含水率降至12.5％，再二次自然养护7d后，得所述陶粒珍珠岩自保温砌块。
实施例2
选取如下重量百分比的原料：水泥50％、陶粒25％、粉煤灰5％、珍珠岩2％、聚羧酸减水剂0.75％、石灰4％、菱镁发泡剂0.75％、胶粉0.25％和水12.25％
陶粒珍珠岩自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、粉煤灰、陶粒、石灰和珍珠岩混合，得混合物a；将聚羧酸减水剂、胶粉与水混合，得混合物b；
(2)将混合物a、混合物b及菱镁发泡剂混合后初凝、终凝、脱膜，得湿坯；
(3)湿坯经自然养护15h，湿坯含水率至15％，转至养护区养护24h，湿坯含水率降至10％，再二次自然养护10d后，得所述陶粒珍珠岩自保温砌块。
实施例3
选取如下重量百分比的原料：水泥30％、陶粒25％、粉煤灰10％、珍珠岩8％、聚羧酸减水剂1.5％、石灰10％、菱镁发泡剂0.5％、胶粉0.5％和水12％。
陶粒珍珠岩自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水泥、粉煤灰、陶粒、石灰和珍珠岩混合，得混合物a；将聚羧酸减水剂、胶粉与水混合，得混合物b；
(2)将混合物a、混合物b及菱镁发泡剂混合后初凝、终凝、脱膜，得湿坯；
(3)湿坯经自然养护12h，湿坯含水率至16％，转至养护区养护30h，湿坯含水率降至9％，再二次自然养护8d后，得所述陶粒珍珠岩自保温砌块。
随机挑选实施例制备得到的陶粒珍珠岩自保温砌块，进行质量检测，检测结果如表1所示：
表1
检测结果表明，通过实施例制备得到的陶粒珍珠岩自保温砌块质量均满足相关标准，尤其其中导热系数指标较标准指标减小幅度大，材料保温性能极佳；立方体抗压强度平均值与单组最小值差距小，表明砌块抗压性能分布均匀，整体性能佳。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种陶粒珍珠岩自保温砌块，其特征在于，由如下重量百分比的原料制成：水泥30～50％、陶粒25～45％、粉煤灰5～10％、珍珠岩1～8％、减水剂0.5～1％、石灰4～10％、发泡剂0.5～1％、胶粉0.25～0.5％和水10～25％。
2.根据权利要求1所述的陶粒珍珠岩自保温砌块，其特征在于，所述陶粒经1120～1180℃烧结制备得到，所述陶粒的含水率为10～20％，孔隙率为30～35％；陶粒粒度分为5～25mm与1～3mm两个范围，且两者重量比为4～7:1～2。
3.根据权利要求1所述的陶粒珍珠岩自保温砌块，其特征在于，所述珍珠岩粒度为1～4mm，孔隙率为40～60％，抗压强度≥0.7Mpa，堆积密度为60～100kg/m3，导热系数0.047～0.054(W/m·k)，成球率80～95％，闭孔率≥96％。
4.根据权利要求1所述的陶粒珍珠岩自保温砌块，其特征在于，所述发泡剂为菱镁发泡剂，泌水时间为2～10min，使用时起泡粒度为0.1～2mm，稳泡时间为20～30min。
5.根据权利要求1所述的陶粒珍珠岩自保温砌块，其特征在于，所述胶粉堆积密度为950～1000kg/m3。
6.根据权利要求1所述的陶粒珍珠岩自保温砌块，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为15～30％。
7.根据权利要求1所述的陶粒珍珠岩自保温砌块，其特征在于，所述石灰中活性氧化钙含量为80～90wt.％，氧化镁含量为0.5～2wt.％，石灰堆积密度为1000～1200kg/m3。
8.权利要求1～7任一项所述的陶粒珍珠岩自保温砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将水泥、粉煤灰、陶粒、石灰和珍珠岩均匀混合，得混合物a；将减水剂、胶粉与水均匀混合，得混合物b；
(2)将混合物a、混合物b及发泡剂均匀混合后初凝、终凝、脱膜，得湿坯；
(3)湿坯经自然养护、养护区养护及二次自然养护后，得所述陶粒珍珠自保温砌块。
9.根据权利要求8所述的陶粒珍珠岩自保温砌块的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，自然养护时间为10～15h，至湿坯含水率＜20％，转入养护区养护，养护区养护时间为24～36h，至湿坯含水率＜15％，再切割成型，进行二次自然养护，二次自然养护时间为7～10d，完毕后得到所述陶粒珍珠岩自保温砌块。
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