CN108821660A - 一种加气混凝土砌块的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种加气混凝土砌块的制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明中合理使用了耐高温的聚丙烯纤维，有效阻碍骨料的离析，阻碍沉降裂缝的形成，大大提高加气混凝土砌块的抗裂性能；本发明利用脱水催化剂聚磷酸铵受热分解生成酸性物质，使成炭剂三聚氰胺上的羟基脱水炭化，形成不易燃的三维空间炭质层，在炭质层的骨架作用下最终形成多孔的海绵状泡沫炭质层，使制得的加气混凝土砌块重量轻，具有良好的保温隔热性能；本发明利用氧化石墨烯对气体分子、烟雾、固体颗粒都具有阻隔性，当氧化石墨烯均匀分散在有渗透性的聚合物基体中时，导致加气混凝土砌块的生烟能力显著下降。

Description

一种加气混凝土砌块的制备方法
技术领域
本发明涉及一种加气混凝土砌块的制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
混凝土是指按照一定的配合比将集料、胶结材料以及水混合在一起，经过养护硬化后而形成的达到一定强度的人造石。自保温型加气混凝土是一种具有微孔结构的硅酸盐材料。
随着墙体材料改革的推动，新兴的砌块材料主要有：普通空心混凝土砌块、轻集料空心混凝土砌块、加气混凝土砌块等。自保温型的加气混凝土砌块是比较理想的自节能体系墙体砌筑材料。
自保温型加气混凝土是集保温和围护为一体的墙体建筑材料，它的制备工艺过程与普通的加气混凝土相似，原材料主要选用水泥、粉煤灰、矿渣微粉和石膏。由其所砌筑的建筑外墙体系可以满足建筑节能65%的标准。自保温型加气混凝土砌块主要有以下优异性能：（1）重量轻；自保温型加气混凝土砌块的容重非常低，仅仅是常见普通建材的几分之一。（2）具有可加工性；生产原料中不选用粗骨料，可以根据客户需求进行加工处理，而且可以与一些粘结材料紧密粘结在一起，便于施工。（3）保温性能好；该材料是多孔结构体系，而且封闭气孔的体积比较大，可以起到很好的保温隔热性能，其导热系数为0.07~0.12W/(m·K），这是其他墙体建筑材料所无法比拟的。（4）A级不燃且无有害气体；该材料原材料多为无机材料，A级不燃烧且耐火性能良好，遇火无有害气体散发。（5）原料来源广泛、低能耗；生产自保温型加气混凝土的主要原材料是粉煤灰、水泥、矿渣微粉和生石灰等，生产工艺简便且利废率高。单位加气混凝土砌块的生产能耗约为56.8kg标煤，是生产同体积粘土砖能耗的50%。
节能型墙体材料的发展是我国当前建筑业的需要。在国外，新型建筑节能材料的应用已经十分普遍，固体废弃物的资源利用率比较高。而我国对于新建材的研发及应用推广起步较晚，有待更深程度的推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有加气混凝土砌块易老化易燃烧的问题，提供了一种加气混凝土砌块的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）将氧化石墨烯粉末和pH=11的氨水混合，搅拌20～30min，得混合溶液，超声分散，得分散液，离心分离，过滤，得滤液，即为氧化石墨烯分散液；
（2）按重量份数计，分别称取20～36份陶瓷废料、18～30份废弃混凝土、22～35份耐火水泥、5～9份氧化石墨烯分散液、0.1～0.3份稳泡剂、0.1～0.2份加气剂、0.3～0.7份聚丙烯纤维、10～18份去离子水，将陶瓷废料和废弃混凝土分别进行破碎、研磨，并过200目筛，得陶瓷废料细粉和废弃混凝土细粉，将陶瓷废料细粉、废弃混凝土细粉和耐火水泥混合均匀，并置于温度为50～60℃的烘箱中干燥至恒重，得混合粉料，在混合粉料中加入去离子水和聚丙烯纤维并搅拌均匀，得混合浆料，分别加入氧化石墨烯分散液、发泡材料、稳泡剂和加气剂，搅拌1～2min后立即浇注入模，静养护并蒸压养护处理后烘干，冷却至室温，即得加气混凝土砌块。
步骤（1）所述的氧化石墨烯粉末和pH=11的氨水按质量比1∶50混合。
步骤（1）所述的超声分散为在功率为200～300W下超声分散50～60min。
步骤（1）所述的离心分离为在转速1000～3000r/min下离心5～10min。
步骤（2）所述的加气剂为三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵和铝粉按质量比3∶2∶2∶6搅拌混合。
步骤（2）所述的稳泡剂为油酸、三乙醇胺和六偏磷酸钠按质量比1∶2∶1混合。
步骤（2）所述的静养护并蒸压养护处理为在40～50℃环境中静养护3～4h，养护完成后脱模送入蒸压条件为180～190℃、1.1MPa的蒸压釜进行蒸压养护7～8h。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明中合理使用了耐高温的聚丙烯纤维，在加气混凝土砌块内部形成一种乱向支撑体系，极有效的控制加气混凝土砌块的塑性收缩、干缩、老化等非结构性裂缝的产生和发展；有效阻碍骨料的离析，阻碍沉降裂缝的形成，大大提高加气混凝土砌块的抗裂性能；
（2）本发明利用脱水催化剂聚磷酸铵受热分解生成酸性物质，使成炭剂三聚氰胺上的羟基脱水炭化，形成不易燃的三维空间炭质层，该炭质层在涂料膨胀时起到骨架的作用，发泡剂季戊四醇受热分解放出惰性气体，该气体使呈熔融状态的成膜物质起泡膨胀，在炭质层的骨架作用下最终形成多孔的海绵状泡沫炭质层，加气剂铝粉进行发气，使制得的加气混凝土砌块重量轻，具有良好的保温隔热性能；
（3）本发明利用氧化石墨烯对气体分子、烟雾、固体颗粒都具有阻隔性，加气混凝土砌块在受热过程中产生的气体、烟炱可以从聚合物分子链间的较大空间穿过，逸出至空气中形成烟，而当氧化石墨烯均匀分散在有渗透性的聚合物基体中时，因为基体中存在氧化石墨烯作为屏障，这些小分子物质只能沿氧化石墨烯片层之间的缝隙和表面扩散，要穿过更长更曲折的路径才能逸出，在此过程中，大量固体颗粒沉积在泡孔的泡壁上和缝隙中，导致加气混凝土砌块的生烟能力显著下降。
具体实施方式
按质量比1∶50将氧化石墨烯和pH=11的氨水混合，搅拌20～30min，得混合溶液，在功率为200～300W下超声分散50～60min，得分散液，在转速1000～3000r/min下离心5～10min，过滤，得滤液，即为氧化石墨烯分散液；按重量份数计，分别称取20～36份陶瓷废料、18～30份废弃混凝土、22～35份耐火水泥、5～9份氧化石墨烯分散液、0.3～0.7份发泡材料、0.1～0.3份稳泡剂、0.1～0.2份加气剂、0.3～0.7份聚丙烯纤维、10～18份去离子水，将陶瓷废料和废弃混凝土分别进行破碎、研磨，并过200目筛，得陶瓷废料细粉和废弃混凝土细粉，将陶瓷废料细粉、废弃混凝土细粉和耐火水泥混合均匀，并置于温度为50～60℃的烘箱中干燥至恒重，得混合粉料，在混合粉料中加入去离子水和聚丙烯纤维并搅拌均匀，得混合浆料，分别加入氧化石墨烯分散液、发泡材料、稳泡剂和加气剂，搅拌1～2min后立即浇注入模，在40～50℃环境中静养护3～4h，养护完成后脱模送入蒸压条件为180～190℃、1.1MPa的蒸压釜进行蒸压养护7～8h后烘干，冷却至室温，即得加气混凝土砌块。
实例1
按质量比1∶50将氧化石墨烯和pH=11的氨水混合，搅拌20min，得混合溶液，在功率为200W下超声分散50min，得分散液，在转速1000r/min下离心5min，过滤，得滤液，即为氧化石墨烯分散液；按重量份数计，分别称取20份陶瓷废料、18份废弃混凝土、22份耐火水泥、5份氧化石墨烯分散液、0.3份发泡材料、0.1份稳泡剂、0.1份加气剂、0.3份聚丙烯纤维、10份去离子水，将陶瓷废料和废弃混凝土分别进行破碎、研磨，并过200目筛，得陶瓷废料细粉和废弃混凝土细粉，将陶瓷废料细粉、废弃混凝土细粉和耐火水泥混合均匀，并置于温度为50℃的烘箱中干燥至恒重，得混合粉料，在混合粉料中加入去离子水和聚丙烯纤维并搅拌均匀，得混合浆料，分别加入氧化石墨烯分散液、发泡材料、稳泡剂和加气剂，搅拌1min后立即浇注入模，在40℃环境中静养护3h，养护完成后脱模送入蒸压条件为180℃、1.1MPa的蒸压釜进行蒸压养护7h后烘干，冷却至室温，即得加气混凝土砌块。
实例2
按质量比1∶50将氧化石墨烯和pH=11的氨水混合，搅拌25min，得混合溶液，在功率为250W下超声分散55min，得分散液，在转速2000r/min下离心8min，过滤，得滤液，即为氧化石墨烯分散液；按重量份数计，分别称取28份陶瓷废料、24份废弃混凝土、29份耐火水泥、7份氧化石墨烯分散液、0.5份发泡材料、0.2份稳泡剂、0.1份加气剂、0.5份聚丙烯纤维、14份去离子水，将陶瓷废料和废弃混凝土分别进行破碎、研磨，并过200目筛，得陶瓷废料细粉和废弃混凝土细粉，将陶瓷废料细粉、废弃混凝土细粉和耐火水泥混合均匀，并置于温度为55℃的烘箱中干燥至恒重，得混合粉料，在混合粉料中加入去离子水和聚丙烯纤维并搅拌均匀，得混合浆料，分别加入氧化石墨烯分散液、发泡材料、稳泡剂和加气剂，搅拌1min后立即浇注入模，在45℃环境中静养护3h，养护完成后脱模送入蒸压条件为185℃、1.1MPa的蒸压釜进行蒸压养护7h后烘干，冷却至室温，即得加气混凝土砌块。
实例3
按质量比1∶50将氧化石墨烯和pH=11的氨水混合，搅拌30min，得混合溶液，在功率为300W下超声分散60min，得分散液，在转速3000r/min下离心10min，过滤，得滤液，即为氧化石墨烯分散液；按重量份数计，分别称取36份陶瓷废料、30份废弃混凝土、35份耐火水泥、9份氧化石墨烯分散液、0.7份发泡材料、0.3份稳泡剂、0.2份加气剂、0.7份聚丙烯纤维、18份去离子水，将陶瓷废料和废弃混凝土分别进行破碎、研磨，并过200目筛，得陶瓷废料细粉和废弃混凝土细粉，将陶瓷废料细粉、废弃混凝土细粉和耐火水泥混合均匀，并置于温度为60℃的烘箱中干燥至恒重，得混合粉料，在混合粉料中加入去离子水和聚丙烯纤维并搅拌均匀，得混合浆料，分别加入氧化石墨烯分散液、发泡材料、稳泡剂和加气剂，搅拌2min后立即浇注入模，在50℃环境中静养护4h，养护完成后脱模送入蒸压条件为190℃、1.1MPa的蒸压釜进行蒸压养护8h后烘干，冷却至室温，即得加气混凝土砌块。
对照例：江苏某公司生产的加气混凝土砌块。
将实例及对照例的加气混凝土砌块进行检测，具体检测如下：
抗压强度测试：依照GB/T11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》中相关试验方法，选用万能压力试验机，对加气混凝土砌块进行抗压强度测试。
导热系数测试：采用IMDRY3001智能型双平板导热系数测定仪测定自保温型加气混凝土的导热系数，试件尺寸为300mm×300mm×20mm。
具体检测结果如表1。
表1性能表征对比表
检测项目 实例1 实例2 实例3 对照例
抗压强度/MPa 1.52 1.63 1.59 0.81
导热系数/W/(m·K) 0.0779 0.0811 0.0789 0.1113
由表1可知，本发明制备的加气混凝土砌块具有良好的抗压强度和导热性能。

Claims (7)

1.一种加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将氧化石墨烯粉末和pH=11的氨水混合，搅拌20～30min，得混合溶液，超声分散，得分散液，离心分离，过滤，得滤液，即为氧化石墨烯分散液；
（2）按重量份数计，分别称取20～36份陶瓷废料、18～30份废弃混凝土、22～35份耐火水泥、5～9份氧化石墨烯分散液、0.1～0.3份稳泡剂、0.1～0.2份加气剂、0.3～0.7份聚丙烯纤维、10～18份去离子水，将陶瓷废料和废弃混凝土分别进行破碎、研磨，并过200目筛，得陶瓷废料细粉和废弃混凝土细粉，将陶瓷废料细粉、废弃混凝土细粉和耐火水泥混合均匀，并置于温度为50～60℃的烘箱中干燥至恒重，得混合粉料，在混合粉料中加入去离子水和聚丙烯纤维并搅拌均匀，得混合浆料，分别加入氧化石墨烯分散液、发泡材料、稳泡剂和加气剂，搅拌1～2min后立即浇注入模，静养护并蒸压养护处理后烘干，冷却至室温，即得加气混凝土砌块。
2.根据权利要求1所述的一种加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的氧化石墨烯粉末和pH=11的氨水按质量比1∶50混合。
3.根据权利要求1所述的一种加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的超声分散为在功率为200～300W下超声分散50～60min。
4.根据权利要求1所述的一种加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的离心分离为在转速1000～3000r/min下离心5～10min。
5.根据权利要求1所述的一种加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的加气剂为三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵和铝粉按质量比3∶2∶2∶6搅拌混合。
6.根据权利要求1所述的一种加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的稳泡剂为油酸、三乙醇胺和六偏磷酸钠按质量比1∶2∶1混合。
7.根据权利要求1所述的一种加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的静养护并蒸压养护处理为在40～50℃环境中静养护3～4h，养护完成后脱模送入蒸压条件为180～190℃、1.1MPa的蒸压釜进行蒸压养护7～8h。
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