CN108947442A - 一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板 - Google Patents

一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板。由如下重量份数的原料制成：陶瓷废渣粉45‑66份，生石灰10‑15份，水泥6‑10份，石膏3‑5份，铝粉2‑5份，硅铁粉3‑6份，尾矿粉3‑10份，氧化镁1‑3份，水50‑120份。本发明利用自主研发的配方克服了加气混凝土领域一直认为硅质物料粒径不能小于180‑200目，超细粉应用问题的瓶颈，有效解决了陶瓷废渣粉颗粒细小，比表面积大，吸水率高，难分散，粘度大，料浆浇注稳定性差的难题。

Description

一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板
技术领域
本发明属于工业和民用建筑的承重或围护填充结构技术领域，具体涉及一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板。
背景技术
早在1958年，我国就开始研究蒸养粉煤灰加气混凝土。长期以来，粉煤灰制备加气砌块已进行大量研究，从原材料选择、配方设计、浇注稳定性、生产工艺、产品的力学性能、吸水性、干燥收缩性、耐久性、碳化性能到产品的改性，形成了较为成熟的制备工艺。虽然粉煤灰加气砌块已逐步形成了稳定的制备工艺，但其强度偏低、脆性大、吸水率偏高、抗冻融性差、碳化能力低、干湿循环性差、砌墙后容易开裂产生裂缝。
石英尾砂易磨性差，晶体结构致密，水化反应活性低，导致尾砂有效利用率偏低，同时存在废料浆未回收利用易产生二次污染等问题。研究者只是研究了干密度和抗压强度，而对石英尾砂的理化性质、火山灰活性及加气砌块的抗冻性、吸水性、碳化性能等性能指标缺乏科学的评价，对浇注稳定性、静停养护和蒸压养护制度等关键的技术参数也研究甚少。此外，多数B05级以上的产品，强度较低，导热系数较大，且易产生开裂鼓起等缺陷。
郑文新用活化剂对黄金尾矿预活化处理激发尾矿的活性后作为硅质原料制备B06级加气砌块；王长龙等人利用磨细的低硅铁尾矿添加部分高硅原料作为硅源制备了密度为637kg/m3、抗压强度为4.31MPa的加气砌块；钱嘉伟利用铜尾矿替代32％的硅砂制备B06级加气砌块；Xiao-yan Huang等人利用铜尾矿和水淬高炉矿渣制备蒸压加气混凝土，因这两种原料中SiO2、CaO和MgO含量较高，无需添加生石灰即可满足钙质原料的需求，减少了石灰石的煅烧。但原料中MgO含量过高，因其消化极慢，会在坯体硬化之后或在蒸压过程中继续消化，造成体积膨胀而破坏坯体。尾矿类加气砌块有利于尾矿的回收再利用，为解决尾矿造成的环境问题提供了有益的参考，但因以下几点原因使得尾矿质加气砌块只是处于实验阶段并未实现工业化生产。一是，尾矿颗粒较粗，使用前需要磨细来提高其活性；二是，尾矿含有的矿物种类复杂，且其所含有的石英态SiO2极少，大部分SiO2存在于各类矿物中，活性低，需使用活化剂激活。
陶瓷废渣的粒径细小，D50仅为11.96μm。从反应活性方面分析，这显然可以增大反应面积，有利于提高SiO2的溶出率，加速SiO2与CaO的反应，为制品强度提供了保证。但是，从对材料制备的影响方面分析，由于陶瓷废渣粉太细，料浆稠化快，粘度大，势必会阻碍铝粉发气成孔，难以保证浇注稳定性。传统的粉煤灰和石英砂蒸压加气混凝土普遍存在强度低、导热系数高、抗冻性能差等缺陷，在使用过程中易出现起鼓、开裂及脱皮等严重影响建筑质量和使用寿命等问题，更谈不上在自保温体系和承重方面得以应用。外墙板与钢结构连接节点作为重要的连接预埋件，直接影响外墙板的安全性和功能性。但是，国内针对外墙板与钢结构连接节点的试验和理论研究大都停留在定性描述阶段，不能直接进行工程设计应用实践
发明内容
本发明的目的在于提供一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板。
一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板，由如下重量份数的原料制成：陶瓷废渣粉45-66份，生石灰10-15份，水泥6-10份，石膏3-5份，铝粉2-5份，硅铁粉3-6份，尾矿粉3-10份，氧化镁1-3份，水50-120份。
所述尾矿粉为磷尾矿粉，钼尾矿粉，铁尾矿粉，铝尾矿粉中的一种或一种以上。
所述原料包括松香、树脂、烷基苯磺酸钠、脂肪醇磺酸钠、白糖、木钙中的一种或一种以上，用量为0.1-0.3份。
所述原料包括水玻璃、六偏磷酸钠、硼砂中的一种或一种以上，用量为0.5-1.5份。
所述原料还包括表面活性剂，所述表面活性剂是将油酸、聚乙烯醇、三乙醇胺、蛋白、纤维素、甲苯碘酸钠和水按重量比1：1：2：1：2：1：4配合而成；用量为120-180g/m3。
所述原料还包括玄武岩纤维或木质纤维；用量为30-70g/m3。
上述蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，称取陶瓷废渣粉45-66份，作为硅质原料；生石灰10-15份，作为钙质原料；水泥6-10份，作为坯体增强剂；石膏3-5份，作为调节剂；铝粉2-5份，硅铁粉3-6份，作为混合物为发气剂；混合上述物料，制成混合物料A；
(2)按照重量份数，称取尾矿粉3-10份，氧化镁1-3份，混合均匀，制成混合物料B；
(3)将混合物料A，混合物料B和水50-120份混合并搅拌均匀；
(4)将钢筋进行除锈、调直、切断、焊接、防锈涂料浸渍和烘干，制成钢筋网片；将经过防锈处理的钢筋网片，按工艺要求的尺寸规格和相对位置组合后，固定在鞍架的钢钎上；
(5)将步骤(3)制备的混合料浆注入模箱中成型；然后将步骤(4)组装好的钢筋网片插入模箱内；
(6)料浆注模后置于温度为50-55℃和湿度75-80％的预养室，使料浆加速稠化、硬化形成坯体；
(7)从达到切割强度的坯体中将钢钎拔出，对坯体进行分割及外形加工，使之达到外观尺寸要求，制成成品。
本发明使用复合加气技术，使混凝土中的孔径分布更加合理，生成的孔更加均匀、更细小，内表面密实光滑，气孔尺寸不超过1mm，而且内表面没有普通加气混凝土孔壁所特有的条状裂缝，提高了本产品的强度及抗冻性、降低了导热性和吸水性。采用复合加气技术，利用铝粉和硅铁粉混合物作加气剂，其原理如下：
①水剂型铝粉膏
铝粉膏在加气混凝土中的作用是在料浆中进行化学反应，生成气体并形成细小、均匀的气孔，使加气混凝土具有多孔结构。铝属于活泼的金属，与水反应并置换出水中的氢，生成H2。其化学反应式为：
2Al+6H2O＝2Al(OH)3+3H2↑
铝粉易被氧化，生成氧化铝保护膜，阻碍了铝粉与水反应。在碱性环境中，碱性物质可将氧化铝膜溶解，促进铝与水反应，生成凝胶状物质Al(OH)3，阻碍铝与水进一步反应，但Al(OH)3能溶解在碱性溶液中生成铝酸盐，促进铝可不断与水继续反应生成氢气，直至铝粉消耗尽。
在加气混凝土的料浆中，Ca(OH)2为碱性物质，铝与水的反应可写为：
2Al+3Ca(OH)2+6H2O＝3CaO·Al2O3·6H2O+3H2↑
②硅铁粉
硅铁粉在加气混凝土中的作用是在碱性料浆中进行化学反应，生成氢气，形成多孔结构。
FeSi2+2Ca(OH)2+3H2O＝2CaSiO3+FeO+5H2↑
按一定比例复配铝粉与硅铁粉(细度为5000cm2/g)，两种加气剂协同作用，使混凝土中的孔径分布更加合理，生成孔更加均匀、更细小，内表面密实光滑，气孔尺寸不超过1mm。
本发明的有益效果：本发明利用自主研发的配方克服了加气混凝土领域一直认为硅质物料粒径不能小于180-200目，超细粉应用问题的瓶颈，有效解决了陶瓷废渣粉颗粒细小，比表面积大，吸水率高，难分散，粘度大，料浆浇注稳定性差(塌模、冒泡、收缩下沉等)的难题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板，由如下重量份数的原料制成：陶瓷废渣粉50份，生石灰12份，水泥7份，石膏4份，铝粉3份，硅铁粉5份，磷尾矿粉6份，氧化镁2份，水100份。
上述蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，称取陶瓷废渣粉50份，作为硅质原料；生石灰12份，作为钙质原料；水泥7份，作为坯体增强剂；石膏4份，作为调节剂；铝粉3份，硅铁粉5份，作为混合物为发气剂；混合上述物料，制成混合物料A；
(2)按照重量份数，称取磷尾矿粉6份，氧化镁2份，混合均匀，制成混合物料B；
(3)将混合物料A，混合物料B和水100份混合并搅拌均匀；
(4)将钢筋进行除锈、调直、切断、焊接、防锈涂料浸渍和烘干，制成钢筋网片；将经过防锈处理的钢筋网片，按工艺要求的尺寸规格和相对位置组合后，固定在鞍架的钢钎上；
(5)将步骤(3)制备的混合料浆注入模箱中成型；然后将步骤(4)组装好的钢筋网片插入模箱内；
(6)料浆注模后置于温度为52℃和湿度78％的预养室，使料浆加速稠化、硬化形成坯体；
(7)从达到切割强度的坯体中将钢钎拔出，对坯体进行分割及外形加工，使之达到外观尺寸要求，制成成品。
实施例2
一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板，由如下重量份数的原料制成：陶瓷废渣粉45份，生石灰10份，水泥6份，石膏3份，铝粉2份，硅铁粉3份，钼尾矿粉3份，氧化镁1份，水50份。
上述蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，称取陶瓷废渣粉45份，作为硅质原料；生石灰10份，作为钙质原料；水泥6份，作为坯体增强剂；石膏3份，作为调节剂；铝粉2份，硅铁粉3份，作为混合物为发气剂；混合上述物料，制成混合物料A；
(2)按照重量份数，称取钼尾矿粉3份，氧化镁1份，混合均匀，制成混合物料B；
(3)将混合物料A，混合物料B和水50份混合并搅拌均匀；
(4)将钢筋进行除锈、调直、切断、焊接、防锈涂料浸渍和烘干，制成钢筋网片；将经过防锈处理的钢筋网片，按工艺要求的尺寸规格和相对位置组合后，固定在鞍架的钢钎上；
(5)将步骤(3)制备的混合料浆注入模箱中成型；然后将步骤(4)组装好的钢筋网片插入模箱内；
(6)料浆注模后置于温度为50℃和湿度75％的预养室，使料浆加速稠化、硬化形成坯体；
(7)从达到切割强度的坯体中将钢钎拔出，对坯体进行分割及外形加工，使之达到外观尺寸要求，制成成品。
实施例3
一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板，由如下重量份数的原料制成：陶瓷废渣粉66份，生石灰15份，水泥10份，石膏5份，铝粉5份，硅铁粉6份，铁尾矿粉10份，氧化镁3份，水120份。
上述蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，称取陶瓷废渣粉66份，作为硅质原料；生石灰15份，作为钙质原料；水泥10份，作为坯体增强剂；石膏5份，作为调节剂；铝粉5份，硅铁粉6份，作为混合物为发气剂；混合上述物料，制成混合物料A；
(2)按照重量份数，称取铁尾矿粉10份，氧化镁3份，混合均匀，制成混合物料B；
(3)将混合物料A，混合物料B和水120份混合并搅拌均匀；
(4)将钢筋进行除锈、调直、切断、焊接、防锈涂料浸渍和烘干，制成钢筋网片；将经过防锈处理的钢筋网片，按工艺要求的尺寸规格和相对位置组合后，固定在鞍架的钢钎上；
(5)将步骤(3)制备的混合料浆注入模箱中成型；然后将步骤(4)组装好的钢筋网片插入模箱内；
(6)料浆注模后置于温度为55℃和湿度80％的预养室，使料浆加速稠化、硬化形成坯体；
(7)从达到切割强度的坯体中将钢钎拔出，对坯体进行分割及外形加工，使之达到外观尺寸要求，制成成品。
实施例4
一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板，由如下重量份数的原料制成：陶瓷废渣粉50份，生石灰12份，水泥7份，石膏4份，铝粉3份，硅铁粉5份，磷尾矿粉6份，氧化镁2份，脂肪醇磺酸钠0.2份，水100份。
上述蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，称取陶瓷废渣粉50份，作为硅质原料；生石灰12份，作为钙质原料；水泥7份，作为坯体增强剂；石膏4份，作为调节剂；铝粉3份，硅铁粉5份，作为混合物为发气剂；混合上述物料，制成混合物料A；
(2)按照重量份数，称取磷尾矿粉6份，氧化镁2份，脂肪醇磺酸钠0.2份，混合均匀，制成混合物料B；
(3)将混合物料A，混合物料B和水100份混合并搅拌均匀；
(4)将钢筋进行除锈、调直、切断、焊接、防锈涂料浸渍和烘干，制成钢筋网片；将经过防锈处理的钢筋网片，按工艺要求的尺寸规格和相对位置组合后，固定在鞍架的钢钎上；
(5)将步骤(3)制备的混合料浆注入模箱中成型；然后将步骤(4)组装好的钢筋网片插入模箱内；
(6)料浆注模后置于温度为52℃和湿度78％的预养室，使料浆加速稠化、硬化形成坯体；
(7)从达到切割强度的坯体中将钢钎拔出，对坯体进行分割及外形加工，使之达到外观尺寸要求，制成成品。
实施例5
一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板，由如下重量份数的原料制成：陶瓷废渣粉50份，生石灰12份，水泥7份，石膏4份，铝粉3份，硅铁粉5份，磷尾矿粉6份，氧化镁2份，硼砂1份，水100份。
上述蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，称取陶瓷废渣粉50份，作为硅质原料；生石灰12份，作为钙质原料；水泥7份，作为坯体增强剂；石膏4份，作为调节剂；铝粉3份，硅铁粉5份，作为混合物为发气剂；混合上述物料，制成混合物料A；
(2)按照重量份数，称取磷尾矿粉6份，氧化镁2份，硼砂1份，混合均匀，制成混合物料B；
(3)将混合物料A，混合物料B和水100份混合并搅拌均匀；
(4)将钢筋进行除锈、调直、切断、焊接、防锈涂料浸渍和烘干，制成钢筋网片；将经过防锈处理的钢筋网片，按工艺要求的尺寸规格和相对位置组合后，固定在鞍架的钢钎上；
(5)将步骤(3)制备的混合料浆注入模箱中成型；然后将步骤(4)组装好的钢筋网片插入模箱内；
(6)料浆注模后置于温度为52℃和湿度78％的预养室，使料浆加速稠化、硬化形成坯体；
(7)从达到切割强度的坯体中将钢钎拔出，对坯体进行分割及外形加工，使之达到外观尺寸要求，制成成品。
实施例6
一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板，由如下重量份数的原料制成：陶瓷废渣粉50份，生石灰12份，水泥7份，石膏4份，铝粉3份，硅铁粉5份，磷尾矿粉6份，氧化镁2份，Sr2(Ni Os O6)晶体1份，水100份。
上述蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，称取陶瓷废渣粉50份，作为硅质原料；生石灰12份，作为钙质原料；水泥7份，作为坯体增强剂；石膏4份，作为调节剂；铝粉3份，硅铁粉5份，作为混合物为发气剂；混合上述物料，制成混合物料A；
(2)按照重量份数，称取磷尾矿粉6份，氧化镁2份，Sr2(Ni Os O6)晶体1份，混合均匀，制成混合物料B；
(3)将混合物料A，混合物料B和水100份混合并搅拌均匀；
(4)将钢筋进行除锈、调直、切断、焊接、防锈涂料浸渍和烘干，制成钢筋网片；将经过防锈处理的钢筋网片，按工艺要求的尺寸规格和相对位置组合后，固定在鞍架的钢钎上；
(5)将步骤(3)制备的混合料浆注入模箱中成型；然后将步骤(4)组装好的钢筋网片插入模箱内；
(6)料浆注模后置于温度为52℃和湿度78％的预养室，使料浆加速稠化、硬化形成坯体；
(7)从达到切割强度的坯体中将钢钎拔出，对坯体进行分割及外形加工，使之达到外观尺寸要求，制成成品。
实施例7
一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板，由如下重量份数的原料制成：陶瓷废渣粉50份，生石灰12份，水泥7份，石膏4份，铝粉3份，硅铁粉5份，磷尾矿粉6份，氧化镁2份，SrCu2(PO4)2晶体1份，水100份。
上述蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，称取陶瓷废渣粉50份，作为硅质原料；生石灰12份，作为钙质原料；水泥7份，作为坯体增强剂；石膏4份，作为调节剂；铝粉3份，硅铁粉5份，作为混合物为发气剂；混合上述物料，制成混合物料A；
(2)按照重量份数，称取磷尾矿粉6份，氧化镁2份，Sr Cu2(PO4)2晶体1份，混合均匀，制成混合物料B；
(3)将混合物料A，混合物料B和水100份混合并搅拌均匀；
(4)将钢筋进行除锈、调直、切断、焊接、防锈涂料浸渍和烘干，制成钢筋网片；将经过防锈处理的钢筋网片，按工艺要求的尺寸规格和相对位置组合后，固定在鞍架的钢钎上；
(5)将步骤(3)制备的混合料浆注入模箱中成型；然后将步骤(4)组装好的钢筋网片插入模箱内；
(6)料浆注模后置于温度为52℃和湿度78％的预养室，使料浆加速稠化、硬化形成坯体；
(7)从达到切割强度的坯体中将钢钎拔出，对坯体进行分割及外形加工，使之达到外观尺寸要求，制成成品。
实验例：
按照国家标准《蒸压加气混凝土板》GB15762-2008的要求成型试件，测试干密度、力学性能、导热系数，测试结果见表1-2：
表1
注：*代表与实施例1组比较P<0.05。
由表1可以看出，实施例1-7的干密度均低于470kg/m3，优于市售产品，其中，实施例6的产品显著低于实施例1的干密度；实施例1-7的导热系数均低于0.090，优于市售产品，实施例5-6的导热系数显著低于实施例1，效果更优。
表2
注：*代表与实施例1组比较P<0.05；**P<0.01。
由表2可以看出，实施例5和实施例6的抗压强度显著高于实施例1。

Claims (7)

1.一种蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：陶瓷废渣粉45-66份，生石灰10-15份，水泥6-10份，石膏3-5份，铝粉2-5份，硅铁粉3-6份，尾矿粉3-10份，氧化镁1-3份，水50-120份。
2.根据权利要求1所述蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板，其特征在于，所述尾矿粉为磷尾矿粉，钼尾矿粉，铁尾矿粉，铝尾矿粉中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板，其特征在于，所述原料包括松香、树脂、烷基苯磺酸钠、脂肪醇磺酸钠、白糖、木钙中的一种或一种以上，用量为0.1-0.3份。
4.根据权利要求1所述蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板，其特征在于，所述原料包括水玻璃、六偏磷酸钠、硼砂中的一种或一种以上，用量为0.5-1.5份。
5.根据权利要求1所述蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板，其特征在于，所述原料还包括表面活性剂，所述表面活性剂是将油酸、聚乙烯醇、三乙醇胺、蛋白、纤维素、甲苯碘酸钠和水按重量比1：1：2：1：2：1：4配合而成；用量为120-180g/m3。
6.根据权利要求1所述蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板，其特征在于，所述原料还包括玄武岩纤维或木质纤维；用量为30-70g/m3。
7.权利要求1所述蒸压瓷粉加气混凝土自保温墙板的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
(1)按照重量份数，称取陶瓷废渣粉45-66份，作为硅质原料；生石灰10-15份，作为钙质原料；水泥6-10份，作为坯体增强剂；石膏3-5份，作为调节剂；铝粉2-5份，硅铁粉3-6份，作为混合物为发气剂；混合上述物料，制成混合物料A；
(2)按照重量份数，称取尾矿粉3-10份，氧化镁1-3份，混合均匀，制成混合物料B；
(3)将混合物料A，混合物料B和水50-120份混合并搅拌均匀；
(4)将钢筋进行除锈、调直、切断、焊接、防锈涂料浸渍和烘干，制成钢筋网片；将经过防锈处理的钢筋网片，按工艺要求的尺寸规格和相对位置组合后，固定在鞍架的钢钎上；
(5)将步骤(3)制备的混合料浆注入模箱中成型；然后将步骤(4)组装好的钢筋网片插入模箱内；
(6)料浆注模后置于温度为50-55℃和湿度75-80％的预养室，使料浆加速稠化、硬化形成坯体；
(7)从达到切割强度的坯体中将钢钎拔出，对坯体进行分割及外形加工，使之达到外观尺寸要求，制成成品。
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