CN109354509A - 一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法，解决现有技术中加气磷石膏基混凝土砌块一次性投资大，能耗较高，易开裂的问题。本发明的制备方法为：备料：磷石膏40‑60份、矿渣粉5‑15份、电石渣5‑10份、粉煤灰5‑15份、水泥25‑40份、硅溶胶0.1‑0.15份、铝粉膏0.07‑0.1份；将原料加入搅拌槽，加热水搅拌后，再加铝粉膏搅拌，得混合料浆；将混合料浆马上自搅拌槽放出经溜槽流入钢制模具中，浇注完工后经轨道送至养护区发泡硬化；将养护硬化后的浇注料切割成砌块，常温保湿养护；而后经轨道移入自然干燥脱水区堆存，经检测合格后即可作成品。本发明能充分利用工业副产，减小投资，降低能耗，制得产品质量好，不易开裂。

Description

一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法。

背景技术

我国是全球第一的磷肥生产大国，但副产物磷石膏实际利用率不到30％，堆存量已超过3亿吨，并且每年新增堆存量5000万吨，新增占地超过4000公顷。大量磷石膏的堆存除占用大面积土地外，还可能带来粉尘、地下水和土壤污染等环境问题以及滑坡等灾害，成为制约磷肥行业发展的一大瓶颈。如何综合利用磷石膏是我国乃至世界亟待解决的问题。试验表明，副产物磷石膏经科学适当处理，可变废为宝。石膏制品在一定温度范围内具有独特的“呼吸”功能，自动调节室内的温湿度，对提高室内的舒适度有一定作用，也不会因干湿循环而产生开裂。石膏制品表观密度低，防火等级为A1级，防火极限2小时以上，是水泥制品的2倍，且不释放有害有毒的物质。石膏制品具有调湿、轻质、隔热、隔声、耐火、不开裂等优点，但其耐水性较差。

加气磷石膏基混凝土砌块是一种利废、节能的新型墙体填充材料，具有轻质、保温隔热、吸声隔音、抗震防火等优点。目前已知的加气混凝土制品，都是水泥-矿渣-砂、水泥-石灰-粉煤灰、水泥-石灰-砂或各种尾矿(利于当地的资源代替砂做硅质原料)系列，加气混凝土产品往往需要经过高温、高压、较长时间(183～197℃、1.0～1.5MPa、8～12h)的养护过程，一次性投资大，能耗较高，因而产品的生产成本较高。蒸压加气混凝土砌块干燥收缩值偏大，应用过程中随着环境温度、湿度的变化，容易开裂，影响加气混凝土砌块这种新型建材的推广应用。

因此，提供一种磷石膏基混凝土砌块的制备方法，能免蒸压，减小投资，降低能耗，提升产品质量，不易开裂，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法，解决现有技术中加气磷石膏基混凝土砌块一次性投资大，能耗较高，易开裂的问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所述的一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法，包括以下步骤：

步骤1.配料：按重量份准备以下原料：磷石膏40-60份、矿渣粉5-15份、电石渣5-10份、粉煤灰5-15份、水泥25-40份、硅溶胶0.1-0.15份、铝粉膏0.07-0.1份；

步骤2.制浆：将步骤1准备好的原料加入搅拌槽，加热水搅拌后，再加铝粉膏搅拌，得混合料浆；

步骤3.混合料浆浇注制模：将搅拌好的混合料浆马上自搅拌槽放出经溜槽流入钢制模具中，浇注完工后经轨道送至养护区发泡硬化，养护条件为常温保湿养护；

步骤4.坯体切割养护：将经步骤3养护硬化后的浇注料切割成砌块，而后再进行常温保湿养护；

步骤5.砌块干燥脱水：将经步骤4养护后的砌块经轨道移入自然干燥脱水区堆存，经检测合格后即可作成品。

进一步地，所述磷石膏中CaSO₄·2H₂O的含量≥75.0wt％。

进一步地，还包括磷石膏的前处理过程，具体为：视磷石膏的残酸情况，机械搅拌加入磷石膏质量4-6％的电石渣搅匀，然后陈化5-7天，使陈化后的磷石膏PH≥7，再粉碎成细粉，确保细粉30目筛通过率≥95％，再作为磷石膏原料备用。

进一步地，步骤1中，磷石膏按干基计，其重量份为40-60份；电石渣按干基计，其重量份为5～10份。

进一步地，所述步骤2中，加入热水的量为原料总量的63-73wt％，热水的温度为50～70℃，搅拌时间3～5分钟。

进一步地，所述步骤2中，加入铝粉膏重量份为0.07～0.1份，加入铝粉膏后的搅拌时间为30～50秒。

进一步地，所述步骤3中常温保湿养护的条件为温度20～70℃，相对湿度80～90％，养护时间为20～24小时。

进一步地，所述步骤4中常温保湿养护的条件为温度20～70℃，相对湿度80～90％，养护周期为10～15天。

进一步地，所述步骤中切割后的边角余料返回制浆工序，与原料一起制浆。

进一步地，所述矿渣粉活性指数大于等于S95；

所述电石渣按干基计，含有效CaO≥40.0wt％。

所述粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰；

所述水泥为P.O.42.5R水泥；

所述硅溶胶中SiO₂含量为30～31wt％，Na₂O含量≤0.3wt％，比重为1.19～1.21，PH值为8.5～10.0；

所述铝粉膏为水剂型铝粉膏。

本发明中的磷石膏，来源于工业副产，作为本发明的免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块的基材，要求CaSO₄·2H₂O含量≥75.0％；且该磷石膏可用钛石膏、脱硫石膏、氟石膏替代，要求CaSO₄·2H₂O含量≥75.0％。

本发明中的矿渣粉来源于工业副产，是用水淬高炉矿渣，经干燥，粉磨等工艺处理后得到的高细度，高活性粉料，具有火山灰作用，能增加混凝土砌块抗压、抗拉、抗弯、抗剪强度，遵照GB/T18046-2000选用活性指数达S95或以上级的。

本发明中的电石渣来源于工业副产，是由电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙(Ca(OH)₂)为主要成分的废渣，作为矿渣粉胶凝性能的激发剂，要求干基含有效CaO≥40.0％。

本发明中的粉煤灰来源于工业副产，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，粉煤灰中活性SiO₂、活性Al₂O₃和f-CaO(游离氧化钙)都是活性的有利成分，是一种人工火山灰质混合材料。在混凝土中掺加粉煤灰可节约水泥和其它骨料，减少用水量，改善了混凝土拌和物的和易性，减少水化热、热能膨胀性，提高混凝土抗渗能力，增加混凝土砌块的一定强度。遵照GB/T1596-2005选用F类Ⅱ级粉煤灰。

本发明中的水泥作为粉状水硬性无机胶凝材料之一，加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把磷石膏等固体材料牢固地胶结在一起，通过一定时间的养护为混凝土砌块提供一定强度。遵照GB/T175-2007选用P.O.42.5R水泥。

本发明中的硅溶胶具有较大的比表面积和吸附性，较好的粘结性和良好的耐高温性，耐水性，抗滑性等高度分散性，无污染性。选用SiO₂含量30～31％，Na₂O含量≤0.3％，比重1.19～1.21，PH值8.5～10.0的碱性硅溶胶。

本发明中的发泡剂选用铝粉膏，铝粉膏中的铝粉在加气混凝土料浆中能与碱性物质反应放出氢气，产生气泡，使加气混凝土料浆均匀膨胀形成多孔结构。铝是比较活泼的金属，比重仅为2.7，每1克铝在标准状态下能产生1.24L氢气，因而用量少，生产成本低，工艺也很好控制。遵照JC/T407-2000选用水剂型铝粉膏。

本发明主要原理如下：

其一，水泥的凝结和硬化，是一个复杂的物理-化学过程，按结晶理论认为水泥熟料矿物水化以后生成的晶体物质相互交错，聚结在一起从而使整个物料凝结并硬化。按胶体理论认为水化后生成大量的胶体物质，这些胶体物质由于外部干燥失水，或由于内部未水化颗粒的继续水化，于是产生"内吸作用"而失水，从而使胶体硬化。其根本原因在于构成水泥熟料的矿物成分本身的特性。水泥熟料矿物遇水后会发生水解或水化反应而变成水化物，由这些水化物按照一定的方式靠多种引力相互搭接和联结形成水泥石的结构，导致产生强度。

其二，火山灰效应，即在常温和有水的情况下可与石灰(CaO)或熟石灰(Ca(OH)₂)反应生成具有水硬性胶凝能力的水化物，矿渣粉和粉煤灰都具有火山灰作用，能增加混凝土抗压、抗拉、抗弯、抗剪强度，同时还能显着降低混凝土水化热，改善混凝土的和易性，减少离析和泌水，减小大体积混凝土温差变化及内应力，抑制温差而产生的裂缝。能够抑制碱骨料反应，显着地提高了混凝土抗碱骨料反应的能力。能以微集料的形式存在于混凝土中，改善混凝土中的孔结构，使孔径得以细化和均化，提高混凝土的抗渗性、抗冻融性和耐久性。

石膏-矿渣体系中掺入Ca(OH)₂，能生成钙矾石，钙矾石可提高混凝土或胶凝材料的早期强度，或产生混凝土的收缩补偿，而延迟钙矾石却引起混凝土的胀裂破坏，这是钙矾石作用两面性，本发明制备的是加气磷石膏基混凝土砌块，钙矾石膨胀的对砌块的破坏副作用不构成影响。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明设计科学，方法简单，操作简便，能充分利用工业副产，采用免蒸压的制备方法，有效减小投资，降低能耗，制得的产品质量好，不易开裂。

本发明能够利用大量堆积的各种工业副产磷石膏、工业副产高炉渣、工业副产电石渣、工业副产粉煤灰，削减了堆存量，减少了堆存所需的人力、物力、土地成本，社会效益相当明显。

本发明养护工艺简单采用常温保湿，不需要专门的养护设备，减少了生产设备投资，生产过程原料成本低、能耗低，同传统的蒸压加气砌块砖相比具有工艺简单、投资少、能耗低、成本低，企业效益明显；

本发明生产的免蒸压加气磷石膏基混凝土砌块，具有轻质、保温隔热、吸声隔音、抗震防火、调湿、耐水性好、干湿收缩小、性能稳定等优点；并且气孔细小均匀，水化产物中的二水石膏能随环境湿度变化在一定范围内放湿和吸湿，具有“呼吸功能”，不会因干湿循环而产生开裂，环保效益明显。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本发明实施例中选用的磷石膏指标如表1所示：

表1

本发明实施例中选用的矿渣粉的指标如表2所示：

表2

名称

SiO<sub>2</sub>

Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>

FeO

CaO

MgO

S

级别

产地

矿渣微粉

36.02

15.21

0.45

41.19

8.62

0.92

S95

四川德胜集团

本发明实施例中选用的电石渣指标如表3所示：

表3

本发明实施例中选用的粉煤灰指标如表4所示：

表4

本发明实施例中选用的硅溶胶指标如表5所示：

表5

实施例1

本实施例公开了本发明的一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法，其工艺流程图如附图1所示，具体包括以下步骤：

1.原料前处理：将四川宏达副产的磷石膏在机械搅拌加入4.5％的电石渣搅匀，然后陈化5-7天，再经过粉粹机打散打细，测得PH＝7.5，30目筛通过率为97.5％，附着水含量为22.6％，备用；

将电石渣经打散机打散后，测得水份为40.8％，备用；

2.配料：按重量份准备以下原料：磷石膏40-60份、矿渣粉5-15份、电石渣5-10份、粉煤灰5-15份、水泥25-40份、硅溶胶0.1-0.15份、铝粉膏0.07-0.1份；

3.制浆：将准备好的原料加入搅拌槽，加入原料总量的63-73wt％、温度为50～70℃的热水搅拌3～5分钟后，再加入铝粉膏搅拌30～50秒，得混合料浆；

4.混合料浆浇注制模：将搅拌好的混合料浆马上自搅拌槽放出经溜槽流入钢制模具中，浇注完工后经轨道送至养护区发泡硬化，养护条件为常温保湿养护，常温保湿养护的条件为温度20～70℃，相对湿度80～90％，养护时间为20～24小时；

5.坯体切割养护：将经步骤4养护硬化后的浇注料切割成砌块，而后再进行常温保湿养护，常温保湿养护的条件为温度20～70℃，相对湿度80～90％，养护周期为10～15天；切割后的边角余料返回制浆工序，与原料一起制浆；

6.砌块干燥脱水：将经步骤5养护后的砌块经轨道移入自然干燥脱水区堆存，经检测合格后即可作成品。

本实施例提供了本发明的免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块的原料配比，具体见表6：

表6

按照实施例1的制备方法，分别采用表6中编号1-4的原料配比，制备免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块。参照标准《蒸压加气混凝土砌块标准》GB11968-2006，对制备出的加气磷石膏基混凝土砌块进行各项性能检测，结果见表7。

表7

结论：以上四组实施例砌块产品均能达到《蒸压加气混凝土砌块标准》GB11968-2006的合格品要求，可在工业生产中推广应用，本发明也适用于泡沫混凝土板材。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.配料：按重量份准备以下原料：磷石膏40-60份、矿渣粉5-15份、电石渣5-10份、粉煤灰5-15份、水泥25-40份、硅溶胶0.1-0.15份、铝粉膏0.07-0.1份；

步骤2.制浆：将步骤1准备好的原料加入搅拌槽，加热水搅拌后，再加铝粉膏搅拌，得混合料浆；

步骤3.混合料浆浇注制模：将搅拌好的混合料浆马上自搅拌槽放出经溜槽流入钢制模具中，浇注完工后经轨道送至养护区发泡硬化，养护条件为常温保湿养护；

步骤4.坯体切割养护：将经步骤3养护硬化后的浇注料切割成砌块，而后再进行常温保湿养护；

步骤5.砌块干燥脱水：将经步骤4养护后的砌块经轨道移入自然干燥脱水区堆存，经检测合格后即可作成品。

2.根据权利要求1所述的一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法，其特征在于，所述磷石膏中CaSO₄·2H₂O的含量≥75.0wt％。

3.根据权利要求1或2所述的一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法，其特征在于，还包括磷石膏的前处理过程，具体为：视磷石膏的残酸情况，机械搅拌加入磷石膏质量4-6％的电石渣搅匀，然后陈化5-7天，使陈化后的磷石膏PH≥7，再粉碎成细粉，确保细粉30目筛通过率≥95％，再作为磷石膏原料备用。

4.根据权利要求1所述的一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法，其特征在于，步骤1中，磷石膏按干基计，其重量份为40-60份；电石渣按干基计，其重量份为5～10份。

5.根据权利要求4所述的一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法，其特征在于，所述步骤2中，加入热水的量为原料总量的63-73wt％，热水的温度为50～70℃，搅拌时间为3～5分钟。

6.根据权利要求5所述的一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法，其特征在于，所述步骤2中，加入铝粉膏重量份0.07～0.1份，加入铝粉膏后的搅拌时间为30～50秒。

7.根据权利要求6所述的一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法，其特征在于，所述步骤3中常温保湿养护的条件为温度20～70℃，相对湿度80～90％，养护时间为20～24小时。

8.根据权利要求7所述的一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法，其特征在于，所述步骤4中常温保湿养护的条件为温度20～70℃，相对湿度80～90％，养护周期为10～15天。

9.根据权利要求1所述的一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法，其特征在于，所述步骤中切割后的边角余料返回制浆工序，与原料一起制浆。

10.根据权利要求1所述的一种免蒸压的加气磷石膏基混凝土砌块制备方法，其特征在于，所述矿渣粉活性指数大于等于S95；

所述电石渣按干基计，含有效CaO≥40.0wt％。

所述粉煤灰为F类Ⅱ级粉煤灰；

所述水泥为P.O.42.5R水泥；

所述硅溶胶中SiO₂含量为30～31wt％，Na₂O含量≤0.3wt％，比重为1.19～1.21，PH值为8.5～10.0；

所述铝粉膏为水剂型铝粉膏。