CN109796180A - 一种提高加气混凝土耐久性能的制备方法 - Google Patents

一种提高加气混凝土耐久性能的制备方法 Download PDF

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黄绍龙
黄修林
罗枫
姜峰林
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Abstract

本发明公开一种以碱激发反应生产地聚合物和污泥超轻集料改善粉煤灰加气混凝土耐久性能的制备方法，属于建筑材料领域。一种高耐久粉煤灰加气混凝土材料，它主要由下述组分组成(kg/m3)：水泥20‑50，粉煤灰150‑300，石灰80‑150，硅灰5‑10，矿渣微粉5‑10，偏高岭土20‑30氟硅酸钠0‑10，硅酸钠1‑10，淤污泥陶砂：100‑800，铝粉：1‑10，可在分散醋酸乙烯‑乙烯共聚胶粉：0‑1，聚羧酸减水剂：0.1‑5，水：100‑250。

Description

一种提高加气混凝土耐久性能的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体为引入碱激发反应和污泥超轻集料改善粉煤灰加气混凝土耐久性能的制备方法。
背景技术
粉煤灰加气混凝土是现在较为常见的一种墙体保温材料，因其保温性能好、成本低廉、工艺简单及防火性好等优点得到广泛应用，但该材料也存在强度低、收缩开裂严重、抗碳化性能较弱等耐久性能较差的问题。为解决该问题，提出在粉煤灰加气混凝土中引入轻集料的方法实现提高强度，限制收缩的目的，提出引入碱激发反应，优化粉煤灰加气混凝土水化产物，提高粉煤灰加气混凝土强度和抗碳化性能。但普通轻集料由于自身密度大、孔隙率低，它的掺入导致粉煤灰加气混凝土的保温性能下降。本方法采用污泥制备的超轻集料替代普通轻集料掺入粉煤灰加气混凝土中，减少集料对粉煤灰加气混凝土保温性能的影响；同时超轻集料以污泥作为原材料，能够缓解污泥处理带来的环境污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以碱激发反应生产地聚合物和污泥超轻集料改善粉煤灰加气混凝土的耐久性能。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种提高粉煤灰加气混凝土耐久性能的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
一种高耐久粉煤灰加气混凝土材料，它主要由下述组分组成：水泥、粉煤灰、石灰、硅灰、矿渣微粉、偏高岭土、氟硅酸钠、硅酸钠、石英砂、污泥超轻集料、铝粉、可在分散醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉、聚羧酸减水剂、稳泡剂和水，各组分的重量配比(kg/m3)为：水泥20-50，粉煤灰150-300，石灰80-150，硅灰5-10，矿渣微粉5-10，偏高岭土20-30氟硅酸钠0-10，硅酸钠1-10，淤污泥陶砂：100-800，铝粉：1-10，可在分散醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉：0-1，聚羧酸减水剂：0.1-5，水：100-250。
所述水泥为P.O 42.5水泥，密度3.15g/cm3；
所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰、Ⅱ级粉煤灰，密度为2.7g/cm3，比表面积大于3500cm2/g；
所述石灰的CaO+MgO质量分数≥90％，消化速度9min，消化温度66℃；
所述硅灰比表面积20000-30000m2/kg；
所述矿渣微粉比表面积大于450m2/kg；
所述偏高岭土在600-850℃的高温下煅烧所得，比表面积为800m2/kg；
所述石英砂细度模数为0.7-3.0；
所述淤污泥超轻集料堆积密度250-350kg/m3，吸水率小于15％；
所述膨胀珍珠岩堆积密度70kg/m3，吸水率小于40％；
上述方案中，本发明所述制备方法包括如下步骤：首先将水泥、粉煤灰、石灰、硅灰按比例混合均匀，搅拌2分钟，然后加入铝粉和稳泡剂，搅拌2分钟后加入45℃的温水和水玻璃，搅拌30s后加入超轻集料，再搅拌30s即可浇筑入模；在50℃的环境下静停发泡并放置3小时候进行切割，然后在压力1.0MPa温度185℃的条件下蒸压养护10小时后制得成品。
本发明的原理为：粉煤灰加气混凝土利用硅酸盐材料在水热条件(高温高压)下生成水化产物C-S-H(I)晶体、托勃莫来石和少量水石榴子石。 C-S-H(I)晶体、托勃莫来石是粉煤灰加气混凝土强度主要来源，但C-S-H (I)晶体、托勃莫来石在CO2作用下，容易分解成方解石(CaCO3)，导致材料强度大幅下降。粉煤灰加气混凝土的保温性能是利用铝粉在浆体中发生化学反应，生成大量的不溶或者难溶于水的气体，在浆体中形成均匀的多孔结构。但多孔结构是粉煤灰加气混凝土收缩严重的主要原因，为了保证粉煤灰加气混凝土的保温性能，多孔结构不可缺少，因此解决其收缩性能需要增加体积稳定性组分限制收缩。
依据水泥基复合材料的特点进行设计，其胶凝材料设计基于碱激发反应和硅酸盐材料水热反应，孔结构由铝粉在碱环境下反应形成，功能组分设计依据水泥基复合材料集料增强及界面增强，整个材料体系的设计目的均是在保证材料保温性能的基础上提高力学性能和耐久性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：采用污泥制备的超轻集料替代普通轻集料掺入粉煤灰加气混凝土中，减少集料对粉煤灰加气混凝土的收缩，进而提高其耐久性能，并对其保温性能有一定的提高；同时超轻集料以污泥作为原材料，能够缓解污泥处理带来的环境污染。
附图说明
图1高耐久粉煤灰加气混凝土制备工艺
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种提高粉煤灰加气混凝土耐久性能的制备方法，它包括如下步骤：
1)原料
水泥20kg，粉煤灰300kg，石灰100kg，硅灰5kg，矿渣微粉5kg，偏高岭土20kg，铝粉2kg，硅酸钠2kg，聚羧酸减水剂1kg，分散醋酸乙烯- 乙烯共聚胶粉1kg、稳泡剂0.5kg、水300kg和超轻集料80kg。
2)材料的制备
首先加入水泥20kg，粉煤灰300kg，石灰100kg，硅灰5kg，矿渣微粉 5kg，偏高岭土20kg，铝粉2kg，稳泡剂0.5kg干拌60～120s，然后将混合好的硅酸钠2kg，聚羧酸减水剂1kg，分散醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉1kg和水 150kg，倒入搅拌30s，再掺入超轻集料80kg，搅拌30s后浇注入模。经过 3h的发泡后，切割泡头，拆模后进行蒸压养护(压力1.0MPa温度185℃)10h，形成高耐久性的粉煤灰加气混凝土。
3)材料的性能指标
高耐久粉煤灰加气混凝土的性能参数
实施例2：
一种提高粉煤灰加气混凝土耐久性能的制备方法，它包括如下步骤：
1.原料
水泥40kg，粉煤灰200kg，石灰150kg，硅灰10kg，矿渣微粉5kg，偏高岭土30kg，铝粉2.5kg，硅酸钠1kg，聚羧酸减水剂0.8kg，分散醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉0.8kg，稳泡剂0.6kg、水350kg和超轻集料100kg。。
2.材料的制备
首先加入水泥40kg，粉煤灰200kg，石灰150kg，硅灰10kg，矿渣微粉5kg，偏高岭土30kg，铝粉2.5kg，稳泡剂0.6kg干拌60～120s，然后将混合好的硅酸钠1kg，聚羧酸减水剂0.8kg，分散醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉 0.8kg和水350kg，倒入搅拌30s，再掺入超轻集料100kg，搅拌30s后浇注入模。经过3h的发泡后，切割泡头，拆模后进行蒸压养护(压力1.0MPa温度185℃)10h，形成高耐久性的粉煤灰加气混凝土。
3)材料的性能指标
高耐久粉煤灰加气混凝土的性能参数
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高耐久粉煤灰加气混凝土材料，它主要由下述组分组成：水泥、粉煤灰、石灰、硅灰、矿渣微粉、偏高岭土、氟硅酸钠、硅酸钠、石英砂、污泥超轻集料、铝粉、可在分散醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉、聚羧酸减水剂、稳泡剂和水，各组分的重量配比(kg/m3)为：水泥20-50，粉煤灰150-300，石灰80-150，硅灰5-10，矿渣微粉5-10，偏高岭土20-30氟硅酸钠0-10，硅酸钠1-10，淤污泥陶砂：100-800，铝粉：1-10，可在分散醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉：0-1，聚羧酸减水剂：0.1-5，水：100-250。
2.根据权利要求1所述的偏高岭土，其特征在于在600-850℃的高温下煅烧所得，比表面积为800m2/kg。
3.根据权利要求1所述的淤污泥超轻集料，其特征在于堆积密度250-350kg/m3，吸水率小于15％。
4.根据权利要求1所述的石英砂，其特征在于细度模数为0.7-3.0。
5.根据权利要求1所述的矿渣微粉，其特征在于比表面积大于450m2/kg。
6.根据权利要求1所述的石灰，CaO+MgO质量分数≥90％，消化速度9min，消化温度66℃。
7.根据权利要求1所述的加气混凝土材料，其制备方法为：首先将水泥、粉煤灰、石灰、硅灰按比例混合均匀，搅拌2分钟，然后加入铝粉和稳泡剂，搅拌2分钟后加入45℃的温水和水玻璃，搅拌30s后加入超轻集料，再搅拌30s即可浇筑入模；在50℃的环境下静停发泡并放置3小时候进行切割，然后在压力1.0MPa温度185℃的条件下蒸压养护10小时后制得成品。
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