CN110885224A - 一种加气混凝土抗冻砌块及其生产工艺 - Google Patents

一种加气混凝土抗冻砌块及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种加气混凝土抗冻砌块及其生产工艺，涉及建筑材料技术领域，加气混凝土抗冻砌块包括如下重量份的组分：水泥粉220‑250份；石灰200‑210份；细砂1000‑1150份；铝粉1.2‑1.5份；水1000‑1100份；憎水剂3‑5份。憎水剂为接枝有机硅的含氟丙烯酸酯聚合物，可附着于混凝土内毛细孔壁上，一方面减小毛细孔径，另一方面阻碍水通过毛细孔渗入砌块，进而降低砌块的吸水率，提高其抗渗性能，进而提高砌块的抗冻性能。

Description

一种加气混凝土抗冻砌块及其生产工艺
技术领域
本发明涉及建筑材料，特别涉及一种加气混凝土抗冻砌块及其生产工艺。
背景技术
加气混凝土砌块是一种轻质多孔、保温隔热、防火性能良好且具有一定抗震能力的新型建筑材料。加气混凝土砌块主要原料包括水泥粉、水、砂、铝粉，还可加入石膏、矿粉、粉煤灰增强性能。其轻质多孔的特性是在于：各原料混合后，铝粉会与二氧化硅、生石灰发生化学反应，发出气体，使生产出的混凝土砌块内部形成多孔结构。因而加气混凝土砌块一般质量为500-700千克/立方米，只相当于粘土砖和灰砂砖的1/4-1/3，普通混凝土的1/5，适用于高层建筑的填充墙和低层建筑的承重墙。
蒸压加气混凝土砌块与传统的黏土烧结砖相比，具有保温隔热效果好、隔音、质轻、环保等优点，但其体系变形系数偏大，强度偏低、吸水率大，砌筑成墙体时墙体易出现裂缝，抹灰层易产生大面积龟裂、空鼓和脱落现象，表现出明显的脆性。
公告号为CN104402505B的中国专利公开了一种保温加气混凝土砌块及其制备方法，该方法包括：将水泥、矿渣、砂和水混合，得到混合料M1；向混合料M1中加铝粉和稳泡剂，得到混合料M2；向混合料M2中加秸秆和酚醛树脂，得到混合料M3；将混合料M3浇注入模后进行初养护；待初养护结束后，脱模并分割，得到砌块胚体；将砌块胚体进行蒸汽养护，制得加气混凝土砌块。
上述砌块通过秸秆和酚醛树脂的加入，改善砌块的保温性能及收缩性能，而秸秆纤维的吸水性能十分出众，反而更易导致混凝土砌块的吸水率提高，一方面砌块容易吸收抹灰砂浆中的水分，使砂浆水泥水化无法正常进行；另一方面抗水渗透性能低、抗冻性差、砌墙容易开裂，有待改进。
发明内容
针对上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种加气混凝土抗冻砌块，其吸水率低，抗冻性能好。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种加气混凝土抗冻砌块，包括如下重量份的组分：
水泥粉 220-250份；
石灰 200-210份；
细砂 1000-1150份；
铝粉 1.2-1.5份；
水 1000-1100份；
憎水剂 3-5份；
所述憎水剂的制备过程如下：
第一步，按重量份计，将30-35份全氟辛基乙基丙烯酸酯、6-8份甲基丙烯酸月桂酯、1-1.5份季戊四醇三丙烯酸酯、0.7-1份甲基含氢硅油和3-4份表面活性剂混合得到混合液，加热至35℃，搅拌10-15min；
第二步，往上述混合液内加入0.2-0.4份30wt%V-50引发剂水溶液，通氮气保护，边搅拌边升温至70-80℃，持续搅拌并反应4-5h，反应完成后冷却至室温，用氨水调节PH至6-7，得到憎水剂。
通过采用上述技术方案，砌块内部的孔根据直径大小分为气孔、毛细孔和胶凝孔，不同孔径的孔对抗冻性能的影响均不同。普遍认为，孔径大于1μm以及小于0.1μm的孔对抗冻性没有危害，其余中等孔径的孔易危害到材料的抗冻性能。
憎水剂为接枝有机硅的含氟丙烯酸酯聚合物，可附着于混凝土内毛细孔壁上，一方面减小毛细孔径，另一方面阻碍水通过毛细孔渗入砌块，进而降低砌块的吸水率，提高其抗渗性能，进而提高砌块的抗冻性能。
本发明进一步设置为：所述表面活性剂为聚氧乙烯植物甾醇。
通过采用上述技术方案，相比于其他非离子表面活性剂，聚氧乙烯植物甾醇的加入，使得保温粉体的分散效果更好且憎水剂更易在砌块内部形成防水网络。
本发明进一步设置为：还包括150-200份保温粉体，所述保温粉体的制备过程如下：
第一步，先将竹粉分散在无水乙醇中，升温至130-150℃，压强20-25MPa，持续2-4h后抽滤、水洗、烘干，得到预处理竹粉；
第二步，按重量份计，将5-7份预处理竹粉浸入6-8份甲基丙烯酸月桂酯中，超声分散15-20min，接着加入80-100份DMF、0.5-0.8份BPO，在氮气保护下加热至70-80℃，持续搅拌反应4-6h，然后抽滤、乙醇洗、丙酮洗、烘干，得到改性竹粉；
第三步，将40-50份改性竹粉、40-45份PVC、2-4份增塑剂投入到捏合机中混合，并于120℃下出料，接着投入双辊开炼机中混合，加热至170℃，下片后放入热压机中，于175℃下热压10min，最后切割、粉碎、过1000目筛，得到保温粉体。
通过采用上述技术方案，以往，植物纤维在水泥料浆的碱性环境中会降解浸提处大量的单糖、低聚糖、木素等，会对水泥造成严重的缓凝作用，同时减弱纤维的增强作用，甚至对砌块强度造成不利影响。
保温粉体以具有大量竹纤维的竹粉为原料，先进行第一步，去除其表面木质素、半纤维素及其他杂质；再进行第二步，接枝疏水烷基长链，一方面提高其疏水性能，另一方面提高其与PVC的亲和性；最后进行第三步，与PVC共混改性，提高保温粉体的强度、降低吸水率。低吸水性的保温粉体分布在砌块内，使砌块内部气孔密闭且孤立，使砌块的吸水率降低，进而提高抗冻性能、抗水渗透性能。保温粉体的粒径小，原先易于在水泥中团聚，而憎水剂可帮助保温粉体分散。
本发明进一步设置为：所述竹粉由毛竹竿经切割、粉碎、干燥制得。
通过采用上述技术方案，浙江毛竹资源丰富，原料易得且成本低。
本发明进一步设置为：所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
通过采用上述技术方案，塑化效果好。
本发明进一步设置为：所述保温粉体制备过程第三步还投入有2-3份增容剂，所述增容剂的制备过程如下：按重量份计，先将10-13份马来酸酐和35-45份腰果酚缩水甘油醚混合，加热至60℃并搅拌均匀，再加入0.2-0.3份BPO，通氮气保护下加热至75-85℃，搅拌速率为500-600rpm，回流反应2-3h，冷却至室温后得到增容剂。
通过采用上述技术方案，竹纤维与PVC之间存在较大的界面能差，难以充分融合，且竹纤维表面羟基形成的分子内氢键作用也容易导致团聚现象，无法均匀分散。马来酸酐和腰果酚缩水甘油醚可发生接枝共聚反应，形成增容剂，可提高竹纤维与PVC塑料的相容性，进一步提高保温粉体的作用效果。
本发明另一目的是提供一种加气混凝土抗冻砌块的生产工艺。
一种加气混凝土抗冻砌块的生产工艺，包括如下步骤：
S1混合：按配方所需重量份，先混合细砂和水，搅拌均匀得到砂浆，再投入水泥粉、石灰和憎水剂，继续搅拌均匀，得到混合料；
S2初养：往混合料内投入铝粉，搅拌后投入模具内，静置发气，控制温度50-70℃；
S3切割：脱模后经钢丝切割成多个砌块胚体；
S4养护：将砌块胚体送入蒸汽锅内，控制温度190-195℃，压强1.1-1.3MPa，养护2-3h后取出，得到加气混凝土砌块。
本发明进一步设置为：还包括往加气混凝土砌块表面喷涂防水砂浆的步骤。
通过采用上述技术方案，提高砌块的防水性能且不影响砌块的机械性能。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过憎水剂的加入，加气混凝土砌块的吸水率下降、抗冻性能提高，且帮助小粒径保温粉体分散；
2.通过保温粉体的加入，可提高砌块的保温性能并降低吸水率，且砌块的强度不受影响、韧性提高。
附图说明
图1是实施例一至三的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
一种加气混凝土抗冻砌块，包括如下重量份的组分：
硅酸盐水泥粉 220份；
石灰 200份；
河砂 1000份，其平均粒径为0.1-0.2mm；
铝粉 1.2份，粒径为25μm；
水 1000份；
憎水剂 3份；
保温粉体 150份。
憎水剂的制备过程如下：
第一步，按重量份计，将30份全氟辛基乙基丙烯酸酯、6份甲基丙烯酸月桂酯、1份季戊四醇三丙烯酸酯、0.7份甲基含氢硅油和3份聚氧乙烯植物甾醇混合得到混合液，加热至35℃，搅拌10min；
第二步，往上述混合液内加入0.2份30wt%V-50引发剂水溶液，通氮气保护，边搅拌边升温至70℃，持续搅拌并反应4h，反应完成后冷却至室温，用氨水调节PH至6，得到憎水剂。
保温粉体的制备过程如下：
第一步，毛竹竿经切割、粉碎、过1200目筛、干燥制得竹粉，再将竹粉分散在无水乙醇中，升温至130℃，压强20MPa，持续2h后抽滤、水洗、烘干，得到预处理竹粉；
第二步，按重量份计，将5份预处理竹粉浸入6份甲基丙烯酸月桂酯中，超声分散15min，接着加入80份DMF、0.5份BPO，在氮气保护下加热至70℃，持续搅拌反应4h，然后抽滤、乙醇洗、丙酮洗、烘干，得到改性竹粉；
第三步，将40份改性竹粉、40份PVC、2份邻苯二甲酸二辛酯、2份增容剂投入到捏合机中混合，并于120℃下出料，接着投入双辊开炼机中混合，加热至170℃，下片后放入热压机中，于175℃下热压10min，最后切割、粉碎、过1000目筛，得到保温粉体。
增容剂的制备过程如下：按重量份计，先将10份马来酸酐和35份腰果酚缩水甘油醚混合，加热至60℃并搅拌均匀，再加入0.2份BPO，通氮气保护下加热至75℃，搅拌速率为500rpm，回流反应2h，冷却至室温后得到增容剂。
一种加气混凝土抗冻砌块的生产工艺，如图1所示，包括如下步骤：
S1混合：按配方所需重量份，先混合细砂和水，搅拌均匀得到砂浆，再投入水泥粉、石灰和憎水剂，继续搅拌均匀，得到混合料；
S2初养：往混合料内投入铝粉，搅拌后投入模具内，静置发气，控制温度50℃；
S3切割：脱模后经钢丝切割成多个砌块胚体；
S4养护：将砌块胚体送入蒸汽锅内，控制温度190℃，压强1.1MPa，养护2h后取出，得到加气混凝土砌块；
S5表面处理：往加气混凝土砌块表面喷涂防水砂浆，厚度为10mm。
PVC牌号为GM-RT，购买自广东光塑科技股份有限公司；防水砂浆牌号为L2018，购买自长沙固莱建材有限公司。
实施例二：
一种加气混凝土抗冻砌块，包括如下重量份的组分：
硅酸盐水泥粉 250份；
石灰 210份；
河砂 1150份，其平均粒径为0.1-0.2mm；
铝粉 1.5份，粒径为25μm；
水 1100份；
憎水剂 5份；
保温粉体 200份。
憎水剂的制备过程如下：
第一步，按重量份计，将35份全氟辛基乙基丙烯酸酯、8份甲基丙烯酸月桂酯、1.5份季戊四醇三丙烯酸酯、1份甲基含氢硅油和4份聚氧乙烯植物甾醇混合得到混合液，加热至35℃，搅拌15min；
第二步，往上述混合液内加入0.4份30wt%V-50引发剂水溶液，通氮气保护，边搅拌边升温至80℃，持续搅拌并反应5h，反应完成后冷却至室温，用氨水调节PH至7，得到憎水剂。
保温粉体的制备过程如下：
第一步，毛竹竿经切割、粉碎、过1200目筛、干燥制得竹粉，再将竹粉分散在无水乙醇中，升温至150℃，压强25MPa，持续4h后抽滤、水洗、烘干，得到预处理竹粉；
第二步，按重量份计，将7份预处理竹粉浸入8份甲基丙烯酸月桂酯中，超声分散20min，接着加入100份DMF、0.8份BPO，在氮气保护下加热至80℃，持续搅拌反应6h，然后抽滤、乙醇洗、丙酮洗、烘干，得到改性竹粉；
第三步，将50份改性竹粉、45份PVC、4份邻苯二甲酸二辛酯、3份增容剂投入到捏合机中混合，并于120℃下出料，接着投入双辊开炼机中混合，加热至170℃，下片后放入热压机中，于175℃下热压10min，最后切割、粉碎、过1000目筛，得到保温粉体。
增容剂的制备过程如下：按重量份计，先将13份马来酸酐和45份腰果酚缩水甘油醚混合，加热至60℃并搅拌均匀，再加入0.3份BPO，通氮气保护下加热至85℃，搅拌速率为600rpm，回流反应3h，冷却至室温后得到增容剂。
一种加气混凝土抗冻砌块的生产工艺，如图1所示，包括如下步骤：
S1混合：按配方所需重量份，先混合细砂和水，搅拌均匀得到砂浆，再投入水泥粉、石灰和憎水剂，继续搅拌均匀，得到混合料；
S2初养：往混合料内投入铝粉，搅拌后投入模具内，静置发气，控制温度70℃；
S3切割：脱模后经钢丝切割成多个砌块胚体；
S4养护：将砌块胚体送入蒸汽锅内，控制温度195℃，压强1.3MPa，养护3h后取出，得到加气混凝土砌块；
S5表面处理：往加气混凝土砌块表面喷涂防水砂浆，厚度为10mm。
PVC牌号为GM-RT，购买自广东光塑科技股份有限公司；防水砂浆牌号为L2018，购买自长沙固莱建材有限公司。
实施例三：
一种加气混凝土抗冻砌块，包括如下重量份的组分：
硅酸盐水泥粉 230份；
石灰 205份；
河砂 1080份，其平均粒径为0.1-0.2mm；
铝粉 1.4份，粒径为25μm；
水 1050份；
憎水剂 4份；
保温粉体 180份。
憎水剂的制备过程如下：
第一步，按重量份计，将32份全氟辛基乙基丙烯酸酯、7份甲基丙烯酸月桂酯、1.2份季戊四醇三丙烯酸酯、0.8份甲基含氢硅油和3.5份聚氧乙烯植物甾醇混合得到混合液，加热至35℃，搅拌12min；
第二步，往上述混合液内加入0.3份30wt%V-50引发剂水溶液，通氮气保护，边搅拌边升温至75℃，持续搅拌并反应4.5h，反应完成后冷却至室温，用氨水调节PH至6.5，得到憎水剂。
保温粉体的制备过程如下：
第一步，毛竹竿经切割、粉碎、过1200目筛、干燥制得竹粉，再将竹粉分散在无水乙醇中，升温至140℃，压强23MPa，持续3h后抽滤、水洗、烘干，得到预处理竹粉；
第二步，按重量份计，将6份预处理竹粉浸入7份甲基丙烯酸月桂酯中，超声分散18min，接着加入90份DMF、0.6份BPO，在氮气保护下加热至75℃，持续搅拌反应5h，然后抽滤、乙醇洗、丙酮洗、烘干，得到改性竹粉；
第三步，将45份改性竹粉、42份PVC、3份邻苯二甲酸二辛酯、2.5份增容剂投入到捏合机中混合，并于120℃下出料，接着投入双辊开炼机中混合，加热至170℃，下片后放入热压机中，于175℃下热压10min，最后切割、粉碎、过1000目筛，得到保温粉体。
增容剂的制备过程如下：按重量份计，先将12份马来酸酐和40份腰果酚缩水甘油醚混合，加热至60℃并搅拌均匀，再加入0.25份BPO，通氮气保护下加热至80℃，搅拌速率为550rpm，回流反应2.5h，冷却至室温后得到增容剂。
一种加气混凝土抗冻砌块的生产工艺，如图1所示，包括如下步骤：
S1混合：按配方所需重量份，先混合细砂和水，搅拌均匀得到砂浆，再投入水泥粉、石灰和憎水剂，继续搅拌均匀，得到混合料；
S2初养：往混合料内投入铝粉，搅拌后投入模具内，静置发气，控制温度60℃；
S3切割：脱模后经钢丝切割成多个砌块胚体；
S4养护：将砌块胚体送入蒸汽锅内，控制温度192℃，压强1.2MPa，养护2.5h后取出，得到加气混凝土砌块；
S5表面处理：往加气混凝土砌块表面喷涂防水砂浆，厚度为10mm。
PVC牌号为GM-RT，购买自广东光塑科技股份有限公司；防水砂浆牌号为L2018，购买自长沙固莱建材有限公司。
实施例四：
与实施例三的区别在于，保温粉体制备过程中不加入增容剂。
实施例五：
与实施例三的区别在于，保温粉体制备过程中未进行第二步。
实施例六：
与实施例三的区别在于，保温粉体为竹粉。
实施例七：
与实施例三的区别在于，保温粉体全部换为细砂。
实施例八
与实施例三的区别在于，聚氧乙烯植物甾醇换为AEO-9。
对比例一：
与实施例三的区别在于，加气混凝土砌块不包括憎水剂。
对比例二：
与实施例三的区别在于，保温粉体粒径为100目且加气混凝土砌块不包括憎水剂。
性能测试：
按照GB 19968-2006《蒸压加气混凝土砌块》中记载的方法，对实施例一至八、对比例一至二未喷涂防水砂浆的加气混凝土砌块进行测试，测试项目为抗压强度、导热系数和抗冻性，并利用差重法测试砌块的吸水率，所得结果见表1。
表1 加气混凝土砌块性能测试结果记录表
抗压强度/MPa 导热系数/W*m<sup>-1</sup>*K<sup>-1</sup> 冻后强度/MPa 吸水率/%
实施例一 4.7 0.04 3.9 29.3
实施例二 4.7 0.05 4.0 28.8
实施例三 4.9 0.03 4.1 28.6
实施例四 4.4 0.07 3.4 37.2
实施例五 4.5 0.08 3.4 36.9
实施例六 3.4 0.1 1.9 46.8
实施例七 4.9 0.14 3.5 41.6
实施例八 4.7 0.09 4.0 30.5
对比例一 4.2 0.1 3.3 48.2
对比例二 4.6 0.08 3.9 44.6
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种加气混凝土抗冻砌块，其特征在于，包括如下重量份的组分：
水泥粉 220-250份；
石灰 200-210份；
细砂 1000-1150份；
铝粉 1.2-1.5份；
水 1000-1100份；
憎水剂 3-5份；
所述憎水剂的制备过程如下：
第一步，按重量份计，将30-35份全氟辛基乙基丙烯酸酯、6-8份甲基丙烯酸月桂酯、1-1.5份季戊四醇三丙烯酸酯、0.7-1份甲基含氢硅油和3-4份表面活性剂混合得到混合液，加热至35℃，搅拌10-15min；
第二步，往上述混合液内加入0.2-0.4份30wt%V-50引发剂水溶液，通氮气保护，边搅拌边升温至70-80℃，持续搅拌并反应4-5h，反应完成后冷却至室温，用氨水调节PH至6-7，得到憎水剂。
2.根据权利要求1所述的一种加气混凝土抗冻砌块，其特征在于：所述表面活性剂为聚氧乙烯植物甾醇。
3.根据权利要求1所述的一种加气混凝土抗冻砌块，其特征在于：还包括150-200份保温粉体，所述保温粉体的制备过程如下：
第一步，先将竹粉分散在无水乙醇中，升温至130-150℃，压强20-25MPa，持续2-4h后抽滤、水洗、烘干，得到预处理竹粉；
第二步，按重量份计，将5-7份预处理竹粉浸入6-8份甲基丙烯酸月桂酯中，超声分散15-20min，接着加入80-100份DMF、0.5-0.8份BPO，在氮气保护下加热至70-80℃，持续搅拌反应4-6h，然后抽滤、乙醇洗、丙酮洗、烘干，得到改性竹粉；
第三步，将40-50份改性竹粉、40-45份PVC、2-4份增塑剂投入到捏合机中混合，并于120℃下出料，接着投入双辊开炼机中混合，加热至170℃，下片后放入热压机中，于175℃下热压10min，最后切割、粉碎、过1000目筛，得到保温粉体。
4.根据权利要求3所述的一种加气混凝土抗冻砌块，其特征在于：所述竹粉由毛竹竿经切割、粉碎、干燥制得。
5.根据权利要求3所述的一种加气混凝土抗冻砌块，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
6.根据权利要求3所述的一种加气混凝土抗冻砌块，其特征在于：所述保温粉体制备过程第三步还投入有2-3份增容剂，所述增容剂的制备过程如下：按重量份计，先将10-13份马来酸酐和35-45份腰果酚缩水甘油醚混合，加热至60℃并搅拌均匀，再加入0.2-0.3份BPO，通氮气保护下加热至75-85℃，搅拌速率为500-600rpm，回流反应2-3h，冷却至室温后得到增容剂。
7.一种权利要求1所述的加气混凝土抗冻砌块的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1混合：按配方所需重量份，先混合细砂和水，搅拌均匀得到砂浆，再投入水泥粉、石灰和憎水剂，继续搅拌均匀，得到混合料；
S2初养：往混合料内投入铝粉，搅拌后投入模具内，静置发气，控制温度50-70℃；
S3切割：脱模后经钢丝切割成多个砌块胚体；
S4养护：将砌块胚体送入蒸汽锅内，控制温度190-195℃，压强1.1-1.3MPa，养护2-3h后取出，得到加气混凝土砌块。
8.根据权利要求7所述的一种加气混凝土抗冻砌块的生产工艺，其特征在于：还包括往加气混凝土砌块表面喷涂防水砂浆的步骤。
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