CN110922146A - 一种加气混凝土砌块及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加气混凝土砌块及其制备方法，涉及建筑材料的技术领域按重量份数计，其原料包括以下组分：料浆2070‑2100份；水泥230‑260份；石灰200‑220份；铝粉1.0‑1.5份；硅铁粉4‑6份；表面活性剂0.5‑1.0份；憎水剂0.2‑0.4份；所述浆料为沙子和水的混合物，所述沙子在浆料中的占比为55‑60%；所述表面活性剂采用茶皂素。通过上述的体系的设定和配比，不仅具有良好的强度，且能够有效降低生产成本，用作建筑外墙，能够不依靠其他保温材料而达到建筑节能65%的要求，同时由于其自身容重低，在减少施工程序的同时也降低了建筑物的承重。

Description

一种加气混凝土砌块及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料的技术领域，更具体地说，它涉及一种加气混凝土砌块及其制备方法。
背景技术
加气混凝土砌块又称为混凝土加气块，是一种轻质多孔、保温隔热、防火性能良好并具有一定抗震能力的新型建筑材料。按照用途通常可分为非承重砌块、承重砌块、保温块、墙板与屋面板五种。
授权公告号为CN102701659B的中国专利公开了一种B02级轻质砂加气混凝土防火保温板，其原料组分及其重量百分比含量为：石英砂45-55％、石灰12-16％、水泥24-37％、石膏5％、铝粉0.25-0.35％、复合型外加剂0.2-0.6％；复合型外加剂的原料组分及其重量百分比含量为：松脂酸钠25-30％、氯化石蜡22-26％、石油醚24-28％、有机硅氧烷20-25％。
上述加气混凝土防火保温板同时采用内发气和外加气的方式制备，其原料种类繁多且配置工艺相对复杂，所需生产成本较高，有待改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种加气混凝土砌块，能够在具备良好性能的同时，降低生产成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种加气混凝土砌块，按重量份数计，原料包括以下组分：
Figure BDA0002248503010000011
所述浆料为沙子和水的混合物，所述沙子在浆料中的占比为55-60％；
所述表面活性剂采用茶皂素。
通过采用上述技术方案，石灰在水化反应后生成氢氧化钙，在加热的条件下，氢氧化钙与硅质材料中的二氧化硅、氧化铝发生反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙，从而使加气混凝土制品获得强度。石灰的另一个作用是促进铝粉发气，铝粉发气需要碱性条件，石灰遇水消化，生成氢氧化钙，提高了料浆碱度，创造了适合铝粉发气的碱性条件。石灰遇水还会放出大量的热量，它可以使温度上升60-70℃，可以促进坯体重的水泥快速水化，促进坯体凝结硬化，缩短坯体需要的静停时间。这样可以缩短模具的周转周期，减少车间面积，减少模具用量，降低成本。
在料浆中的碱性环境下，铝粉发生化学反应并放出氢气，由于料浆的稠化，具备一定的强度，阻止了气体的溢出，使气体在加气混凝土料浆中形成均匀细小的气泡，在料浆硬化凝结后，加气混凝土就具有多孔结构，进而达到轻质的目的。由于大量气体性能的封闭气孔的存在，也大大降低了加气混凝土的导热系数，使加气混凝土具备良好的保温效果。
硅铁粉在料浆中与碱性成分发生反应的速度要比铝慢，在复合发气过程中，硅铁粉和铝粉的发气是不同步的，硅铁粉类似于是二次发气剂的作用，硅铁粉发气所产生的气孔形状正轨准确，壁表面更加密实，其内表面没有铝粉发气混凝土的孔壁所不可避免的透镜状开裂。硅铁粉的加入使加气混凝土的孔结构发生了改变，孔隙壁的结晶组织液发生了改变。分散的硅铁粉可以很大程度上增加0.1-1mm的气孔数量。而且硅铁粉的加入改变了加气混凝土的孔型，其微孔更多的近似于球形，使微观孔结构更加合理。另外，硅铁粉发生反应后，生成的游离硅为形成托贝莫来型低水化硅酸酸盐创造了条件，从而有效提高加气混凝土的强度。
茶皂素是一种非离子型的表面活性剂，可以明显降低界面的表面张力，在体系发气过程中有很好的稳泡作用，有效防止气泡的合并和溢出；而且还可以改善气孔结构，增加气孔的均匀性，进而有利于提高加气混凝土制品的抗压强度。
通过上述的体系的设定和配比，不仅具有良好的强度，且能够有效降低生产成本，用作建筑外墙，能够不依靠其他保温材料而达到建筑节能65％的要求，同时由于其自身容重低，在减少施工程序的同时也降低了建筑物的承重。
进一步地，按重量份数计，原料包括石膏50-55份。
通过采用上述技术方案，在加气混凝土中加入石膏，主要是作为调节剂，它参与水泥水化反应，调节水泥凝结时间，抑制石灰的消化速度，有利于提高料浆浇注的稳定性；提高坯体和加气混凝土制品强度，降低收缩量。石膏在静停发气过程中，参与水化反应，生成水化硫铝酸钙和C-S-H凝胶，提高坯体强度。在蒸压养护过程中，石膏起到促进水热反应进行的作用，使C-S-H(B)转化成托贝莫来石的趋势加强。同时，石膏可以抑制生成水榴石反应的进行，促使游离的氯离子掺杂到C-S-H(B)中去，同时氧化铝也能促进C-S-H(B)向托贝莫来石转化反应的进行，还能阻止其想硬硅钙石转化，因而降低收缩值，提高强度。
进一步地，按重量份数计，原料包括粉煤灰600-620份。
通过采用上述技术方案，粉煤灰在加气混凝土体系中，是作为硅质原料，在反应中主要是提供活性的二氧化硅和氧化铝，在蒸压环境下，与体系中反应生成的氢氧化钙发生反应，并且把未反应的粉煤灰结合起来，形成整体，使之具备良好的强度。
进一步地，所述憎水剂采用甲基硅醇钠。
通过采用上述技术方案，甲基硅醇钠内掺到料浆中，随着凝胶材料的水化硬化，由于料浆中存在大量碱性物质，激发甲基硅醇钠缩聚成多缩硅醇，通过物理吸附和化学吸附两种方式与加气混凝土中的羟基反应形成聚硅氧烷，进而在孔中形成网状的憎水薄膜，由于加气混凝土孔壁上聚硅氧烷的存在，使水与孔壁的接触角大于90°，从而减少了加气混凝土的吸水率。
进一步地，按重量份数计，原料包括椰油酰胺丙基甜菜碱0.2-0.4份。
通过采用上述技术方案，椰油酰胺丙基甜菜碱不仅具有良好的分散效果，而且能够协同体系的发泡效果，进一步提高气孔数量，且气孔更加均匀致密，进而进一步提高混凝土砌块的保温效果并降低砌块的容重。同时，更合理的孔结构，相较于相同容重的砌块具有更加良好的结构强度。
进一步地，所述石灰中氧化钙含量大于75％。
通过采用上述技术方案，有利于提高砌块的强度。
本发明的另一目的在于提供一种加气混凝土砌块的制备方法，其包括以下步骤：
S1，初步混合：将沙子和水混合并获得浆料，再加入水泥、石灰、石膏、粉煤灰、茶皂素以及憎水剂均匀混合，搅拌3-4min；
S2，完全混合：加入铝粉、硅铁粉以及椰油酰胺丙基甜菜碱，混合均匀，搅拌1-2min；
S3，发泡成型：倒入至模具中发泡成型并切割；
S4，蒸压养护：1-1.2MPa进行蒸压养护5-6h，温度为180-200℃。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.石灰在水化反应后生成氢氧化钙，在加热的条件下，氢氧化钙与硅质材料中的二氧化硅、氧化铝发生反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙，从而使加气混凝土制品获得强度。石灰的另一个作用是促进铝粉发气，铝粉发气需要碱性条件，石灰遇水消化，生成氢氧化钙，提高了料浆碱度，创造了适合铝粉发气的碱性条件。石灰遇水还会放出大量的热量，它可以使温度上升60-70℃，可以促进坯体重的水泥快速水化，促进坯体凝结硬化，缩短坯体需要的静停时间。这样可以缩短模具的周转周期，减少车间面积，减少模具用量，降低成本。
2.在料浆中的碱性环境下，铝粉发生化学反应并放出氢气，由于料浆的稠化，具备一定的强度，阻止了气体的溢出，使气体在加气混凝土料浆中形成均匀细小的气泡，在料浆硬化凝结后，加气混凝土就具有多孔结构，进而达到轻质的目的。由于大量气体性能的封闭气孔的存在，也大大降低了加气混凝土的导热系数，使加气混凝土具备良好的保温效果。
3.硅铁粉在料浆中与碱性成分发生反应的速度要比铝慢，在复合发气过程中，硅铁粉和铝粉的发气是不同步的，硅铁粉类似于是二次发气剂的作用，硅铁粉发气所产生的气孔形状正轨准确，被表面更加密实，其内表面没有铝粉发气混凝土的孔壁所不可避免的透镜状开裂。硅铁粉的加入使加气混凝土的孔结构发生了改变，孔隙壁的结晶组织液发生了改变。分散的硅铁粉可以很大程度上增加0.1-1mm的气孔数量。而且硅铁粉的加入改变了加气混凝土的孔型，其微孔更多的近似于球形，使微观孔结构更加合理。另外，硅铁粉发生反应后，生成的游离硅为形成托贝莫来型低水化硅酸酸盐创造了条件，从而有效提高加气混凝土的强度。
4.茶皂素是一种非离子型的表面活性剂，可以明显降低界面的表面张力，在体系发气过程中有很好的稳泡作用，有效防止气泡的合并和溢出；而且还可以改善气孔结构，增加气孔的均匀性，进而有利于提高加气混凝土制品的抗压强度。
5.甲基硅醇钠内掺到料浆中，随着凝胶材料的水化硬化，由于料浆中存在大量碱性物质，激发甲基硅醇钠缩聚成多缩硅醇，通过物理吸附和化学吸附两种方式与加气混凝土中的羟基反应形成聚硅氧烷，进而在孔中形成网状的憎水薄膜，由于加气混凝土孔壁上聚硅氧烷的存在，使水与孔壁的接触角大于90°，从而减少了加气混凝土的吸水率。
6.椰油酰胺丙基甜菜碱不仅具有良好的分散效果，而且能够协同体系的发泡效果，进一步提高气孔数量，且气孔更加均匀致密，进而进一步提高混凝土砌块的保温效果并降低砌块的容重。同时，更合理的孔结构，相较于相同容重的砌块具有更加良好的结构强度。
附图说明
图1是本发明提供的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例
实施例1
一种加气混凝土砌块，按重量份数计，原料组分如表1所示。
浆料为砂子和水的混合物，沙子在浆料中的占比为55％，憎水剂采用甲基硅醇钠，表面活性剂采用茶皂素，添加剂采用椰油酰胺丙基甜菜碱。其中，石灰中氧化钙含量大于75％。
如图1所示，该加气混凝土砌块的制备方法包括以下步骤：
S1，初步混合：将沙子和水混合并获得浆料，再加入水泥、石灰、石膏、粉煤灰、茶皂素以及憎水剂均匀混合，搅拌3min；
S2，完全混合：加入铝粉、硅铁粉以及添加剂，混合均匀，搅拌2min；
S3，发泡成型：倒入至模具中发泡成型并切割；
S4，蒸压养护：1MPa进行蒸压养护5h，温度为180℃。
实施例2
一种加气混凝土砌块，按重量份数计，原料组分如表1所示。
浆料为砂子和水的混合物，沙子在浆料中的占比为60％，憎水剂采用甲基硅醇钠，表面活性剂采用茶皂素，添加剂采用椰油酰胺丙基甜菜碱。其中，石灰中氧化钙含量大于75％。
该加气混凝土砌块的制备方法包括以下步骤：
S1，初步混合：将沙子和水混合并获得浆料，再加入水泥、石灰、石膏、粉煤灰、茶皂素以及憎水剂均匀混合，搅拌4min；
S2，完全混合：加入铝粉、硅铁粉以及添加剂，混合均匀，搅拌1min；
S3，发泡成型：倒入至模具中发泡成型并切割；
S4，蒸压养护：1.1MPa进行蒸压养护6h，温度为190℃。
实施例3
一种加气混凝土砌块，按重量份数计，原料组分如表1所示。
浆料为砂子和水的混合物，沙子在浆料中的占比为60％，憎水剂采用甲基硅醇钠，表面活性剂采用茶皂素，添加剂采用椰油酰胺丙基甜菜碱。其中，石灰中氧化钙含量大于75％。
该加气混凝土砌块的制备方法包括以下步骤：
S1，初步混合：将沙子和水混合并获得浆料，再加入水泥、石灰、石膏、粉煤灰、茶皂素以及憎水剂均匀混合，搅拌4min；
S2，完全混合：加入铝粉、硅铁粉以及添加剂，混合均匀，搅拌1min；
S3，发泡成型：倒入至模具中发泡成型并切割；
S4，蒸压养护：1.2MPa进行蒸压养护6h，温度为200℃。
实施例4
与实施例2的区别在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。
其中，将添加剂替换为等量的茶皂素。
实施例5
与实施例2的区别在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。
其中，添加剂采用十二烷基磺酸钠。
实施例6
与实施例2的区别在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。
其中，憎水剂采用辛基三乙氧基硅烷。
对比例
对比例1
与实施例2的区别在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。
其中，将硅铁粉替换为等量的铝粉。
对比例2
与实施例2的区别在于，按重量份数计，原料组分如表1所示。
其中，将表面活性剂替换为等量的椰油酰胺丙基甜菜碱。
性能检测试验
制备A05级加气混凝土试样，体积密度在500kg/m3左右。
抗压强度检测：根据GB/T 11971-1997《加气混凝土力学性能试验方法》中的规定，对试样进行抗压强度检测，检测结果如表2所示；
干湿循环系数检测：根据GB/T 11970-1997《加气混凝土体积密度、含水率和吸水率试验方法》中的规定，对试样进行干湿循环稀释检测，检测结果如表2所示。
冻融循环系数检测：将试样放入鼓风干燥箱中烘干至恒重，冷却称量质量，然后放入恒温水槽中浸泡48h；取出试样并擦干表面水分，放入预先降温至-15℃的低温箱中，在(-20±2)℃下冷冻6h，放入水温在(20±5)℃的恒温水槽中融化5h，这样作为一个冻融循环，连续冻融循环15次，计算获得试样在试验前后的质量损失率，结果如表2所示。
表1(配方表)
Figure BDA0002248503010000061
表2(性能参数表)
Figure BDA0002248503010000062
从实验结果可以看出，同样具有表面活性作用的茶皂素和椰油酰胺丙基甜菜碱，两者在体系中均能够起到增大强度的效果，且椰油酰胺丙基甜菜碱和体系之间具有良好的协同效果，在各方面性能的增强上均具有显著效果。甲基硅醇钠相对于常规的憎水剂辛基三乙氧基硅烷更加具备优势，同样在整个体系的配合作用下，产生更加显著的增强效果。硅铁粉的掺和起泡也能够对体系的性能显著进行提高。
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 (7)

1.一种加气混凝土砌块，其特征在于：按重量份数计，原料包括以下组分：
料浆 2070-2100份；
水泥 230-260份；
石灰 200-220份；
铝粉 1.0-1.5份；
硅铁粉 4-6份；
表面活性剂 0.5-1.0份；
憎水剂 0.2-0.4份；
所述浆料为沙子和水的混合物，所述沙子在浆料中的占比为55-60%；
所述表面活性剂采用茶皂素。
2.根据权利要求1所述的一种加气混凝土砌块，其特征在于：按重量份数计，原料包括石膏50-55份。
3.根据权利要求1所述的一种加气混凝土砌块，其特征在于：按重量份数计，原料包括粉煤灰600-620份。
4.根据权利要求1所述的一种加气混凝土砌块，其特征在于：所述憎水剂采用甲基硅醇钠。
5.根据权利要求1所述的一种加气混凝土砌块，其特征在于：按重量份数计，原料包括椰油酰胺丙基甜菜碱0.2-0.4份。
6.根据权利要求1所述的一种加气混凝土砌块，其特征在于：所述石灰中氧化钙含量大于75%。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1，初步混合：将沙子和水混合并获得浆料，再加入水泥、石灰、石膏、粉煤灰、茶皂素以及憎水剂均匀混合，搅拌3-4min；
S2，完全混合：加入铝粉、硅铁粉以及椰油酰胺丙基甜菜碱，混合均匀，搅拌1-2min；
S3，发泡成型：倒入至模具中发泡成型并切割；
S4，蒸压养护：1-1.2MPa进行蒸压养护5-6h，温度为180-200℃。
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