CN111439964A - 一种利用废弃加气混凝土制备的干粉保温砌筑砂浆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用废弃加气混凝土制备的干粉保温砌筑砂浆，涉及建筑材料技术领域。本发明提供的干粉保温砌筑砂浆包括以下质量份数的组分：硅酸盐水泥230～380份；废弃加气混凝土细集料500～750份；改性废弃加气混凝土微粉50～100份；水淬高炉矿渣180～280份；陶砂40～90份；珍珠膨胀岩18～40份；羟丙基甲基纤维素2～10份；砂浆胶0.15～1份；高效减水剂3～15份；所述改性废弃加气混凝土微粉是将废弃加气混凝土微粉煅烧得到，所述煅烧的温度为700～900℃。本发明提供的干粉保温砌筑砂浆配比合理，在干缩变形、干密度、导热性能上与轻质保温砌块相接近，并且与轻质砌块粘结效果好，不开裂。

Description

一种利用废弃加气混凝土制备的干粉保温砌筑砂浆
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种利用废弃加气混凝土制备的干粉保温砌筑砂浆。
背景技术
近年来，人们对建筑节能日益重视，对建筑墙体的热工性能要求越来越高，并且大力提倡发展节能、节地、利废的保温隔热新型外墙维护体系，各种非承重、承重轻质保温墙材被大量广泛地采用。以往用于保温砌块的砌筑砂浆一般为普通水泥砂浆或混合砂浆，其表观密度为1600～1800kg/m3，导热系数为0.8～1.0W/(m·k)；而轻质保温砌块的表观密度一般为450～950kg/m3，导热系数为0.15～0.35W/(m·k)。用普通砌筑砂浆砌筑轻质墙体，由于砂浆与砌块导热系数差距较大，导致整个砌体存在“冷桥”现象，另外，由砌筑灰缝引起的能量损失达到25％左右，在砌筑灰缝方面产生了“热桥”。而且在砌体的干湿循环和受力过程中，砌块受到约束，与砂浆变形不协调，易产生干缩裂缝或受力变形裂缝，使砌体强度受到不同程度的影响，并且雨水一旦进入室内墙体产生返碱长缘毛现象将无法修复。
由于城市化进程的不断加快，城市装修垃圾的存量不断增加(主要以废弃加气混凝土砌块为主)，大量的装修垃圾由于缺乏有效的管理，随意露天堆放，已经严重污染了人们的生活环境。随着人们对环保的日趋重视，装修垃圾资源化处理迫在眉睫。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种利用废弃加气混凝土制备的干粉保温砌筑砂浆，在不减弱砂浆强度的同时，大大降低砂浆的导热系数，使砂浆和墙材融为一体，彻底解决“冷桥”、“热桥”现象，并减少了返碱现象；本发明对装修垃圾中废弃加气混凝土进行了有效的资源化利用，具有显著的经济效益和环境效益。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种利用废弃加气混凝土制备的干粉保温砌筑砂浆，包括以下质量份数的组分：
Figure BDA0002356501030000021
所述改性废弃加气混凝土微粉是将废弃加气混凝土微粉煅烧得到，所述煅烧的温度为700～900℃。
优选地，所述干粉保温砌筑砂浆包括以下质量份数的组分：
Figure BDA0002356501030000022
优选地，所述废弃加气混凝土细集料的粒度符合《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》的要求，细度模数为2.4～2.8。
优选地，所述改性废弃加气混凝土微粉的粒度≤0.045mm；所述煅烧的时间为4～6小时。
优选地，所述水淬高炉矿渣的粒度≤4.75mm，细度模数为2.4～2.8。
优选地，所述陶砂的粒度≤4.75mm，细度模数为2.4～2.8。
优选地，所述珍珠膨胀岩的粒度≤4.75mm，细度模数为2.4～2.8。
优选地，所述羟丙基甲基纤维素的视密度为0.25～0.70g/cm3，比重为1.26～1.31，100目筛通过率大于98.5％，80筛目通过率为100％。
优选地，所述砂浆胶包括纤维素醚、膨润土、可分散乳胶粉和引气剂。
优选地，所述纤维素醚、膨润土、可分散乳胶粉和引气剂的质量比为8～12：1～3：4～8：1～3。
本发明提供了一种利用废弃加气混凝土制备的干粉保温砌筑砂浆，包括以下质量份数的组分：硅酸盐水泥230～380份；废弃加气混凝土细集料500～750份；改性废弃加气混凝土微粉50～100份；水淬高炉矿渣180～280份；陶砂40～90份；珍珠膨胀岩18～40份；羟丙基甲基纤维素2～10份；砂浆胶0.15～1份；高效减水剂3～15份；所述改性废弃加气混凝土微粉是将废弃加气混凝土微粉煅烧得到，所述煅烧的温度为700～900℃。在本发明中，废弃加气混凝土自重轻、保温隔热、颗粒表面及内部疏松多孔，本发明利用加气混凝土本身良好的物理热工性能及轻质耐久性的特点，配合具有良好火山灰活性和微集料效应的改性废弃加气混凝土微粉，再与硅酸盐水泥、其他轻骨料、掺合料、外加剂按照配比设计，在不减弱砂浆强度的同时，大大降低砂浆的导热系数，使砂浆和墙材融为一体，彻底解决“冷桥”、“热桥”现象，并减少了“返碱”现象。本发明提供的干粉保温砌筑砂浆配比合理，在干缩变形、干密度、导热性能上与轻质保温砌块相接近，并且和易性好、保水性好、与轻质砌块粘结效果好，不开裂，保温效果好，对非承重保温墙体砌块的砌筑意义重大。此外，本发明提供的干粉保温砌筑砂浆可以自行养护，自动平衡水分吸收和排放。本发明对装修垃圾中废弃加气混凝土进行了有效的资源化利用，具有显著的经济效益和环境效益。
实施例结果表明，本发明提供的干粉保温砌筑砂浆的硬化干密度为1025～1115kg/m3，导热系数为0.104～0.130W/m·K，抗压强度(28天)超过5.0MPa，粘结强度达到或超过0.5MPa，28天干燥收缩值为0.9～0.97mm/m，保水率大于99％。
具体实施方式
本发明提供了一种利用废弃加气混凝土制备的干粉保温砌筑砂浆，包括以下质量份数的组分：
Figure BDA0002356501030000041
所述改性废弃加气混凝土微粉是将废弃加气混凝土微粉煅烧得到，所述煅烧的温度为700～900℃。
以质量份数计，本发明提供的干粉保温砌筑砂浆包括硅酸盐水泥230～380份，优选为280～350份，更优选为310～330份。本发明对所述硅酸盐水泥没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的硅酸盐水泥即可。
以硅酸盐水泥的质量份数为基准，本发明提供的干粉保温砌筑砂浆包括废弃加气混凝土细集料500～750份，优选为550～700份，更优选为570～600份。在本发明中，所述废弃加气混凝土细集料的粒度优选符合《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》(GB/T17431.1)的要求，具体为满足该标准中5.1～5.6节的技术要求；细度模数优选为2.4～2.8，更优选为2.5～2.6。在本发明具体实施例中，所述废弃加气混凝土细集料是将废弃加气混凝土砌块进行处理后得到，具体的处理方法为：将废弃加气混凝土砌块进行破碎处理，经筛分分离后进行复配处理，使其颗粒符合《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》的要求，细度模数在2.4～2.8范围内。本发明利用废弃加气混凝土自重轻、保温隔热、颗粒表面及内部疏松多孔的特性，一方面废弃加气混凝土充当水泥浆体与其他轻骨料之间的粘结过度区间，提高砂浆的物理力学性能，另一方面废弃加气混凝土轻质而均匀分布的孔隙特征，使砂浆具备良好的保温隔热性能的同时兼具内养护特性，让砂浆自动养护，平衡水分吸收和排放，解决砂浆内部难以养护的问题。
以硅酸盐水泥的质量份数为基准，本发明提供的干粉保温砌筑砂浆包括改性废弃加气混凝土微粉50～100份，优选为50～80份，更优选为60～70份。在本发明中，所述改性废弃加气混凝土微粉的粒度优选≤0.045mm。在本发明中，所述改性废弃加气混凝土微粉是将废弃加气混凝土微粉煅烧得到，所述煅烧的温度为700～900℃。在本发明具体实施例中，所述废弃加气混凝土微粉是将废弃加气混凝土碎块进行处理后得到的，具体的处理方法为将废弃加气混凝土碎块粉磨50～70分钟，然后过直径0.045mm的方孔筛，去除粗颗粒，得到废弃加气混凝土微粉。在本发明中，对所述废弃加气混凝土微粉进行煅烧的温度优选为750～850℃，更优选为800℃；煅烧的时间优选为4～6小时，更优选为5小时；所述煅烧优选在电阻炉中进行。本发明采用低温煅烧的方式对废弃加气混凝土微粉进行改性，促进其水化硅酸钙相脱水发生晶体转变，形成更多的β-C2S，从而拥有良好的火山灰活性，易与水泥发生胶凝反应；改性废弃加气混凝土微粉部分代替水泥或用作掺合料，在降低砂浆制备成本的同时不降低砂浆的抗压强度。此外，改性废弃加气混凝土微粉的微集料效应可以填充在废弃加气混凝土细集料和其他轻骨料的表面微孔隙之中，与水泥发生胶凝反应后形成的胶凝产物填充在颗粒表面的孔隙之中可增强轻骨料颗粒外壳强度，从而达到提高整个砂浆体系的抗压强度的效果。
以硅酸盐水泥的质量份数为基准，本发明提供的干粉保温砌筑砂浆包括水淬高炉矿渣180～280份，优选为200～270份，更优选为220～260份。在本发明中，所述水淬高炉矿渣的粒度优选≤4.75mm，细度模数优选为2.4～2.8，更优选为2.5～2.6。在本发明具体实施例中，所述水淬高炉矿渣是将市售水淬高炉矿渣进行处理后得到，具体的处理方法为：对市售水淬高炉矿渣进行筛分，去除粒度＞4.75mm的颗粒，粒度≤4.75mm的颗粒筛分分离后复配，使其细度模数满足2.4～2.8的要求。
以硅酸盐水泥的质量份数为基准，本发明提供的干粉保温砌筑砂浆包括陶砂40～90份，优选为42～85份，更优选为45～50份。在本发明中，所述陶砂的粒度优选≤4.75mm，细度模数优选为2.4～2.8，更优选为2.5～2.6。在本发明具体实施例中，所述陶砂是将市售陶砂进行处理后得到的，具体的处理方法为：对市售陶粒进行破碎、筛分，去除粒度＞4.75mm的颗粒，粒度≤4.75mm的颗粒筛分分离后复配后，使其细度模数满足2.4～2.8的要求。
以硅酸盐水泥的质量份数为基准，本发明提供的干粉保温砌筑砂浆包括珍珠膨胀岩18～40份，优选为20～35份，更优选为25～30份。在本发明中，所述珍珠膨胀岩的粒度优选≤4.75mm，细度模数优选为2.4～2.8，更优选为2.5～2.6。在本发明具体实施例中，所述珍珠膨胀岩是将市售珍珠膨胀岩进行处理后得到的，具体的处理方法为：将市售珍珠膨胀岩筛分后去除粒度＞4.75mm的颗粒，粒度≤4.75mm的颗粒筛分分离后进行复配，使其细度模数满足2.4～2.8的要求。
在本发明中，所述水淬高炉矿渣、陶砂、珍珠膨胀岩均属于轻质保温隔热材料，在具备一定抗压强度的同时兼顾保温隔热性能，通过合理配比设计把这些轻骨料有效搭配在一起形成混合轻骨料，能显著增强轻集料的保温隔热性能并且还可改善加气混凝土细骨料强度不足的缺陷，使整个砂浆体系拥有良好的物理力学性能和热工性能。
以硅酸盐水泥的质量份数为基准，本发明提供的干粉保温砌筑砂浆包括羟丙基甲基纤维素2～10份，优选为3～6份，更优选为4～5份。在本发明中，所述羟丙基甲基纤维素的视密度优选为0.25～0.70g/cm3，更优选为0.3～0.5g/cm3；比重优选为1.26～1.31，更优选为1.3；100目筛通过率优选大于98.5％，80筛目通过率优选为100％。本发明对所述羟丙基甲基纤维素的来源没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的市售商品满足所述参数要求即可。
以硅酸盐水泥的质量份数为基准，本发明提供的干粉保温砌筑砂浆包括砂浆胶0.15～1份，优选为0.3～0.6份。在本发明中，所述砂浆胶优选包括纤维素醚、膨润土、可分散乳胶粉和引气剂；所述纤维素醚、膨润土、可分散乳胶粉和引气剂的质量比优选为8～12：1～3：4～8：1～3。本发明对所述纤维素醚、膨润土、可分散乳胶粉和引气剂的来源没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的相应物质即可。本发明对所述砂浆胶的制备方法没有特别的要求，将所述纤维素醚、膨润土、可分散乳胶粉和引气剂混合均匀即可。
以硅酸盐水泥的质量份数为基准，本发明提供的干粉保温砌筑砂浆包括高效减水剂3～15份，优选为5～10份，更优选为6～8份。本发明对所述高效减水剂没有特别的要要求，采用本领域技术人员熟知的高效减水剂即可，具体的如聚羧酸高效减水剂、萘系高效减水剂。
在本发明中，所述羟丙基甲基纤维素、砂浆胶和高效减水剂为外加剂，主要起到分散水泥颗粒，改善砂浆的和易性、保水性，克服砂浆的起壳、空鼓的缺陷，提高砂浆的粘结强度、耐久性和抗裂效果的作用。
本发明提供的干粉保温砌筑砂浆配比合理，大量采用了具备低导热系数的轻集料和掺合料，拥有良好的保温隔热性能，在干缩变形、干密度、导热性能上与轻质保温砌块相接近，在冷或热的环境中与砌块的变形相一致，可减少因受力不均引起的裂缝；同时高保水性(羟丙基甲基纤维素的增稠效果和骨料疏松多孔的特性)使砂浆在后期养护中有足够的水分参与水化反应从而增强砂浆粘结强度，与轻质砌块粘结效果好，不开裂；另外骨料颗粒疏松多孔的特性赋予砂浆良好的水分吸收和排放功能，使得二氧化碳能够进入砂浆内部与氢氧化钙反应，在增加砂浆强度的同时，减少了泛碱现象。本发明对装修垃圾中废弃加气混凝土进行了有效的资源化利用，具有显著的经济效益和环境效益。
本发明对所述干粉保温砌筑砂浆的制备方法没有特别的要求，将上述各组分混合均匀即可得到。在本发明具体实施例中，所述干粉保温砌筑砂浆的制备优选采用预制袋装生产工艺，具体的方法为：按照设定配方准备各原料组分，通过生产线输送带将各原料输送至料仓混合并搅拌均匀，然后通过料仓出料口自动装袋。在本发明中，采用预制袋装生产工艺与传统现场配制砂浆工艺相比具有许多优势，首先克服了传统工艺配制砂浆导致质量参差不齐的缺点；其次大大提高了砂浆生产效率，对提高建筑施工速度，提高建筑业整体现代化水平，减小环境污染等具有重要的意义；此外，干粉料的定量包装与存放，既节约了原料又方便了施工管理，在使用时，只需将干粉保温砌筑砂浆与水按1：0.6～0.9的质量比混合搅拌后即可使用。
下面结合实施例对本发明提供的利用废弃加气混凝土制备的干粉保温砌筑砂浆进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
分别按照以下方法处理得到废弃加气混凝土细集料、改性废弃加气混凝土微粉、水淬高炉矿渣、陶砂、珍珠膨胀岩：
(1)对废弃加气混凝土砌块进行破碎处理，经筛分分离后进行复配处理，使其颗粒符合《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》的要求，细度模数在2.4～2.8范围内，得到所需废弃加气混凝土细集料；
(2)对市售水淬高炉矿渣进行筛分，去除粒度＞4.75mm的颗粒，粒度≤4.75mm的颗粒筛分分离后复配，使其细度模数在2.4～2.8的范围内，得到所需水淬高炉矿渣；
(3)对市售陶砂进行破碎、筛分处理后，去除粒度＞4.75mm的颗粒，粒度≤4.75mm的颗粒筛分分离后复配，使其细度模数在2.4～2.8的范围内，得到所需陶砂；
(4)对市售膨胀珍珠岩筛分后去除粒度＞4.75mm的颗粒，粒度≤4.75mm的颗粒筛分分离后进行复配，使其细度模数在2.4～2.8的范围内，得到所需珍珠膨胀岩；
(5)将废弃加气混凝土碎块粉磨60分钟，过直径0.045mm的方孔筛，去除粗颗粒，放入电阻炉，设定温度区间为750℃的范围烘烤5小时冷却后取出，得到改性废弃加气混凝土微粉。
按照质量份数称取准备好的所需的各种原材料：
硅酸盐水泥310份、改性废弃加气混凝土微粉70份、废弃加气混凝土细集料570份、水淬高炉矿渣220份、陶砂45份、珍珠膨胀岩20份、羟丙基甲基纤维素4份、砂浆胶(纤维素醚、膨润土、可分散乳胶粉和引气剂按照8：2：5：2的质量比混合)0.8份，聚羧酸高效减水剂7份。
通过生产线输送带将各原料输送至料仓混合并搅拌均匀，然后通过料仓出料口自动装袋即可。
制得的干粉保温砌筑砂浆按照GB/T 20473-2006《建筑保温砂浆》附录A测试松散堆积密度；将制得的干粉保温砌筑砂浆加入适量的水，使稠度值达到70～90mm，按照标准要求成型试样，检测28天龄期后试样的硬化干密度、抗压强度、粘结强度和导热系数；其中，硬化干密度按照GB/T 5486.3-2001《无机硬质绝热制品试验方法密度、含水率及吸水率》第三章的规定测定，抗压强度按JGJ70-90《建筑砂浆基本性能试验方法》测定，粘结强度按JC890-2001《蒸压加气混凝土用砌筑砂浆与抹面砂浆》测定，导热系数按JGJ51-90《轻集料混凝土技术规程》测定。
经检测各项性能为：松散堆积密度855kg/m3，硬化干密度1025kg/m3，抗压强度(28天)6.8MPa，粘结强度0.6MPa，保水率99.5％，28天干燥收缩值0.95mm/m，导热系数0.104W/m·K。
实施例2
按照实施例1的方法准备好所需的各种原材料，按照质量份数称取：
硅酸盐水泥300份、改性废弃加气混凝土微粉50份、废弃加气混凝土细集料600份、水淬高炉矿渣185份、陶砂50份、珍珠膨胀岩36份、羟丙基甲基纤维素3份、砂浆胶(纤维素醚、膨润土、可分散乳胶粉和引气剂按照9：2：5：2的质量比混合)0.6份、聚羧酸高效减水剂6份。
通过生产线输送带将各原料输送至料仓混合并搅拌均匀，然后通过料仓出料口自动装袋即可。
按照实施例1的方法对实施例2制得的干粉保温砌筑砂浆的性能进行检测。经检测各项性能为：松散堆积密度895kg/m3，硬化干密度1075kg/m3，抗压强度(28天)5.8MPa，粘结强度0.5MPa，保水率99.4％，28天干燥收缩值0.9mm/m，导热系数0.115W/m·K。
实施例3
按照实施例1的方法准备好所需的各种原材料，按照质量份数称取：
硅酸盐水泥330份、改性废弃加气混凝土微粉60份、废弃加气混凝土细集料500份、水淬高炉矿渣270份、陶砂60份、珍珠膨胀岩35份、羟丙基甲基纤维素4份、砂浆胶(纤维素醚、膨润土、可分散乳胶粉和引气剂按照10：1：6：1的质量比混合)1.0份、聚羧酸减水剂8份。
通过生产线输送带将各原料输送至料仓混合并搅拌均匀，然后通过料仓出料口自动装袋即可。
按照实施例1的方法对实施例3制得的干粉保温砌筑砂浆的性能进行检测。经检测各项性能为：松散堆积密度915kg/m3，硬化干密度1115kg/m3，抗压强度(28天)7.7MPa，粘结强度0.85MPa，保水率99.7％，28天干燥收缩值0.97mm/m，导热系数0.130W/m·K。
由以上实施例可以看出，本发明提供的干粉保温砌筑砂浆的密度等级与1100kg/m3的蒸压加气混凝土相当，导热系数小于1.1W/m·K，抗压强度(28天)达到或超过5.0MPa，粘结强度、硬化干密度等指标均符合标准JC890-2001《蒸压加气混凝土用砌筑砂浆与抹面砂浆》的要求。而且可以看出，本发明提供的干粉保温砌筑砂浆在干缩变形、干密度、导热性能上与轻质保温砌块相接近，从而能够使砂浆和墙材融为一体，并且与轻质砌块粘结效果好，不开裂，保温效果好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用废弃加气混凝土制备的干粉保温砌筑砂浆，包括以下质量份数的组分：
Figure FDA0002356501020000011
所述改性废弃加气混凝土微粉是将废弃加气混凝土微粉煅烧得到，所述煅烧的温度为700～900℃。
2.根据权利要求1所述的干粉保温砌筑砂浆，其特征在于，包括以下质量份数的组分：
Figure FDA0002356501020000012
3.根据权利要求1或2所述的干粉保温砌筑砂浆，其特征在于，所述废弃加气混凝土细集料的粒度符合《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》的要求，细度模数为2.4～2.8。
4.根据权利要求1或2所述的干粉保温砌筑砂浆，其特征在于，所述改性废弃加气混凝土微粉的粒度≤0.045mm；所述煅烧的时间为4～6小时。
5.根据权利要求1或2所述的干粉保温砌筑砂浆，其特征在于，所述水淬高炉矿渣的粒度≤4.75mm，细度模数为2.4～2.8。
6.根据权利要求1或2所述的干粉保温砌筑砂浆，其特征在于，所述陶砂的粒度≤4.75mm，细度模数为2.4～2.8。
7.根据权利要求1或2所述的干粉保温砌筑砂浆，其特征在于，所述珍珠膨胀岩的粒度≤4.75mm，细度模数为2.4～2.8。
8.根据权利要求1或2所述的干粉保温砌筑砂浆，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素的视密度为0.25～0.70g/cm3，比重为1.26～1.31，100目筛通过率大于98.5％，80筛目通过率为100％。
9.根据权利要求1或2所述的干粉保温砌筑砂浆，其特征在于，所述砂浆胶包括纤维素醚、膨润土、可分散乳胶粉和引气剂。
10.根据权利要求9所述的干粉保温砌筑砂浆，其特征在于，所述纤维素醚、膨润土、可分散乳胶粉和引气剂的质量比为8～12：1～3：4～8：1～3。
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