CN111497008A - 一种石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，将石英砂和生石灰加入球磨机中，加水混和后球磨，制成温度为38～40℃的料浆；料浆抽入配料搅拌机，加入硅酸盐水泥，搅拌均匀后加入铝粉、聚羧酸减水剂和氧化石蜡皂气泡稳定剂，待各组分搅拌混合均匀后，将料浆卸入模具内注模；注模后连同模具一起送入恒温室，经发气、稠化、硬化后得到混凝土砌块。采用本发明的技术方案在发气完成后的稠化阶段，均匀分布的水化钙体系减少了中间水的存在，增加了吸附水，从而提高了料浆稠化速度，提高了浇注稳定性，缩短了稠化时间，提高了生产效率。

Description

一种石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法
技术领域
本发明提供一种混凝土砌块的方法，具体为石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法。
背景技术
加气混凝土砌块作为一种建筑材料广泛用于现代建筑，具有轻质、隔热、隔音等优点，用于建筑围护的填充材料，其力学性能较低(抗压强度最高仅5MPa左右)，抗冻性、抗收缩等耐久性能差。现代建筑对建筑材料耐久性要求越来越高，研究发展一种更高性能的加气混凝土砌块，成为墙体材料发展的需求。近年来兴起的“被动式房屋(Passivhaus)——一种保温、密封、环保、耐久数百年的新型房屋”对建筑材料的性能要求不断提高，生产一种轻质、高强、绿色环保、经久耐用的新型加气混凝土砌块成为现实需求。
目前国内使用的加气混凝土砌块生产技术是50、60年代引进、改造的传统工艺。先将砂和3％左右磷石膏加水制成料浆，再浇注生产时，添加水泥、生石灰粉(CaO)混合搅拌，后再加入铝粉发气。
CaO+H2O→Ca(OH)2+热量
Al+H2O→Al(OH)3+H2↑
加气混凝土料浆是固—液两相体系，加入铝粉后，由于铝粉和碱反应，放出氢气，从而形成固—液—气三相体系。在这个过程中，生石灰粉遇水会剧烈反应产生大量热量，反应过程持续15min以上，反应的不可控，生石灰加入料浆遇水后不断放热，料浆温度从38℃快速升高到70℃以上，发气过程温度差超过30℃，直接导致铝粉发气的反应速度加速进行。料浆中气泡大量生产，料浆体系内增加大量的表面积，自由能迅速增加，气泡变得极不稳定。温度的变化使化学反应中氢气产生速度不均匀，产生的气泡大小不一(见普通加气混凝土切面图)，破裂重组上浮冒出料浆，或导致发气失败，或导致加气混凝土砌块的内部结构不均匀，内应力集中，使得砌块强度的下降。
为了改进发气问题，传统工艺在磨浆时加入了3％磷石膏，将生石灰粉均匀磨细，减缓生石灰的消解反应速度。以上方法效果均不理想，且存在弊病，磷石膏的引入造成砌块的二次污染，且在蒸压阶段降低托勃莫来石结构(砌块的主要强度结构)的生成率，损坏砌块力学结构。此外，干磨石灰对设备环保要求很高，容易造成粉尘污染，活性氧化钙对人体有一定的损害，综上所述，无论从产品、环保角度出发传统生产工艺亟待改进。
发明内容
发明专利的目的是：通过石灰湿法制浆技术，生产一种均匀、稳定的加气混凝土料浆，使得发气过程温度差由30℃降低至2℃，稳定铝粉发气过程,发气反应匀速进行，使生产出一种内部气孔结构均匀(见高性能加气混凝土砌块切面)、稳定、低内应力的砌块，B06型砌块强度可达6.0MPa以上，提高20％；抗冻性、抗收缩性能同时提高；同时完全消除了干磨石灰存在的环境污染问题；在生产过程中取消磷石膏的添加，杜绝了磷石膏造成的二次污染的风险。该加气混凝土砌块具有高强度、低密度、隔热保温、环保绿色的优异性能，与家居环保理念相融合，与现代建筑的需求相匹配，替代传统工艺生产出新型的加气混凝土砌块。
针对上述技术问题，本发明提供一种石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，包括如下步骤：
(1)将石英砂和生石灰加入球磨机中，加水混和后球磨，制成温度为38～40℃的料浆；
(2)将步骤(1)的料浆抽入配料搅拌机，加入硅酸盐水泥，搅拌均匀后加入铝粉、聚羧酸减水剂和氧化石蜡皂气泡稳定剂，待各组分搅拌混合均匀后，将料浆卸入模具内注模；
(3)注模后连同模具一起送入恒温室，经发气、稠化、硬化后得到混凝土砌块。
所述的石英砂、生石灰、硅酸盐水泥、水、铝粉、聚羧酸减水剂、气泡稳定剂的质量比为4-6：0.5-1.2：0.5-1.2：3-4：0.002-0.003：0.004-0.005：0.005-0.007。
所述的聚羧酸减水剂包括羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钾、三聚氰胺甲醛缩聚物，丙酮磺酸盐甲醛缩合物，氨基磺酸盐甲醛缩合物中的任意一种。
所述的气泡稳定剂为油酸C18:1，亚油酸C18:2，硬脂酸C18的混合物，其中，油酸C18:1占比38-50wt％；亚油酸C18:2占比18-28wt％；硬脂酸C18占比25-45wt％。采用本申请的气泡稳定剂，能够将气泡大小稳定在1-2cm范围内，同时在本申请的添加量的情况下气泡稳定厚度1-2cm的厚度。
步骤(1)的料浆中还添加有无烟煤，所述的无烟煤球磨至10μm以内后进行500-800℃烧结1-3小时后再次球磨至粒度为0.01-1μm。
步骤(1)的料浆中有效钙的质量分数≥9％；细度0.088mm标准筛:26～30％；料浆浓度62～65％。
步骤(2)中加入硅酸盐水泥后搅拌3-4分钟；再加入铝粉后搅拌25-35秒。
步骤(3)中发气温度控制为48～50℃。
本发明的技术方案中，在加气混凝土砌块生产中，其气孔结构大小越均匀，内应力就越低，砌块强度就越高。本工艺发明得主要内容：是从控制发气的角度出发，改变传统工艺的弊病，让发气过程均一稳定，生成均匀的气孔结构，从而生产出一种优良性能的加气混凝土砌块。
本制造工艺技术选用石英砂和生石灰，改变传统将生石灰制成生石灰粉末(CaO)干法直接加入料浆搅拌的方法。而是提前在制造加气混凝土砌块原料料浆时，将石英砂1和生石灰2一起加入球磨机3加水混和湿磨制浆，利用生石灰亲水性和遇水放热的性质，制成一种均一稳定的热料浆4。用料浆中有效钙(质量分数≥9％)、细度(0.088mm标准筛:26～30)、温度(通常状态下38～40℃)、浓度(62～65％)四个指标控制磨浆工艺，石灰在磨浆过程中完成均匀消化—水化反应，使得石灰粒子均匀分散在料浆之中，通过球磨搅拌，料浆悬浮性能和流动性能改善，制成一定温度的均匀稳定料浆，将料浆放在过渡储存罐5中，搅拌待用。
生产浇注时，将磨制好的料浆按配料要求抽入配料搅拌机6，再加入普通硅酸盐水泥7，搅拌3.5分钟，搅拌均匀后，加入铝粉8，再搅拌30秒，待铝粉混合均匀后，将料浆卸入模具9完成注模。此过程中与之前比较减少干粉加入量50％，可以使每模浇注生产总时长从6分钟，减少到4分钟，节省生产浇注时间30％，大幅度提高了生产效率。
将模具一起送入恒温室10养护(发气、稠化、硬化成坯体)，由于原料料浆温度、成分稳定均一，加入聚羧酸减水剂保证料浆在石灰吸水性减少的前提下保持良好的流动性，且消除了之前持续放热的问题，因此铝粉发气速度均匀稳定，再加入氧化石蜡皂气泡稳定剂，让生成的气泡更具有韧性，能够在料浆中稳定存在，保证的固—液—气三相系统的稳定，在加气混凝土坯体内部生成均匀的气泡，发气过程顺畅，避免了憋气的问题，从而完成发气的过程。
附图1是比较两种工艺下，铝粉发气曲线，传统工艺中，因石灰消解反应料浆温度从38℃升高到70℃以上，发气过程温度升高超过30℃，使铝粉发气速率成加速状态，容易造成局部憋气，大型气泡聚集，造成不均匀稳定的内部结构；新工艺中，料浆温度恒定，发气过程温度升变化2℃，因此铝粉反应速率近似匀速，同时加入的石墨因为颗粒度小且不溶于本申请所述的材料，料浆良好的均匀性和流动性为均匀发气创造条件，在本申请的材料中形成坚实的骨架，产生气泡大小均一稳定，使得坯体内部结构均匀稳定。
在发气完成后的稠化阶段，均匀分布的水化钙体系减少了中间水的存在，增加了吸附水，从而提高了料浆稠化速度，提高了浇注稳定性，缩短了稠化时间，提高了生产效率。
通过上述，磨浆、配料搅拌、浇注、发气、稠化、硬化成坯体过程后，将加气混凝土坯体使用六面精确切割机切割成需求的尺寸大小后，送入1.5MPa的蒸汽蒸压釜蒸压加气混凝土成品。
附图说明
图1为铝粉发气速率比较，(1)为生石灰干法铝粉反应速率曲线，(2)为本发明的生石灰湿法铝粉反应速率曲线。
图2为本发明的生产工艺流程图。
图3为实施例1制备得到的砌块切面形貌图。
图4为实施例4制备得到的砌块切面形貌图。
具体实施方式
实施例1
一种石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，将石英砂和生石灰一起加入球磨机加水混和湿磨(质量比，砂：石灰：水＝5:1.2:3.8)制浆，利用生石灰亲水性和遇水放热的性质，制成一种均一稳定的热料浆。用料浆中有效钙(质量分数＝9％)、细度(0.088mm标准筛:26％)、温度(通常状态下39℃)、浓度(63％)四个指标控制磨浆工艺。
生产浇注时，将磨制好的料浆按配料要求抽入配料搅拌机，再加入1.2份普通硅酸盐水泥，搅拌3.5分钟，搅拌均匀后，加入铝粉0.003份，聚羧酸减水剂0.005份(氨基磺酸盐甲醛缩合物)、气泡稳定剂0.006份(所述的气泡稳定剂为油酸C18:1，亚油酸C18:2，硬脂酸C18的混合物，其中，油酸C18:1占比42wt％；亚油酸C18:2占比20wt％；硬脂酸C18占比38wt％。)再搅拌30秒，待铝粉混合均匀后，将料浆卸入模具完成注模。
将模具一起送入恒温室养护(发气、稠化、硬化成坯体)，铝粉发气速度均匀稳定，在加气混凝土坯体内部生成均匀的气泡，发气过程顺畅，从而完成发气的过程。
通过上述磨浆、配料搅拌、浇注、发气、稠化、硬化成坯体过程后，将加气混凝土坯体使用六面精确切割机切割成需求的尺寸大小后，送入1.5MPa的蒸汽蒸压釜蒸压加气混凝土成品。
实施例2
一种石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，将石英砂和生石灰一起加入球磨机加水混和湿磨(质量比，砂：石灰：水＝5:1:4)制浆，利用生石灰亲水性和遇水放热的性质，制成一种均一稳定的热料浆。用料浆中有效钙(质量分数＝13％)、细度(0.088mm标准筛:28％)、温度(通常状态下40℃)、浓度(64％)四个指标控制磨浆工艺。
生产浇注时，将磨制好的料浆按配料要求抽入配料搅拌机，再加入1.0份普通硅酸盐水泥，搅拌3.5分钟，搅拌均匀后，加入铝粉0.002份，聚羧酸减水剂0.004份(三聚氰胺甲醛缩聚物)、气泡稳定剂0.005份(所述的气泡稳定剂为油酸C18:1，亚油酸C18:2，硬脂酸C18的混合物，其中，油酸C18:1占比47wt％；亚油酸C18:2占比26wt％；硬脂酸C18占比27wt％。)再搅拌30秒，待铝粉混合均匀后，将料浆卸入模具完成注模。
将模具一起送入恒温室养护(发气、稠化、硬化成坯体)，铝粉发气速度均匀稳定，在加气混凝土坯体内部生成均匀的气泡，发气过程顺畅，从而完成发气的过程。
通过上述磨浆、配料搅拌、浇注、发气、稠化、硬化成坯体过程后，将加气混凝土坯体使用六面精确切割机切割成需求的尺寸大小后，送入1.5MPa的蒸汽蒸压釜蒸压加气混凝土成品。
实施例3
一种石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，将石英砂和生石灰2起加入球磨机加水混和湿磨(质量比，砂：石灰：水＝5:0.8:4.2)制浆，利用生石灰亲水性和遇水放热的性质，制成一种均一稳定的热料浆4。用料浆中有效钙(质量分数＝8％)、细度(0.088mm标准筛:30％)、温度(通常状态下38℃)、浓度(62％)四个指标控制磨浆工艺。
生产浇注时，将磨制好的料浆按配料要求抽入配料搅拌机，再加入1.0份普通硅酸盐水泥，搅拌3.5分钟，搅拌均匀后，加入铝粉0.003份，聚羧酸减水剂0.0045份(丙酮磺酸盐甲醛缩合物)、气泡稳定剂0.007份(所述的气泡稳定剂为油酸C18:1，亚油酸C18:2，硬脂酸C18的混合物，其中，油酸C18:1占比50wt％；亚油酸C18:2占比25wt％；硬脂酸C18占比25wt％。)再搅拌30秒，待铝粉混合均匀后，将料浆卸入模具完成注模。
将模具一起送入恒温室养护(发气、稠化、硬化成坯体)，铝粉发气速度均匀稳定，在加气混凝土坯体内部生成均匀的气泡，发气过程顺畅，从而完成发气的过程。
通过上述磨浆、配料搅拌、浇注、发气、稠化、硬化成坯体过程后，将加气混凝土坯体使用六面精确切割机切割成需求的尺寸大小后，送入1.5MPa的蒸汽蒸压釜蒸压加气混凝土成品。
实施例4
一种石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，将石英砂和生石灰一起加入球磨机加水混和湿磨(质量比，砂：石灰：水＝5:1.2:3.8)制浆，利用生石灰亲水性和遇水放热的性质，制成一种均一稳定的热料浆。用料浆中有效钙(质量分数＝9％)、细度(0.088mm标准筛:26％)、温度(通常状态下39℃)、浓度(65.4％)四个指标控制磨浆工艺。
生产浇注时，将磨制好的料浆按配料要求抽入配料搅拌机，再加入1.2份普通硅酸盐水泥，搅拌3.5分钟，搅拌均匀后，加入铝粉0.003份，待铝粉混合均匀后，将料浆卸入模具9完成注模。
将模具一起送入恒温室10养护(发气、稠化、硬化成坯体)，铝粉发气速度均匀稳定，在加气混凝土坯体内部生成均匀的气泡，发气过程顺畅，从而完成发气的过程。
通过上述磨浆、配料搅拌、浇注、发气、稠化、硬化成坯体过程后，将加气混凝土坯体使用六面精确切割机切割成需求的尺寸大小后，送入1.5MPa的蒸汽蒸压釜蒸压加气混凝土成品。
实施例5
一种石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，将石英砂和生石灰一起加入球磨机加水混和湿磨(质量比，砂：石灰：水＝5:1:4)制浆，利用生石灰亲水性和遇水放热的性质，制成一种均一稳定的热料浆。用料浆中有效钙(质量分数＝13％)、细度(0.088mm标准筛:28％)、温度(通常状态下40℃)、浓度(62.4％)四个指标控制磨浆工艺。
生产浇注时，将磨制好的料浆按配料要求抽入配料搅拌机，再加入1.0份普通硅酸盐水泥，搅拌3.5分钟，搅拌均匀后，加入铝粉0.002份，氧化石蜡皂气泡稳定剂0.005份再搅拌30秒，待铝粉混合均匀后，将料浆卸入模具完成注模。
将模具一起送入恒温室养护(发气、稠化、硬化成坯体)，铝粉发气速度均匀稳定，在加气混凝土坯体内部生成均匀的气泡，发气过程顺畅，从而完成发气的过程。
通过上述磨浆、配料搅拌、浇注、发气、稠化、硬化成坯体过程后，将加气混凝土坯体使用六面精确切割机切割成需求的尺寸大小后，送入1.5MPa的蒸汽蒸压釜蒸压加气混凝土成品。
实施例6
一种石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，将石英砂1生石灰一起加入球磨机加水混和湿磨(质量比，砂：石灰：水＝5:0.8:4.2)制浆，利用生石灰亲水性和遇水放热的性质，制成一种均一稳定的热料浆。用料浆中有效钙(质量分数＝8％)、细度(0.088mm标准筛:30％)、温度(通常状态下38℃)、浓度(63.5％)四个指标控制磨浆工艺。
生产浇注时，将磨制好的料浆按配料要求抽入配料搅拌机，再加入1.0份普通硅酸盐水泥，搅拌3.5分钟，搅拌均匀后，加入铝粉0.003份，羧甲基纤维素钾0.0045份、氧化石蜡皂气泡稳定剂0.007份再搅拌30秒，待铝粉混合均匀后，将料浆卸入模具完成注模。
将模具一起送入恒温室养护(发气、稠化、硬化成坯体)，铝粉发气速度均匀稳定，在加气混凝土坯体内部生成均匀的气泡，发气过程顺畅，从而完成发气的过程。
通过上述磨浆、配料搅拌、浇注、发气、稠化、硬化成坯体过程后，将加气混凝土坯体使用六面精确切割机切割成需求的尺寸大小后，送入1.5MPa的蒸汽蒸压釜蒸压加气混凝土成品。
Figure BDA0002449067600000071

Claims (8)

1.一种石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将石英砂和生石灰加入球磨机中，加水混和后球磨，制成温度为38～40℃的料浆；
（2）将步骤（1）的料浆抽入配料搅拌机，加入硅酸盐水泥，搅拌均匀后加入铝粉、聚羧酸减水剂和氧化石蜡皂气泡稳定剂，待各组分搅拌混合均匀后，将料浆卸入模具内注模；
（3）注模后连同模具一起送入恒温室，经发气、稠化、硬化后得到混凝土砌块。
2.根据权利要求1所述的石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，其特征在于，所述的石英砂、生石灰、硅酸盐水泥、水、铝粉、聚羧酸减水剂、气泡稳定剂的质量比为4-6：0.5-1.2：0.5-1.2：3-4：0.002-0.003：0.004-0.005：0.005-0.007。
3.根据权利要求2所述的石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，其特征在于，所述的聚羧酸减水剂包括羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钾、三聚氰胺甲醛缩聚物，丙酮磺酸盐甲醛缩合物，氨基磺酸盐甲醛缩合物中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，其特征在于，气泡稳定剂为油酸C18:1，亚油酸C18:2，硬脂酸C18的混合物，其中，油酸C18:1占比38-50wt%；亚油酸C18:2占比18-28wt%；硬脂酸C18占比25-45wt%。
5.根据权利要求1所述的石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，其特征在于，步骤（1）的料浆中还添加有无烟煤，所述的无烟煤球磨至10μm以内后进行500-800℃烧结1-3小时后再次球磨至粒度为0.01-1μm。
6.根据权利要求1所述的石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，其特征在于，步骤（1）的料浆中有效钙的质量分数≥9%；细度0.088mm标准筛:26～30%；料浆浓度62～65%。
7.根据权利要求1所述的石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，其特征在于，步骤（2）中加入硅酸盐水泥后搅拌3-4分钟； 再加入铝粉后搅拌25-35秒。
8.根据权利要求1所述的石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法，其特征在于，步骤（3）中发气温度控制为48～50℃。
CN202010287438.8A 2020-04-13 2020-04-13 一种石灰湿法制浆生产加气混凝土砌块的方法 Pending CN111497008A (zh)

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