CN111875410A - 一种轻质镁渣建筑材料及其制备方法 - Google Patents

一种轻质镁渣建筑材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种轻质镁渣建筑材料及其制备方法，建筑材料的原料组分为：镁渣40‑55份、粉煤灰30‑45份、水泥5‑20份、硅粉5‑10份；其制备方法为：通过将废旧镁渣与粉煤灰、水泥、硅粉按比例进行混合，并加水搅拌，然后在混合料中添加合适的发泡剂，使得成品的自重降低，且有大量气孔，提供了保温隔热作用；同时给出了泡沫掺量与镁渣成品密度的函数关系，使得发泡剂的掺入量的计算更加简单准确；混合料与发泡剂均匀混合养护后，得到性能良好的轻质镁渣建筑材料成品；本发明具有工艺简单、成本低廉、性能优异及环保实用的优点。

Description

一种轻质镁渣建筑材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑工程材料，具体涉及一种轻质镁渣建筑材料及其制备方法。
背景技术
我国镁产业发达，因此也带来了巨大的工业废渣，合理解决这些废渣，则是当前刻不容缓的问题。将废弃镁渣制成建筑制品，变废为宝，不仅解决了镁渣污染问题，还带来了物美价廉的建筑制品，且镁渣属于工业废渣，造价低廉，能带来极大的经济效益，将镁渣利用起来，也符合我国当前的绿色发展和建筑节能的国策。传统轻质混凝土造价高昂，在其制作过程中也污染环境。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种轻质镁渣建筑材料及其制备方法，能够将废旧镁渣通过用物理或化学方法及一定的原料配比，制得性能良好且轻质的镁渣制品，具有工艺简单、成本低廉、性能优异及环保实用的优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种轻质镁渣建筑材料，包括以下重量份的原料：镁渣40-55份、粉煤灰30-45份、水泥5-20份、硅粉5-10份。
一种上述轻质镁渣建筑材料的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤一、称取以下重量份的原料：镁渣40-55份、粉煤灰30-45份、水泥5-20份、硅粉5-10份，混合搅拌均匀，得混合料；
步骤二、将混合料放入研磨机中研磨至细度100目以上，取出备用；
步骤三、向研磨好的混合料中加水，水与混合料质量比为1：(0.3-0.4)，送至搅拌机内搅拌均匀，搅拌机转速为500-800r/min，搅拌时间10-20min，得到均匀的拌合物；
步骤四、采用物理发泡方法，往物理发泡剂中打入压缩空气或采用搅拌机搅拌，得到泡沫；
步骤五、将步骤三中得到的均匀的拌合物与步骤四制得的泡沫均匀混合后进行养护，得到所述的轻质镁渣建筑材料。
所述步骤四中打入压缩空气的气压为0.4-0.6MPa；搅拌机转速为500-1000r/min，搅拌时间视所需泡沫掺量而定。
所述物理发泡方法可用化学发泡方法代替；所述化学发泡方法为：在步骤三中按水与混合料质量比为1：(0.3-0.4)在混合料中加水的同时，加入化学发泡剂后送至搅拌机内搅拌；搅拌机转速为500-800r/min，搅拌时间为10-20min。
所述物理或化学发泡剂的量根据选用的物理或化学发泡剂种类以及泡沫掺量决定；泡沫掺量根据如下函数关系计算：
Y＝-0.7374X+1646.7
式中：X为泡沫掺量/ml·kg-1；Y为养护前轻质镁渣密度/kg·m-3。
所述的物理发泡剂包括蛋白液发泡剂、松香皂类发泡剂、纸浆废液中的一种；其中，蛋白液发泡剂需要加水发泡，蛋白发泡剂与水质量比为1:5。
所述的化学发泡剂包括铝粉、碳酸盐、水玻璃中的一种。
所述步骤五中的养护为自然养护或蒸压养护；其中，蒸压养护适用于对轻质镁渣建筑材料强度要求为3-5MPa时，将步骤三中得到的均匀的拌合物与步骤四制得的泡沫均匀混合并经过初凝后放入蒸养釜中，蒸压养护温度为150-200摄氏度，压力为1.0-1.2MPa，时间为5-10小时；蒸养完成后，再进行自然养护，即得轻质镁渣建筑材料。
本发明的有益效果为：
将废旧镁渣与粉煤灰、水泥、硅粉按比例进行混合，使得镁渣的水化活性得以激发，制品有较高的力学性能；在原料中添加合适的发泡剂，使得成品的自重降低，且有大量气孔，提供了保温隔热作用；给出了泡沫掺量与镁渣成品密度的函数关系，使得发泡剂的掺入量的计算更加简单准确；且本发明与现有产品对比，原料>70％为工业废渣，成本极低，经济效益明显且符合国家环保政策。
综上，本发明具有工艺简单、成本低廉、性能优异及环保实用的优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种轻质镁渣建筑材料，包括以下重量份的原料：镁渣40份、粉煤灰33份、水泥20份、硅粉5份。
一种基于上述轻质镁渣建筑材料的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤一、称取镁渣40份、粉煤灰33份、水泥20份、硅粉5份，混合搅拌均匀，得混合料；
步骤二、将混合料放入研磨机中研磨细度125目，取出备用；
步骤三、向研磨好的混合料中加水，水与混合料质量比为1：0.35，然后送至搅拌机内搅拌，搅拌机转速为500r/min，搅拌10min，得到均匀的拌合物；
步骤四、选用蛋白发泡液，养护前轻质镁渣密度为1420kg·m-3，根据公式Y＝-0.7374X+1646.7，计算出泡沫掺量为325ml·kg-1，将蛋白发泡液与水按质量比1:5混合，制泡气压为0.4MPa，将压缩空气打入发泡剂中，直到泡沫为325ml·kg-1；
步骤五、将步骤三中得到的均匀的拌合物与步骤四制得的泡沫均匀混合后，自然养护得所述轻质镁渣建筑材料。
实施例2
一种轻质镁渣建筑材料，包括以下重量份的原料：镁渣45份、粉煤灰30份、水泥15份、硅粉5份。
一种基于上述轻质镁渣建筑材料的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤一、称取镁渣45份、粉煤灰30份、水泥15份、硅粉5份，混合搅拌均匀，得混合料；
步骤二、将混合料放入研磨机中研磨细度150，取出备用；
步骤三、向研磨好的混合料中加水，水与混合料质量比为1：0.35，然后送至搅拌机内搅拌，搅拌机转速为500r/min，搅拌10min，得到均匀的拌合物；
步骤四、选用蛋白发泡液，养护前轻质镁渣密度为420kg·m-3，根据公式Y＝-0.7374X+1646.7，计算出泡沫掺量为1700ml·kg-1，将蛋白发泡液与水按质量比1:5混合，制泡气压为0.4MPa，将压缩空气打入发泡剂中，直到泡沫为1700ml·kg-1；
步骤五、将步骤三中得到的均匀的拌合物与步骤四制得的泡沫均匀混合后，自然养护得所述轻质镁渣建筑材料。
实施例3
一种轻质镁渣建筑材料，包括以下重量份的原料：镁渣50份、粉煤灰40份、水泥10份、硅粉10份。
一种基于上述轻质镁渣建筑材料的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤一、称取镁渣50份、粉煤灰40份、水泥10份、硅粉10份，混合搅拌均匀，得混合料；
步骤二、将混合料放入研磨机中研磨细度150，取出备用；
步骤三、向研磨好的混合料中加水，水与混合料质量比为1：0.33，然后送至搅拌机，搅拌机转速为600r/min，搅拌15min，得到均匀的拌合物；
步骤四、选用蛋白发泡液，养护前轻质镁渣密度为1420kg·m-3根据公式Y＝－0.7374X+1646.7，计算出泡沫掺量为325ml·kg-1，将蛋白发泡液与水按质量比1:5混合，制泡气压为0.4MPa，将压缩空气打入发泡剂中，直到泡沫为325ml·kg-1；
步骤五、将步骤三中得到的均匀的拌合物与步骤四制得的泡沫均匀混合，初凝后放入蒸养釜中，蒸养釜温度设置为200摄氏度，压力设置为1.2Mpa，蒸养10小时；蒸养完成后再进行自然养护，即得所述轻质镁渣建筑材料。
实施例4
一种轻质镁渣建筑材料，包括以下重量份的原料：镁渣50份、粉煤灰30份、水泥20份、硅粉5份。
一种基于上述轻质镁渣建筑材料的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤一、称取镁渣50份、粉煤灰30份、水泥20份、硅粉5份，混合搅拌均匀，得混合料；
步骤二、将混合料放入研磨机中研磨细度125，取出备用；
步骤三、向研磨好的混合料中加水，水与混合料质量比为1：0.35，然后送至搅拌机内搅拌，搅拌机转速为700r/min，搅拌20min，得到均匀的拌合物；
步骤四、选用蛋白发泡液，养护前轻质镁渣密度为420kg·m-3，根据公式Y＝－0.7374X+1646.7，计算出泡沫掺量为1040ml·kg-1，蛋白发泡液与水按质量比1:5混合，制泡气压为0.5MPa，将压缩空气打入发泡剂中，直到泡沫为1700ml·kg-1；
步骤五、将步骤三中得到的均匀的拌合物与步骤四制得的泡沫均匀混合，初凝后放入蒸养釜中，蒸养釜温度设置为200摄氏度，压力设置为1.2Mpa，蒸养10小时；蒸养完成后再进行自然养护，即得所述轻质镁渣建筑材料。
实施例5
一种轻质镁渣建筑材料，包括以下重量份的原料：镁渣45份、粉煤灰33份、水泥10份、硅粉15份。
一种基于上述轻质镁渣建筑材料的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤一、称取镁渣45份、粉煤灰33份、水泥10份、硅粉15份，混合搅拌均匀，得混合料；
步骤二、将混合料放入研磨机中研磨细度200目，取出备用；
步骤三、向研磨好的混合料中加水，水与混合料质量比为1：0.35，然后送至搅拌机内搅拌，搅拌机转速为700r/min，搅拌20min，得到均匀的拌合物；
步骤四、选用蛋白发泡液，养护前轻质镁渣密度为800kg·m-3，根据公式Y＝－0.7374X+1646.7，计算出泡沫掺量为1040ml·kg-1，蛋白发泡液与水按质量比1:5混合，制泡气压为0.5MPa，将压缩空气打入发泡剂中，直到泡沫为1040ml·kg-1；
步骤五、将步骤三中得到的均匀的拌合物与步骤四制得的泡沫均匀混合，初凝后放入蒸养釜中，蒸养釜温度设置为200摄氏度，压力设置为1.2Mpa，蒸养10小时；蒸养完成后再进行自然养护，即得所述轻质镁渣建筑材料。
经试验，所制得轻质镁渣建筑材料的成品密度进一步影响成品的抗压强度，当轻质镁渣建筑材料的干密度在600～700kg·m-3，标准立方体抗压试件抗压强度可达到2.9MPa；当其干密度在700～800kg·m-3时，标准立方体抗压试件抗压强度可达到4.5MPa；当其干密度在800～900kg·m-3时，标准立方体抗压试件抗压强度可达到5.2MPa。
发泡方法可用化学发泡方法或物理发泡方法，化学发泡方法最终制品性能与发泡剂的选择有较大关系，有的发泡剂可能与镁渣发生反应降低成品力学性能；物理发泡方法则不存在这种问题。
本发明通过一定配比的原料，采用物理或化学发泡方法在保证发泡质量的前提下最大的激发镁渣的水化性能，养护后得到性能良好且轻质镁渣建筑材料成品；这种经过发泡处理的镁渣材料所制得的轻质镁渣建筑材料成品中有大量的气泡，使得成品自重降低，且有很高的保温隔热性能。
以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种轻质镁渣建筑材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：镁渣40-55份、粉煤灰30-45份、水泥5-20份、硅粉5-10份。
2.一种轻质镁渣建筑材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一、称取以下重量份的原料：镁渣40-55份、粉煤灰30-45份、水泥5-20份、硅粉5-10份，混合搅拌均匀，得混合料；
步骤二、将混合料放入研磨机中研磨至细度100目以上，取出备用；
步骤三、向研磨好的混合料中加水，水与混合料质量比为1：(0.3-0.4)，送至搅拌机内搅拌均匀，搅拌机转速为500-800r/min，搅拌时间10-20min，得到均匀的拌合物；
步骤四、采用物理发泡方法，往物理发泡剂中打入压缩空气或采用搅拌机搅拌，得到泡沫；
步骤五、将步骤三中得到的均匀的拌合物与步骤四制得的泡沫均匀混合后进行养护，得到所述的轻质镁渣建筑材料。
3.根据权利要求2所述的一种轻质镁渣建筑材料的制备方法，其特征在于：所述步骤四中压缩空气的气压为0.4-0.6MPa；搅拌机转速500-1000r/min，搅拌时间视所需泡沫掺量而定。
4.根据权利要求2所述的一种轻质镁渣建筑材料的制备方法，其特征在于：所述物理发泡方法可用化学发泡方法代替；所述化学发泡方法为：在步骤三中，按水与混合料质量比为1：(0.3-0.4)在混合料中加水的同时，加入化学发泡剂后送至搅拌机内搅拌；搅拌机转速为500-800r/min，搅拌时间为10-20min。
5.根据权利要求3或4所述的一种轻质镁渣建筑材料的制备方法，其特征在于：所述物理或化学发泡剂的量根据选用的物理或化学发泡剂种类以及泡沫掺量决定；泡沫掺量根据如下函数关系计算：
Y＝-0.7374X+1646.7
式中：X为泡沫掺量/ml·kg-1；Y为养护前轻质镁渣密度/kg·m-3。
6.根据权利要求2所述的一种轻质镁渣建筑材料的制备方法，其特征在于：所述的物理发泡剂包括蛋白液发泡剂、松香皂类发泡剂、纸浆废液中的一种；其中，蛋白液发泡剂需要加水发泡，蛋白发泡剂与水质量比为1:5。
7.根据权利要求2所述的一种轻质镁渣建筑材料的制备方法，其特征在于：所述的化学发泡剂包括铝粉、碳酸盐、水玻璃中的一种。
8.根据权利要求2所述的一种轻质镁渣建筑材料的制备方法，其特征在于：所述步骤五中的养护为自然养护或蒸压养护；其中，蒸压养护适用于对轻质镁渣建筑材料强度要求为3-5MPa时，将步骤三中得到的均匀的拌合物与步骤四制得的泡沫均匀混合并经过初凝后放入蒸养釜中，蒸压养护温度为150-200摄氏度，压力为1.0-1.2MPa，时间为5-10小时；蒸养完成后再进行自然养护，即得所述轻质镁渣建筑材料。
9.一种轻质镁渣建筑材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一、称取镁渣40份、粉煤灰33份、水泥20份、硅粉5份，混合搅拌均匀，得混合料；
步骤二、将混合料放入研磨机中研磨细度125目，取出备用；
步骤三、向研磨好的混合料中加水，水与混合料质量比为1：0.35，然后送至搅拌机内搅拌，搅拌机转速为500r/min，搅拌10min，得到均匀的拌合物；
步骤四、选用蛋白发泡液，养护前轻质镁渣密度为1420kg·m-3，根据公式Y＝-0.7374X+1646.7，计算出泡沫掺量为325ml·kg-1，将蛋白发泡液与水按质量比1:5混合，制泡气压为0.4MPa，将压缩空气打入发泡剂中，直到泡沫为325ml·kg-1；
步骤五、将步骤三中得到的均匀的拌合物与步骤四制得的泡沫均匀混合后，自然养护得所述轻质镁渣建筑材料。
10.一种轻质镁渣建筑材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一、称取镁渣45份、粉煤灰30份、水泥15份、硅粉5份，混合搅拌均匀，得混合料；
步骤二、将混合料放入研磨机中研磨细度150，取出备用；
步骤三、向研磨好的混合料中加水，水与混合料质量比:1：0.35，然后送至搅拌机内搅拌，搅拌机转速为500r/min，搅拌10min，得到均匀的拌合物；
步骤四、选用蛋白发泡液，养护前轻质镁渣密度为420kg·m-3，根据公式Y＝-0.7374X+1646.7，计算出泡沫掺量为1700ml·kg-1，将蛋白发泡液与水按质量比1:5混合，制泡气压为0.4MPa，将压缩空气打入发泡剂中，直到泡沫为1700ml·kg-1；
步骤五、将步骤三中得到的均匀的拌合物与步骤四制得的泡沫均匀混合后，自然养护得所述轻质镁渣建筑材料。
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