CN111908939A - 一种加气混凝土砌块及其制备方法 - Google Patents

一种加气混凝土砌块及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种加气混凝土砌块及其制备方法，涉及建筑材料技术领域。该加气混凝土砌块，包括水泥180‑220份；石灰150‑200份；粉煤灰200‑250份；脱硫石膏25‑35份；铝粉0.9‑1.1份；碳化稻壳粉350‑400份；甲基硅酸钠5‑10份；水500‑600份。其制备方法为：S1，按原料配比将水泥、石灰、粉煤灰、石膏、铝粉、碳化稻壳粉和甲基硅酸钠混合均匀；S2，依次在步骤S1得到的混合物中加入水和铝粉，搅拌均匀后，将浆料倒入模具中，将模具于22±2℃、湿度60±10%环境下静置3‑4h，脱模并按要求切割；S3，将切割后的砌块置于60‑80℃蒸压釜中进行蒸汽养护10‑12h，然后降至室温，并于标准环境下静置7d，即得。本申请制备的加气混凝土砌块具有轻质、强度高和耐水性好的优点。

Description

一种加气混凝土砌块及其制备方法
技术领域
本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种及其混凝土砌块及其制备方法。
背景技术
加气混凝土砌块是以水泥、石灰、粉煤灰、石膏为主要原料，使用铝粉膏作为发气材料，通过配料、搅拌、浇筑、静停、切割、蒸压养护等工艺过程生产的轻质多孔硅酸盐制品。由于发泡后含有大量均一微小的气孔，因此称为加气混凝土。蒸压加气混凝土砌块作为墙体材料革新与建筑节能的重要组成部分，是一种经过多年应用，实践证明的一种替代粘土砖的理想墙体材料，由于墙体改革的需要和加气混凝土制品所具有的优点，加气混凝土将是近十年中大力发展的一种新型轻质建筑材料。
脱硫石膏是火力发电厂烟气脱硫产生的工业固体废弃物，其主要成分是二水石膏，将其煅烧成半水石膏后制备石膏砌块是该种固废资源优化利用的有效途径之一。但是石膏砌块耐水性差，受潮或者浸水后其强度会大幅度损失，不能用作外墙及潮湿部位的建筑材料，使其推广应用范围受到极大限制。
在申请公开号为CN108751906A的中国发明申请专利中公开了一种聚丙烯酰胺乳液- 聚乙烯醇乳液复合改性的耐水脱硫建筑石膏加气砌块的制备方法，其主要是将改性脱硫建筑石膏粉与粉煤灰、高炉矿渣、石灰、铝粉等原料经过一系列搅拌、倒模、切割和养护而得到加气砌块。
上述申请专利，通过采用聚丙烯酰胺乳液、聚乙烯醇乳液等对脱硫石膏进行复合改性，得到改性脱硫建筑石膏，再与其他组分共同配合制成加气砌块，得到的石膏砌块密实，显著提高石膏的防水性能和力学性能，但是通过添加聚丙烯酰胺和聚乙烯醇等外加剂方式，填充到砌块孔隙中而使之密实，虽然提高了耐水性，但增加了砌块容重。
因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本申请的目的一在于提供一种加气混凝土砌块，其具有轻质、强度高和耐水性好的优点。
本申请的目的二在于提供一种加气混凝土砌块的制备方法，其具有操作简单、适合大规模化生产的优点。
为实现上述目的一，本申请提供了如下技术方案：
一种加气混凝土砌块，包括如下重量份数的组分：
水泥：180-220份；
石灰：150-200份；
粉煤灰：200-250份；
脱硫石膏：25-35份；
铝粉：0.9-1.1份；
碳化稻壳粉：350-400份；
甲基硅酸钠：5-10份；
水：500-600份。
通过采用上述技术方案，碳化稻壳粉含有较高含量的二氧化硅，且碳化稻壳粉相比于其他天然石料具有轻质轻便的优点，碳化稻壳粉具有密度小、表面积大和孔隙度高的优点，本发明采用碳化稻壳粉作为基料，得到的砌块的容重低、强度高。甲基硅酸钠易被弱酸分解，当遇到水和二氧化碳时便分解成甲基硅酸，并很快聚合生成具有耐水性能的聚甲基硅醚，因此可在基材表面形成一层极薄的可以透气的聚硅氧烷膜，生成的硅氧膜的甲基朝向外面，具有很强的憎水性，从而使表面接触角增大，提高了憎水性，降低吸水率，增大了砌块的耐水性。本申请采用碳化稻壳粉作为基料，其高孔隙度可为硅氧膜的附着提供了很好的条件，得到的砌块耐水性好且容重低。
进一步优选为，所述脱硫石膏的CaSO4含量为80-92％，容重为0.722-0.796g/cm2，细度为5-15μm。
通过采用上述技术方案，石膏在加气混凝土砌块中用作发气的调节剂，也参与水化反应可以提高砌块的强度，减少收缩，提高抗冻性，采用上述参数特征的石膏，得到加气混凝土砌块的密实度高、机械强度高。
进一步优选为，所述水泥为硅酸盐水泥，强度等级为52.5级，比表面积为 421m2/kg。
通过采用上述技术方案，水泥为加气混凝土砌块强度的主要来源，它为加气混凝土提供了主要的钙质材料，在生产加气混凝土砌块过程中起反应，其与石灰混合使用，且以石灰为主，水泥主要起到调节料浆稠度，粘度和可塑性。
进一步优选为，所述粉煤灰为F类I级。
通过采用上述技术方案，F类I级粉煤灰通常是由燃烧无烟煤或烟煤所得，这一类粉煤灰具有火山灰性能，加入粉煤灰的加气混凝土砌块质量更轻，容重更小。
进一步优选为，所述碳化稻壳粉的制备步骤为：将稻壳置于体积浓度为10％的稀盐酸中沸煮1h，洗净、烘干后再置于高温炉中并在550℃的温度下碳化1h，再升温至610℃，灰化1h，然后加入助磨剂进行研磨，得到粒度为0.5μm的碳化稻壳粉。
通过采用上述技术方案，稻壳粉主要成分为木质素、纤维素和SiO2，具有密度小、表面积大可高孔隙度的特点，经过碳化后，其SiO2的含量复合GB/T 11969-2008的要求，且本发明在对碳化后的稻壳粉还进行了灰化处理，使得无定型二氧化硅增多，残留碳减少，从而大大增加稻壳粉的火山灰活性，与铝粉配合发泡后，使得砌块既具有孔隙率高、更轻质和强度高的特点。
进一步优选为，所述助磨剂采用乙二醇，且每1g灰化后的稻壳粉加入0.025％mL的乙二醇。
通过采用上述技术方案，由于稻壳粉在磨细过程中，其表面能巨大，二次团聚倾向严重，通过加入乙二醇作为助磨剂，可对稻壳粉起到分散团聚作用，提高了粉体的比表面积和稻壳粉活性。
为实现上述目的二，本申请提供了如下技术方案：
一种加气混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
S1，按原料配比将水泥、石灰、粉煤灰、石膏、铝粉、碳化稻壳粉和甲基硅酸钠混合均匀；
S2，依次在步骤S1得到的混合物中加入水和铝粉，搅拌均匀后，将浆料倒入模具中，将模具于22±2℃、湿度60±10％环境下静置3-4h，脱模并按要求切割；
S3，将切割后的砌块置于60-80℃蒸压釜中进行蒸汽养护10-12h，然后降至室温，并于标准环境下静置7d，即得到加气混凝土砌块。
综上所述，与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：
(1)本申请以碳化稻壳粉作为主要基料，得到的砌块孔隙度较高，且强度高，并加入甲基硅酸钠，其分解形成的极薄防水膜和附着于孔隙表面，得到的加气混凝土砌块，其容重低、强度高且耐水性好；
(2)本申请中的碳化稻壳粉为自制，对采购过来的稻壳进行碳化和灰化，使得无定型二氧化硅增多，残留碳减少，从而大大增加稻壳粉的火山灰活性，与铝粉配合发泡后，使得砌块既具有孔隙率高、更轻质和强度高的特点。
附图说明
图1为本申请中加气混凝土砌块的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本申请进行详细描述。
实施例1：一种加气混凝土砌块，各组分及其相应的重量份数如表1所示，如图1，并通过如下步骤制备获得：
S1，按原料配比将水泥、石灰、粉煤灰、石膏、铝粉、碳化稻壳粉和甲基硅酸钠混合均匀；
S2，依次在步骤S1得到的混合物中加入水和铝粉，搅拌均匀后，将浆料倒入模具中，将模具于20℃、湿度50％环境下静置4h，脱模并按要求切割成600mm×250mm×200mm规格；
S3，将切割后的砌块置于60℃蒸压釜中进行蒸汽养护12h，然后降至室温，并于20℃环境下静置7d，即得到加气混凝土砌块。
本实施例中，脱硫石膏的CaSO4含量为80％，容重为0.722g/cm2，细度为5μm；水泥为硅酸盐水泥，强度等级为52.5级，比表面积为421m2/kg；粉煤灰为F类I级。上述原料均为普通市售购得。
本实施例中的碳化稻壳粉由如下步骤制备得到：将1000g稻壳置于4L、体积浓度为10％的稀盐酸中沸煮1h，洗净、烘干后再置于高温炉中并在550℃的温度下碳化1h，再升温至610℃，灰化1h，然后加入25％mL乙二醇进行研磨，得到粒度为0.5μm的碳化稻壳粉。
实施例2-6：一种加气混凝土砌块，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-6中各组分及其重量份数
Figure RE-GDA0002663107480000041
Figure RE-GDA0002663107480000051
实施例7：一种加气混凝土砌块，与实施例1的不同之处在于，通过如下步骤制备获得：
S1，按原料配比将水泥、石灰、粉煤灰、脱硫石膏、铝粉、碳化稻壳粉和甲基硅酸钠混合均匀；
S2，依次在步骤S1得到的混合物中加入水和铝粉，搅拌均匀后，将浆料倒入模具中，将模具于24℃、湿度70％环境下静置3h，脱模并按要求切割成600mm×250mm×200mm规格；
S3，将切割后的砌块置于80℃蒸压釜中进行蒸汽养护10h，然后降至室温，并于25℃环境下静置7d，即得到加气混凝土砌块。
本实施例中，脱硫石膏的CaSO4含量为92％，容重为0.796g/cm2，细度为15μm；水泥为硅酸盐水泥，强度等级为52.5级，比表面积为421m2/kg；粉煤灰为F类I级。上述原料均为普通市售购得。
对比例1：一种加气混凝土砌块，与实施例1的不同之处在于，未加入碳化稻壳粉，并将粉煤灰的用量提高到600重量份。
对比例2：一种加气混凝土砌块，与实施例1的不同之处在于，未加入甲基硅酸钠。
对比例3：一种加气混凝土砌块，与实施例1的不同之处在于，所加入的碳化稻壳粉未经过灰化处理。
对比例4：一种加气混凝土砌块，与实施例1的不同之处在于，碳化稻壳粉在研磨之时未加入乙二醇。
性能测试
分别对实施例1-7和对比例1-4制得的加气混凝土砌块进行性能测试，测试结果计入下列表 2中。
测试方法
干容重和抗压强度：依照GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块标准》进行。
吸水率：在40℃的真空干燥箱中将试件烘干至恒重并称重，再放入水中浸湿2h后，擦拭表干并称重，由吸水前后重量计算吸水率。
由表2中测试数据可以看出，实施例1-7中制得的加气混凝土砌块，其干容重和抗压强度均符合标准要求，且干容重最低可达到573kg/m3，抗压强度最高可达到4.5MPa。实施例-7的吸水率均低于3％，对比例2由于未加入甲基硅酸钠，其吸水率达到了22.3％。综上说明本申请制备的加气混凝土砌块具有较小的干容重，较高强度，以及较好的耐水性能。
表2性能测试结果
干容重(kg/m<sup>3</sup>) 抗压强度() 吸水率(％)
标准要求 ≤625 ≥3.5 /
实施例1 575 4.3 2.6
实施例2 574 4.4 2.5
实施例3 575 4.5 2.7
实施例4 578 4.2 2.8
实施例5 579 4.0 2.6
实施例6 575 4.1 2.8
实施例7 573 4.0 2.9
对比例1 602 3.6 12.6
对比例2 578 4.0 22.3
对比例3 583 3.7 8.9
对比例4 586 3.8 13.5
以上所述仅是本申请的优选实施方式，本申请的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本申请思路下的技术方案均属于本申请的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种加气混凝土砌块，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
水泥：180-220份；
石灰：150-200份；
粉煤灰：200-250份；
脱硫石膏：25-35份；
铝粉：0.9-1.1份；
碳化稻壳粉：350-400份；
甲基硅酸钠：5-10份；
水：500-600份。
2.根据权利要求1所述的加气混凝土砌块，其特征在于，所述脱硫石膏的CaSO4含量为80-92%，容重为0.722-0.796g/cm2，细度为5-15μm。
3.根据权利要求1所述的加气混凝土砌块，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥，强度等级为52.5级，比表面积为421m2/kg。
4.根据权利要求1所述的加气混凝土砌块，其特征在于，所述粉煤灰为F类I级。
5.根据权利要求1所述的加气混凝土砌块，其特征在于，所述碳化稻壳粉的制备步骤为：将稻壳置于体积浓度为10%的稀盐酸中沸煮1h，洗净、烘干后再置于高温炉中并在550℃的温度下碳化1h，再升温至610℃，灰化1h，然后加入助磨剂进行研磨，得到粒度为0.5μm的碳化稻壳粉。
6.根据权利要求5所述的加气混凝土砌块，其特征在于，所述助磨剂采用乙二醇，且每1g灰化后的稻壳粉加入0.025%mL的乙二醇。
7.根据权利要求1-6任一所述的加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，按原料配比将水泥、石灰、粉煤灰、石膏、铝粉、碳化稻壳粉和甲基硅酸钠混合均匀；
S2，依次在步骤S1得到的混合物中加入水和铝粉，搅拌均匀后，将浆料倒入模具中，将模具于22±2℃、湿度60±10%环境下静置3-4h，脱模并按要求切割；
S3，将切割后的砌块置于60-80℃蒸压釜中进行蒸汽养护10-12h，然后降至室温，并于标准环境下静置7d，即得到加气混凝土砌块。
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