CN113292299A - 一种蒸压加气混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种蒸压加气混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，提供了一种蒸压加气混凝土，由包括如下重量份的原料制备得到：锯泥2600～3000份，粉煤灰700～1000份，石膏200～500份，水泥280～320份，白灰250～300份和发气剂2～2.6份。本发明提供的蒸压加气混凝土以石材加工过程中产生的固体废物锯泥为主要原料，同时添加粉煤灰和石膏两种固体废弃物，进一步提高了固体废弃物的利用率；通过控制粉煤灰、石膏和白灰的用量，在制备过程中粉煤灰同白灰、石膏等原料发生水化反应，增加了蒸压加气混凝土的强度。实施例的实验结果表明，本发明提供的蒸压加气混凝土的抗压强度均值可达3.75MPa，固体废弃物的利用率为85～89％。

Description

一种蒸压加气混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种蒸压加气混凝土及其制备方法。
背景技术
随着我国城市化建设的飞速发展，建筑能耗所占社会商品能源总消费量的比例也在持续增加，其对国民经济的发展和人民正常工作与生活的影响日显突出。因此，开展建筑节能研究势在必行。而传统的红砖、普通混凝土制品已难以满足资源与环境保护和现代化建筑发展的需求，加气混凝土作为一种充分利用工业废渣、改善环境的多功能新型墙体材料，具有质轻、节能利废、隔热保温、吸声隔音等优点，是今后整个建筑行业优先发展的品种之一。
目前我国固体废弃物年产量巨大，达上百亿吨，这些固体废弃物不仅占用了大量的土地资源，而且对环境造成污染，有的甚至阻塞河流或者破坏农田植被。为了对固体废弃物进行再利用，中国专利CN 104692739A中公开了一种自保温墙体材料及其制备方法，以锯泥为主要原料，同时使用固体废弃物脱硫石膏，对固体废弃物进行了安全可靠的处置。但是，由于固体废弃物的用量过高，会导致材料强度的大幅降低，因此，该方案中的固体废弃物利用率仍然较低。
因此，亟需提供一种新的蒸压加气混凝土在保证材料强度的同时进一步提高固体废弃物的利用率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蒸压加气混凝土及其制备方法，本发明提供的蒸压加气混凝土显著提高了固体废弃物利用率，且强度高。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种蒸压加气混凝土，按重量份数计，由包括如下组分的原料制备得到：
锯泥 2600～3000份；
粉煤灰 700～1000份；
石膏 200～500份；
水泥 280～320份；
白灰 250～300份；
和发气剂 2～2.6份。
优选地，所述蒸压加气混凝土由包括如下组分的原料制备得到：
锯泥 2700～2900份；
粉煤灰 800～900份；
石膏 300～400份；
水泥 290～310份；
白灰 260～290份；
和发气剂 2.2～2.4份。
优选地，所述原料还包括水。
优选地，所述原料混合得到的混合料浆的稠度为30～35。
优选地，所述锯泥的含硅量＞75wt％。
优选地，所述粉煤灰的粒度为-200目91.8wt％以上。
优选地，所述石膏为脱硫石膏，所述脱硫石膏中三氧化硫的质量含量≥36.00％。
优选地，所述发气剂为铝粉。
本发明提供了上述技术方案所述蒸压加气混凝土的制备方法，包括：将各原料混合，得到混合料浆；将所述混合料浆浇注后依次进行静养和蒸压，得到蒸压加气混凝土。
优选地，所述混合包括以下步骤：
(1)将锯泥、石膏和部分水混合，得到原料料浆；将发气剂和剩余部分水混合，得到悬浮液；
(2)将所述步骤(1)得到的原料料浆和悬浮液与粉煤灰、白灰和水泥混合，得到混合料浆。
本发明提供了一种蒸压加气混凝土，按重量份数计，由包括如下组分的原料制备得到：锯泥2600～3000份，粉煤灰700～1000份，石膏200～500份，水泥280～320份，白灰250～300份和发气剂2～2.6份。本发明提供的蒸压加气混凝土以石材加工过程中产生的固体废物锯泥为主要原料，同时添加粉煤灰和石膏两种固体废弃物，进一步提高了固体废弃物的利用率；通过控制粉煤灰、石膏和白灰的用量，在制备过程中粉煤灰同白灰、石膏等原料生成水化硅酸盐和水化铝酸盐，增加了蒸压加气混凝土的强度。实施例的实验结果表明，本发明提供的蒸压加气混凝土的抗压强度为3.0MPa，固体废弃物的利用率为85～89％。
具体实施方式
本发明提供了一种蒸压加气混凝土，按重量份数计，由包括如下组分的原料制备得到：
锯泥 2600～3000份；
粉煤灰 700～1000份；
石膏 200～500份；
水泥 280～320份；
白灰 250～300份；
和发气剂 2～2.6份。
按重量份数计，制备本发明提供的蒸压加气混凝土的原料包括锯泥2600～3000份，优选为2700～2900份，更优选为2800份。在本发明中，所述锯泥为石材加工过程中产生的固体废弃物。本发明以锯泥为主要原料，通过提高其在蒸压加气混凝土中的用量，进一步降低了原料成本，同时避免了这种颗粒细小的固体废弃物对土壤、地下水和大气的污染。
本发明对所述锯泥的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的石材加工厂的废弃锯泥即可。在本发明中，所述锯泥的含硅量优选为＞75wt％。在本发明中，所述锯泥的扩散度优选为40～45cm。
以的重量为份计，制备本发明提供的蒸压加气混凝土的原料包括粉煤灰700～1000份，优选为800～900份，更优选为850份。在本发明，所述粉煤灰为煤燃烧产生的固体废弃物。本发明以粉煤灰作为原料，进一步提高了固体废弃物的回收率；同时，粉煤灰与白灰、石膏等原料生成水化硅酸盐和水化铝酸盐，在提高固体废弃物含量的同时避免了蒸压加气混凝土强度的降低。
在本发明中，所述粉煤灰的粒度优选为-200目91.8wt％以上，更优选为-200目91.8wt％。本发明对所述粉煤灰的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
以的重量为份计，制备本发明提供的蒸压加气混凝土的原料包括石膏200～500份，优选为300～400份，更优选为350份。在本发明中，所述石膏与粉煤灰和白灰发生反应，能够提高蒸压加气混凝土的强度；并且可以抑制白灰的消解时间，延长混合料浆的稠化时间，提高浇注稳定性；同时控制石膏的用量可以延缓发气剂的发气速率，改善气孔结构，减少大气孔，避免产物各部分容重偏差。
在本发明中，所述石膏优选为脱硫石膏；所述脱硫石膏中三氧化硫的质量含量优选≥36.00％。本发明使用工业副产品脱硫石膏作为原料，能够进一步提高固体废弃物的利用率，通过控制其添加量，避免强度的降低。
以的重量为份计，制备本发明提供的蒸压加气混凝土的原料包括水泥280～320份，优选为290～310份，更优选为300份。在本发明中，所述水泥能够调节浇注稳定性，促进制备过程中的坯体硬化，减少收缩。
在本发明中，所述水泥优选为强度等级42.5MPa的普通硅酸盐水泥。在本发明中，所述水泥的粒度优选为0.045mm筛余≤10％。本发明对所述水泥的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
以的重量为份计，制备本发明提供的蒸压加气混凝土的原料包括白灰250～300份，优选为260～290份，更优选为270份。在本发明中，所述白灰能够提供氧化钙，在水化反应过程中与锯泥和粉煤灰反应，提高混凝土强度。
在本发明中，所述白灰中的有效钙优选大于＞70％，氧化镁优选＜5％。在本发明中，所述白灰优选为石灰石烧制而成。在本发明中，所述白灰的粒度优选为0.08mm筛余≤10％。本发明对所述白灰的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
以的重量为份计，制备本发明提供的蒸压加气混凝土的原料包括发气剂2～2.6份，优选为2.2～2.4份，更优选为2.3份。在本发明中，所述发气剂在制备过程中发气，产生气孔，促使混合料浆膨胀，在其硬化过程中支承混合料浆的重量。
在本发明中，所述发气剂优选为铝粉。在本发明中，所述铝粉的粒度优选为0.075mm筛余≤3.0％。本发明对所述发气剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
在本发明中，制备所述蒸压加气混凝土的原料优选还包括水。在本发明中，所述水的用量优选为保证各原料混合得到的混合料浆的稠度为30～35。
本发明提供的蒸压加气混凝土以石材加工过程中产生的固体废物锯泥为主要原料，同时添加粉煤灰和石膏两种固体废弃物，进一步提高了固体废弃物的利用率；通过控制粉煤灰、石膏和白灰的用量，在制备过程中粉煤灰同白灰、石膏等原料生成水化硅酸盐和水化铝酸盐，增加了蒸压加气混凝土的强度。此外，本发明提供的蒸压加气混凝土具有稳定性能好，导热系数低、耐磨、抗压抗震、阻燃、隔音、自重轻等优势。
本发明还提供了上述技术方案所述蒸压加气混凝土的制备方法，包括：将各原料混合，得到混合料浆；将所述混合料浆浇注后依次进行静养和蒸压，得到蒸压加气混凝土。
本发明将各原料混合，得到混合料浆。在本发明中，所述混合优选包括以下步骤：
(1)将锯泥、石膏和部分水混合，得到原料料浆；将发气剂和剩余部分水混合，得到悬浮液；
(2)将所述步骤(1)得到的原料料浆和悬浮液与粉煤灰、白灰和水泥混合，得到混合料浆。
本发明优选将锯泥、石膏和部分水混合，得到原料料浆。在本发明中，所述锯泥、石膏和部分水混合过程中发生水化反应产生热量。
在本发明中，所述锯泥在使用前优选先进行球磨。本发明对所述球磨的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的球磨的技术方案即可。在本发明中，所述球磨优选在湿式球磨机中进行。
在本发明中，所述锯泥、石膏和部分水的混合优选在搅拌条件下进行。本发明对所述搅拌的速率和时间没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的搅拌的方案，能够将各原料混匀即可。在本发明中，所述搅拌的速率优选为20～25转/分钟；所述搅拌的时间优选为1小时以上。
在本发明中，所述原料料浆的水料比优选为(43.00:57.00)～(37.00:63.00)，更优选为(45.00:52.00)～(42.00:57.00)。
本发明优选将发气剂和剩余部分水混合，得到悬浮液。在本发明中，所述发气剂先与水混合可以使铝粉与水充分搅拌均匀，使混合料浆发气均匀，提高浇注稳定性。
在本发明中，所述悬浮液的水料比优选为(4～6):1，更优选为5:1。
本发明对所述发气剂和剩余部分水的混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备悬浮液的技术方案即可。在本发明中，所述发气剂和剩余部分水的混合优选在密闭搅拌机中进行。
得到原料料浆和悬浮液后，本发明优选将所述原料料浆和悬浮液与粉煤灰、白灰和水泥混合，得到混合料浆。
在本发明中，所述原料料浆和悬浮液与粉煤灰、白灰和水泥的混合优选在搅拌罐中进行。本发明优选将所述悬浮液通过密闭输送机输送至搅拌罐中。
在本发明中，所述原料料浆和悬浮液与粉煤灰、白灰和水泥的混合过程中优选加入蒸汽。在本发明中，所述蒸汽的温度优选为175～195℃，更优选为185℃；所述蒸汽的压力优选＞1.1MPa。在本发明中，所述蒸汽可以更好的控制混合料浆的温度，提高浇注稳定性，缩短静养时间，提高生产效率。
在本发明中，所述混合料浆的扩散度优选为25～30cm。
得到混合料浆后，本发明将所述混合料浆浇注后依次进行静养和蒸压，得到蒸压加气混凝土。
本发明对所述浇注的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混凝土浇注的技术方案浇注至模具中即可。
在本发明中，所述静养的温度优选为45～50℃，更优选为48℃；所述静养的时间优选为150～180分钟，更优选为160～170分钟。在本发明中，所述静养过程中，模具内的混合料浆在铝粉和水的作用下不断产生氢气，使料浆膨胀，并经发气、稠化、初凝等过程，形成胚体。在本发明中，所述胚体优选在30分钟内膨胀到与模具齐平的位置，所述胚体内的温度优选为80℃以上。
静养完成后，本发明优选将所述静养的产物进行切割后再进行蒸压。本发明对所述切割的操作没有特殊的限定，根据产品所需尺寸调整即可。在本发明中，所述切割后得到的废料优选进入废料搅拌池进行搅拌后输送至废浆罐进行循环利用。
在本发明中，所述蒸压的压力优选为0.8～1.2MPa，更优选为0.9～1.1MPa；所述蒸压的温度优选为175～185℃，更优选为180℃；所述蒸压的恒温恒压时间优选为6～8h，更优选为7h。本发明优选在1～1.5h升温升压至所述蒸压的温度和压力。恒温恒压结束后，本发明优选降温降压1.5h后排气排水。
本发明提供的制备方法简单，适于工业化生产。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，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。
实施例1
原料：
锯泥：来源石材厂切割时产生的固体废弃物、粒度0.08mm筛余≤15％
水泥：来源梁山县安达水泥有限公司、粒度0.045mm筛余≤10％
白灰：来源济南盛鑫炉料有限责任公司、粒度0.08mm筛余≤10％
粉煤灰：来源电厂燃烧后固体废弃物、粒度-200mm，91.8wt％
脱硫石膏：来源电厂燃烧后固体废弃物
铝粉：细度0.075mm筛余≤3.0％
配比：锯泥2650kg、水泥300kg、白灰250kg、粉煤灰700kg、脱硫石膏200kg、铝粉2.15kg。
制备方法：
(1)将锯泥、石膏和部分水混合，搅拌速率为20转/分钟，搅拌1小时，得到原料料浆；原料锯泥扩散度41cm；原料料浆水料比45:61；
(2)将发气剂和剩余部分水混合，得到悬浮液；悬浮液水料比5:1；
(3)将原料料浆和悬浮液与粉煤灰、白灰和水泥混合，得到混合料浆；混合料浆扩散度30cm；混合料浆的稠度为31；
(4)将所述混合料浆浇注后在45℃的静养室内静养2.5h静养，达到切割要求后根据要求切割尺寸，送入蒸压釜内进行升温升压1h，至175℃，1.2MPa，恒温、恒压7.5h，降压1.5h出釜，得到蒸压加气混凝土。
按照GB/T11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》对本实施例制备的蒸压加气混凝土进行检测，检测结果为：干密度：489kg/m3；抗压强度：平均值3.6MPa，最小值3.3MPa；导热系数：0.14[W/(m·k)]。
实施例2
原料来源与实施例1相同；
配比：锯泥2620kg、水泥320kg、白灰300kg、粉煤灰：700kg、脱硫石膏230kg、铝粉2.1kg。
按照实施例1的制备方法，不同的是静养温度为50℃，静养时间为160min；升温升压时间1.5h。
采用实施例1相同的标准对本实施例制备的蒸压加气混凝土进行检测，检测结果为：干密度：480kg/m3；抗压强度：平均值3.7MPa，最小值3.35MPa；导热系数：0.14[W/(m·k)]。
实施例3
原料来源与实施例1相同；
配比：锯泥2650kg、水泥320kg、白灰300kg、粉煤灰：750kg、脱硫石膏250kg、铝粉2.1kg。
按照实施例1的制备方法，不同的是静养温度为50℃，静养时间为160m；升温升压时间1.5h。
采用实施例1相同的标准对本实施例制备的蒸压加气混凝土进行检测，检测结果为：干密度：495kg/m3；抗压强度：平均值3.75MPa，最小值3.3MPa；导热系数：0.14[W/(m·k)]。
由以上实施例可以看出，本发明提供的蒸压加气混凝土固体废弃物的回收率高，且强度高、质轻、保温性好。
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)

1.一种蒸压加气混凝土，按重量份数计，由包括如下组分的原料制备得到：
锯泥2600～3000份；
粉煤灰700～1000份；
石膏200～500份；
水泥280～320份；
白灰250～300份；
和发气剂2～2.6份。
2.根据权利要求1所述的蒸压加气混凝土，其特征在于，由包括如下组分的原料制备得到：
锯泥2700～2900份；
粉煤灰800～900份；
石膏300～400份；
水泥290～310份；
白灰260～290份；
和发气剂2.2～2.4份。
3.根据权利要求1或2所述的蒸压加气混凝土，其特征在于，所述原料还包括水。
4.根据权利要求3所述的蒸压加气混凝土，其特征在于，所述原料混合得到的混合料浆的稠度为30～35。
5.根据权利要求1或2所述的蒸压加气混凝土，其特征在于，所述锯泥的含硅量＞75wt％。
6.根据权利要求1或2所述的蒸压加气混凝土，其特征在于，所述粉煤灰的粒度为-200目91.8wt％以上。
7.根据权利要求1或2所述的蒸压加气混凝土，其特征在于，所述石膏为脱硫石膏，所述脱硫石膏中三氧化硫的质量含量≥36.00％。
8.根据权利要求1或2所述的蒸压加气混凝土，其特征在于，所述发气剂为铝粉。
9.权利要求1～8任一项所述蒸压加气混凝土的制备方法，包括：将各原料混合，得到混合料浆；将所述混合料浆浇注后依次进行静养和蒸压，得到蒸压加气混凝土。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述混合包括以下步骤：
(1)将锯泥、石膏和部分水混合，得到原料料浆；将发气剂和剩余部分水混合，得到悬浮液；
(2)将所述步骤(1)得到的原料料浆和悬浮液与粉煤灰、白灰和水泥混合，得到混合料浆。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114436613A (zh) * 2022-03-10 2022-05-06 武汉楚天名扬建材有限公司 免处理锯泥基胶凝材料及其制备方法与应用

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