CN113620646B - 一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块及其制备方法 - Google Patents

一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块及其制备方法，通过高铝粉煤灰碳质控制、GWJ‑431型外加剂的复配、改性铝粉方法、高压蒸养分段控制，以及各种原料的添加比例，成功制备出绝干密度≤450kg/m3，抗压强度为2.5MPa以上，且坯体不塌模、连续稳定生产的高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块产品。

Description

一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种加气混凝土砌块，尤其涉及一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块及其制备方法。
背景技术
加气混凝土砌块是一种低能耗的、环保型的新型建筑材料，具有重量轻、保温隔热性能好、强度高、抗震性能好、加工性能好、耐高温、隔音性能好、单一材料就能达到墙体保温要求等优点。其是以硅质材料(砂、粉煤灰及含硅尾矿等)和钙质材料(石灰、水泥)为主要原料，掺加发气剂(铝粉)，通过配料、搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程制成的轻质多孔硅酸盐制品。加气混凝土生产原料丰富，特别是使用粉煤灰为原料，既能综合利用工业废渣、治理环境污染、不破坏耕地，又能创造良好的社会效益和经济效益，是一种替代传统实心粘土砖的理想墙体材料，具有广阔的市场发展前景。
高铝粉煤灰是指Al203含量大于37%的粉煤灰，大唐国际托克托发电有限公司是亚洲最大的火力发电厂，日排放粉煤灰约2万吨，粉煤灰中Al203含量在37.03-42.85%之间，为高铝粉煤灰。目前建筑围护结构的墙体广泛采用的是容重在600-700Kg/m3(简称B06-B07级)的蒸压加气混凝土砌块（以下简称加气砌块）。建筑应用时，在砌体完成40天后，外墙再另贴达到国家建筑节能要求的保温材料。此类建筑建设周期长，造价高，外保温易脱落、易着火，但此类建筑采用的加气砌块具有比烧结砖和空心砌块质量轻、保温效果比空心砌块好、可大量利用粉煤灰、成本低廉的优点。
2020年10月13日上海市住建委率先发布了：新建、改建、扩建建筑项目，禁止采用外墙外保温的（沪建建材﹝2020﹞539号）文件；内蒙古自治区人民政府发布了《加强建筑节能和绿色建筑发展的实施意见》﹝2021﹞21号文件，要求加强建筑节能管理，以发展绿色建筑为主线，重点抓好建筑能效提升、绿色建材推广、装配式建筑发展、可再生能源应用、建筑保温结构一体化应用、被动式超低能耗建筑发展等工作。
自保温加气砌块作为单一墙体材料的节能体系产品，运用不同厚度的产品可以满足当前我国各个气候区规范对外墙的热工性能要求，可不用再外贴保温层。利用资源丰富的高铝粉煤灰，开发密度为≤450kg/ m3(简称B04)、抗压强度为2.5Mpa(简称A2.5)、保温性能更好、粉煤灰利用率高、建筑成本更低的粉煤灰自保温产品是新的发展方向。因此，A2.5B04级高铝粉煤灰自保温加气砌块的制备工艺研究成为了墙体自保温材料领域的一个热点。但是粉煤灰自保温加气砌块的制备和生产存在浇注100%塌模、塌模后加气砌块无合格品且废浆无法处理等难题，导致此类产品的生产存在较大难度，无法批量生产和推广应用。
B06-B07级及以上级别的高铝粉煤灰加气砌块已经广泛应用于建筑行业，而B04级别以下的粉煤灰加气砌块一直未能实现产业化生产。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供了一种本发明针对以上的技术问题，提供一种密度轻，结构内的气孔率多，保温和隔音效果好的加气砌块，所述加气砌块绝干密度≤450kg/m3，抗压强度≥2.5MPa，具体而言：
一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块，所述混凝土砌块由以下质量百分比的原料组成：高铝粉煤灰68-70%、水泥6-12%、石灰18-20%、脱硫石膏3-4%、改性铝粉0.13-015/%、GWJ-431型外加剂0.10-0.12/%，水料比0.7-0.72，所述混凝土砌块绝干密度≤450kg/m3，抗压强度≥2.5MPa，所述改性铝粉通过如下方法制备：
（1）将铝粉浸泡于1-1.5wt.%HCl去离子水溶液中1.5-2h，旋转搅拌，过滤、去离子水洗涤；
（2）将去离子水洗涤后的铝粉分散于去离子水中，然后加入乙二硫醇，超声分散30-40min，所述铝粉和乙二硫醇的摩尔比1：2-2.5，过滤，过夜冷冻处理后，真空干燥12-24h，获得羟基化铝粉；
(3)取3-4ml乙醇、4-6ml 3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂、2-5wt.%盐酸水溶液8-12ml，混合水解3-4h后使用分液漏斗除去水层，获得水解偶联剂，将所述1-3g羟基化铝粉置于三口烧瓶中并倒入120-130ml甲苯，缓慢加入水解偶联剂，加热回流4-5h停止反应，获得的固体使用甲醇洗涤后滤；
（4）取适量15-20vol.%甲基丙烯酸甲酯单体溶液，将步骤（3）处理后获得的铝粉置于单体溶液中，于50-70oC下反应3-4h，待聚合结束后，洗涤、过滤、干燥，获得改性铝粉。
进一步的，所述每克铝粉对应2-4ml的单体溶液。
进一步的，所述步骤（1）中铝粉的尺寸为0.03-0.075mm，优选0.05mm。
进一步的，所述GWJ-431型外加剂包括有三乙醇胺、油酸、硅酸钠和水，其质量比为1：0.3-0.4：0.5-1：12。
进一步的，所述混凝土砌块由以下质量百分比的原料组成：粉煤灰69%、水泥9.2%、石灰18.345%、脱硫石膏3.2%、改性铝粉0.135%、外加剂0.12%，水料比0.72。
一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块的制备方法，包括如下步骤：
S1、将高铝粉煤灰、脱硫石膏按质量百分比称量，加水在湿式球磨机内研磨成混合料浆；
S2、将S1的混合浆计量后，打开料浆阀门放入浇注搅拌机中并启动浇注搅拌机，搅拌1-1.5分钟后加入计量好的石灰、水泥和外加剂，搅拌2.5-3min同时升温到34-36oC，关闭蒸汽阀门;
S3、将中性水与改性铝粉按5-7：1比例计量后搅拌均匀，打开阀门投入浇注搅拌机中，搅拌1min左右，温度控制在38-40℃时打开气动阀门将搅拌后的料浆放入备好的模具中，移动模具置养护室；
S4、静停初养：养护室的温度控制在40-45℃，养护时间为1.5-2h，浆料在此过程中发泡、稳泡、体积膨胀、稠化和硬化；
S5、当模具中的坯体达到切割硬度后进行脱模；
S6、将脱模后的坯体进行切割，切割后送入釜中进行蒸压养护，养护后加气砌块出釜。
进一步的，所述蒸压养护包括有预蒸、蒸养和蒸后处理。
进一步的，所述预蒸：蒸压釜压力从常压升高至1-1.3MPa的时间为2-2.5h；所述蒸养在186-188℃、1-1.3MPa压力条件下蒸压养护6-8h；所述蒸后处理从1-1.3MPa压力降到0MPa压力的时间为1.5-2h。
进一步的，所述养护室的湿度为0.9-0.95。
本发明采用的加气砌块由高铝粉煤灰68-70%、水泥6-12%、石灰18-20%、脱硫石膏3-4%、改性铝粉0.13-015/%和GWJ-431型外加剂0.10-0.12/%。
其中高铝粉煤灰在加气砌块中的使用量为68-70%，为主要原料，它主要为加气混凝土的生产提供硅质及铝质组分，其中铝的含量为37%以上，为高铝粉煤灰，应该注意所述主要原料中的含碳量，应当控制所述高铝粉煤灰的碳含量≤5%，因为碳是憎水性的材料，且为蜂窝状球体，吸水率高，当高铝粉煤灰中碳含量过高时，就会显著的影响主料在水中的水溶性，这层阻碍了粉煤灰颗粒中硅质与铝质成分的水化，不利于加气砌块发气膨胀，尤其当碳含量的增加，使得料浆在搅拌过程中出现不均匀的现象，也导致了粘结力很差，容易降低加气砌块的强度，最终发生加气砌块塌模现象，即这里提到第一个塌模原因：（1）主料中碳含量控制低于5%，所述主料细度为45微米筛筛余量为20-25%。
石灰：石灰的化学成份主要是CaO，在加气块中参与水热合成反应氢氧化钙，为主要钙质材料，与粉煤灰中的氧化铝和氧化硅进行反应，生成水化铝酸钙和水化硅酸钙，使加气混凝土获得较高强度。并且，石灰在水化时会大量放热，该热量不仅为反应提供了热源，还促进了胶凝材料进一步的凝结硬化，从而使加气块强度迅速提高，细度应控制在45微米筛筛余量为20%以内。
石膏：在加气混凝土制备过程中起到调节凝结时间和提高后期强度的作用。加气混凝土发气过程要与浆体稠化相协调，石膏在一定程度上可以使浆体缓凝，但掺量过多能导致试件坯体长时间不硬化。
水泥：制备加气混凝土时，水泥主要用来提高坯体的稳定性，防止浆体稠化过程中出现塌模现象，有助于保证气孔稳定生成并在坯体硬化过程中明显提高强度。
GWJ-431型外加剂：将GWJ-431型外加剂按照一定比例与高铝粉煤灰料浆混合在一起并进行充分搅拌，将具有增稠、稳泡、增强作用的外加剂添加到高铝粉煤灰自保温加气砌块原料中，主要成分是三乙醇胺和植物油酸及硅酸钠增强材料，前二者材料在碱性条件下产生皂化反应生成三乙醇胺油酸皂，油酸皂是表面活性剂，能降低气泡膜的表面张力，达到稳泡效果并使气孔分布均匀；三乙醇胺又是增稠剂还能抑制石灰消解，对高温快速灰起到调节作用，此外，三乙醇胺的用量较多，未反应的三乙醇胺容易与金属离子发生络合反应，生成化学性质相对稳定的可溶性络合物，有利于提高水化产物在料浆溶液中的分散性，促进加气混凝土的水化反应，增加水化产物生成量，改善加气砌块性能，即本发明的GWJ-431型外加剂具有增加料浆的粘度及稠度，减少水化产物间的孔隙，使料浆中形成的气泡比较均匀，且提高了气泡的稳定性，即所述GWJ-431型外加剂对于加气砌块干密度具有直接影响。
改性铝粉：本发明首次提出了对铝粉改性以调节发气过程，现有技术中，通常使用改性铝粉是国内外许多加气混凝土生产厂家首选的一种发气材料，它是将纯度为99.5%以上的高纯铝锭高温熔化，用压缩空气喷吹成颗粒状铝粉，并筛分出一定细度的颗粒，加入某种介质和各种表面活性物质研磨浓缩而成，这些表面活性物质在铝粉颗粒表面形成一种隔离层，它不仅可以保持铝粉的高度活性，而且还可以防止铝粉的氧化，同时这些表面活性物质降低了铝粉颗粒对水的表面张力，使铝粉颗粒能很好的分散于水中，本领域知晓的，铝粉颗粒越粗，比表面积就越小，与料浆接触的表面积也越小，发气膨胀越不容易进行，因而，发气膨胀的开始时间就会较晚，铝粉产生气体的速度也就比较慢，发气结束时间也就比较迟，由于铝粉中粗大颗粒发气时间比其他细颗粒发气时间较长，使料浆中形成的气泡尺寸差别较大且分散性较差，料浆有可能产生塌模的现象，因此需要选用合理尺寸的铝粉，通常为0.075mm的最为常见，但理论上，降低铝粉的尺寸，能够提供更为细小的气孔泡，但铝粉尺寸降低，表面活性能增加，反应剧烈而不能够使浆体的稠化与之同步，而没有充足的时间进行搅拌和浇注，因此，本发明通过对铝粉进行表面改性，在维持较小的尺寸条件下，获得比较适宜的气孔，并更好地与浆体稠化同步，利于坯体成型。
铝粉的处理工艺如下：
（1）将铝粉浸泡于1-1.5wt.%HCl去离子水溶液中1.5-2h，旋转搅拌，过滤、去离子水洗涤；
（2）将去离子水洗涤后的铝粉分散于去离子水中，然后加入乙二硫醇，超声分散30-40min，所述铝粉和乙二硫醇的摩尔比1： 2-2.5，过滤，过夜冷冻处理后，真空干燥12-24h，获得羟基化铝粉；
(3)取3-4ml乙醇、4-6ml 3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂、2-5wt.%盐酸水溶液8-12ml，混合水解3-4h后使用分液漏斗除去水层，获得水解偶联剂，将所述1-3g羟基化铝粉置于三口烧瓶中并倒入120-130ml甲苯，缓慢加入水解偶联剂，加热回流4-5h停止反应，获得的固体使用甲醇洗涤后滤；
（4）取适量15-20vol.%甲基丙烯酸甲酯单体溶液，将步骤（3）处理后获得的铝粉置于单体溶液中，于50-70oC下反应3-4h，待聚合结束后，洗涤、过滤、干燥，获得改性铝粉。
本领域技术人员知晓的，工业制备铝粉会与空气接触，因而铝粉会被空气氧化，所述氧化膜较薄，需要除去暴露活性表面，因此使用较稀的盐酸进行长时间浸泡能够有效的除去氧化膜，而不伤及铝金属，然后使用乙二硫醇处理活性铝粉金属，在其表面进行羟基修饰，所述羟基化铝粉与水解的硅烷偶联剂脱水缩合，通过化学键合作用，偶联剂分子可牢固结合在铝粉表面，改善铝粉的分散性（亲水性）和提高稳定性，而偶联剂的另一端的不饱和双键，与活性单体聚甲基丙烯酸甲酯发生聚合反应、进行接枝聚合改性。
所述改性的铝粉加入到加气块反应器中，反应料中的石灰发生水化反应生产Ca(OH)2，使得反应料为碱性环境，同时水化反应形成大量的热量，迫使Al-Si-X与Ca(OH)2反应形成Ca(SiAlO2)O2，而暴露的铝与水发生反应形成氢氧化铝和氢气，所述氢气即为料浆的发气膨胀来源，而在铝颗粒附近获得的Ca(SiAlO2)O2较为粘稠，能够有效的调节料浆初期粘度不够，极限剪应力较小的问题，即对气泡有一定的阻滞作用，不易形成大气泡，而以微小气泡散发，维持非常好的气泡稳定性，最终会进行形成水化硅酸钙\水化铝酸钙，使得水化硅酸钙、水化铝酸钙等产物数量增多，在蒸压养护的过程中， 硅酸钙类的凝胶结晶度得到了提高，即在蒸压过程中会使CSH，C5S5H，C2SH等水化产物的结晶度得到提高，最终使得加气砌块的强度，并有效的防止加气砌块塌模现象，即本发明通过对铝粉的改性，有效的控制了气泡形成速度和气泡体积，有效的降低加气砌块的密度，并提高其抗压强度。
在高压蒸养阶段设置有预蒸、蒸养和蒸后处理，分段过程能够加快坯体的稠化硬化过程,缩短养护时间,提高生产效率,并同时促使加气砌块强度均匀发展和增强,提高蒸压养护时的强度,有利于减弱制品快速升温时的温度应力,避免裂纹的产生。
具体实施方式
实施例1
S1、将高铝粉煤灰、脱硫石膏按质量百分比称量，加水在湿式球磨机内研磨成混合料浆；
S2、将S1的混合浆计量后，打开料浆阀门放入浇注搅拌机中并启动浇注搅拌机，搅拌1分钟后加入计量好的石灰、水泥和外加剂，搅拌2.5min同时升温到34oC，关闭蒸汽阀门;
S3、将中性水与改性铝粉按5：1比例计量后搅拌均匀，打开阀门投入浇注搅拌机中，搅拌1min左右，温度控制在38℃时打开气动阀门将搅拌后的料浆放入备好的模具中，移动模具置养护室；
上述过程中原料的配比为：
高铝粉煤灰68%、水泥9.77%、石灰19%、脱硫石膏3%、改性铝粉0.13%、GWJ-431型外加剂0.10%，水料比0.7，所述GWJ-431型外加剂包括有三乙醇胺、油酸、硅酸钠和水，其质量比为1：0.3：0.5：12。
所述改性铝粉通过如下方法制备：
（1）将铝粉浸泡于1wt.%HCl去离子水溶液中1.5h，旋转搅拌，过滤、去离子水洗涤。
（2）将去离子水洗涤后的铝粉分散于去离子水中，然后加入乙二硫醇，超声分散30min，所述铝粉和乙二硫醇的摩尔比1：2，过滤，过夜冷冻处理后，真空干燥12h，获得羟基化铝粉。
(3)取3ml乙醇、4ml 3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂、2wt.%盐酸水溶液8ml，混合水解3h后使用分液漏斗除去水层，获得水解偶联剂，将所述1g羟基化铝粉置于三口烧瓶中并倒入120ml甲苯，缓慢加入水解偶联剂，加热回流4h停止反应，获得的固体使用甲醇洗涤后滤。
（4）取适量15vol.%甲基丙烯酸甲酯单体溶液，每克铝粉对应2ml的单体溶液，将步骤（3）处理后获得的铝粉置于单体溶液中，于50oC下反应3h，待聚合结束后，洗涤、过滤、干燥，获得改性铝粉。
S4、静停初养：养护室的温度控制在40℃，养护室的湿度为0.9，养护时间为1.5h，浆料在此过程中发泡、稳泡、体积膨胀、稠化和硬化。
S5、当模具中的坯体达到切割硬度后进行脱模。
S6、将脱模后的坯体进行切割，切割后送入釜中进行蒸压养护，养护后加气砌块出釜,所述蒸压养护包括有预蒸、蒸养和蒸后处理，所述预蒸：蒸压釜压力从常压升高至1MPa的时间为2h,所述蒸养在186℃、1MPa压力条件下蒸压养护6h；所述蒸后处理从1-MPa压力降到0MPa压力的时间为1h。
实施例2
一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块的制备方法：
S1、将高铝粉煤灰、脱硫石膏按质量百分比称量，加水在湿式球磨机内研磨成混合料浆；
S2、将S1的混合浆计量后，打开料浆阀门放入浇注搅拌机中并启动浇注搅拌机，搅拌1.2分钟后加入计量好的石灰、水泥和外加剂，搅拌2.75min同时升温到35oC，关闭蒸汽阀门;
S3、将中性水与改性铝粉按6：1比例计量后搅拌均匀，打开阀门投入浇注搅拌机中，搅拌1min左右，温度控制在39℃时打开气动阀门将搅拌后的料浆放入备好的模具中，移动模具置养护室；
上述过程中原料的配比为：
高铝粉煤灰66.25%、水泥11%、石灰19%、脱硫石膏3.5%、改性铝粉0.14%、GWJ-431型外加剂0.11%，水料比0.71，所述GWJ-431型外加剂包括有三乙醇胺、油酸、硅酸钠和水，其质量比为1：0.35：0.75：12。
所述改性铝粉通过如下方法制备：
（1）将铝粉浸泡于1.75wt.%HCl去离子水溶液中1.75h，旋转搅拌，过滤、去离子水洗涤。
（2）将去离子水洗涤后的铝粉分散于去离子水中，然后加入乙二硫醇，超声分散35min，所述铝粉和乙二硫醇的摩尔比1：2.25，过滤，过夜冷冻处理后，真空干燥18h，获得羟基化铝粉。
(3)取3.5ml乙醇、5ml 3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂、3.5wt.%盐酸水溶液10ml，混合水解3.5h后使用分液漏斗除去水层，获得水解偶联剂，将所述2g羟基化铝粉置于三口烧瓶中并倒入125ml甲苯，缓慢加入水解偶联剂，加热回流4.5h停止反应，获得的固体使用甲醇洗涤后滤。
（4）取适量17.5vol.%甲基丙烯酸甲酯单体溶液，每克铝粉对应3ml的单体溶液，将步骤（3）处理后获得的铝粉置于单体溶液中，于60oC下反应3-4h，待聚合结束后，洗涤、过滤、干燥，获得改性铝粉。
S4、静停初养：养护室的温度控制在42.5℃，养护室的湿度为0.925，养护时间为1.75h，浆料在此过程中发泡、稳泡、体积膨胀、稠化和硬化。
S5、当模具中的坯体达到切割硬度后进行脱模。
S6、将脱模后的坯体进行切割，切割后送入釜中进行蒸压养护，养护后加气砌块出釜,所述蒸压养护包括有预蒸、蒸养和蒸后处理，蒸压釜压力从常压升高至1.15MPa的时间为2.25h；所述蒸养在187℃、1.15MPa压力条件下蒸压养护7h；所述蒸后处理从1.15MPa压力降到0MPa压力的时间为1.5h。
实施例3
一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块的制备方法：
S1、将高铝粉煤灰、脱硫石膏按质量百分比称量，加水在湿式球磨机内研磨成混合料浆；
S2、将S1的混合浆计量后，打开料浆阀门放入浇注搅拌机中并启动浇注搅拌机，搅拌1.2分钟后加入计量好的石灰、水泥和外加剂，搅拌2.75min同时升温到36oC，关闭蒸汽阀门;
S3、将中性水与改性铝粉按7：1比例计量后搅拌均匀，打开阀门投入浇注搅拌机中，搅拌1min左右，温度控制在40℃时打开气动阀门将搅拌后的料浆放入备好的模具中，移动模具置养护室；
上述过程中原料的配比为：
粉煤灰69%、水泥9.2%、石灰18.345%、脱硫石膏3.2%、改性铝粉0.135%、外加剂0.12%，水料比0.72，所述GWJ-431型外加剂包括有三乙醇胺、油酸、硅酸钠和水，其质量比为1：0.35：0.75：12。
所述改性铝粉通过如下方法制备：
（1）将铝粉浸泡于1.75wt.%HCl去离子水溶液中1.75h，旋转搅拌，过滤、去离子水洗涤。
（2）将去离子水洗涤后的铝粉分散于去离子水中，然后加入乙二硫醇，超声分散35min，所述铝粉和乙二硫醇的摩尔比1：2.25，过滤，过夜冷冻处理后，真空干燥18h，获得羟基化铝粉。
(3)取3.5ml乙醇、5ml 3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂、3.5wt.%盐酸水溶液10ml，混合水解3.5h后使用分液漏斗除去水层，获得水解偶联剂，将所述2g羟基化铝粉置于三口烧瓶中并倒入125ml甲苯，缓慢加入水解偶联剂，加热回流4.5h停止反应，获得的固体使用甲醇洗涤后滤。
（4）取适量17.5vol.%甲基丙烯酸甲酯单体溶液，每克铝粉对应3ml的单体溶液，将步骤（3）处理后获得的铝粉置于单体溶液中，于60oC下反应3-4h，待聚合结束后，洗涤、过滤、干燥，获得改性铝粉。
S4、静停初养：养护室的温度控制在42.5℃，养护室的湿度为0.925，养护时间为1.5h，浆料在此过程中发泡、稳泡、体积膨胀、稠化和硬化。
S5、当模具中的坯体达到切割硬度后进行脱模。
S6、将脱模后的坯体进行切割，切割后送入釜中进行蒸压养护，养护后加气砌块出釜,所述蒸压养护包括有预蒸、蒸养和蒸后处理，蒸压釜压力从常压升高至1.15MPa的时间为2.25h；所述蒸养在187℃、1.15MPa压力条件下蒸压养护7h；所述蒸后处理从1.15MPa压力降到0MPa压力的时间为1.5h。
所述加气砌块命名为S-3。
实施例1-3，对比例1-2使用的粉煤灰69%的含碳量均低于7wt.%。
对比例1
一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块的制备方法：
S1、将高铝粉煤灰、脱硫石膏按质量百分比称量，加水在湿式球磨机内研磨成混合料浆；
S2、将S1的混合浆计量后，打开料浆阀门放入浇注搅拌机中并启动浇注搅拌机，搅拌1.2分钟后加入计量好的石灰、水泥和外加剂，搅拌2.75min同时升温到36oC，关闭蒸汽阀门;
S3、将中性水与改性铝粉按7：1比例计量后搅拌均匀，打开阀门投入浇注搅拌机中，搅拌1min左右，温度控制在40℃时打开气动阀门将搅拌后的料浆放入备好的模具中，移动模具置养护室；
上述过程中原料的配比为：
粉煤灰69%、水泥9.2%、石灰18.345%、脱硫石膏3.2%、改性铝粉0.135%、外加剂0.12%，水料比0.72，所述GWJ-431型外加剂包括有三乙醇胺、油酸、硅酸钠和水，其质量比为1：0.35：0.75：12。
S4、静停初养：养护室的温度控制在42.5℃，养护室的湿度为0.925，养护时间为1.5h，浆料在此过程中发泡、稳泡、体积膨胀、稠化和硬化。
S5、当模具中的坯体达到切割硬度后进行脱模。
S6、将脱模后的坯体进行切割，切割后送入釜中进行蒸压养护，养护后加气砌块出釜,所述蒸压养护包括有预蒸、蒸养和蒸后处理，蒸压釜压力从常压升高至1.15MPa的时间为2.25h；所述蒸养在187℃、1.15MPa压力条件下蒸压养护7h；所述蒸后处理从1.15MPa压力降到0MPa压力的时间为1.5h。
所述加气砌块命名为D-1。
对比例2
一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块的制备方法：
S1、将高铝粉煤灰、脱硫石膏按质量百分比称量，加水在湿式球磨机内研磨成混合料浆；
S2、将S1的混合浆计量后，打开料浆阀门放入浇注搅拌机中并启动浇注搅拌机，搅拌1.2分钟后加入计量好的石灰、水泥和外加剂，搅拌2.75min同时升温到36oC，关闭蒸汽阀门;
S3、将中性水与改性铝粉按7：1比例计量后搅拌均匀，打开阀门投入浇注搅拌机中，搅拌1min左右，温度控制在40℃时打开气动阀门将搅拌后的料浆放入备好的模具中，移动模具置养护室；
上述过程中原料的配比为：
粉煤灰69%、水泥9.2%、石灰18.345%、脱硫石膏3.2%、改性铝粉0.135%、外加剂0.12%，水料比0.72，所述GWJ-431型外加剂包括有三乙醇胺、油酸、硅酸钠和水，其质量比为1：0.35：0.75：12。
所述改性铝粉通过如下方法制备：
（1）将铝粉浸泡于1.75wt.%HCl去离子水溶液中1.75h，旋转搅拌，过滤、去离子水洗涤。
（2）将去离子水洗涤后的铝粉分散于去离子水中，然后加入乙二硫醇，超声分散35min，所述铝粉和乙二硫醇的摩尔比1：2.25，过滤，过夜冷冻处理后，真空干燥18h，获得羟基化铝粉。
(3)取3.5ml乙醇、5ml 3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂、3.5wt.%盐酸水溶液10ml，混合水解3.5h后使用分液漏斗除去水层，获得水解偶联剂，将所述2g羟基化铝粉置于三口烧瓶中并倒入125ml甲苯，缓慢加入水解偶联剂，加热回流4.5h停止反应，获得的固体使用甲醇洗涤后滤。
（4）取适量17.5vol.%甲基丙烯酸甲酯单体溶液，每克铝粉对应3ml的单体溶液，将步骤（3）处理后获得的铝粉置于单体溶液中，于60oC下反应3-4h，待聚合结束后，洗涤、过滤、干燥，获得改性铝粉。
S4、静停初养：养护室的温度控制在42.5℃，养护室的湿度为0.925，养护时间为1.5h，浆料在此过程中发泡、稳泡、体积膨胀、稠化和硬化。
S5、当模具中的坯体达到切割硬度后进行脱模。
S6、将脱模后的坯体进行切割，切割后送入釜中进行蒸压养护，养护后加气砌块出釜,蒸养在187℃、1.15MPa压力条件下蒸压养护7h。
所述加气砌块命名为D-2。
对比例3
与实施例3方法一致，主要区别在于粉煤灰含碳量均≈15wt.%。
所述加气砌块命名为D-3。
绝干密度 抗压强度 导热系数
S-3 439 kg/m<sup>3</sup> 2.78Mpa 0.085W/(M<sup>2.</sup>K)
D-1 598 kg/m<sup>3</sup> 2.98 Mpa 0.122W/(M<sup>2.</sup>K)
D-2 459kg/m<sup>3</sup> 2.39Mpa 0.092W/(M<sup>2.</sup>K)
D-3 492kg/m<sup>3</sup> 2.69Mpa 0.116 W/(M<sup>2.</sup>K)
如上表所示，可以明显的得出，改性铝粉对于加气砌块的绝干密度有明显的影响，使用常见的铝粉膏时，D-1绝干密度为598 kg/m3几乎为B06，虽然能保持较高的抗压强度和较低的导热系数，但其绝干密度过高，并没有达到加气块轻质的目的；当在制备加气砌块的过程中不使用分段蒸压和使用含碳量较高的主原料时，密度较高，抗压强度低，导热系数高，能够成型，但不能满足实际需求。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块，其特征在于，所述混凝土砌块由以下质量百分比的原料组成：高铝粉煤灰63-70%、水泥6-12%、石灰18-20%、脱硫石膏3-4%、改性铝粉0.13-0.15%、GWJ-431型外加剂0.10-0.12%，所述GWJ-431型外加剂包括有三乙醇胺、油酸、硅酸钠和水，其质量比为1：0.3-0.4：0.5-1：12；水料比0.7-0.72，所述加气混凝土砌块绝干密度≤450kg/m3，抗压强度≥2.5MPa，所述高铝粉煤灰的碳含量≤5%，所述改性铝粉通过如下方法制备：
（1）将铝粉浸泡于1-1.5wt.%HCl去离子水溶液中1.5-2h，旋转搅拌，过滤、去离子水洗涤；
（2）将去离子水洗涤后的铝粉分散于去离子水中，然后加入乙二硫醇，超声分散30-40min，所述铝粉和乙二硫醇的摩尔比1：2-2.5，过滤，过夜冷冻处理后，真空干燥12-24h，获得羟基化铝粉；
(3)取3-4ml乙醇、4-6ml 3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂、2-5wt.%盐酸水溶液8-12ml，混合水解3-4h后使用分液漏斗除去水层，获得水解偶联剂，将1-3g羟基化铝粉置于三口烧瓶中并倒入120-130ml甲苯，缓慢加入水解偶联剂，加热回流4-5h停止反应，获得的固体使用甲醇洗涤后滤；
（4）取适量15-20vol.%甲基丙烯酸甲酯单体溶液，将步骤（3）处理后获得的铝粉置于单体溶液中，于50-70oC下反应3-4h，待聚合结束后，洗涤、过滤、干燥，获得改性铝粉；每克铝粉对应2-4ml的单体溶液。
2.如权利要求1所述的一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块，其特征在于，所述步骤（1）中铝粉的尺寸为0.03-0.075mm。
3.如权利要求1所述的一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块，其特征在于，加气混凝土砌块由以下质量百分比的原料组成：粉煤灰69%、水泥9.2%、石灰18.345%、脱硫石膏3.2%、改性铝粉0.135%、外加剂0.12%，水料比0.72。
4.一种如权利要求1所述的一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将高铝粉煤灰、脱硫石膏按质量百分比称量，加水在湿式球磨机内研磨成混合料浆；
S2、将S1的混合浆计量后，打开料浆阀门放入浇注搅拌机中并启动浇注搅拌机，搅拌1-1.5分钟后加入计量好的石灰、水泥和外加剂，搅拌2.5-3min同时升温到34-36oC，关闭蒸汽阀门;
S3、将中性水与改性铝粉按5-7：1比例计量后搅拌均匀，打开阀门投入浇注搅拌机中，搅拌1min，温度控制在38-40℃时打开气动阀门将搅拌后的料浆放入备好的模具中，移动模具置养护室；
S4、静停初养：养护室的温度控制在40-45℃，养护时间为1.5-2h，浆料在此过程中发泡、稳泡、体积膨胀、稠化和硬化；
S5、当模具中的坯体达到切割硬度后进行脱模；
S6、将脱模后的坯体进行切割，切割后送入釜中进行蒸压养护，养护后加气砌块出釜。
5.如权利要求4所述的一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于，所述蒸压养护包括有预蒸、蒸养和蒸后处理。
6. 如权利要求5所述的一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于，所述预蒸：蒸压釜压力从常压升高至1-1.3MPa的时间为2-2.5h；所述蒸养在186-188℃、1-1.3MPa压力条件下蒸压养护6-8h；所述蒸后处理从1-1.3MPa压力降到0MPa压力的时间为1.5 -2h。
7.权利要求4所述的一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于，所述养护室的湿度为0.9-0.95。
8.权利要求4所述的一种高铝粉煤灰自保温蒸压加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的中性水的温度为50-70℃。
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