CN113735512B - 一种蒸压加气混凝土砌块及其制备方法 - Google Patents

一种蒸压加气混凝土砌块及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种蒸压加气混凝土砌块及其制备方法。本发明所用废弃风电叶片纤维能够抑制和减小蒸压加气混凝土砌块的干缩，避免砌块在实际使用过程中因自身吸水、干缩大引起的砌体开裂等问题；而且本发明充分利用废弃风电叶片粉体颗粒粒径小、比表面积高的特点，以其取代常规砌块生产原材料中的粉煤灰、矿渣等原料，发挥其微集料填充效应，增强砌块的力学性能。

Description

一种蒸压加气混凝土砌块及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种蒸压加气混凝土砌块及其制备方法。
背景技术
蒸压加气混凝土砌块具有轻质、保温、隔热、隔音等优良性能，被广泛应用于建筑内外墙，是目前应用最为广泛的墙体材料。蒸压加气混凝土砌块主要以石灰、水泥为胶凝材料，粉煤灰、矿渣等为掺合料，石膏为激发剂，通过加入适量发气剂、气泡稳定剂等，经配料搅拌、浇注、静停、切割和高压蒸养等工艺过程制作而成。
蒸压加气混凝土砌块的干密度仅为普通烧结粘土砖的1/3，但保温性能是其3～4倍，隔音性能是粘土砖的2倍，抗渗性能是粘土砖的1倍以上，耐火性能是钢筋混凝土的6～8倍。由砌块砌筑而成的砌体，其强度约为砌块自身强度的80％，而粘土砖砌体强度仅为砖自身强度的30％。但是，由于砌块特有的蒸压养护工艺及其“墨水瓶式”的孔结构，导致砌块在实际使用中的干缩变形较大，极易引起墙体的开裂。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种蒸压加气混凝土砌块及其制备方法，本发明提供的蒸压加气混凝土砌块以废弃风电叶片作为原料，具有低干缩率，能够避免墙体开裂。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了。
本发明提供了一种蒸压加气混凝土砌块，包括以下制备原料：干料、水和铝粉；以质量份数计，所述干料包括以下组分：水泥15～25份、生石灰粉25～35份、废弃风电叶片粉体40～60份、废弃风电叶片纤维2～6份和石膏3～5份；所述水的质量为所述干料质量的60～65％；所述铝粉的质量为所述干料质量的0.06～0.08％。砌块出现干缩的原因主要是指砌块在失水过程中，导致砌块内部毛细孔负压增大，从而对砌块产生压缩作用，引起体积减小。本发明在砌块的原料中加入废弃风电叶片纤维，其为单丝玻璃纤维，拉伸强度可达2000MPa，拉伸强度高、变形小，能提高砌块的抗拉强度，以抵制由失水引起的压缩作用，从而减小砌块的干缩和体积变形，避免砌块在实际使用过程中因自身吸水、干缩大引起的砌体开裂等问题。实施例结果表明，本发明利用废弃风电叶片制备的蒸压加气混凝土砌块的干密度为560～780kg/m2，干缩率≤0.5％。
本发明充分利用废弃风电叶片粉体颗粒粒径小、比表面积高的特点，以其取代常规砌块生产原材料中的粉煤灰、矿渣等原料，发挥其微集料填充效应，提高砌块中硬化浆体的密实度，增强了砌块的力学性能。实施例结果表明，本发明利用废弃风电叶片制备的蒸压加气混凝土砌块的抗压强度为4.3～8.6MPa，经抗冻性试验后，质量损失率≤5％，冻后抗压强度为3.2～7.3MPa，满足A3.5 B06、A7.5 B08和A5.0 B07质量标准。
此外，本发明将废弃风电叶片资源化利用，既能节约资源，又能保护环境，提高砌块的性能，而且不需要改变既有砌块的生产工艺，也无需复杂处理，制备得到的砌块可直接应用于生产，能耗低、效率高、经济性好、砌块制品性能优异。
附图说明
图1为实施例1制备得到的蒸压加气混凝土砌块的微观形貌图。
具体实施方式
本发明提供了一种蒸压加气混凝土砌块，包括以下制备原料：干料、水和铝粉；以质量份数计，所述干料包括以下组分：水泥15～25份、生石灰粉25～35份、废弃风电叶片粉体40～60份、废弃风电叶片纤维2～6份和石膏3～5份；所述水的质量为所述干料质量的60～65％；所述铝粉的质量为所述干料质量的0.06～0.08％。
如无特殊说明，本发明对所用制备原料或材料的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。
本发明提供的蒸压加气混凝土砌块的制备原料包括干料。以质量份数计，本发明提供的蒸压加气混凝土砌块的干料包括水泥15～25份，更优选为17～23份。在本发明中，所述水泥优选包括P·O42.5水泥、P·I42.5水泥或P·II42.5水泥，更优选为P·O42.5水泥。
以所述水泥的质量份数为基准，本发明提供的蒸压加气混凝土砌块的干料包括生石灰粉25～35份，更优选为27～33份。在本发明中，所述生石灰粉优选为磨细钙质生石灰粉，所述生石灰粉中CaO和MgO的有效含量优选≥85wt.％，所述生石灰粉的粒径优选为1～200μm，更优选为1～100μm。本发明所用的生石灰粉过90μm筛的筛余≤7％，过0.2mm筛的筛余≤2％。
以所述水泥的质量份数为基准，本发明提供的蒸压加气混凝土砌块的干料包括废弃风电叶片粉体40～60份，更优选为40～50份。在本发明中，所述废弃风电叶片粉体的粒径优选≤0.075mm，更优选为≤0.05mm；所述废弃风电叶片粉体的比表面积值优选为600～800m2/kg，更优选为700m2/kg。
以所述水泥的质量份数为基准，本发明提供的蒸压加气混凝土砌块的干料包括废弃风电叶片纤维2～6份，更优选为4份。在本发明中，所述废弃风电叶片纤维的直径优选为15～30μm，更优选为20μm，长度优选为0.3～0.6mm，更优选为0.45mm；长径比优选为20～40，更优选为30。
在本发明中，所述废弃风电叶片粉体和废弃风电叶片纤维由废弃风电叶片制得。
在本发明中，所述废弃风电叶片纤维和废弃风电叶片粉体的制备方法优选包括以下步骤：
将废弃风电叶片依次进行切割、撕碎、粉碎和分选，得到废弃风电叶片纤维和废弃风电叶片粉体。
本发明将废弃风电叶片进行切割。在本发明中，所述切割后废弃风电叶片的宽度优选为30～50cm，更优选为40cm；所述切割后废弃风电叶片的长度优选为100～200cm，更优选为150cm。本发明对所述切割的过程没有特殊限定，采用本领域熟知的切割过程使废弃风电叶片切割成上述尺寸即可。
切割完成后，本发明将所述切割后废弃风电叶片进行撕碎。在本发明中，所述撕碎后废弃风电叶片的尺寸优选为5～10cm，更优选为8cm；所述撕碎的功率优选为90～110kw，更优选为100kw，所述撕碎所用的设备优选为撕碎机。本发明中所述切割后废弃风电叶片在撕碎机中经过剪、切、挤、压后撕成上述尺寸即可。
撕碎完成后，本发明将撕碎后废弃风电叶片进行粉碎。在本发明中，所述粉碎的功率优选为40～60kw，更优选为50kw，所述粉碎所用的设备优选为粉碎机。本发明中所述撕碎后废弃风电叶片在粉碎机中经过机械破碎、粉磨和打散形成不规则破碎料。本发明对所述不规则破碎料的尺寸没有特殊限定，根据实际需要选择即可。
粉碎完成后，本发明将所述粉碎后废弃风电叶片进行分选，得到废弃风电叶片纤维和废弃风电叶片粉体。在本发明中，所述分选的功率优选为5～10kw，更优选为8kw，所述分选所用的设备优选为风机，所述废弃风电叶片纤维和废弃风电叶片粉体优选在储料仓储存备用。
以所述水泥的质量份数为基准，本发明提供的蒸压加气混凝土砌块的干料包括石膏3～5份，更优选为3～4份。在本发明中，所述石膏中二水石膏和无水石膏总含量优选≥75wt.％，所述石膏优选为天然二水石膏。
本发明提供的蒸压加气混凝土砌块的制备原料包括水，所述水的质量为所述干料质量的60～65％，更优选为63％。
本发明提供的蒸压加气混凝土砌块的制备原料包括铝粉，所述铝粉的质量为所述干料质量的0.06～0.08％，更优选为0.07％。在本发明中，所述铝粉的纯度优选≥95％。
在本发明中，所述蒸压加气混凝土砌块的干密度优选为560～780kg/m2，抗压强度优选为4.3～8.6MPa，干缩率优选≤0.5％；经抗冻性试验后，所述蒸压加气混凝土砌块的质量损失率优选≤5％，冻后抗压强度优选为3.2～7.3MPa；所述蒸压加气混凝土砌块满足A3.5 B06、A7.5 B08和A5.0 B07质量标准。
本发明还提供了上述技术方案所述蒸压加气混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
将水泥、生石灰粉、废弃风电叶片粉体、废弃风电叶片纤维和石膏进行第一混合，得到干料；
将所述干料、水和铝粉进行第二混合，得到混合浆料；
将所述混合浆料依次进行浇筑、静停发气和蒸压养护，得到蒸压加气混凝土砌块。
本发明将水泥、生石灰粉、废弃风电叶片粉体、废弃风电叶片纤维和石膏进行第一混合，得到干料。
在本发明中，所述第一混合的设备优选为搅拌机，所述搅拌机的转速优选为350～400r/min，更优选为380r/min，所述第一混合的时间优选为5～10min，更优选为8min。
得到干料后，本发明将所述干料、水和铝粉进行第二混合，得到混合浆料。在本发明中，所述第二混合的设备优选为搅拌机，所述搅拌机的转速优选为350～400r/min，更优选为360～390r/min。在本发明中，所述干料、水和铝粉的混合过程优选包括将所述干料与水进行混合后，得到浆料，再将所述浆料和铝粉进行混合，得到混合料。在本发明中所述干料和水的混合的时间优选为30～50s，更优选为35～45s，所述浆料和铝粉的混合的时间优选为30～40s，更优选为33～38s。
得到混合浆料后，本发明将所述混合浆料依次进行浇筑、静停发气和蒸压养护，得到蒸压加气混凝土砌块。
本发明将所述混合浆料进行浇筑。本发明优选将所述混合浆料浇筑到模具中。本发明对所述模具没有特殊限定，根据实际需要选择即可。在本发明中，所述浇筑的温度优选为35～40℃，更优选为36～39℃。
浇筑完成后，本发明将所述浇筑后的带模混合料进行静停发气。在本发明中，所述静停发气的温度优选为50～70℃，更优选为55～65℃，所述静停发气的时间优选为1.5～2.5h，更优选为2h。本发明优选在1.5～2.5h内将所述浇筑的温度升温至所述静停发气的温度。静停发气完成后，本发明优选对静停发气后的带模混合料进行拆模。本发明对所述拆模的过程没有特殊限定，采用本领域熟知的拆模过程即可。拆模完成后，本发明对所述拆模后得到的坯体进行切割。在本发明中，所述切割的方式优选为预铺钢丝切割法。
切割完成后，本发明对所述切割后的坯体进行蒸压养护，得到蒸压加气混凝土砌块。在本发明中，所述蒸压养护的压力优选为1.0～1.3MPa，更优选为1.1～1.2MPa，所述蒸压养护的温度优选为180～200℃，更优选为185～195℃，所述蒸压养护的时间优选为8～10h，更优选为8.5～9.5h。本发明优选将蒸压养护后的蒸压加气混凝土砌块进行自然降温后，出釜打包。在本发明中，所述自然降温的时间优选为1.5～2.5h，更优选为2h。
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。
实施例1
将废弃风电叶片进行切割，得到宽度为40cm，长度为150cm的大块物料；将所述大块物料放入撕碎机中，在100kw下进行撕碎，得到尺寸为8cm的小块物料；将所述小块物料放入粉碎机中在50kw下进行粉碎，得到不规则破碎料，然后通过风机在8kw下进行分选得到长度为0.45mm的废弃风电叶片纤维和粒径≤0.05mm的废弃风电叶片粉体，送至专门的储料仓备用；
称取15份P·O42.5水泥、35份生石灰粉(粒径为1～100μm，CaO和MgO的有效含量为85wt.％)、40份废弃风电叶片粉体(粒径≤0.05mm，比表面积值为700m2/kg)、6份废弃风电叶片纤维(直径为20μm，长度为0.45mm，长径比为30)和4份天然二水石膏(二水石膏和无水石膏总含量≥75wt.％)，放入搅拌机内在380r/min下搅拌8min，得到干料；将所述干料和63％干料质量的水加入搅拌机内，在380r/min下搅拌40s，得到浆料；将浆料和0.08％干料质量的铝粉(纯度为95％)，加入搅拌机中，在380r/min下搅拌35s，得到混合料；将所述混合料浇筑到模具中，浇筑的温度为37℃，再将混合料带模置于60℃的热室中静停发气2h，然后对静停发气的坯体拆模，并采用预铺钢丝切割法对坯体进行切割，然后将已切割的坯体送入蒸压釜内，调节蒸压釜压力为1.1MPa，升温2h至190℃，在190℃下恒温养护9h后，自然降温2h，出釜打包，得到蒸压加气混凝土砌块。
实施例2
与实施例1的区别在于，所述蒸压加气混凝土砌块的制备原料中干料包括20份P·O42.5水泥、28份生石灰粉(粒径为1～100μm，CaO和MgO的有效含量为85wt.％)、45份废弃风电叶片粉体(粒径≤0.05mm，比表面积值为700m2/kg)、4份废弃风电叶片纤维(直径为20μm，长度为0.45mm，长径比为30)和3份天然二水石膏(二水石膏和无水石膏总含量≥75wt.％)，60％干料质量的水和0.07％干料质量的铝粉(纯度为95％)，其余内容与实施例1一致。
实施例3
与实施例1的区别在于，所述蒸压加气混凝土砌块的制备原料中干料包括25份P·O42.5水泥、20份生石灰粉(粒径为1～100μm，CaO和MgO的有效含量为85wt.％)、50份废弃风电叶片粉体(粒径≤0.05mm，比表面积值为700m2/kg)、2份废弃风电叶片纤维(直径为20μm，长度为0.45mm，长径比为30)和3份天然二水石膏(二水石膏和无水石膏总含量≥75wt.％)，65％干料质量的水和0.06％干料质量的铝粉(纯度为95％)，其余内容与实施例1一致。
对比例1
以市售的普通蒸压加气混凝土砌块A7.5 B08(其满足GB11968-2020《蒸压加气混凝土砌块》中的技术指标要求)为对比例。
性能测试：
(1)微观形貌测试：本发明通过电子显微镜对实施例1制备得到的蒸压加气混凝土砌块的微观形貌进行测试，测试结果如图1所示。
由图1可知，砌块断面的气孔分布均匀、孔径大小一致。
(2)蒸压加气混凝土砌块的性能测试：
参照GB/T 11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》，对实施例1～3的蒸压加气混凝土砌块的干密度、抗压强度、干缩率、抗冻性试验后的质量损失率和冻后抗压强度进行测试，对对比例1的普通蒸压加气混凝土砌块A7.5 B08的抗压强度、干缩率和冻后抗压强度进行测试。其结果如表1所示。
表1实施例1～3制备的蒸压加气混凝土砌块和对比例1的普通蒸压加气混凝土砌块A7.5 B08的性能测试结果
Figure BDA0003250583240000071
由表1可知，本发明利用废弃风电叶片制备的蒸压加气混凝土砌块的干密度为560～780kg/m2，抗压强度为4.3～8.6MPa，干缩率≤0.5％；经抗冻性试验后，质量损失率≤5％，冻后抗压强度为3.2～7.3MPa，满足A3.5 B06、A7.5 B08和A5.0 B07质量标准。本发明实施例2，其技术指标符合A7.5 B08砌块标准，且其抗压强度为8.6MPa、干缩率0.33％、冻后抗压强度7.3MPa；普通蒸压加气混凝土砌块A7.5 B08的抗压强度为7.5MPa、干缩率0.5％、冻后抗压强度6.0MPa；由此可见，与普通蒸压加气混凝土砌块相比，本发明利用废弃风电叶片制备的蒸压加气混凝土砌块强度增加，干缩率下降，且干密度值也略有降低，从而使砌块的整体性能得到明显提升。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (7)

1.一种蒸压加气混凝土砌块，其特征在于，包括以下制备原料：干料、水和铝粉；
以质量份数计，所述干料包括以下组分：水泥15～25份、生石灰粉25～35份、废弃风电叶片粉体40～60份、废弃风电叶片纤维2～6份和石膏3～5份；
所述水的质量为所述干料质量的60～65％；所述铝粉的质量为所述干料质量的0.06～0.08％；
所述废弃风电叶片粉体的粒径≤0.075mm，比表面积为600～800m2/kg；
所述废弃风电叶片纤维的直径为15～30μm，所述废弃风电叶片纤维的长度为0.3～0.6mm，长径比为20～40；
所述蒸压加气混凝土砌块的干密度为560～780kg/m2，抗压强度为4.3～8.6MPa，干缩率≤0.5％；所述蒸压加气混凝土砌块的质量损失率≤5％，冻后抗压强度为3.2～7.3MPa。
2.根据权利要求1所述的蒸压加气混凝土砌块，其特征在于，所述水泥包括P·O42.5水泥、P·I42.5水泥或P·II42.5水泥。
3.根据权利要求1所述的蒸压加气混凝土砌块，其特征在于，所述生石灰粉中CaO和MgO的有效含量≥85wt.％，所述生石灰粉的粒径为1～200μm。
4.根据权利要求1所述的蒸压加气混凝土砌块，其特征在于，所述石膏中二水石膏和无水石膏总含量≥75wt.％。
5.权利要求1～4任一项所述蒸压加气混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
将水泥、生石灰粉、废弃风电叶片粉体、废弃风电叶片纤维和石膏进行第一混合，得到干料；
将所述干料、水和铝粉进行第二混合，得到混合浆料；
将所述混合浆料依次进行浇筑、静停发气和蒸压养护，得到蒸压加气混凝土砌块。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述浇筑的温度为35～40℃，所述静停发气的温度为50～70℃，所述静停发气的时间为1.5～2.5h。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述蒸压养护的压力为1.0～1.3MPa，所述蒸压养护的温度为180～200℃，所述蒸压养护的时间为8～10h。
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