CN114075063B - 一种利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法及其制备的蒸压加气混凝土砌块 - Google Patents

一种利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法及其制备的蒸压加气混凝土砌块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法及其制备的蒸压加气混凝土砌块，涉及建筑材料技术领域；一种利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法，包括以下步骤：S1混料：称取粉煤灰，加入添加料和复合硅质料，混合均匀，制得混合料；S2搅拌制浆：向混合料中加入水和中性纳米硅溶胶，搅拌，再加入铝粉，继续搅拌，制得混凝土浆；S3发泡静停：将混凝土浆注入模具中，发泡，静停，制得混凝土胚体；S4蒸汽养护：将混凝土胚体切割成混凝土块，将混凝土块转入蒸压釜中，水蒸汽养护，制得蒸压加气混凝土砌块。利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法具有可提高产品抗压强度的优点。蒸压加气混凝土砌块具有抗压性能好的优点。

Description

一种利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法及其制备的蒸压 加气混凝土砌块
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法及其制备的蒸压加气混凝土砌块。
背景技术
蒸压加气混凝土砌块是以粉煤灰、石灰、水泥、砂子、石膏等为主要原料，加入一定量的发气剂，经搅拌配料、浇注、静停、切割和高压蒸养等工艺过程而制成的一种多孔混凝土制品。蒸压加气混凝土砌块具有抗震性能好、轻质和保温效果好等优点，在建筑领域逐渐被应用。
现有技术一般是以铝粉为发气剂，以碱性的石灰和水泥为胶凝材料，通过铝粉与体系中的碱反应生成氢气，产生空心结构，形成轻质、保温效果好和抗震性能佳的蒸压加气混凝土砌块。
然而，在蒸压加气混凝土砌块制备过程中，气泡容易出现破裂现象，气泡破裂对蒸压加气混凝土砌块的抗压强度产生一定的不利影响。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法，其具有可提高产品抗压强度的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种蒸压加气混凝土砌块，其具有抗压性能好的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法，包括以下步骤：
S1混料：称取50-100重量份的粉煤灰，加入添加料和复合硅质料，混合均匀，制得混合料；所述添加料包括以下重量份原料：石膏10-30份，石灰粉180-260份，水泥50-100份，纤维素醚2-6份；所述复合硅质料包括以下重量份原料：机制砂100-150份，河沙80-120份，尾矿砂120-160份；
S2搅拌制浆：向混合料中加入180-250重量份的水和20-40重量份的中性纳米硅溶胶，以200-500转/分钟的转速搅拌2-5min，再加入0.5-0.8重量份的铝粉，继续搅拌3-6min，制得混凝土浆；
S3发泡静停：将混凝土浆注入模具中，室温发泡30-50min，在环境温度为50-60℃条件下静停200-350min，制得混凝土胚体；
S4蒸汽养护：将混凝土胚体切割成混凝土块，将混凝土块转入蒸压釜中，于190-210℃水蒸汽中养护480-600min，制得蒸压加气混凝土砌块。
通过采用上述技术方案，混凝土浆中含有碱性的石灰粉和水泥，铝粉与混凝土浆中的碱反应生成氢气，产生气泡，经静停和养护处理后产生空心结构，制得保温性能和隔音性能优异的蒸压加气混凝土砌块。机制砂、河沙和尾矿砂等硅质料的表面性能、粘附性能、强度性能等均存在一定的差异；机制砂比较规则，棱角较多，粘附性能较好，但存在少量的微裂纹，强度性能欠佳；河沙表面比较光滑，易于搅拌，和易性较好，但粘附性能欠佳；尾矿砂表面粗糙，粘附性能好，但和易性欠佳；本申请使用机制砂、河沙和尾矿砂组成的复合硅质料，使混凝土浆具有合适的和易性能、粘附性能和强度性能，有助于提高产品抗压强度。在混凝土浆中加入中性纳米硅溶胶，中性纳米硅溶胶中存在纳米胶体粒子，纳米胶体粒子易于聚集在气液界面，降低气泡之间相互接触的几率，有助于降低气泡因聚集而产生破裂现象的几率，提高气泡稳定性，提高产品机械强度，提高产品抗压性能。在混凝土浆中加入少量的纤维素醚，纤维素醚具有一定的保水性能，有助于水泥充分水化，提高产品抗压性能。
优选的，所述步骤S1-S2中使用的原料按如下重量份配比投料：粉煤灰60-90份，石膏15-25份，石灰粉200-240份，水泥65-85份，纤维素醚2-6份，机制砂120-130份，河沙80-120份，尾矿砂130-150份，水200-230份，中性纳米硅溶胶25-35份，铝粉0.5-0.8份。
通过采用上述技术方案，使用更优的原料配比，有助于提高产品机械强度，提高产品抗压性能。
优选的，所述机制砂的粒径不大于250μm，所述河沙的粒径不大于120μm，所述尾矿砂的粒径不大于200μm。
通过采用上述技术方案，使用合适粒径大小的硅质料原料，有助于提高蒸压加气混凝土砌块不同组分之间的粘附强度，提高产品机械强度，提高产品抗压性能。
优选的，所述中性纳米硅溶胶中二氧化硅质量浓度为30-40％，所述中性纳米硅溶胶的中位粒径为30-50nm。
通过采用上述技术方案，使用合适粒径大小的中性纳米硅溶胶，有助于提高发泡静停过程中气泡的稳定性，减少因气泡破裂对产品机械强度带来的不利影响，提高产品抗压强度。
优选的，所述步骤S4将混凝土胚体切割成混凝土块，将混凝土块转入蒸压釜中，抽真空至-0.09MPa至-0.07MPa，于190-210℃水蒸汽中养护480-600min，制得蒸压加气混凝土砌块。
通过采用上述技术方案，在通水蒸汽养护前先对蒸压釜抽真空处理，有助于提高水蒸汽分压，更好地养护混凝土块，提高产品机械强度，提高产品抗压强度。
优选的，所述添加料还包括2-4重量份的醋酸酯淀粉。
通过采用上述技术方案，在混凝土浆中加入醋酸酯淀粉，有助于提高混凝土浆的附着性能，提高产品各组分之间的粘结强度，提高产品抗压性能。
优选的，所述添加料还包括1-3重量份的聚乙二醇。
通过采用上述技术方案，在混凝土浆中加入少量的聚乙二醇，有助于提高产品分散性，有助于使各组分均匀分散在蒸压加气混凝土砌块中，有助于提高产品隔音性能和保温性能，有助于提高产品抗压强度。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种蒸压加气混凝土砌块，由上述的利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法制得。
通过采用上述技术方案，使用本申请公开的方法制备蒸压加气混凝土砌块，在保持优异隔音性能和保温性能的前提下，提高了产品抗压性能，有助于延长产品使用寿命，有利于产品市场推广。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请通过使用机制砂、河沙和尾矿砂的复合硅质料，使混凝土浆具有合适的和易性能、粘附性能和强度性能，有助于提高产品机械强度；在混凝土浆中加入中性纳米硅溶胶，中性纳米硅溶胶中含有纳米胶体粒子，纳米胶体粒子易于聚集在气液界面，降低气泡之间相互接触的几率，有助于避免气泡因聚集而产生破裂现象的几率，提高气泡稳定性，提高产品机械强度，提高产品抗压性能；在混凝土浆中加入纤维素醚，有助于提高产品抗裂性能；
2.本申请通过控制硅质料原料粒径、加入醋酸酯淀粉等方式，提高蒸压加气混凝土砌块各组分之间的粘结强度，提高产品抗压性能，延长产品使用寿命；
3.本申请通过加入聚乙二醇，有助于使各组分均匀分散在蒸压加气混凝土砌块中，有助于提高蒸压加气混凝土砌块的隔音性能、保温性能和抗压性能，有利于产品市场推广。
具体实施方式
实施例
本发明所涉及的原料均为市售，部分原料的型号及来源如表1所示。
表1原料的规格型号及来源
Figure BDA0002642490270000031
Figure BDA0002642490270000041
以下实施例中机制砂、河沙均产自四川，实施例中使用的尾矿砂为铁矿场的尾矿破碎加工制得，产自四川威远；机制砂为山体岩石经爆破和粉碎处理制得；机制砂的粒径不大于250μm，河沙的粒径不大于120μm，尾矿砂的粒径不大于200μm。
实施例1：一种利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法，包括以下步骤：
S1混料：将机制砂用孔径为250μm的筛网筛分，选用粒径不大于250μm的机制砂颗粒；将河沙用孔径为120μm的筛网筛分，选用粒径不大于120μm的河沙颗粒；将尾矿砂用孔径为200μm的筛网筛分，选用粒径不大于200μm的尾矿砂颗粒。称取125kg粒径不大于250μm的机制砂，加入100kg粒径不大于120μm的河沙和140kg粒径不大于200μm的尾矿砂，混合均匀，制得复合硅质料。称取20kg石膏，加入220kg石灰粉、75kg水泥、4kg纤维素醚、3kg醋酸酯淀粉和2kg聚乙二醇，混合均匀，制得添加料。称取80kg粉煤灰，加入添加料和复合硅质料，混合均匀，制得混合料。
S2搅拌制浆：向混合料中加入220kg水和30kg的中性纳米硅溶胶(山东百特新材料有限公司，型号为LS50C30的硅溶胶水溶液，二氧化硅质量浓度为30％，中位粒径为50nm)，以300转/分钟的转速搅拌4min，再加入0.6kg的铝粉，继续搅拌5min，制得混凝土浆。
S3发泡静停：静停处理在静停暖房内进行，静停暖房内安装有暖气管道。将混凝土浆注入专用模具中，室温发泡40min；将静停暖房温度调至55℃，将专用模具转移至静停暖房中，55℃静停280min，脱模，制得混凝土胚体。
S4蒸汽养护：将混凝土胚体切割成尺寸为60cm*20cm*20cm的混凝土块，将混凝土块转入蒸压釜中，抽真空至-0.08MPa；向蒸压釜中通入水蒸汽加热至200℃，压力为1.3MPa，养护550min，制得蒸压加气混凝土砌块。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，实施例2中使用的中性纳米硅溶胶的规格型号不一样，实施例2使用的中性纳米硅溶胶为型号是LS30C40的硅溶胶水溶液(山东百特新材料有限公司，二氧化硅质量浓度为40％，中位粒径为30nm)其它均与实施例1保持一致。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于，实施例3未加入醋酸酯淀粉，其它均与实施例1保持一致。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于，实施例4未加入聚乙二醇，其它均与实施例1保持一致。
实施例5-12
实施例5-12与实施例1的区别在于，实施例5-12各原料的添加量不同，及工艺参数不同。实施例5-12中使用的中性纳米硅溶胶型号与实施例1保持一致，实施例5-12中使用的机制砂、河沙和尾矿砂的粒径与实施例1均保持一致，实施例5-12各原料的加量见表2，实施例5-12的工艺参数见表3。
表2实施例5-12的各原料的加量
Figure BDA0002642490270000051
表3实施例5-12的步骤中的参数
Figure BDA0002642490270000052
Figure BDA0002642490270000061
对比例
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1未加入纤维素醚、醋酸酯淀粉、聚乙二醇和中性纳米硅溶胶，且对比例1只用机制砂，不用复合硅质料，对比例1用365kg机制砂代替复合硅质料，其它均与实施例1保持一致。
对比例2
对比例2与对比例1的区别在于，对比例2未加入醋酸酯淀粉、聚乙二醇和中性纳米硅溶胶，其它均与实施例1保持一致。
性能检测
1、抗压强度：参照GB/T11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》公开的方法，制作尺寸为100mm*100mm*100mm的试件，并进行抗压强度测试，结果见表4。
2、抗折强度：参照GB/T11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》公开的方法，制作尺寸为100mm*100mm*400mm的试件，并进行抗折强度测试，结果见表4。
表4不同蒸压加气混凝土砌块产品性能对比表
Figure BDA0002642490270000062
Figure BDA0002642490270000071
对比例1未加入纤维素醚、醋酸酯淀粉、聚乙二醇和中性纳米硅溶胶，且不用复合硅质料，用单一的机制砂，制备出的蒸压加气混凝土砌块抗压强度和抗折强度均较低，不利于产品市场推广。对比例2未加入醋酸酯淀粉、聚乙二醇和中性纳米硅溶胶，制备出的蒸压加气混凝土砌块抗压强度和抗折强度均较低，不利于产品市场推广。
对比实施例1和对比例1-2的实验结果，可以看出，在蒸压加气混凝土砌块制备过程中，加入纤维素醚、醋酸酯淀粉、聚乙二醇和中性纳米硅溶胶，且用机制砂、河沙与尾矿砂组成的复合硅质料，制得的蒸压加气混凝土砌块产品抗压强度和抗折强度均显著提升，有助于延长产品使用寿命，有助于产品市场推广。
对比实施例1和实施例2的实验结果，实施例2用不同规格的中性纳米硅溶胶，制备出的蒸压加气混凝土砌块产品的抗压强度和抗折强度差别不大，有助于产品市场推广。对比实施例1和实施例3的实验结果，实施例3未加入醋酸酯淀粉，制备出的蒸压加气混凝土砌块产品的抗压强度和抗折强度均有所降低，不利于产品市场推广。对比实施例1和实施例4的实验结果，实施例4未加入聚乙二醇，制备出的蒸压加气混凝土砌块产品的抗压强度和抗折强度均有所降低，不利于产品市场推广。
相比于实施例1，实施例5-12中各原料的添加量不同，及工艺参数有所不同，在蒸压加气混凝土砌块制备过程中，加入纤维素醚、醋酸酯淀粉、聚乙二醇和中性纳米硅溶胶，且用机制砂、河沙与尾矿砂组成的复合硅质料，制得的蒸压加气混凝土砌块产品抗压强度和抗折强度显著提升，有助于延长产品使用寿命，有助于产品市场推广。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1混料：称取50-100重量份的粉煤灰，加入添加料和复合硅质料，混合均匀，制得混合料；所述添加料包括以下重量份原料：石膏10-30份，石灰粉180-260份，水泥50-100份，纤维素醚2-6份，2-4重量份的醋酸酯淀粉，1-3重量份的聚乙二醇；所述复合硅质料包括以下重量份原料：机制砂100-150份，河沙80-120份，尾矿砂120-160份；
S2搅拌制浆：向混合料中加入180-250重量份的水和20-40重量份的中性纳米硅溶胶，以200-500转/分钟的转速搅拌2-5min，再加入0.5-0.8重量份的铝粉，继续搅拌3-6min，制得混凝土浆；
S3发泡静停：将混凝土浆注入模具中，室温发泡30-50min，在环境温度为50-60℃条件下静停200-350min，制得混凝土胚体；
S4蒸汽养护：将混凝土胚体切割成混凝土块，将混凝土块转入蒸压釜中，于190-210℃水蒸汽中养护480-600min，制得蒸压加气混凝土砌块。
2.根据权利要求1所述的一种利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法，其特征在于，所述步骤S1-S2中使用的原料按如下重量份配比投料：粉煤灰60-90份，石膏15-25份，石灰粉200-240份，水泥65-85份，纤维素醚2-6份，机制砂120-130份，河沙80-120份，尾矿砂130-150份，水200-230份，中性纳米硅溶胶25-35份，铝粉0.5-0.8份。
3.根据权利要求1所述的一种利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法，其特征在于：所述机制砂的粒径不大于250μm，所述河沙的粒径不大于120μm，所述尾矿砂的粒径不大于200μm。
4.根据权利要求1所述的一种利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法，其特征在于：所述中性纳米硅溶胶中二氧化硅质量浓度为30-40%，所述中性纳米硅溶胶的中位粒径为30-50nm。
5.根据权利要求1所述的一种利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法，其特征在于：所述步骤S4将混凝土胚体切割成混凝土块，将混凝土块转入蒸压釜中，抽真空至-0.09MPa至-0.07MPa，于190-210℃水蒸汽中养护480-600min，制得蒸压加气混凝土砌块。
6.一种蒸压加气混凝土砌块，其特征在于：由权利要求1-5任意一项所述的一种利用复合硅质料制备混凝土砌块的方法制得。
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