CN114315248A - 一种混凝土砌块及其制备方法 - Google Patents
一种混凝土砌块及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114315248A CN114315248A CN202111647395.0A CN202111647395A CN114315248A CN 114315248 A CN114315248 A CN 114315248A CN 202111647395 A CN202111647395 A CN 202111647395A CN 114315248 A CN114315248 A CN 114315248A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- concrete block
- glass pumice
- water
- mixing
- silicon dioxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 156
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 166
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 102
- 239000008262 pumice Substances 0.000 claims abstract description 102
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 59
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 47
- 239000004965 Silica aerogel Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010025 steaming Methods 0.000 claims abstract description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 claims description 41
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 22
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 20
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 12
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 11
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 229940073561 hexamethyldisiloxane Drugs 0.000 claims 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 11
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 11
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 27
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 10
- 239000011240 wet gel Substances 0.000 description 9
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N chlorotrimethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)Cl IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 3
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000011278 co-treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000000352 supercritical drying Methods 0.000 description 2
- 239000005051 trimethylchlorosilane Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种混凝土砌块及其制备方法。一种混凝土砌块，包括如下组分：水泥、水、碎石、玻璃轻石、二氧化硅气凝胶和减水剂；所述玻璃轻石的粒径为5‑25mm。其制备方法为：将玻璃轻石、二氧化硅气凝胶和占水总重量10%‑20%的水搅拌混合后，得到二氧化硅气凝胶‑玻璃轻石复合材料；将水泥和碎石等搅拌混合，加入剩余的水、二氧化硅气凝胶‑玻璃轻石复合材料和减水剂，搅拌混合，得到浆料；将浆料浇筑成型后，静养、脱模、切割、蒸养6‑8天，再在20‑25℃，静置18‑20天，即得。本申请的玻璃轻石可将二氧化硅气凝胶吸附在其孔隙结构内，提高所得混凝土砌块的保温性能和强度。
Description
技术领域
本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种混凝土砌块及其制备方法。
背景技术
砌块是一种比粘土砖体型大的块状建筑制品，其原材料来源广、品种多，可就地取材，价格便宜。目前中国以生产中小型砌块为主，根据材质可分为混凝土、煤矸石、人工陶粒、矿渣废料等砌块，其中以混凝土砌块的应用最为广泛。
因为建筑外墙传热，会造成较大的能源消耗。所以为了改善建筑外墙保温条件，实现节能目标，我国采取了一系列措施降低建筑能耗。目前，建筑外墙保温是建筑节能的重要措施。复合式保温混凝土砌块是常用的建筑外墙保温材料，其能有效消除冷桥，从而具有保温功能。同时复合式保温混凝土砌块的块型尺寸组合灵活，所以在建筑工程中得到广泛应用。
复合式保温混凝土砌块一般是在混凝土砌块空腔内填充保温材料。但是，混凝土砌块空腔内的保温材料会部分外漏，存在保温性能变差的问题。因此，亟需一种保温性能好的建筑外墙保温材料。
发明内容
为了提高建筑外墙保温材料的保温性能，本申请提供一种混凝土砌块及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种混凝土砌块，采用如下的技术方案：
一种混凝土砌块，按重量份数计，包括如下组分：
水泥250-500份；
水120-150份；
碎石300-750份；
细沙100-120份；
硅灰50-100份；
玻璃轻石80-90份；
二氧化硅气凝胶70-80份；
减水剂1-3份；
所述玻璃轻石的粒径为5-25mm。
通过采用上述技术方案，由于采用玻璃轻石和二氧化硅气凝胶复配，因为玻璃轻石自身的轻质多孔结构以及吸附性能，所以玻璃轻石作为载体，可将二氧化硅气凝胶吸附在其孔隙结构内，同时，二氧化硅气凝胶稳定的填充在玻璃轻石的孔隙中，形成二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料，与其他原料混合后，制备成一体式的混凝土砌块。一方面，二氧化硅气凝胶吸附在玻璃轻石的孔隙内，不仅保留了二氧化硅气凝胶多孔网状结构的特征，而且，二氧化硅气凝胶的孔隙中还夹带了部分气体，导致孔径大于气体分子的平均自由程(克努森效应)，因此降低了所得混凝土砌块的导热率，从而提高了所得混凝土砌块的隔热保温性能。另一方面，因为玻璃轻石的比表面积大、吸附性能好，并具有多孔结构，所以可提高二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料在水泥、硅灰等其他原料中的分散性，以及与水泥、硅灰等其他原料的粘结能力，不仅提高混凝土砌块内孔隙数量，还使得二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料在混凝土砌块体系中均匀紧密的堆积，从而提高所得混凝土砌块保温性能和强度。
优选的，所述二氧化硅气凝胶的制备步骤为：将正硅酸乙酯和乙醇混合后，再加入质量百分比浓度为10-15％的氨水，得到的混合溶液，先在20-25℃第一次老化24-30h，然后再在60-70℃第二次老化15-20h后，超临界干燥，即得二氧化硅气凝胶。
通过采用上述技术方案，采用上述浓度的氨水促进正硅酸乙酯在乙醇中水解，然后再经过两步老化后缩聚后，再采用超临界干燥，可一次性将乙醇和水提取，从而达到溶剂交换的目的。萃取完成之后凝胶孔隙内的流体全部变为CO2，通过改变温度与压力，可使CO2从超临界态直接变为气态，在此期间，毛细管压力始终为0，最终所得的二氧化硅气凝胶，具有较高的孔隙率、较高的比表面积、较低的密度和较低的导热率。
同时，所得二氧化硅气凝胶的孔洞尺寸较小。因此，所得二氧化硅气凝胶与玻璃轻石的复配效果较好，不仅可提高二氧化硅气凝胶吸附在玻璃轻石孔隙结构内的效率和稳定性，提高所得混凝土砌块保温性能。同时，二氧化硅气凝胶在玻璃轻石的孔隙中填充性能较高，促使所得二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料在混凝土砌块体系中均匀紧密的堆积，从而提高所得混凝土砌块强度。
优选的，所述二氧化硅气凝胶的制备步骤中，正硅酸乙酯、氨水和乙醇按重量比1:(0.8-1.2):(4-5)混合。
通过采用上述技术方案，正硅酸乙酯、氨水和乙醇按重量制备所得的二氧化硅气凝胶，具有较高的孔隙率、较高的比表面积、较低的密度和较低的导热率。同时，与玻璃轻石的复配效果较好，对混凝土砌块的保温性能和强度的提升效果较好。
优选的，所述第二次老化时，还加入六甲基二硅醚和盐酸。
通过采用上述技术方案，混合溶液在20-25℃老化24-30h后，得到初步老化的湿凝胶。通过将初步老化的湿凝胶加入六甲基二硅醚和盐酸浸泡，在60-70℃下，六甲基二硅醚和盐酸混合液对初步老化的湿凝胶表面进行修饰。一方面，盐酸促进六甲基二硅醚生成三甲基氯硅烷，三甲基氯硅烷与初步老化的湿凝胶孔洞中的水反应，减少所得二氧化硅气凝胶表面羟基的含量，提高二氧化硅气凝胶的疏水性能。另一方面，六甲基二硅醚和盐酸混合液与初步老化的湿凝胶孔洞残留的水、乙醇，以及与初步老化的湿凝胶表面的羟基反应，将初步老化的湿凝胶中的硅羟基改性为硅甲基基团，硅甲基基团的增加不仅进一步提高了二氧化硅气凝胶的疏水性能，还提高了二氧化硅气凝胶的强度。
优选的，所述六甲基二硅醚和盐酸，按重量比正硅酸乙酯:六甲基二硅醚:盐酸为1:(1.2-1.6):(1.6-2.0)混合。
本申请中，仅以六甲基二硅醚和盐酸，按重量比正硅酸乙酯:六甲基二硅醚:盐酸为1:1.2:1.6混合为例作简要说明，但并不影响正硅酸乙酯:六甲基二硅醚:盐酸的其他重量比在本申请中的应用。
通过采用上述技术方案，六甲基二硅醚和盐酸按上述重量比加入，对初步老化的湿凝胶进行改性，降低了所得二氧化硅气凝胶表面羟基的含量，提高了硅甲基基团含量，从而提高了所得二氧化硅气凝胶的疏水性和强度，从而提高了所得混凝土砌块的保温性能和强度。
优选的，所述玻璃轻石的粒径为5-15mm。
通过采用上述技术方案，上述粒径的玻璃轻石，一方面，对二氧化硅气凝胶的吸附效果较好，提高玻璃轻石对二氧化硅气凝胶的负载量，提高混凝泥土砌块的保温性能。；另一方面，上述粒径的玻璃轻石，在混凝土砌块混合体系中的分散性较好，促使二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料在混凝土砌块体系中均匀紧密的堆积，从而提高所得混凝土砌块强度。
优选的，玻璃轻石为改性玻璃轻石，改性玻璃轻石的制备步骤为：将硅烷偶联剂与乙醇混合后，得到混合液A；调节混合液A的pH值为3-4，再加入玻璃轻石，得到的混合液B在60-70℃搅拌混合1-2h，过滤，将固体干燥后，即得改性玻璃轻石。
通过采用上述技术方案，通过调节混合液A中的pH值为3-4，促使混合液A中的硅烷偶联剂充分水解。然后充分水解的硅烷偶联剂对玻璃轻石进行表面改性，所得改性玻璃轻石表面具有较多硅烷偶联剂的特征基团。一方面，提高了所得改性玻璃轻石对二氧化硅气凝胶的吸附能力，提高所得混凝土砌块的保温性能；另一方面，提高了改性玻璃轻石与水泥、硅灰等原料的相容性，以及粘结能力，从而提高所得混凝土砌块的强度。
优选的，所述改性玻璃轻石的制备步骤中，玻璃轻石、硅烷偶联剂和乙醇按重量比1:(2-4):(5-8)混合。
本申请中，仅以玻璃轻石、硅烷偶联剂和乙醇按重量比1:2:5混合为例作简要说明，但并不影响玻璃轻石、硅烷偶联剂和乙醇的其他重量比在本申请中的应用。
通过采用上述技术方案，玻璃轻石、硅烷偶联剂和乙醇按上述重量比混合，对玻璃轻石的改性效果较好，所得改性玻璃轻石的吸附效果和表面活性基团活性较高，对混凝土砌块保温性能和强度的提升效果较为明显。
第二方面，本申请提供一种混凝土砌块的制备方法，采用如下的技术方案：
一种混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
S1：将玻璃轻石、二氧化硅气凝胶和占水总重量10％-20％的水搅拌混合，得到二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料；
S2：将水泥、硅灰、碎石和细沙搅拌混合后，加入剩余的水、二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料和减水剂，搅拌混合，得到浆料；
S3：将浆料浇筑成型后，静养0.8-1.2h脱模，得到混凝土块；
S4：将混凝土块切割后，在60-80℃、2.0-2.4MPa条件下，蒸养6-8天后，再在20-25℃，静置18-20天，即得混凝土砌块。
通过采用上述技术方案，通过将二氧化硅气凝胶加入玻璃轻石和部分水的混合溶液中，在水溶液环境下，促使玻璃轻石吸附二氧化硅气凝胶，提高玻璃轻石对二氧化硅气凝胶的负载量，提高二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料内部空气的含量。因此有利于提高所得混凝土砌块的保温性能。然后，在混凝土砌块的浇筑成型、静养、脱模等步骤中，通过控制相应的温度条件，可提高所得混凝土砌块的强度。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用玻璃轻石和二氧化硅气凝胶复配，玻璃轻石作为载体可吸附二氧化硅气凝胶，提高二氧化硅气凝胶在混凝土砌块体系中，保持较高的孔隙结构，从而提高了所得混凝土砌块的保温性能；同时，形成的二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料在混凝土砌块体系中均匀紧密的堆积，从而所得混凝土砌块的强度；
2、本申请中优选采用六甲基二硅醚和盐酸对初步老化的湿凝胶进行改性，降低了所得二氧化硅气凝胶表面羟基的含量，提高了硅甲基基团含量，从而提高了所得二氧化硅气凝胶的疏水性和强度，从而提高了所得混凝土砌块的保温性能和强度；
3、本申请的方法，通过将二氧化硅气凝胶加入玻璃轻石和部分水的混合溶液中，在水溶液环境下，可提高玻璃轻石吸附二氧化硅气凝胶吸附的能力，并提高二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料内部空气的含量，有利于提高所得混凝土砌块的保温性能。
具体实施方式
以下实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请的各实施例中所用的原料，除下述特殊说明之外，其他均为市售：
| 水泥 | 型号为SPC | 采购自浙江三狮集团特种水泥有限公司 |
| 碎石 | 货号为21 | 采购自灵寿县汇鑫矿业加工厂 |
| 细沙 | 规格0.3毫米 | 采购自南京宏乾环保工程有限公司 |
| 硅灰 | 规格1250目 | 采购自灵寿县强东矿产品加工厂 |
| 玻璃轻石 | 孔隙率0.01 | 采购自灵寿县盛飞矿产品加工厂 |
| 二氧化硅气凝胶 | 型号为TF-41251 | 采购自苏州碳丰石墨烯科技有限公司 |
| 减水剂 | 型号为KT-01 | 采购自吉林砼信化工科技有限公司 |
| 正硅酸乙酯 | CAS号78-10-4 | 采购自济南普莱华化工有限公司 |
| 六甲基二硅醚 | CAS号107-46-0 | 采购自广州市江顺化工科技有限公司 |
| 硅烷偶联剂 | 型号为MP200 | 采购自东莞毅胜化工有限公司 |
对本申请实施例和对比例所得的混凝土砌块进行导热系数和抗压强度检测，检测标准如下：
导热系数检测：参照标准JGJ 51-2002《轻骨料混凝土技术规程》，并采用规格为300×300×30mm的混凝土试件进行检测。
抗压强度检测：参照标准GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》，并采用规格为100×100×100mm的混凝土试件进行检测。
原料的制备例
制备例A1
一种二氧化硅气凝胶，各组分及其相应的重量如下表所示，并通过如下步骤制备获得：将1kg正硅酸乙酯和4kg乙醇混合后，再加入0.8kg氨水，得到的混合溶液，先在20℃老化24h，然后再在60℃老化15h后，在7.4Mpa，35℃条件下进行超临界CO2萃取干燥2h，即得二氧化硅气凝胶。
制备例A2-5
一种二氧化硅气凝胶，与制备例A1的不同之处在于，各组分及其相应的重量如下表所示。
制备例A6
一种二氧化硅气凝胶，与制备例A2的不同之处在于，除二氧化硅气凝胶的制备步骤中，还加入六甲基二硅醚和盐酸外，其他均与制备例A2相同。
二氧化硅气凝胶的制备步骤如下：
将1kg正硅酸乙酯和4.5kg乙醇混合后，再加入1kg氨水，得到的混合溶液，先在20℃老化24h，然后加入1.2kg六甲基二硅醚和1.6kg盐酸，再在60℃老化15h后，在7.4Mpa，35℃条件下进行超临界CO2萃取干燥2h，即得二氧化硅气凝胶。
制备例A7
一种二氧化硅气凝胶，与制备例A6的不同之处在于，除二氧化硅气凝胶的制备步骤不同外，其他均与制备例A6相同。
二氧化硅气凝胶的制备步骤如下：
将1kg正硅酸乙酯和4.5kg乙醇混合后，再加入1kg氨水，得到的混合溶液，先在22.5℃老化27h，然后加入1.2kg六甲基二硅醚和1.6kg盐酸，再在65℃老化17.5h后，在7.4Mpa，35℃条件下进行超临界CO2萃取干燥2h，即得二氧化硅气凝胶。
制备例A8
一种二氧化硅气凝胶，与制备例A6的不同之处在于，除二氧化硅气凝胶的制备步骤不同外，其他均与制备例A6相同。
二氧化硅气凝胶的制备步骤如下：
将1kg正硅酸乙酯和4.5kg乙醇混合后，再加入1kg氨水，得到的混合溶液，先在25℃老化30h，然后加入1.2kg六甲基二硅醚和1.6kg盐酸，再在70℃老化20h后，在7.4Mpa，35℃条件下进行超临界CO2萃取干燥2h，即得二氧化硅气凝胶。
制备例B9
一种改性玻璃轻石，各组分及其相应的重量如下表所示，并通过如下步骤制备获得：
将0.2kg硅烷偶联剂与0.5kg乙醇混合后，得到混合液A；调节混合液A的pH值为3，再加入0.1kg玻璃轻石，得到的混合液B在60℃搅拌混合1h，过滤，将固体在80℃干燥1h后，即得改性玻璃轻石。
其中，玻璃轻石为粒径5-25mm的玻璃轻石颗粒。
制备例B10
一种改性玻璃轻石，与制备例B9的不同之处在于，除玻璃轻石为粒径5-15mm的玻璃轻石颗粒外，其他均与制备例B9相同。
实施例
实施例1
一种混凝土砌块,各组分及其相应的重量如下表所示，并通过如下步骤制备获得:
S1：将玻璃轻石、二氧化硅气凝胶和10％的水混合后,在800r/min搅拌混合50min，得到二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料；
S2：将水泥、硅灰、碎石和细沙混合后，在600r/min搅拌混合20min，加入剩余的水、二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料和减水剂，并在1200r/min搅拌混合10min，得到浆料；
S3：将浆料浇筑成型后，在温度为15℃，相对湿度为45％条件下，静养0.8h后脱模，得到混凝土块；
S4：将混凝土块切割为600mm×240mm×100mm的混凝土砌块后，在6℃、2.0MPa条件下，蒸养6天后，再在20℃，静置18天，即得混凝土砌块。
其中，玻璃轻石的粒径为5-25mm。
实施例2-3
一种混凝土砌块,与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量如下表所示。
对上述实施例1-3所得的混凝土砌块进行导热系数和抗压强度检测，检测结果如下表所示。
从上表可以得出，实施例1-3所得的混凝土砌块，导热系数低至0.032-0.035W/m·K，抗压强度高至5.1-5.3Mpa。由此表明，本申请所得的混凝土砌块，具有良好的保温隔热性能和抗压强度。
实施例4-8
一种混凝土砌块,与实施例2的不同之处在于，除二氧化硅气凝胶采用自制外，其他均与实施例2相同。
实施例4-8所采用的二氧化硅气凝胶，由如下制备例制备。
| 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 |
| 制备例A1 | 制备例A2 | 制备例A3 | 制备例A4 | 制备例A5 |
对上述实施例4-8所得的混凝土砌块进行导热系数和抗压强度检测，检测结果如下表所示。
从上表可以得出，实施例4-6所得的混凝土砌块，导热系数低至0.026-0.028W/m·K，抗压强度高至6.1-6.3Mpa。由此表明，本申请所得的混凝土砌块，具有良好的保温隔热性能和抗压强度。
依据实施例4-6所得的混凝土砌块与实施例2所得的混凝土砌块相比，导热系数相对降低了12.5-18.75％，抗压强度相对增加了15.09-18.87％。由此表明，在混凝土砌块的总原料中，采用自制的二氧化硅气凝胶与玻璃轻石较好的复配效果，提高了所得混凝土砌块的保温性能和强度。
实施例7-8所得的混凝土砌块，导热系数低为0.030-0.031W/m·K，抗压强度为5.3-5.4Mpa。依据实施例7-8所得的混凝土砌块与实施例2所得的混凝土砌块相比，导热系数相对降低了3.13-6.25％，抗压强度相对增加了0-1.89％。由此表明，在二氧化硅气凝胶的制备步骤中，采用正硅酸乙酯、氨水和乙醇按重量比1:(0.8-1.2):(4-5)混合所得的二氧化硅气凝胶，与玻璃轻石具有较好的复配效果，对所得混凝土砌块的保温性能和强度的提高较明显。
实施例9
一种混凝土砌块,与实施例5的不同之处在于，除二氧化硅气凝胶的制备步骤中，还加入六甲基二硅醚和盐酸，即二氧化硅气凝胶由制备例A6制备所得外，其他均与实施例5相同。
对上述实施例9所得的混凝土砌块进行导热系数和抗压强度检测，检测结果如下表所示。
从上表可以得出，实施例9所得的混凝土砌块，导热系数低至0.022W/m·K，抗压强度高至6.8Mpa。由此表明，本申请所得的混凝土砌块，具有良好的保温隔热性能和抗压强度。
依据实施例9所得的混凝土砌块与实施例5所得的混凝土砌块相比，导热系数相对降低了15.38％，抗压强度相对增加了7.94％。由此表明，在二氧化硅气凝胶的制备步骤中，六甲基二硅醚和盐酸，提高了二氧化硅气凝胶的疏水性能，促进所得二氧化硅气凝胶与玻璃轻石较好的复配效果，提高了所得混凝土砌块的保温性能和强度。
实施例10-11
一种混凝土砌块,与实施例9的不同之处在于，除二氧化硅气凝胶的制备步骤不同外，其他均与实施例9相同。
实施例10-11所采用的二氧化硅气凝胶，由如下制备例制备。
| 实施例10 | 实施例11 |
| 制备例A7 | 制备例A8 |
对上述实施例10-11所得的混凝土砌块进行导热系数和抗压强度检测，检测结果如下表所示。
从上表可以得出，实施例10-11所得的混凝土砌块，导热系数低至0.019-0.020W/m·K，抗压强度高至7Mpa。由此表明，本申请所得的混凝土砌块，具有良好的保温隔热性能和抗压强度。
依据实施例10-11所得的混凝土砌块与实施例9所得的混凝土砌块相比，导热系数相对降低了9.09-13.64％％，抗压强度相对增加了2.94％。由此表明，本申请制备方法所得的二氧化硅气凝胶，可较明显的提高所得混凝土砌块的保温性能和强度。
实施例12
一种混凝土砌块,与实施例10的不同之处在于，除玻璃轻石为改性玻璃轻石，即采用制备例B9所得改性玻璃轻石外，其他均与实施例10相同。
对上述实施例12所得的混凝土砌块进行导热系数和抗压强度检测，检测结果如下表所示。
从上表可以得出，实施例12所得的混凝土砌块，导热系数低至0.015W/m·K，抗压强度高至8.5Mpa。由此表明，本申请所得的混凝土砌块，具有良好的保温隔热性能和抗压强度。
依据实施例12所得的混凝土砌块与实施例10所得的混凝土砌块相比，导热系数相对降低了21.05％％，抗压强度相对增加了21.43％。由此表明，在混凝土砌块制备的总原料中，采用改性玻璃轻石与二氧化硅气凝胶具有较好的复配作用，可较明显的提高所得混凝土砌块的保温性能和强度。
实施例13
一种混凝土砌块,与实施例12的不同之处在于，除改性玻璃轻石的制备步骤中，采用粒径为5-15mm的玻璃轻石颗粒，即采用制备例B10所得改性玻璃轻石外，其他均与实施例相同。
对上述实施例13所得的混凝土砌块进行导热系数和抗压强度检测，检测结果如下表所示。
从上表可以得出，实施例13所得的混凝土砌块，导热系数低至0.013W/m·K，抗压强度高至9.1Mpa。由此表明，本申请所得的混凝土砌块，具有良好的保温隔热性能和抗压强度。
依据实施例13所得的混凝土砌块与实施例12所得的混凝土砌块相比，导热系数相对降低了13.33％％，抗压强度相对增加了7.06％。由此表明，在改性玻璃轻石的制备步骤中，对粒径为5-15mm的玻璃轻石颗粒进行改性，所得的改性玻璃轻石与二氧化硅气凝胶具有较好的复配作用，可较明显的提高所得混凝土砌块的保温性能和强度。
实施例14
一种混凝土砌块,与实施例13的不同之处在于，除混凝土砌块的制备步骤不同外，其他均与实施例13相同。
混凝土砌块的制备步骤如下：
S1：将玻璃轻石、二氧化硅气凝胶和10％的水混合后,在800r/min搅拌混合50min，得到二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料；
S2：将水泥、硅灰、碎石和细沙混合后，在600r/min搅拌混合20min，加入剩余的水、二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料和减水剂，并在1200r/min搅拌混合10min，得到浆料；
S3：将浆料浇筑成型后，在温度为15℃，相对湿度为45％条件下，静养1h后脱模，得到混凝土块；
S4：将混凝土块切割为600mm×240mm×100mm的混凝土砌块后，在70℃、2.2MPa条件下，蒸养7天后，再在22.5℃，静置19天，即得混凝土砌块。
实施例15
一种混凝土砌块,与实施例13的不同之处在于，除混凝土砌块的制备步骤不同外，其他均与实施例13相同。
混凝土砌块的制备步骤如下：
S1：将玻璃轻石、二氧化硅气凝胶和10％的水混合后,在800r/min搅拌混合50min，得到二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料；
S2：将水泥、硅灰、碎石和细沙混合后，在600r/min搅拌混合20min，加入剩余的水、二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料和减水剂，并在1200r/min搅拌混合10min，得到浆料；
S3：将浆料浇筑成型后，在温度为15℃，相对湿度为45％条件下，静养1h后脱模，得到混凝土块；
S4：将混凝土块切割为600mm×240mm×100mm的混凝土砌块后，在80℃、2.4MPa条件下，蒸养8天后，再在25℃，静置20天，即得混凝土砌块。
对上述实施例14-15所得的混凝土砌块进行导热系数和抗压强度检测，检测结果如下表所示。
从上表可以得出，实施例14-15所得的混凝土砌块，抗压强度高至9.4-9.5Mpa。由此表明，本申请所得的混凝土砌块，具有良好的保温隔热性能和抗压强度。
依据实施例14-15所得的混凝土砌块与实施例13所得的混凝土砌块相比，抗压强度相对增加了3.3-4.4％。由此表明，在混凝土砌块的制备步骤中，通过控制混凝土砌块的养护条件，可提高所得混凝土砌块的强度。
对比例
对比例1
一种混凝土砌块,与实施例15的不同之处在于，除采用等量的纳米珍珠岩替代改性玻璃轻石外，其他均与实施例15相同。其中，纳米珍珠岩的粒径为0.075-0.15mm，采购自信阳市弘生保温材料有限公司。
对比例2
一种混凝土砌块,与实施例15的不同之处在于，除采用等量的氧化铝气凝胶替代二氧化硅气凝胶外，其他均与实施例15相同。其中，氧化铝气凝胶采购自西安齐岳生物科技有限公司。
上述对比例1-2所得的混凝土砌块进行导热系数和抗压强度检测，检测结果如下表所示。
从上表可以得出，对比例1-2所得的混凝土砌块，导热系数高至0.052-0.058W/m·K，抗压强度低至3.2-3.4Mpa。
依据对比例1-2所得的混凝土砌块与实施例15所得的混凝土砌块相比，导热系数相对增加了75-77.59％，抗压强度相对降低了66.32-64.21％。由此表明，在制备混凝土砌块总原料中，二氧化硅气凝胶与玻璃轻石具有协同复配作用，可提高所得混凝土砌块的保温性能和强度。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种混凝土砌块，其特征在于，按重量份数计，包括如下组分：
水泥 250-500份；
水 120-150份；
碎石 300-750份；
细沙 100-120份；
硅灰 50-100份；
玻璃轻石 80-90份；
二氧化硅气凝胶 70-80份；
减水剂 1-3份；
所述玻璃轻石的粒径为5-25mm。
2.根据权利要求1所述的混凝土砌块，其特征在于：所述二氧化硅气凝胶的制备步骤为：将正硅酸乙酯和乙醇混合后，再加入质量百分比浓度为10-15%的氨水，得到的混合溶液，先在20-25℃第一次老化24-30h，然后再在60-70℃第二次老化15-20h后，干燥，即得二氧化硅气凝胶。
3.根据权利要求2所述的混凝土砌块，其特征在于：所述二氧化硅气凝胶的制备步骤中，正硅酸乙酯、氨水和乙醇按重量比1:(0.8-1.2):(4-5)混合。
4.根据权利要求3所述的混凝土砌块，其特征在于：所述第二次老化时，还加入六甲基二硅醚和盐酸。
5.根据权利要求4所述的混凝土砌块，其特征在于：所述六甲基二硅醚和盐酸，按重量比正硅酸乙酯:六甲基二硅醚:盐酸为1:(1.2-1.6):(1.6-2.0)混合。
6.根据权利要求1所述的混凝土砌块，其特征在于：所述玻璃轻石的粒径为5-15mm。
7.根据权利要求1所述的混凝土砌块，其特征在于：玻璃轻石为改性玻璃轻石，改性玻璃轻石的制备步骤为：将硅烷偶联剂与乙醇混合后，得到混合液A；调节混合液A的pH值为3-4，再加入玻璃轻石，得到的混合液B在60-70℃搅拌混合1-2h，过滤，将固体干燥后，即得改性玻璃轻石。
8.根据权利要求7所述的混凝土砌块，其特征在于：所述改性玻璃轻石的制备步骤中，玻璃轻石、硅烷偶联剂和乙醇按重量比1:(2-4):(5-8)混合。
9.依据权利要求1-8任一所述混凝土砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将玻璃轻石、二氧化硅气凝胶和占水总重量10%-20%的水搅拌混合后，得到二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料；
S2：将水泥、硅灰、碎石和细沙搅拌混合后，加入剩余的水、二氧化硅气凝胶-玻璃轻石复合材料和减水剂，搅拌混合，得到浆料；
S3：将浆料浇筑成型后，静养0.8-1.2h脱模，得到混凝土块；
S4：将混凝土块切割后，在60-80℃、2.0-2.4MPa条件下，蒸养6-8天后，再在20-25℃，静置18-20天，即得混凝土砌块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111647395.0A CN114315248B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种混凝土砌块及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111647395.0A CN114315248B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种混凝土砌块及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114315248A true CN114315248A (zh) | 2022-04-12 |
| CN114315248B CN114315248B (zh) | 2023-03-17 |
Family
ID=81016168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111647395.0A Active CN114315248B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种混凝土砌块及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114315248B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102583407A (zh) * | 2012-03-22 | 2012-07-18 | 陕西盟创纳米新型材料股份有限公司 | 一种二氧化硅气凝胶的制备方法 |
| CN102602943A (zh) * | 2012-03-22 | 2012-07-25 | 陕西盟创纳米新型材料股份有限公司 | 一步法快速制备高性能纳米二氧化硅气凝胶的方法 |
| CN103755152A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-04-30 | 浙江大学 | 一种超疏水SiO2气凝胶薄膜的制备方法 |
| CN107619573A (zh) * | 2016-07-13 | 2018-01-23 | 江阴市志远汽车饰件有限公司 | 一种隔热性能好的塑胶地板及其制备方法 |
| CN107759151A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-03-06 | 中国地质大学（北京） | 一种膨胀珍珠岩‑SiO2气凝胶的轻质保温墙体材料的制备方法 |
| CN108585682A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-09-28 | 江南大学 | 一种玻璃轻石混凝土及其制备方法 |
| WO2021219847A1 (de) * | 2020-04-30 | 2021-11-04 | Interbran Raw Materials Gmbh | Verfahren zu herstellung wärmedämmender kompositpartikel, kompositpartikel und deren verwendung |
-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111647395.0A patent/CN114315248B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102583407A (zh) * | 2012-03-22 | 2012-07-18 | 陕西盟创纳米新型材料股份有限公司 | 一种二氧化硅气凝胶的制备方法 |
| CN102602943A (zh) * | 2012-03-22 | 2012-07-25 | 陕西盟创纳米新型材料股份有限公司 | 一步法快速制备高性能纳米二氧化硅气凝胶的方法 |
| CN103755152A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-04-30 | 浙江大学 | 一种超疏水SiO2气凝胶薄膜的制备方法 |
| CN107619573A (zh) * | 2016-07-13 | 2018-01-23 | 江阴市志远汽车饰件有限公司 | 一种隔热性能好的塑胶地板及其制备方法 |
| CN107759151A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-03-06 | 中国地质大学（北京） | 一种膨胀珍珠岩‑SiO2气凝胶的轻质保温墙体材料的制备方法 |
| CN108585682A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-09-28 | 江南大学 | 一种玻璃轻石混凝土及其制备方法 |
| WO2021219847A1 (de) * | 2020-04-30 | 2021-11-04 | Interbran Raw Materials Gmbh | Verfahren zu herstellung wärmedämmender kompositpartikel, kompositpartikel und deren verwendung |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 刘光武等: "水玻璃为源的超疏水型SiO2 气凝胶块体制备与表征", 《硅酸盐学报》 * |
| 张明: "《纳米与新材料专辑Ⅳ》", 25 May 2005, 材料导报社 * |
| 王瑞等: "玻璃轻石混凝土热工性能试验研究", 《混凝土与水泥制品》 * |
| 贾冠华: "气凝胶膨胀珍珠岩的制备及其在水泥基材料中的应用研究", 《中国优秀博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114315248B (zh) | 2023-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110845184B (zh) | 一种再生骨料混凝土及其制备方法 | |
| CN107140938B (zh) | 一种防脱粉气凝胶复合保温毡及其制备方法 | |
| CN107759151B (zh) | 一种膨胀珍珠岩-SiO2气凝胶的轻质保温墙体材料的制备方法 | |
| CN113149541A (zh) | 一种环保抗冻混凝土及其制备方法 | |
| CN107188503A (zh) | 一种环保建筑材料及其制备方法 | |
| CN111620625A (zh) | 一种抗压无空鼓的保温隔热砂浆 | |
| CN113372069B (zh) | 基于粉煤灰的轻质建筑隔音材料 | |
| CN108083672A (zh) | 一种水玻璃固化剂及其制备方法与应用 | |
| CN102134158B (zh) | 一种复合干粉砂浆保水增稠剂及其制备方法 | |
| CN114133203A (zh) | 石膏膨胀珍珠岩混合自保温材料及其生产工艺 | |
| CN114163173A (zh) | 一种轻质混凝土及其制备方法 | |
| CN114315248B (zh) | 一种混凝土砌块及其制备方法 | |
| Jia et al. | Controllable preparation of aerogel/expanded perlite composite and its application in thermal insulation mortar | |
| CN114315280A (zh) | 一种改性气凝胶发泡水泥材料及其制备方法 | |
| CN106187295A (zh) | 一种低导热的粉煤灰加气混凝土砌块及生产方法 | |
| CN111704400A (zh) | 一种高耐久性地聚合物砂浆及其制备方法 | |
| CN113526978A (zh) | 一种含煤矸石、铁尾矿的蒸压加气混凝土及其制备方法 | |
| CN114276084A (zh) | 一种隔热陶粒墙板 | |
| CN109694221B (zh) | 一种轻质早强混凝土及其制备方法 | |
| CN109809789B (zh) | 一种以二氧化硅水凝胶为原料制备建筑墙体保温夹心层的方法 | |
| CN110436961A (zh) | 基于煤矸石的微孔混凝土、保温复合墙板及其制备方法 | |
| CN113402206B (zh) | 一种回收料制备的透水混凝土及其制备方法 | |
| CN115784671B (zh) | 一种机制砂生产过程中尾渣制备免烧砖的方法 | |
| CN116178045B (zh) | 一种铝灰及陶瓷抛光渣制备发泡陶瓷的工艺 | |
| CN108424168A (zh) | 一种水泥基复合保温板的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240524 Address after: 247100 Plot A, Zhanqian District, Chizhou City, Anhui Province, China. International Trade City Phase I Professional Market Comprehensive Building 5, 130th, 130th, 2nd, and 3rd floors Patentee after: Chizhou Guiqian Information Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 201800 No.28, Baoyuan 6th Road, Jiangqiao Town, Jiading District, Shanghai Patentee before: SHANGHAI NUANFENG INSULATION MATERIAL Co.,Ltd. Country or region before: China |