CN114605134A - 一种高强低密度蒸压加气混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强低密度蒸压加气混凝土及其制备方法，解决了现有技术中市场上存在的蒸压加气混凝土砌块，普遍存在强度较低，孔结构较差的技术问题。它包括重量百分比的下述成分：熟石灰5‑30%、胶凝材料5‑40%、减水剂0.1%‑2%、石英砂16‑88%、二水石膏2‑10%、外加剂0.2‑0.7%和铝粉膏0.1‑0.5%，所述外加剂为十二烷基硫酸钠和羟丙基甲基纤维素醚中的任意一种或两种。本发明针对目前蒸压加气混凝土强度偏低而设计一种利用磨细铝粉和熟石灰以及微波手段实现生产高强低密度蒸压加气混凝土的制备方法，使产品在满足合格品强度的基础上拥有更低密度，进一步减少原材料用量，而在同一级别的产品上具有较为突出的强度优势，提高竞争力。

Description

一种高强低密度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的生产领域，具体涉及一种高强低密度蒸压加气混凝土及其制备方法。
背景技术
蒸压加气混凝土主要是以硅质材料(如石英砂、粉煤灰、高炉矿渣、尾矿等)和钙质材料(如水泥、石灰等)为主要原材料，加入适量的发气剂并经配料、搅拌、发泡、静停、切割和压蒸养护等工艺制成的砌块或板材。其以轻质、利废、保温、隔音等优良性能成为了目前新型建筑墙体发展中极具潜力的材料之一。
制备蒸压加气混凝土时通常选择铝粉作为发气剂。铝粉的发气特征为前2min发气慢，之后大量发气，8min后发气减慢，16min后发气基本结束，24min发气反应全部结束。在蒸压加气混凝土中，发气孔是对混凝土性能影响最大的特征孔。但正由于加气混凝土孔隙率大，孔结构特殊，造成了其抗压强度低的缺点。
目前而言，市场上存在的蒸压加气混凝土砌块，普遍具有强度较低，孔结构较差的问题。主要由于在生产过程中，对加气混凝土强度影响最大的发气孔没有得到有效调控，而铝粉掺量及铝粉粒径是其中重要的影响因素。在同一掺量、同一温度下，铝粉的发气初始时间保持一致，与粒径关系不大；当铝粉粒径较大时，发气速率减缓，容易产生“憋气现象”；当铝粉粒径减小时，比表面积变大，发气量和发气速率会逐渐增大，形成的发气孔整体孔径缩小，强度得到提升。但发气速率过快、发气量过大会使得浆体还未稠化，应力变化得不到控制，气泡容易互相连通形成大气泡或者溢出，导致孔结构变差，强度下降。在不同温度下，铝粉带来的影响也会发生改变。温度越高，水泥的初始水化和铝粉的发气越迅速。在搅拌过程中由于生石灰放热量巨大导致料浆升温，使稠化提前。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强低密度蒸压加气混凝土及其制备方法，以解决现有技术中市场上存在的蒸压加气混凝土砌块，普遍存在强度较低，孔结构较差的问题的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种高强低密度蒸压加气混凝土，包括重量百分比的下述成分：熟石灰 5-30％、胶凝材料5-40％、减水剂0.1％-2％、石英砂16-88％、二水石膏2-10％、外加剂0.2-0.7％和铝粉膏0.1-0.5％，所述外加剂为十二烷基硫酸钠和羟丙基甲基纤维素醚中的任意一种或两种。
可选或优选地，所述熟石灰密度大于15g/cm3，且氢氧化钙的重量百分比占比＞90％。
可选或优选地，所述胶凝材料为P·O、P·Ⅰ和P·Ⅱ中的任意一种或几种。
可选或优选地，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
可选或优选地，所述石英砂中SiO2的重量百分比占比＞70％，粒径为10μm-80μm。
可选或优选地，所述二水石膏中CaO重量百分比占比＞30％，密度＞2g/cm3。
可选或优选地，所述羟丙基甲基纤维素醚在105℃干燥2小时后减失重量不得过5.0％，残渣含量≤1.0％，PH值为4.0～8.0。
可选或优选地，所述十二烷基硫酸钠中活性物含量＞30％，NaCl和Na2SO4的总重量百分比占比＜10％，pH值为6.5～7.5。
本发明提供的一种高强低密度蒸压加气混凝土的制备方法，包括下述的步骤：
S1将铝粉经球磨工艺磨细并过筛，选取粒径＜0.06mm部分，并按照配方的重量比对其进行称量；
S2按照混凝土的重量百分比进行混料，依次加入胶凝材料、二水石膏、熟石灰、石英砂和水，经高速搅拌后加入磨细铝粉和纤维素醚制成混凝土混合；
S3将步骤S2搅拌均匀后浇注模具内，随后移入微波仪器，在微波均匀受热5-10min，制品达到40～50℃后移入预养护室静置。
可选或优选地，所述步骤S2中的水与总物料的质量分数比值为0.3-0.7。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
(1)本发明提供的一种高强低密度蒸压加气混凝土及其制备方法，针对目前蒸压加气混凝土强度偏低而设计一种利用磨细铝粉和熟石灰以及微波手段实现生产高强低密度蒸压加气混凝土的制备方法，使产品在满足合格品强度的基础上拥有更低密度，进一步减少原材料用量，而在同一级别的产品上具有较为突出的强度优势，提高竞争力，使本申请制备出的蒸压加气混凝土相较于现有产品中孔结构优化，强度提升，更为具体的本申请制备出的蒸压加气混凝土孔径分布以及孔壁厚度更加稳定，B06级产品强度达到6Mpa，远高于现有产品及国标3.5Mpa的要求。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供的一种高强低密度蒸压加气混凝土，包括重量百分比的下述成分：熟石灰 5-30％、胶凝材料5-40％、减水剂0.1％-2％、石英砂16-88％、二水石膏2-10％、外加剂0.2-0.7％和铝粉膏0.1-0.5％，所述外加剂为十二烷基硫酸钠和羟丙基甲基纤维素醚中的任意一种或两种。
本发明采用磨细铝粉制备蒸压加气混凝土，可以等比例减小发气孔的孔径，优化孔径分布并提高加气混凝土强度，并通过熟石灰替代生石灰以及微波加热预养护等措施解决磨细铝粉可能带来的负面影响。径均＜0.06mm，比之常用铝粉粒径较小，比表面积增大，加速了在碱性环境中生成氢气的化学反应过程，并使加气混凝土坯体的孔多数为球型封闭、孔径分布均匀且细小的气孔，优化孔壁结构，降低制品密度，改善力学性能，与现有产品相比，在同等强度上拥有更低自重，减少材料成本与人工成本。
本发明采用熟石灰替代生石灰，一方面保持钙硅比在合理范围内，使水化过程中强度顺利发展，对由于发气带来的应力破坏及时进行消减，起到稳定孔结构的作用；另一方面大幅度减少发热量，降低了搅拌过程中的料浆温度，减缓料浆稠化速度和铝粉发气速度，对强度带来积极影响。同时熟石灰的替代作用可以有效避免生石灰中游离氧化钙带来的不利影响。
可选或优选地，所述熟石灰密度大于15g/cm3，且氢氧化钙的重量百分比占比＞90％。
可选或优选地，所述胶凝材料包括但不限于P·O、P·Ⅰ、P·Ⅱ。
可选或优选地，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
可选或优选地，所述石英砂中SiO2的重量百分比占比＞70％，粒径为10μm-80μm。
可选或优选地，所述二水石膏中CaO重量百分比占比＞30％，密度＞2g/cm3。
可选或优选地，所述羟丙基甲基纤维素醚在105℃干燥2小时后减失重量不得过5.0％，残渣含量≤1.0％，PH值为4.0～8.0。
采用羟丙基甲基纤维素醚可以对浆体起到稳定作用，使磨细铝粉均匀分散于浆体之中，在一定程度上降低气泡壁的破裂和相互贯通，使气泡发气小而密集，以此降低制品的密度，并提升强度。
可选或优选地，所述十二烷基硫酸钠中活性物含量＞30％，NaCl和Na2SO4的总重量百分比占比＜10％，pH值为6.5～7.5。
本发明提供的一种高强低密度蒸压加气混凝土的制备方法，其特征在于，包括下述的步骤：
S1将铝粉经球磨工艺磨细并过筛，选取粒径＜0.06mm部分，并按照配方的重量比对其进行称量；
S2按照混凝土的重量百分比进行混料，依次加入胶凝材料、二水石膏、熟石灰、石英砂和水，经高速搅拌后加入磨细铝粉和纤维素醚制成混凝土混合；
S3将步骤S2搅拌均匀后浇注模具内，随后移入微波仪器，在微波均匀受热5-10min，制品达到40～50℃后移入预养护室静置。
本发明在浇筑后采用微波加热养护，使之受热均匀，可通过调整微波仪器的功率控制发气速率和发气量，达到制品要求。
可选或优选地，所述步骤S2中的水与总物料的质量分数比值为0.3-0.7。
实施例1
1.1原料配比
Figure BDA0003565955030000051
1.2制备方法
将物料进行均匀混合并加入搅拌机中，按水料比为0.59加入拌合水，再加入聚羧酸高效减水剂，质量为干物料的1％，以300r/min的转速搅拌5min。停止转动后加入磨细铝粉，质量为干物料的0.2％；以500r/min的转速搅拌1min。停止转动后将料浆注入模具。随后移入微波仪器，均匀受热5min后移入预养护室静停8小时，再进行蒸压。蒸压条件为以1.2℃/min的升温速率升温30min，再以1.5℃/min的升温速率加热至190℃，恒温6小时后进行自然冷却，出釜后获得制品。
每组成型3个100mm×100mm×100mm立方体试件，并测试抗压强度。样品出釜抗压强度为6.0MPa，容重为595Kg/m3。
实施例2
2.1原料配比
Figure BDA0003565955030000052
2.2制备方法
将物料进行均匀混合并加入搅拌机中，按水料比为0.62加入拌合水，再加入聚羧酸减水剂，质量为干物料的1.5％，以300r/min的转速搅拌5min。停止转动后加入磨细铝粉，质量为干物料的0.15％；以500r/min的转速搅拌1min。停止转动后将料浆注入模具。随后移入微波仪器，均匀受热8min后移入预养护室静停8小时，再进行蒸压。蒸压条件为以1.2℃ /min的升温速率升温30min，再以1.5℃/min的升温速率加热至190℃，恒温6小时后进行自然冷却，出釜后获得制品。
每组成型3个100mm×100mm×100mm立方体试件，并测试抗压强度。样品出釜抗压强度为5.3MPa，容重为560Kg/m3。
实施例3
3.1原料配比
Figure BDA0003565955030000061
3.2制备方法
将物料进行均匀混合并加入搅拌机中，按水料比为0.59加入拌合水，再加入聚羧酸高效减水剂，质量为干物料的2％，以300r/min的转速搅拌5min。停止转动后加入磨细铝粉，质量为干物料的0.5％；以500r/min的转速搅拌1min。停止转动后将料浆注入模具。随后移入微波仪器，均匀受热5min后移入预养护室静停8小时，再进行蒸压。蒸压条件为以1.2℃/min的升温速率升温30min，再以1.5℃/min的升温速率加热至190℃，恒温6小时后进行自然冷却，出釜后获得制品。
每组成型3个100mm×100mm×100mm立方体试件，并测试抗压强度。样品出釜抗压强度为4.5MPa，容重为689Kg/m3。
实施例4
4.1原料配比
Figure BDA0003565955030000071
4.2制备方法
将物料进行均匀混合并加入搅拌机中，按水料比为0.62加入拌合水，再加入聚羧酸高效减水剂，质量为干物料的0.1％，以300r/min的转速搅拌5min。停止转动后加入磨细铝粉，质量为干物料的0.1％；以500r/min的转速搅拌1min。停止转动后将料浆注入模具。随后移入微波仪器，均匀受热5min后移入预养护室静停8小时，再进行蒸压。蒸压条件为以1.2℃ /min的升温速率升温30min，再以1.5℃/min的升温速率加热至190℃，恒温6小时后进行自然冷却，出釜后获得制品。
每组成型3个100mm×100mm×100mm立方体试件，并测试抗压强度。样品出釜抗压强度为2.8MPa，容重为559Kg/m3。
实施例5
5.1原料配比
Figure BDA0003565955030000072
5.2制备方法
将物料进行均匀混合并加入搅拌机中，按水料比为0.61加入拌合水，再加入聚羧酸高效减水剂，质量为干物料的0.5％，以300r/min的转速搅拌5min。停止转动后加入磨细铝粉，质量为干物料的0.4％；以500r/min的转速搅拌1min。停止转动后将料浆注入模具。随后移入微波仪器，均匀受热5min后移入预养护室静停8小时，再进行蒸压。蒸压条件为以1.2℃ /min的升温速率升温30min，再以1.5℃/min的升温速率加热至190℃，恒温6小时后进行自然冷却，出釜后获得制品。
每组成型3个100mm×100mm×100mm立方体试件，并测试抗压强度。使用羟丙基甲基纤维素醚及减水剂的样品出釜抗压强度为5.3MPa，容重为609Kg/m3。
对比例1
6.1原料配比
Figure BDA0003565955030000081
6.2制备方法
将物料进行均匀混合并加入搅拌机中，按水料比为0.59加入拌合水，再加入聚羧酸高效减水剂，质量为干物料的1％，以300r/min的转速搅拌5min。停止转动后加入常规铝粉 (0.09mm)，质量为干物料的0.2％；以500r/min的转速搅拌1min。停止转动后将料浆注入模具。随后移入预养护室在60℃下静停8小时，再进行蒸压。蒸压条件为以1.2℃/min的升温速率升温30min，再以1.5℃/min的升温速率加热至190℃，恒温6小时后进行自然冷却，出釜后获得制品。
每组成型3个100mm×100mm×100mm立方体试件，并测试抗压强度。
与实施例1相比较，使用生石灰，未进行微波加热的样品出釜抗压强度为5.2MPa，容重为603Kg/m3。
对比例2
7.1原料配比
Figure BDA0003565955030000091
7.2制备方法
将物料进行均匀混合并加入搅拌机中，按水料比为0.59加入拌合水，再加入聚羧酸高效减水剂，质量为干物料的0.1％，以300r/min的转速搅拌5min。停止转动后加入常规铝粉(0.09mm)，质量为干物料的0.2％；以500r/min的转速搅拌1min。停止转动后将料浆注入模具。随后移入微波仪器，均匀受热5min后移入预养护室静停8小时，再进行蒸压。蒸压条件为以1.2℃/min的升温速率升温30min，再以1.5℃/min的升温速率加热至190℃，恒温 6小时后进行自然冷却，出釜后获得制品。
每组成型3个100mm×100mm×100mm立方体试件，并测试抗压强度。样品出釜抗压强度为5.5MPa，容重为639Kg/m3。
实验数据
编号 抗压强度 容重 编号 抗压强度 容重
实施例1 6.0MPa 595Kg/m<sup>3</sup> 实施例5 5.3MPa 609Kg/m<sup>3</sup>
实施例2 5.3MPa 560Kg/m<sup>3</sup> 对比例1 5.2MPa 603Kg/m<sup>3</sup>
实施例3 4.5MPa 689Kg/m<sup>3</sup> 对比例2 5.5MPa 639Kg/m<sup>3</sup>
实施例4 2.8MPa 559Kg/m<sup>3</sup>
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高强低密度蒸压加气混凝土，其特征在于，包括重量百分比的下述成分：熟石灰5-30%、胶凝材料5-40%、减水剂0.1%-2%、石英砂16-88%、二水石膏2-10%、外加剂0.2-0.7%和铝粉膏0.1-0.5%，所述外加剂为十二烷基硫酸钠和羟丙基甲基纤维素醚中的任意一种或两种。
2. 根据权利要求1所述的一种高强低密度蒸压加气混凝土 ，其特征在于：所述熟石灰密度大于15g/cm3，且氢氧化钙的重量百分比占比＞90%。
3. 根据权利要求1所述的一种高强低密度蒸压加气混凝土 ，其特征在于：所述胶凝材料为P·O、P·Ⅰ和P·Ⅱ中的任意一种或几种。
4. 根据权利要求1所述的一种高强低密度蒸压加气混凝土 ，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
5. 根据权利要求1所述的一种高强低密度蒸压加气混凝土 ，其特征在于：所述石英砂中SiO2的重量百分比占比＞70%，粒径为10μm-80μm。
6. 根据权利要求1所述的一种高强低密度蒸压加气混凝土，其特征在于：所述二水石膏中CaO重量百分比占比＞30%，密度＞2g/cm3。
7. 根据权利要求1所述的一种高强低密度蒸压加气混凝土，其特征在于： 所述羟丙基甲基纤维素醚在105℃干燥2小时后减失重量不得过5.0%，残渣含量≤1.0%，PH值为4.0~8.0。
8. 根据权利要求1所述的一种高强低密度蒸压加气混凝土 ，其特征在于：所述十二烷基硫酸钠中活性物含量＞30%，NaCl和Na2SO4的总重量百分比占比＜10%，pH值为6.5~7.5。
9.根据权利要求1所述的一种高强低密度蒸压加气混凝土的制备方法，其特征在于，包括下述的步骤：
S1 将铝粉经球磨工艺磨细并过筛，选取粒径＜0.06mm部分，并按照配方的重量比对其进行称量；
S2 按照混凝土的重量百分比进行混料，依次加入胶凝材料、二水石膏、熟石灰、石英砂和水，经高速搅拌后加入磨细铝粉和纤维素醚制成混凝土混合；
S3 将步骤S2搅拌均匀后浇注模具内，随后移入微波仪器，在微波均匀受热5-10min，制品达到40~50℃后移入预养护室静置。
10.根据权利要求9所述的一种高强低密度蒸压加气混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的水与总物料的质量分数比值为0.3-0.7。
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