CN115432982B - 一种加气混凝土的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型加气混凝土的制备方法，属于建筑材料技术领域。该制备方法包括以下步骤，将新型专用胶凝材料、硫铝酸盐水泥、生石灰和石膏放入搅拌机中搅拌2‑5min，充分混合；将所需份数水和铝粉膏加入搅拌机充分搅拌4‑5min；将搅拌后的浆体浇筑至模具中，将模具置于温度为45～60℃，湿度为80～100％的养护箱中预养护1～2h；将预养护后的加气混凝土在常压二氧化碳浓度为5～20％的混凝土碳化养护箱中养护10～30min；将在碳化养护箱养护后的加气混凝土脱模，置于常温、二氧化碳分压为0.1～1.0MPa的碳化釜内碳化养护0.5～2h，即得成品。本发明利用新型胶凝材料及特殊制备工艺，通过二氧化碳养护的方式，使得制备出的加气混凝土具有强度高，能够固化封存二氧化碳，干缩率低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种新型加气混凝土的制备方法。
背景技术
加气混凝土是以硅质材料和钙质材料为主要原料，掺加发气剂，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，具有质轻、防火、隔音、保温、抗震等优点，广泛应用于建筑中的非承重结构中。
中国专利CN111807858A公开了一种工业固废蒸压加气混凝土砌块及其制备方法：粉煤灰20-40份、电石渣15-30份、赤泥15-20份、石灰3-5份、脱硫石膏3-10份、水泥10-15份、铝粉1-2份、氢氧化钠0.5-1份、水玻璃0.1-0.3份和分散剂硅灰0.5-1份。将所述重量份原材料加入搅拌机里搅拌，制得混合物料浇筑成型；浇筑成型的物料在50-70℃下预养护3h，然后在蒸压釜内进行养护，养护的方法为：升温4h至180℃后，恒温4h，再降温4h至常温，即得成品。
中国专利CN113185318A公开了一种免蒸养高强加气混凝土材料及加气混凝土的制备方法：硫铝酸盐胶凝材料50-80份、预处理脱硫石膏或天然硬石膏10-50份、粉煤灰1-10份、减水剂0.1-0.8份、纤维1-3份、碘化钾0-0.5份、硬脂酸钙0.5-3份、高分子聚合物溶液1-8份、过氧化氢溶液1-4份。通过采用过氧化氢溶液发气，将所需份数的原材料搅拌、浇筑、静养、脱模后再养护制得。
中国专利CN112430050A公开了一种免蒸压加气混凝土及其制备方法：粉煤灰40-50份、石灰3-10份、石膏1-3份、硅酸盐水泥20-30份、矿物细掺料8-10份和铝粉1-5份。其制备方法为：按配方量，首先以粉煤灰为原材料，加水进行搅拌，搅拌以后形成粉煤灰浆，在粉煤灰浆中加入硅酸盐水泥、石灰和石膏搅拌形成料浆，然后在料浆中加入铝粉并浇筑形成胚体，室温硬化后脱模成型。
上述公开专利中存在以下几点不足：
1、对于传统蒸压加气混凝土，其制备工艺需经过蒸压步骤，蒸压通常要在高温高压下进行，需要消耗大量的天然气等一次能源，制备过程中碳排放量较高。
2、蒸压加气混凝土由于经过了高温高压的压蒸步骤，加气混凝土的干燥收缩率较大，易产生开裂风险。
3、对于免蒸压加气混凝土，其制备加养护周期一般为7～28d，养护周期长，且强度低，且后期加气混凝土收缩率大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型加气混凝土的制备方法。根据本发明的新型加气混凝土的制备方法，利用新型胶凝材料及特殊制备工艺，通过二氧化碳养护的方式，使得制备出的加气混凝土具有强度高，能够固化封存二氧化碳，干缩率低等优点，本发明采用的技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供了一种新型加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将新型专用胶凝材料、硫铝酸盐水泥、生石灰和石膏放入搅拌机中搅拌2-5min，充分混合；
(2)将所需份数水和铝粉膏加入搅拌机充分搅拌4-5min；
(3)将搅拌后的浆体浇筑至模具中，将模具置于温度为45～60℃，湿度为80～100％的养护箱中预养护1～2h，得到加气混凝土；
(4)将预养护后的加气混凝土在常压二氧化碳浓度为5～20％的混凝土碳化养护箱中养护10～30min；
(5)将在碳化养护箱养护后的加气混凝土脱模，置于常温、二氧化碳分压为0.1～1.0MPa的碳化釜内碳化养护0.5～2h，即得成品。
优选的，所述新型专用胶凝材料由以下方法制备而成：
将氧化钙含量大于52％的石灰石和二氧化硅含量大于90％的高岭土或砂岩中的一种或两种，按钙硅摩尔比1.5～2.0的比例混合；
将混合后的原料粉磨至比表面积为370～450m2/kg；
将粉磨后的原料在高温炉中由常温以10℃/min的速度升温至1350～1400℃，在1350～1400℃下保温1～4h后，以2～5℃/min的降温速率降至常温，得到新型专用胶凝材料。
优选的，所述加气混凝土由以下重量份的原材料制备而成：新型专用胶凝材料60～80份；快硬性硫铝酸盐水泥5～10份；生石灰10～20份；石膏2～5 份；铝粉膏0.1～0.3份；水25～40份。
优选的，所述生石灰为中速生石灰。
优选的，所述石膏为工业脱硫石膏、磷石膏和钛石膏中的一种或几种。
本发明采用的上述技术方案，具有如下显著效果：
(1)本发明采用一种新型的专用胶凝材料，其具有很高的碳化活性，碳化后强度高，收缩率低，保证了加气混凝土的强度，降低了加气混凝土的干燥收缩率；
(2)本发明中加气混凝土的制备过程中不需要蒸压的步骤，加气混凝土制备过程中节约了天然气等一次能源；
(3)本发明中加气混凝土的制备方法，其特殊的制备与养护工艺可以充分发挥专用胶凝材料的活性，保证了加气混凝土的性能；
(4)传统蒸压加气混凝土的制备和养护时间约14～18h，免蒸压加气混凝土的制备和养护时间约7～28d，而本发明的加气混凝土的制备方法，其制备和养护过程仅需要3～5h，大大缩短了时间，提高了生产效率；
(5)本发明的加气混凝土的制备过程中，需要利用二氧化碳进行养护，为混凝土行业实现“碳中和”探索了新的道路。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例1：
一种新型加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将氧化钙含量为52％的石灰石，二氧化硅含量为95％的砂岩，按钙硅摩尔比1.5的比例混合；将混合后的原料粉磨至比表面积为380m2/kg；将粉磨后的原料在高温炉中由常温以10℃/min的速度升温至1350℃，在1350℃下保温 2h后，以2℃/min的降温速率降至常温，得到新型专用胶凝材料；
将新型专用胶凝材料80份、快硬性硫铝酸盐水泥5份、生石灰10份、石膏5份放入搅拌机中搅拌2min，充分混合；然后，将铝粉膏0.2份和水30份加入搅拌机充分搅拌5min；
将经过充分搅拌后的浆体浇筑至模具中，将模具置于温度为50℃，湿度为85％的养护箱中预养护1h，得到加气混凝土；
将预养护后的加气混凝土在常压二氧化碳浓度为10％的混凝土碳化养护箱中养护10min；
将在碳化养护箱养护后的加气混凝土脱模，置于常温、二氧化碳分压为 0.2MPa的碳化釜内碳化养护2h，即得成品。
实施例2：
一种新型加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将氧化钙含量为54％的石灰石，二氧化硅含量为90％的砂岩，按钙硅摩尔比1.7的比例混合；将混合后的原料粉磨至比表面积为400m2/kg；将粉磨后的原料在高温炉中由常温以10℃/min的速度升温至1350℃，在1350℃下保温 1.5h后，以5℃/min的降温速率降至常温，得到新型专用胶凝材料；
将新型专用胶凝材料70份、快硬性硫铝酸盐水泥8份、生石灰12份、石膏3份放入搅拌机中搅拌3min，充分混合；然后，将铝粉膏0.25份和水35份加入搅拌机充分搅拌5min；
将经过充分搅拌后的浆体浇筑至模具中，将模具置于温度为55℃，湿度为90％的养护箱中预养护1.5h，得到加气混凝土；
将预养护后的加气混凝土在常压二氧化碳浓度为10％的混凝土碳化养护箱中养护15min；
将在碳化养护箱养护后的加气混凝土脱模，置于常温、二氧化碳分压为 0.4MPa的碳化釜内碳化养护1.5h，即得成品。
实施例3：
一种新型加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将氧化钙含量为54％的石灰石，二氧化硅含量为90％的高岭土和砂岩(质量比1：1)，按钙硅摩尔比2.0的比例混合；将混合后的原料粉磨至比表面积为400m2/kg；将粉磨后的原料在高温炉中由常温以10℃/min的速度升温至 1400℃，在1400℃下保温3h后，以2℃/min的降温速率降至常温，得到新型专用胶凝材料；
将新型专用胶凝材料75份、快硬性硫铝酸盐水泥10份、生石灰15份、石膏2份放入搅拌机中搅拌5min，充分混合；然后，将铝粉膏0.3份和水35份加入搅拌机充分搅拌4min；
将经过充分搅拌后的浆体浇筑至模具中，将模具置于温度为60℃，湿度为95％的养护箱中预养护1h，得到加气混凝土；
将预养护后的加气混凝土在常压二氧化碳浓度为15％的混凝土碳化养护箱中养护10min；
将在碳化养护箱养护后的加气混凝土脱模，置于常温、二氧化碳分压为 0.5MPa的碳化釜内碳化养护1h，即得成品。
实施例4：
一种新型加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：
将氧化钙含量为53％的石灰石，二氧化硅含量为95％的砂岩，按钙硅摩尔比2.0的比例混合；将混合后的原料粉磨至比表面积为420m2/kg；将粉磨后的原料在高温炉中由常温以10℃/min的速度升温至1350℃，在1350℃下保温 2.5h后，以2℃/min的降温速率降至常温，得到新型专用胶凝材料；
将新型专用胶凝材料65份、快硬性硫铝酸盐水泥15份、生石灰10份、石膏5份放入搅拌机中搅拌5min，充分混合；然后，将铝粉膏0.3份和水40份加入搅拌机充分搅拌4min；
将经过充分搅拌后的浆体浇筑至模具中，将模具置于温度为60℃，湿度为95％的养护箱中预养护1h，得到加气混凝土；
将预养护后的加气混凝土在常压二氧化碳浓度为5％的混凝土碳化养护箱中养护30min；
将在碳化养护箱养护后的加气混凝土脱模，置于常温、二氧化碳分压为 0.6MPa的碳化釜内碳化养护1.5h，即得成品。
对比例1：
一种新型加气混凝土的制备方法
1.1原料：相比实施例1，对比例1原料中将新型专用胶凝材料替换为 P·C42.5水泥。
1.2制备方法：同实施例1。
对比例2：
一种新型加气混凝土的制备方法
2.1原料：相比实施例2，对比例1原料中未使用快硬硫铝酸盐水泥。
2.2制备方法：同实施例2。
对比例3：
一种新型加气混凝土的制备方法
3.1原料：相比实施例3，对比例3原料中未使用石灰。
3.2制备方法：同实施例3。
对比例4：
一种新型加气混凝土的制备方法
4.1原料：相比实施例4，对比例4原料中未使用石膏。
4.2制备方法：同实施例4。
对比例5：
一种新型加气混凝土的制备方法
5.1原料：同实施例1。
5.2制备方法：相比实施例1，未进行预养护。
对比例6：
一种新型加气混凝土的制备方法
6.1原料：同实施例1。
6.2制备方法：相比实施例1，未在混凝土碳化养护箱中养护。
对比例7：
一种新型加气混凝土的制备方法
7.1原料：同实施例1。
7.2制备方法：相比实施例1，未在碳化釜内养护。
按照GB/T 11969-2020《蒸压加气混凝土性能试验方法》测定加气混凝土的干密度、抗压强度及干燥收缩率。将加气混凝泥土试块在55℃的烘箱中烘干至恒重，用振动磨粉磨后，在500℃的电炉中煅烧至恒重，然后再在900℃的电炉中煅烧至恒重，取前后两次质量差计算加气混凝泥土的固碳量。结果如表1所示。
表1
Claims (3)
1.一种加气混凝土的制备方法，其特征在于：所述加气混凝土由以下重量份的原材料制备而成：专用胶凝材料60～80份；快硬性硫铝酸盐水泥5～10份；生石灰10～20份；石膏2～5份；铝粉膏0.1～0.3份；水25～40份；
所述加气混凝土的制备方法包括以下步骤：
(1)将专用胶凝材料、硫铝酸盐水泥、生石灰和石膏放入搅拌机中搅拌2-5min，充分混合；
(2)将所需份数水和铝粉膏加入搅拌机充分搅拌4-5min；
(3)将搅拌后的浆体浇筑至模具中，将模具置于温度为45～60℃，湿度为80～100％的养护箱中预养护1～2h，得到加气混凝土；
(4)将预养护后的加气混凝土在常压二氧化碳浓度为5～20％的混凝土碳化养护箱中养护10～30min；
(5)将在碳化养护箱养护后的加气混凝土脱模，置于常温、二氧化碳分压为0.1～1.0MPa的碳化釜内碳化养护0.5～2h，即得成品；
所述专用胶凝材料由以下方法制备而成：
将氧化钙含量大于52％的石灰石和二氧化硅含量大于90％的高岭土或砂岩中的一种或两种，按钙硅摩尔比1.7的比例混合；
将混合后的原料粉磨至比表面积为370～450m 2 /kg；
将粉磨后的原料在高温炉中由常温以10℃/min的速度升温至1350～1400℃，在1350～1400℃下保温1～4h后，以2～5℃/min的降温速率降至常温，得到专用胶凝材料。
2.根据权利要求1所述的一种加气混凝土的制备方法，其特征在于：所述生石灰为中速生石灰。
3.根据权利要求1所述的一种加气混凝土的制备方法，其特征在于：所述石膏为工业脱硫石膏、磷石膏和钛石膏中的一种或几种。
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