CN116730673A - 一种压力预养护高强蒸压加气混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压力预养护高强蒸压加气混凝土及其制备方法，解决了现有技术中蒸压加气混凝土强度偏低的技术问题。它包括生石灰：5‑30%，胶凝材料：5‑40%，减水剂：0.1%‑2%，石英砂：30‑90%，二水石膏：0.1‑10%，十二烷基硫酸钠：0.1%‑0.2%，羟丙基甲基纤维素醚：0.1‑0.5%，铝粉：0.1‑0.5%，所述铝粉粒径小于0.06mm。本发明采用恒压预养护控制发气过程，一方面不影响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；另一方面减缓料浆稠化速度和铝粉发气速度，使气孔在一定正向压力下达到孔径可控的效果，对强度带来积极影响。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种压力预养护高强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。通过调整铝粉粒径与静停发气过程压力环境的适配度，协调发气过程与料浆稠化过程，可以在一定范围内优化孔结构，从而提升强度。
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，而铝粉粒径及发气过程孔结构控制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。在不同压力下，铝粉带来的影响也会发生改变，随着气孔逐渐上浮，来自周围的压力越来越小，因此由下而上气孔孔径逐渐增大，对抗压强度带来负面影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压力预养护高强蒸压加气混凝土及其制备方法，以解决现有技术中的蒸压加气混凝土强度偏低的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种压力预养护高强蒸压加气混凝土，其制备包括下述重量百分比的原料：
生石灰：5-30%，胶凝材料：5-40%，减水剂：0.1%-2%，石英砂：30-90%，二水石膏：0.1-10%，十二烷基硫酸钠：0.1%-0.2%，羟丙基甲基纤维素醚：0.1-0.5%，铝粉：0.1-0.5%，所述铝粉粒径小于0.06mm。
进一步的，所述生石灰为微细白色粉末，密度大于15g/cm3，氢氧化钙含量大于90%。
进一步的，所述胶凝材料包括但不限于P•O、P•Ⅰ、P•Ⅱ； 所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
进一步的，所述石英砂中SiO2的含量大于70%，粒度为10μm～80μm；所述二水石膏中CaO的含量大于30%，密度大于2g/cm3。
进一步的，所述羟丙基甲基纤维素醚，干燥失重≤5.0%，残渣含量≤1.0%，pH值为4.0～8.0。
进一步的，所述十二烷基硫酸钠，为白色或淡黄色粉末，活性物含量＞30%，无机盐含量＜10%，pH值为6.5～7.5，所述无机盐为NaCl和Na2SO4。
本发明提供的一种压力预养护高强蒸压加气混凝土的制备方法，具体包括下述步骤：
S1：将铝粉经球磨工艺磨细并过筛；
S2：向反应釜中依次加入胶凝材料、二水石膏、生石灰、石英砂、水，经高速搅拌制成浆料，以300r/min的转速搅拌5min，再加入减水剂；
S3：停止搅拌后加入磨细铝粉、羟丙基甲基纤维素醚、十二烷基硫酸钠，所述铝粉掺量为0.1～0.5%，再次搅拌均匀，以500r/min的转速搅拌1min；
S4：搅拌后浇注模具内，随后移入预养护箱静置脱模，预养护箱为恒压设备，通入干燥空气，温度控制在40～50℃，进行恒压环境下的发气；在此过程中，为控制压力发气带来的容重上升，提高加入的磨细铝粉含量，使其在碱性条件下生成更多的氢气，模具内料浆因气泡开始逐渐膨胀鼓起，但因处于0.1MPa压力环境下，抵消一部分膨胀应力，减小发气孔互相贯通形成大气泡的可能性，从而优化了内部孔结构分布，随着水化反应的进行，料浆逐渐稠化、硬化，将硬化后的胚体按要求进行拆模切割，随后移入蒸压釜进行蒸压养护成型；
S5：随后进行切割、蒸压养护、干燥工艺过程后制成成品。
进一步的，所述步骤S4中，控制内部压力维持在0.05～0.4MPa，并在40～50℃预养护时间段内进行恒压环境下的发气过程，恒压时间设定范围为0.5～8h。
进一步的，所述步骤S5中，蒸压养护条件为以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。
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）本发明提供的压力预养护高强蒸压加气混凝土及其制备方法，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，在此过程中通过恒压环境预养护等措施解决磨细铝粉可能带来的负面影响。
（2）本发明提供的压力预养护高强蒸压加气混凝土及其制备方法，采用的磨细铝粉粒径均小于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。
（3）本发明提供的压力预养护高强蒸压加气混凝土及其制备方法，采用恒压预养护控制发气过程，一方面不影响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；另一方面减缓料浆稠化速度和铝粉发气速度，使气孔在一定正向压力下达到孔径可控的效果，对强度带来积极影响。为控制压力发气带来的容重上升，提高加入的磨细铝粉含量，使其在碱性条件下生成更多的氢气，模具内料浆因气泡开始逐渐膨胀鼓起，但因处于0.05-0.4MPa压力环境下，抵消一部分膨胀应力，减小发气孔互相贯通形成大气泡的可能性，从而优化了内部孔结构分布，随着水化反应的进行，料浆逐渐稠化、硬化。
（4）本发明提供的压力预养护高强蒸压加气混凝土及其制备方法，采用羟丙基甲基纤维素醚复配十二烷基硫酸钠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。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明实施例1的成型样品横截面图；
图2是本发明对比例的成型样品横截面图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
实施例1：
1.1 一种压力预养护高强蒸压加气混凝土，其原料组成为：
将球磨烘干后的石英砂、生石灰、硅酸盐水泥、二水石膏、羟丙基甲基纤维素醚、十二烷基硫酸钠按照60：20：19：1：0.2：0.2的干质量比进行称量，总质量为40kg。
1.2 一种压力预养护高强蒸压加气混凝土的制备方法为：
S1：将铝粉经球磨工艺磨细并过筛，取粒径小于0.06mm部分；
S2：向反应釜中依次加入硅酸盐水泥、二水石膏、生石灰、石英砂，按水料比为0.54加入拌合水，经高速搅拌制成浆料，以300r/min的转速搅拌5min，再加入聚羧酸高效减水剂（质量为干物料的1%）；
S3：停止搅拌后加入足量磨细铝粉（质量为干物料的0.40%）、羟丙基甲基纤维素醚、十二烷基硫酸钠，再次搅拌均匀，以500r/min的转速搅拌1min；
S4：搅拌后浇注模具内，随后移入预养护箱静置脱模，预养护箱为恒压设备，通入干燥空气，使内部压力迅速达到0.1MPa，温度控制在40℃，进行8h恒压环境下的发气；
S5：随后进行切割、蒸压养护、干燥工艺过程后制成成品，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。
1.3 性能测试：每组成型3个100mm×100mm×100mm立方体试件，并测试抗压强度，成型样品横截面如附图1所示，使用压力预养护及足量磨细铝粉的样品出釜抗压强度为7.2MPa，容重为645kg/m3。
实施例2：
2.1 一种压力预养护高强蒸压加气混凝土，其原料组成为：
将球磨后烘干的石英砂、生石灰、硅酸盐水泥、二水石膏、羟丙基甲基纤维素醚、十二烷基硫酸钠按照65：16：14：5：0.2：0.2的干质量比进行称量，总质量为40kg。
2.2 一种压力预养护高强蒸压加气混凝土的制备方法为：
S1：向反应釜中依次加入硅酸盐水泥、二水石膏、生石灰、石英砂，按水料比为0.56加入拌合水，经高速搅拌制成浆料，以300r/min的转速搅拌5min，再加入聚羧酸高效减水剂（质量为干物料的1.23%）；
S2：停止搅拌后加入常规铝粉（粒径为0.09mm，质量为干物料的0.20%）、羟丙基甲基纤维素醚、十二烷基硫酸钠，再次搅拌均匀，以500r/min的转速搅拌1min；
S3：搅拌后浇注模具内，随后移入预养护箱静置脱模，预养护箱为恒压设备，通入干燥空气，使内部压力迅速达到0.1MPa，温度控制在45℃，进行8h恒压环境下的发气；
S4：随后进行切割、蒸压养护、干燥工艺过程后制成成品，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。
2.3 性能测试：每组成型3个100mm×100mm×100mm立方体试件，并测试抗压强度，使用压力预养护及足量磨细铝粉的样品出釜抗压强度为6.8MPa，容重为686kg/m3。
实施例3：
3.1 一种压力预养护高强蒸压加气混凝土，其原料组成为：
将球磨后烘干的石英砂、生石灰、硅酸盐水泥、二水石膏按照65：16：14：5的干质量比进行称量，总质量为40kg。
3.2 一种压力预养护高强蒸压加气混凝土的制备方法为：
S1：向反应釜中依次加入硅酸盐水泥、二水石膏、生石灰、石英砂，按水料比为0.56加入拌合水，经高速搅拌制成浆料，以300r/min的转速搅拌5min，再加入聚羧酸高效减水剂（质量为干物料的1.23%）；
S2：停止搅拌后加入常规铝粉（粒径为0.09mm，质量为干物料的0.20%），以500r/min的转速搅拌1min；
S3：搅拌后浇注模具内，随后移入预养护箱静置脱模，预养护箱为恒压设备，通入干燥空气，使内部压力迅速达到0.1MPa，温度控制在45℃，进行8h恒压环境下的发气；
S4：随后进行切割、蒸压养护、干燥工艺过程后制成成品，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。
3.3 性能测试：每组成型3个100mm×100mm×100mm立方体试件，并测试抗压强度，使用压力预养护及足量磨细铝粉的样品出釜抗压强度为6.5MPa，容重为708kg/m3。
对比例：
原料：将球磨烘干后的石英砂、生石灰、硅酸盐水泥、二水石膏按照60：20：19：1的干质量比进行称量，总质量为40kg。
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，以300r/min的转速搅拌5min，停止转动后加入常规铝粉(粒径为0.09mm，质量为干物料的0.20%)；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。
性能测试：每组成型3个100mm×100mm×100mm立方体试件，并测试抗压强度，成型样品横截面如附图2所示。使用常规铝粉(0.09mm)，未使用压力预养护的样品出釜抗压强度为5.5MPa，容重为639kg/m3。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种压力预养护高强蒸压加气混凝土，其特征在于，其制备包括下述重量百分比的原料：
生石灰：5-30%，胶凝材料：5-40%，减水剂：0.1%-2%，石英砂：30-90%，二水石膏：0.1-10%，十二烷基硫酸钠：0.1%-0.2%，羟丙基甲基纤维素醚：0.1-0.5%，铝粉：0.1-0.5%，所述铝粉粒径小于0.06mm。
2.根据权利要求1所述的一种压力预养护高强蒸压加气混凝土，其特征在于：所述生石灰为微细白色粉末，密度大于15g/cm3，氢氧化钙含量大于90%。
3. 根据权利要求1所述的一种压力预养护高强蒸压加气混凝土，其特征在于：所述胶凝材料包括但不限于P•O、P•Ⅰ、P•Ⅱ； 所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
4.根据权利要求1所述的一种压力预养护高强蒸压加气混凝土，其特征在于：所述石英砂中SiO2的含量大于70%，粒度为10μm～80μm；所述二水石膏中CaO的含量大于30%，密度大于2g/cm3。
5.根据权利要求1所述的一种压力预养护高强蒸压加气混凝土，其特征在于：所述羟丙基甲基纤维素醚，干燥失重≤5.0%，残渣含量≤1.0%，PH值为4.0～8.0。
6.根据权利要求1所述的一种压力预养护高强蒸压加气混凝土，其特征在于：所述十二烷基硫酸钠，为白色或淡黄色粉末，活性物含量＞30%，无机盐含量＜10%，PH值为6.5～7.5，所述无机盐为NaCl和Na2SO4。
7.一种压力预养护高强蒸压加气混凝土的制备方法，其特征在于，应用权利要求1-6中任意一项所述的一种压力预养护高强蒸压加气混凝土进行制备，具体包括下述步骤：
S1：将铝粉经球磨工艺磨细并过筛；
S2：向反应釜中依次加入胶凝材料、二水石膏、生石灰、石英砂、水，经高速搅拌制成浆料，以300r/min的转速搅拌5min，再加入减水剂；
S3：停止搅拌后加入磨细铝粉、羟丙基甲基纤维素醚、十二烷基硫酸钠，铝粉的掺量为0.1～0.5%，再次搅拌均匀，以500r/min的转速搅拌1min；
S4：搅拌后浇注模具内，随后移入预养护箱静置脱模，预养护箱为恒压设备，通入干燥空气，温度控制在40～50℃，进行恒压环境下的发气；
S5：随后进行切割、蒸压养护、干燥工艺过程后制成成品。
8.根据权利要求7所述的一种压力预养护高强蒸压加气混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，控制内部压力维持在0.05～0.4MPa，并在40～50℃预养护时间段内进行恒压环境下的发气过程，恒压时间设定范围为0.5～8h。
9.根据权利要求7所述的一种压力预养护高强蒸压加气混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，蒸压养护条件为以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。
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