CN117024111A - 一种基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117024111A
CN117024111A CN202311117446.8A CN202311117446A CN117024111A CN 117024111 A CN117024111 A CN 117024111A CN 202311117446 A CN202311117446 A CN 202311117446A CN 117024111 A CN117024111 A CN 117024111A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbide slag
aerated concrete
autoclaved aerated
composite modified
water
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.)
Pending
Application number
CN202311117446.8A
Other languages
English (en)
Inventor
刘开伟
沈晨喆
尹飞翔
管艳梅
王爱国
王月明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Jianzhu University
Original Assignee
Anhui Jianzhu University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Jianzhu University filed Critical Anhui Jianzhu University
Priority to CN202311117446.8A priority Critical patent/CN117024111A/zh
Publication of CN117024111A publication Critical patent/CN117024111A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • C04B28/26Silicates of the alkali metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06Quartz; Sand
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/0481Other specific industrial waste materials not provided for elsewhere in C04B18/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/06Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/08Flue dust, i.e. fly ash
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02Treatment
    • C04B20/026Comminuting, e.g. by grinding or breaking; Defibrillating fibres other than asbestos
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08Acids or salts thereof
    • C04B22/10Acids or salts thereof containing carbon in the anion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/26Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2623Polyvinylalcohols; Polyvinylacetates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/26Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2652Nitrogen containing polymers, e.g. polyacrylamides, polyacrylonitriles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00008Obtaining or using nanotechnology related materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/20Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the density
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/30Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values
    • C04B2201/32Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values for the thermal conductivity, e.g. K-factors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明提供了一种基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土及其制备方法,该基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土包括水和物料,水料比为0.55‑0.6:1,按质量百分比计,所述物料包括20~30%电石渣、55~66%粉煤灰、8~9%水泥、3%石膏、0.1%铝粉和余量的外加剂;所述电石渣经过预处理,所述预处理具体为:将电石渣原料、表面改性剂和水混合研磨,加入瓜尔胶继续研磨。本发明实现了用电石渣完全替代石灰来生产制备蒸压加气混凝土,有利于解决电石渣的堆放处理带来的环境污染问题,降低了加气混凝土的生产成本,有效提高了产品质量,能够生产出低干密度、高强度、低导热系数、抗裂性好的蒸压加气混凝土,增强了绿色化新型墙体材料的应用。

Description

一种基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种蒸压加气混凝土,特别涉及一种基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土及其制备方法。
背景技术
为实现环境保护和资源循环再利用的双重战略需求,国家要求以绿色墙材生产和应用为导向,实现墙材工业和建筑业的可持续发展。蒸压加气混凝土是一种性能优良的墙体保温材料,其突出优点为轻质多孔,不仅可以起到保温隔热作用,还能够节省建筑材料的使用,在建筑墙体材料领域具有广泛应用前景。
电石渣是聚氯乙烯、聚乙烯醇、乙炔气等产品过程中,电石水解产生的废渣,主要成分为氢氧化钙(Ca(OH)2),呈强碱性,电石渣排出时含水量通常高达90%以上,经沉降后仍含有70%以上水分,若得不到妥善处理,将占用大量的土地,并严重污染堆放处周边的土壤与水资源。因此,电石渣的资源化利用,不仅能节约石灰煅烧能耗,减少CO2排放,还能够节约资源、减少环境污染,具有良好的社会与环境效益,符合可持续发展的要求。
传统的蒸压加气混凝土的主要原材料是水泥、生石灰、粉煤灰或石英砂,其中生石灰是传统蒸压加气混凝土钙质原料中耗能最大的组分之一,占比为20~30%,电石渣主要成分是Ca(OH)2,可用作钙质原料生成加气混凝土,所以电石渣替代生石灰不仅能节约煅烧能耗,减少CO2排放,还具有良好的社会与环境效益。
但对于电石渣替代生石灰制备全电石渣基蒸压加气混凝土,由于电石渣中杂质含量较高,对蒸压制品的性能会产生不利影响,主要问题如下:
一、生石灰水化热消失,料浆失去稳定热源,料浆温度降低,降低了发泡速率;
二、由于电石渣表面不规则结构所具有的锁水效应造成料浆稠度增加,使得浆体发泡过程中所受到的阻力增加,椭球体气泡逐渐横向拓展,出现气泡合并、破裂等减小内表面积的趋势,使得坯体的形成过程受到影响,形成了许多不规则狭长的气泡,最终导致了加气混凝土孔隙结构的劣化;
三、减缓了水泥水化反应,导致预养护过程中坯体强度发展缓慢,预养护能耗增加;
四、由于预养护阶段水化反应生成了的C-S-H凝胶量减少,导致了水热条件下制品中的托贝莫来石结晶度降低,使得制品力学性能发生了劣化。
基于此,提出一种利用电石渣完全替代生石灰的蒸压加气混凝土。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷,提供了一种基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土及其制备方法,有效利用电石渣废渣,能够克服现有条件下电石渣的替代对加气混凝土性能的负面影响,实现电石渣完全替代生石灰,保障蒸压加气混凝土的强度,实现高利废体系下的电石渣基蒸压加气混凝土的高效高质量生产。
本发明提供如下技术方案:
本发明提供一种基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土,包括水和物料,水料比为0.55-0.6:1,按质量百分比计,所述物料包括20~30%电石渣、55~66%粉煤灰、8~9%水泥、3%石膏、0.1%铝粉和余量的外加剂;
所述电石渣经过预处理,所述预处理具体为:将电石渣原料、表面改性剂和水混合研磨,加入瓜尔胶继续研磨;
所述外加剂包括物料质量比2%的纳米二氧化硅、0.1%的硅酸钠、0.25%的无水碳酸钠、0.2%的减水剂和0.35%的聚乙烯醇;
所述表面改性剂包括物料质量比0.1%的三乙醇胺、0.01%的烷基醇酰胺、0.01%的十二烷基硫酸钠、0.35%的聚乙烯基吡咯烷酮。
进一步地,所述瓜尔胶的加入量为电石渣原料质量的1%。
进一步地,所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
进一步地,所述石膏为脱硫石膏、磷石膏中的任意一种。
本发明还提供上述基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土的制备方法,包括以下步骤:
S1、按质量比称量好各原料备用,将电石渣原料、表面改性剂和水混合研磨一段时间后,加入瓜尔胶继续研磨,得到预处理后的电石渣;
S2、将预处理后的电石渣、水泥、粉煤灰、石膏依次加入混合搅拌,加入外加剂继续搅拌,最后加入铝粉得到浆料,然后将浆料快速注入模具中转移至养护室中进行预养护处理;
S3、预养护处理完成后,进行脱模、切割得到胚块,放置到蒸压釜中蒸压养护,得到所述基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土。
电石渣预处理中加入三乙醇胺助磨,减少了电石渣表面的不规则结构,提高其细度,同时增大其比表面积,与粉煤灰中的活性二氧化硅和氧化铝反应接触的面积变大,促进反应生成更多的水化产物,从而提高强度,通过加入聚乙烯基吡咯烷酮保障了电石渣颗粒良好的分散性,加入瓜尔胶保障了电石渣颗粒的稳定性,在预处理过程中通过表面改性剂的作用增大了电石渣中Ca(OH)2的溶出速度,提高其分散性和稳定性,更容易与粉煤灰中的活性二氧化硅和氧化铝进行水化反应,生成更多的托贝莫来石和C-H-S凝胶。
在浆料静停发气过程中,铝粉在碱性环境下产生的氢气,在水中饱和后,暂时吸附在铝粉颗粒反应区周围表面,逐渐形成微型气泡,随着发气过程的继续,微型气泡中不断充入新的氢气,气泡长大,在料浆的浮力推动下,脱离铝粉成为悬浮于料浆的气泡,电石渣预处理中加入的烷基醇酰胺、十二烷基硫酸钠还能够降低气泡液膜表面离子基团的排斥力,控制气泡液膜的结构稳定性,使表面活性剂分子在气泡的液膜有秩序的分布,赋予泡沫良好的弹性和自修复能力,从而起到稳泡、调节气泡形态的作用,能够有效减少制品的干缩。
外加剂中纳米二氧化硅的能够有效增加成核位点,加快粉煤灰火山灰效应的反应速度和进程,提高水化反应的速度,诱导生成更多的C-S-H凝胶;同时,在浆料混合过程中,电石渣预处理中加入的聚乙烯基吡咯烷酮与外加剂中聚乙烯醇在水热条件下会发生交联反应,形成三维网状结构,实现三维网络凝胶体系和水化硅酸钙胶凝体系的有机融合,提高了浆料的粘合性,产生了更多的机械强度。
外加剂中的硅酸钠、无水碳酸钠起到碱激发作用,能够促进水泥水化反应,激发生成更多的水化产物,同时还能够溶解粉煤灰中的硅和铝,聚合形成铝硅凝胶,再缩聚成为铝硅酸钙等无机聚合物,产生强度。
进一步地,所述步骤S1中,电石渣原料、表面改性剂和水混合研磨15-25min,加入瓜尔胶后继续研磨8~10min。
进一步地,所述步骤S2中,模具的温度为50℃,养护室内温度为50℃,预养护处理8~12h。
进一步地,所述步骤S3中,蒸压釜内温度为190℃,蒸压养护8h。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明实现了用电石渣完全替代石灰来生产制备蒸压加气混凝土,有利于解决电石渣的堆放处理带来的环境污染问题,降低了加气混凝土的生产成本,有效提高了产品质量,能够生产出低干密度、高强度、低导热系数、抗裂性好的蒸压加气混凝土,增强了绿色化新型墙体材料的应用。
2、本发明通过对电石渣进行预处理,促进了体系中的Ca(OH)2与粉煤灰中的活性SiO2和Al2O3反应,形成了更多的托贝莫来石和C-S-H凝胶。
3、本发明通过外加剂的协同作用很好地调控了浆料的发泡速率,调节了水热体系下水化硅酸钙的形成和微结构的演变过程;聚乙烯基吡咯烷酮与聚乙烯醇在水热条件下形成三维网络结构,实现三维网络凝胶体系和水化硅酸钙胶凝体系的有机融合,提高了浆料的粘合性,产生了更多的机械强度。
4、本发明通过加入纳米二氧化硅有效增加成核位点,加快粉煤灰火山灰效应的反应速度和进程,提高水化反应的速度,诱导生成更多的C-S-H凝胶,硅酸钠、无水碳酸钠起到碱激发作用,能够促进水泥水化反应,激发生成更多的水化产物,进一步提升混凝土的强度。
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,显而易见地,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获得其它的附图。
图1为本发明实施例中所用电石渣原料的XRD分析图;
图2为本发明实施例1制备的蒸压加气混凝土样品的SEM图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土,包括水和物料,水料比为0.55-0.6:1,按质量百分比计,所述物料包括20~30%电石渣、55~66%粉煤灰、8~9%水泥、3%石膏、0.1%铝粉和余量的外加剂;
所述电石渣经过预处理,所述预处理具体为:将电石渣原料、表面改性剂和水混合研磨,加入瓜尔胶继续研磨;
所述外加剂包括物料质量比2%的纳米二氧化硅、0.1%的硅酸钠、0.25%的无水碳酸钠、0.2%的减水剂和0.35%的聚乙烯醇;
所述表面改性剂包括物料质量比0.1%的三乙醇胺、0.01%的烷基醇酰胺、0.01%的十二烷基硫酸钠、0.35%的聚乙烯基吡咯烷酮。
在一个具体实施例中,所述瓜尔胶的加入量为电石渣原料质量的1%。
在一个具体实施例中,所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
在一个具体实施例中,所述石膏为脱硫石膏。
在一个具体实施例中,所述石膏为磷石膏。
本发明实施例还提供上述基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土的制备方法,包括以下步骤:
S1、按质量比称量好各原料备用,将电石渣原料、表面改性剂和水混合研磨一段时间后,加入瓜尔胶继续研磨,得到预处理后的电石渣;
S2、将预处理后的电石渣、水泥、粉煤灰、石膏依次加入混合搅拌,加入外加剂继续搅拌,最后加入铝粉得到浆料,然后将浆料快速注入模具中转移至养护室中进行预养护处理;
S3、预养护处理完成后,进行脱模、切割得到胚块,放置到蒸压釜中蒸压养护,得到所述基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土。
电石渣预处理中加入三乙醇胺助磨,减少了电石渣表面的不规则结构,提高其细度,同时增大其比表面积,与粉煤灰中的活性二氧化硅和氧化铝反应接触的面积变大,促进反应生成更多的水化产物,从而提高强度,通过加入聚乙烯基吡咯烷酮保障了电石渣颗粒良好的分散性,加入瓜尔胶保障了电石渣颗粒的稳定性,在预处理过程中通过表面改性剂的作用增大了电石渣中Ca(OH)2的溶出速度,提高其分散性和稳定性,更容易与粉煤灰中的活性二氧化硅和氧化铝进行水化反应,生成更多的托贝莫来石和C-H-S凝胶。
在浆料静停发气过程中,铝粉在碱性环境下产生的氢气,在水中饱和后,暂时吸附在铝粉颗粒反应区周围表面,逐渐形成微型气泡,随着发气过程的继续,微型气泡中不断充入新的氢气,气泡长大,在料浆的浮力推动下,脱离铝粉成为悬浮于料浆的气泡,电石渣预处理中加入的烷基醇酰胺、十二烷基硫酸钠还能够降低气泡液膜表面离子基团的排斥力,控制气泡液膜的结构稳定性,使表面活性剂分子在气泡的液膜有秩序的分布,赋予泡沫良好的弹性和自修复能力,从而起到稳泡、调节气泡形态的作用,能够有效减少制品的干缩。
外加剂中纳米二氧化硅的能够有效增加成核位点,加快粉煤灰火山灰效应的反应速度和进程,提高水化反应的速度,诱导生成更多的C-S-H凝胶;同时,在浆料混合过程中,电石渣预处理中加入的聚乙烯基吡咯烷酮与外加剂中聚乙烯醇在水热条件下会发生交联反应,形成三维网状结构,实现三维网络凝胶体系和水化硅酸钙胶凝体系的有机融合,提高了浆料的粘合性,产生了更多的机械强度。
外加剂中的硅酸钠、无水碳酸钠起到碱激发作用,能够促进水泥水化反应,激发生成更多的水化产物,同时还能够溶解粉煤灰中的硅和铝,聚合形成铝硅凝胶,再缩聚成为铝硅酸钙等无机聚合物,产生强度。
在一个具体实施例中,步骤S1中,电石渣原料、表面改性剂和水混合研磨15-25min,加入瓜尔胶后继续研磨8~10min。
在一个具体实施例中,步骤S2中,模具的温度为50℃,养护室内温度为50℃,预养护处理8~12h。
在一个具体实施例中,步骤S3中,蒸压釜内温度为190℃,蒸压养护8h。
下面通过具体实施例来对本发明进行说明:
具体实施例中所用的电石渣原料进行XRD分析,结果见图1,可见电石渣原料主要物相为Ca(OH)2,同时含有少量碳化形成的CaCO3,所用试剂均为市面上购买。
实施例1
本实施例制备基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土的具体步骤为:
S1、将19kg电石渣原料、100g三乙醇胺、10g烷基醇酰胺、10g十二烷基硫酸钠、350g聚乙烯基吡咯烷酮和350ml去离子水混合研磨15min,加入190g瓜尔胶继续研磨8min,得到预处理后的电石渣;
S2、将步骤S1预处理后的电石渣、8kg水泥、66kg粉煤灰、3kg脱硫石膏、55L水依次加入混合搅拌,加入2kg纳米二氧化硅、100g硅酸钠、250g无水碳酸钠、200g聚羧酸高效减水剂和350g聚乙烯醇继续搅拌,最后加入100g铝粉得到浆料,然后将浆料快速浇注到升温至50℃的模具中,放置到50℃的养护室中进行预养护(静停发气与浆体稠化);
S3、预养护处理8h后,进行脱模、切割得到胚块,放置到蒸压釜中190℃环境下养护8h,得到基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土。
实施例2
本实施例制备基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土的具体步骤为:
S1、将24.9kg电石渣原料、100g三乙醇胺、10g烷基醇酰胺、10g十二烷基硫酸钠、350g聚乙烯基吡咯烷酮和400ml去离子水混合研磨20min,加入249g瓜尔胶继续研磨9min,得到预处理后的电石渣;
S2、将步骤S1预处理后的电石渣、9kg水泥、60kg粉煤灰、3kg脱硫石膏、60L水依次加入混合搅拌,加入2kg纳米二氧化硅、100g硅酸钠、250g无水碳酸钠、200g聚羧酸高效减水剂和350g聚乙烯醇继续搅拌,最后加入100g铝粉得到浆料,然后将浆料快速浇注到升温至50℃的模具中,放置到50℃的养护室中进行预养护(静停发气与浆体稠化);
S3、预养护处理11h后,进行脱模、切割得到胚块,放置到蒸压釜中190℃环境下养护8h,得到基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土。
实施例3
本实施例制备基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土的具体步骤为:
S1、将28.8kg电石渣原料、100g三乙醇胺、10g烷基醇酰胺、10g十二烷基硫酸钠、350g聚乙烯基吡咯烷酮和450ml去离子水混合研磨25min,加入288g瓜尔胶继续研磨10min,得到预处理后的电石渣;
S2、将步骤S1预处理后的电石渣、9kg水泥、55kg粉煤灰、3kg脱硫石膏、60L水依次加入混合搅拌,加入2kg纳米二氧化硅、100g硅酸钠、250g无水碳酸钠、200g聚羧酸高效减水剂和350g聚乙烯醇继续搅拌,最后加入100g铝粉得到浆料,然后将浆料快速浇注到升温至50℃的模具中,放置到50℃的养护室中进行预养护(静停发气与浆体稠化);
S3、预养护处理12h后,进行脱模、切割得到胚块,放置到蒸压釜中190℃环境下养护8h,得到基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土。
对比例1
与实施例1的区别在于,电石渣没有经过预处理,具体过程为:
(1)将20kg电石渣原料、8kg水泥、66kg粉煤灰、3kg脱硫石膏、55L水依次加入混合搅拌,加入2kg纳米二氧化硅、100g硅酸钠、250g无水碳酸钠、200g聚羧酸高效减水剂和350g聚乙烯醇继续搅拌,最后加入100g铝粉得到浆料,然后将浆料快速浇注到升温至50℃的模具中,放置到50℃的养护室中进行预养护(静停发气与浆体稠化);
(2)预养护处理8h后,进行脱模、切割得到胚块,放置到蒸压釜中190℃环境下养护8h,得到蒸压加气混凝土。
对比例2
与实施例1的区别在于,没有添加外加剂,具体过程为:
(1)将19kg电石渣原料、100g三乙醇胺、10g烷基醇酰胺、10g十二烷基硫酸钠、350g聚乙烯基吡咯烷酮和350ml去离子水混合研磨15min,加入190g瓜尔胶继续研磨8min,得到预处理后的电石渣;
(2)将步骤S1预处理后的电石渣、8kg水泥、66kg粉煤灰、3kg脱硫石膏、55L水依次加入混合搅拌,最后加入100g铝粉得到浆料,然后将浆料快速浇注到升温至50℃的模具中,放置到50℃的养护室中进行预养护(静停发气与浆体稠化);
(3)预养护处理8h后,进行脱模、切割得到胚块,放置到蒸压釜中190℃环境下养护8h,得到蒸压加气混凝土。
对比例3
与实施例3的区别在于,电石渣没有经过预处理,也没有添加外加剂,具体过程为:
(1)将30kg电石渣原料、9kg水泥、55kg粉煤灰、3kg脱硫石膏、60L水依次加入混合搅拌,最后加入100g铝粉得到浆料,然后将浆料快速浇注到升温至50℃的模具中,放置到50℃的养护室中进行预养护(静停发气与浆体稠化);
S3、预养护处理12h后,进行脱模、切割得到胚块,放置到蒸压釜中190℃环境下养护8h,得到蒸压加气混凝土。
试验例
选取实施例1制得的蒸压加气混凝土样品进行扫描电镜分析,结果见图2,可以看出蒸压加气混凝土样品内形成了致密的托贝莫来石结构,能够提升混凝土的强度。
根据GB/T11968-2020《蒸压型加气混凝土性能试验方法》的要求对实施例1~3、对比例1~3制得的样品进行测试,测试结果见表1。
表1各蒸压加气混凝土样品的性能测试结果
抗压强度(MPa) 干密度(kg/m3) 导热系数(W·(m·K)-1) 裂纹情况
实施例1 3.0 532 0.1259 样品无裂纹
实施例2 3.1 538 0.1268 样品无裂纹
实施例3 3.5 545 0.1179 样品无裂纹
对比例1 1.9 605 0.2065 样品有裂纹
对比例2 2.1 589 0.2184 样品有裂纹
对比例3 1.8 622 0.2048 样品有裂纹
通过表1分析可以看出,本发明实施例所制备的基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土的抗压强度平均可达到3MPa,干密度和导热系数均达到标准,通过实施例1和对比例1的数据分析可以看出,电石渣原料经过预处理后抗压强度得到明显提升,这是因为通过预处理增大了电石渣中Ca(OH)2的溶出速度,提高其分散性和稳定性,更容易与粉煤灰中的活性二氧化硅和氧化铝进行水化反应,生成更多的托贝莫来石和C-H-S凝胶;通过实施例1和对比例2的数据分析可以,添加外加剂能够促进水泥水化反应,激发生成更多的水化产物,提高混凝土的强度,并且本制备方法中聚乙烯基吡咯烷酮与聚乙烯醇在水热条件下会形成三维网络结构,实现三维网络凝胶体系和水化硅酸钙胶凝体系的有机融合,提高了浆料的粘合性,产生了更多的机械强度,蒸压后样品稳定性好,不会开裂。
本发明实现了用电石渣完全替代石灰来生产制备蒸压加气混凝土,有利于解决电石渣的堆放处理带来的环境污染问题,降低了加气混凝土的生产成本,有效提高了产品质量,能够生产出低干密度、高强度、低导热系数、抗裂性好的蒸压加气混凝土,增强了绿色化新型墙体材料的应用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土,其特征在于,包括水和物料,水料比为0.55-0.6:1,按质量百分比计,所述物料包括20~30%电石渣、55~66%粉煤灰、8~9%水泥、3%石膏、0.1%铝粉和余量的外加剂;
所述电石渣经过预处理,所述预处理具体为:将电石渣原料、表面改性剂和水混合研磨,加入瓜尔胶继续研磨;
所述外加剂包括物料质量比2%的纳米二氧化硅、0.1%的硅酸钠、0.25%的无水碳酸钠、0.2%的减水剂和0.35%的聚乙烯醇;
所述表面改性剂包括物料质量比0.1%的三乙醇胺、0.01%的烷基醇酰胺、0.01%的十二烷基硫酸钠、0.35%的聚乙烯基吡咯烷酮。
2.如权利要求1所述的基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土,其特征在于:所述瓜尔胶的加入量为电石渣原料质量的1%。
3.如权利要求1所述的基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土,其特征在于:所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
4.如权利要求1所述的基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土,其特征在于:所述石膏为脱硫石膏、磷石膏中的任意一种。
5.权利要求1~4任一所述基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、按质量比称量好各原料备用,将电石渣原料、表面改性剂和水混合研磨一段时间后,加入瓜尔胶继续研磨,得到预处理后的电石渣;
S2、将预处理后的电石渣、水泥、粉煤灰、石膏依次加入混合搅拌,加入外加剂继续搅拌,最后加入铝粉得到浆料,然后将浆料快速注入模具中转移至养护室中进行预养护处理;
S3、预养护处理完成后,进行脱模、切割得到胚块,放置到蒸压釜中蒸压养护,得到所述基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土。
6.如权利要求5所述基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,电石渣原料、表面改性剂和水混合研磨15-25min,加入瓜尔胶后继续研磨8~10min。
7.如权利要求5所述基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中,模具的温度为50℃,养护室内温度为50℃,预养护处理8~12h。
8.如权利要求5所述基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土的制备方法,其特征在于:所述步骤S3中,蒸压釜内温度为190℃,蒸压养护8h。
CN202311117446.8A 2023-08-30 2023-08-30 一种基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土及其制备方法 Pending CN117024111A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311117446.8A CN117024111A (zh) 2023-08-30 2023-08-30 一种基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311117446.8A CN117024111A (zh) 2023-08-30 2023-08-30 一种基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117024111A true CN117024111A (zh) 2023-11-10

Family

ID=88643129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311117446.8A Pending CN117024111A (zh) 2023-08-30 2023-08-30 一种基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117024111A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022041374A1 (zh) 一种低品质骨料的改性材料及处理方法
CN113956070A (zh) 水泥窑尾气碳化免蒸压加气混凝土墙材制品及其制备方法
CN112266264B (zh) 基于碱激发与加速碳化协同作用的加气混凝土及制备方法
CN105541384A (zh) 一种超轻泡沫混凝土及其制备方法
CN109626932B (zh) 一种蒸压加气混凝土板材及其制备方法
CN105645904A (zh) 一种利用锂渣和镍渣制备的免蒸压加气混凝土及其制备方法
CN115385716B (zh) 一种免烧轻集料及其制备方法
CN112521078A (zh) 一种蒸压加气混凝土砌块生产方法及蒸压加气混凝土砌块
CN114605121B (zh) 一种钨尾矿蒸压加气混凝土及其制备方法
CN112830811A (zh) 一种轻质高强的地聚合物材料及其制备方法
CN108059430B (zh) 一种基于二氧化碳减排的蒸压泡沫混凝土生产工艺
CN115385623A (zh) 一种基于工业废渣的碳吸收泡沫混凝土及其制备方法
CN109053113A (zh) 一种高耐水可喷涂保温砂浆
CN110451874B (zh) 一种现浇轻质墙板及其制备方法
CN116283139B (zh) 一种蒸压加气混凝土废料碳化再利用方法
CN108609988B (zh) 一种利用萤石选矿废渣-石英尾渣生产加气混凝土砌块的方法
CN116606115A (zh) 一种蒸压加气混凝土砌块及其制备方法
CN115124298B (zh) 一种利用废弃石粉制备的高强再生骨料混凝土及其制备方法
CN116715497A (zh) 一种基于镍渣和混凝土尾浆的固碳加气混凝土墙材制品及制备方法
CN113912370B (zh) 一种钢渣砖的制备方法
CN117024111A (zh) 一种基于电石渣的复合改性蒸压加气混凝土及其制备方法
CN114988835A (zh) 一种电石渣基高固碳量免蒸压型加气混凝土及其制备方法
CN114605134A (zh) 一种高强低密度蒸压加气混凝土及其制备方法
CN114956629A (zh) 采用建筑垃圾再生微粉制备的轻质免烧人造骨料及其制备方法
Xu et al. Effect of Mitigating Strength Retrogradation of Alkali Accelerator by the Synergism of Sodium Sulfate and Waste Glass Powder

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