CN1954983B - 利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法。它包括以下步骤：第一步，将白泥渣与硅质原料进行混合湿磨制得硅质混合料浆；第二步，在硅质混合料浆中加入外加剂、水泥，进行搅拌、蒸气加热后加入磨细石灰，并搅拌、蒸气加热，再加入铝粉，并搅拌、蒸气加热后得到承重加气混凝土混合料浆；第三步，将承重加气混凝土混合料浆浇注成型，进行发气、静停，切割，并蒸压养护得到承重蒸压加气混凝土。本发明具有如下优点：利用电石泥渣、环氧丙烷尾渣含有高含量的氢氧化钙代替部分石灰原料，降低生产成本；采用湿磨工艺使钙质原料与硅质原料的均匀混合，改善料浆的均匀性，提高了原料的细度；建筑节能效果好，轻质高强；工序简化。

Description

利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法

一、 技术领域

[0001] 本发明涉及一种高强度承重蒸压加气混凝土墙体材料的制备技术，特别是一种利

用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法。

二、 背景技术

[0002] 国家墙体材料革新计划与2010年发展计划明确指出："我国跨世纪的墙体材料应以发展轻质、高强度节能型的新型墙体材料为重点"。建设部建筑节能计划和2010年规划对建筑采暖和空调能耗提出更高的节能标准："新建采暖居住建筑1996年以前普遍降低30% ，为第一阶段；1996年起在达到第一阶段要求的基础上节能30% ，为第二阶段；2005年起达到第二阶段的基础上再节能30%，为第三阶段"。在建筑保温状况上，与气候条件相接近的发达国家相比，我国多层住宅单位能耗为他们的4〜5倍，屋顶为2. 5〜5. 5倍，开发新型多功能节能墙体材料是节能的要求。而我国绝大多数地区住宅建筑以多层承重结构为主，墙体材料仍以粘土砖为主导产品，目前混合结构的承重墙体90%以上是粘土砖，少数混凝土空心砌块和粘土空心砖，但由于粘土砖能耗大，破坏大量农田。我国目前砖瓦业占地约450万亩，每年烧砖毁田约8〜9万亩，这将严重威胁我国的可持续发展战略。因此，具有节省土地资源的承重粉煤灰加气混凝土是承重墙体材料体系的重点发展对象。[0003] 加气混凝土是以化学反应方法获得气体而制成的多孔的人造石材，是一种性能优良的新型轻质建筑墙体材料。它具有表观密度小、保温隔热效果好、可以加工制作成不同规格和不同形状的砌块、板材、门窗过梁以及各种保温材料，主要用于工业和民用建筑围护结构的填充材料。加气混凝土可以采用砂子、矿渣、粉煤灰、尾矿渣、煤矸石、石灰、水泥等多种原料进行生产。我国目前已有砂子_石灰_水泥、矿渣_石灰_水泥、粉煤灰_石灰_水泥、尾矿渣_石灰_水泥、煤矸石_石灰_水泥等原料系列产品，由于加气混凝土的主要原料采用工业尾渣，因此具有节约自然资源、不受地域限制易于推广、可以规模生产的优点。但是加气混凝土强度低，只能够用于非承重的围护结构和三层楼房以下承重墙体材料，使其应用范围大大受限。

三、 发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种工序简化、成本低廉，并且建筑节能效果良好、轻质高强的利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法。

[0005] 实现本发明目的的技术解决方案为：一种利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，包括以下步骤：

[0006] 第一步，将白泥渣与硅质原料进行混合湿磨制得硅质混合料浆；

[0007] 第二步，在硅质混合料浆中加入增强外加剂、水泥，进行搅拌、蒸气加热后加入磨细石灰，并搅拌、蒸气加热，再加入铝粉，并搅拌、蒸气加热后得到承重加气混凝土混合料浆；

[0008] 第三步，将承重加气混凝土混合料浆浇注成型，进行发气、静停，切割，并蒸压养护得到承重蒸压加气混凝土。

[0009] 本发明利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，白泥渣中的氧化钙与硅

质原料中的二氧化硅质量比为2 : 1〜5，水与白泥渣和硅质原料的水固比为i : i〜i.5。

[0010] 本发明利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，白泥渣为电石泥渣或者

环氧丙烷尾渣，硅质原料为粉煤灰，将白泥渣与粉煤灰进行混合湿磨制得粉煤灰混合料浆。

[0011] 本发明利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，在制备承重加气混凝

土混合料浆中，粉煤灰混合料浆：外加剂：水泥：石灰：铝粉的质量百分比例为60〜70 : i〜3 : 8〜20 : io〜20 : o. 02〜o. i，其中f丐质原料中的氧化f丐与硅质原料中的二氧化硅的摩尔比为i : 1.2〜2，水固比为i : o. 8〜i.5。

[0012] 本发明利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，白泥渣为电石泥渣或者

环氧丙烷尾渣，硅质原料为石英砂、黄砂、河砂或者山砂的石英质原料，将白泥渣与石英质原料进行混合湿磨得到混合料浆，在该混合料浆中加入粉煤灰制得粉煤灰混合料浆。

[0013] 本发明利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，在该混合料浆中加入

粉煤灰制得粉煤灰混合料浆以及在制备承重加气混凝土混合料浆中，粉煤灰：混合料浆：外加剂：水泥：石灰：铝粉的质量百分比例为o〜60 : io〜70 : i〜3 : 8〜io : io〜20 : o.02〜o. i，其中钙质原料中的氧化钙与硅质原料中的二氧化硅的摩尔比为i : 1.2〜2，水固比为i : o.8〜i.5。

[0014] 本发明利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，外加剂为氯化镁、氯化钙或者硫酸钠，外加剂的加入量占原料总量的0. 5%〜2. 5%。

[0015] 本发明利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，在硅质混合料浆中加入外加剂、水泥搅拌1〜2分钟后，加入磨细石灰搅拌1〜3分钟，再加入铝粉搅拌30秒钟，蒸气加热控制料浆温度在30°C〜50°C。

[0016] 本发明利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，蒸压养护中，升温升压，饱和蒸汽压力在1. OMPa〜1. 3MPa，恒温时间不小于10小时，降温降压。[0017] 本发明与现有技术相比，其显著优点是：（l)利用电石泥渣、环氧丙烷尾渣含有高含量的氢氧化钙（^95%)代替部分石灰原料，降低生产成本，采用500Kg/V配料方案的石灰用量就可以生产1000Kg/m3的承重加气混凝土制品；（2)采用电石泥渣、环氧丙烷尾渣与硅质原料混合湿磨工艺可以完全保证在初始状态钙与硅质原料进行了部分反应，达到钙质原料与硅质原料的均匀混合，改善料浆的均匀性，提高了原料的细度，有利于水热合成的钙硅水化反应；（3)采用本项技术生产的承重加气混凝土制品可以代替目前广泛应用的粘土红砖，用于混合建筑结构的承重墙体材料，并具有建筑节能效果，轻质高强；（4)工序简化，承重蒸压加气混凝土主要在加气混凝土混合料浆制备工艺中添加化学外加剂、高含量二氧化硅、化工废料电石泥渣和环氧丙烷尾渣，采用混合湿磨工艺制备加气混凝土混合料桨再经过搅拌、浇注、发气、静停、切割、高压蒸汽养护等工序而成。

四、附图说明

[0018] 图1是本发明利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法中以粉煤灰质混合料浆为原料的流程图。

[0019] 图2是本发明利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法中以石英质混合

4料浆为原料的流程图。 五、具体实施方式

[0020] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

[0021] 本发明利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，包括以下步骤：

[0022] 第一步，将白泥渣与硅质原料进行混合湿磨制得硅质混合料，其中白泥渣中的氧

化钙与硅质原料中的二氧化硅质量比为2:1〜5，水与白泥渣和硅质原料的水固比为

i : i〜i. 5。

[0023] 第二步，在硅质混合料中加入增强外加剂、水泥，进行搅拌、蒸气加热后加入磨细 石灰，并搅拌、蒸气加热，再加入铝粉，并搅拌、蒸气加热后得到承重加气混凝土混合料浆； 其中外加剂为氯化镁、氯化钙或者硫酸钠，外加剂的加入量占原料总量的0. 5%〜2. 5%， 在硅质混合料中加入外加剂、水泥搅拌1〜2分钟后，加入磨细石灰搅拌1〜3分钟，再加 入铝粉搅拌30秒钟，蒸气加热控制料浆温度在30°C〜50°C 。

[0024] 第三步，将承重加气混凝土混合料浆浇注成型，进行发气、静停，切割，并蒸压养护 得到承重蒸压加气混凝土，其中蒸压养护的饱和蒸汽压力在1. 0MPa〜1. 3MPa，恒温时间不 小于10小时。

[0025] 实施例1 :结合图l，本发明利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，包 括以下步骤：

[0026] 1、材料选用：某电石泥渣含水率为40%，电石泥渣固体含有90%的氢氧化钙、 氢氧化钙中含有75.7%氧化钙，故电石泥渣中氢氧化钙的含量为54%，氧化钙的含量为 40. 88% ，水泥中氧化f丐含量62% ，石灰中氧化f丐含量85% ，粉煤灰中二氧化硅含量65% 。 [0027] 2、将电石泥渣、粉煤灰与水按质量2 : 5 : 3. 5〜6. 5比例加入球磨机进行湿磨， 细度控制180目筛余《8%，制得粉煤灰混合料浆备用，粉煤灰混合料浆中白泥渣（干基） 与粉煤灰的纯固体质量比为1.2 : 5;在粉煤灰混合料浆中加入外加剂、水泥，进行搅拌、蒸 气加热后加入磨细石灰，并搅拌、蒸气加热，再加入铝粉，并搅拌、蒸气加热后得到承重加气 混凝土混合料浆。

[0028] 3、钙硅比计算：以容重1000Kg/m3为例，每立方米加气混凝土配料按比例计量石

灰：水泥：粉煤灰混合料浆（以固体含量计量）=150Kg : iooKg : 750Kg，控制氧化钙与

二氧化硅的摩尔比在l : 2，计量氯化钙12.5Kg(或者硫酸钠12.5Kg、或者氯化镁12.5Kg)、 铝粉500g。

[0029] f丐硅比计算如下：

[0030] 氧化钙=E氧化钙i =氧化钙石灰+氧化钙水泥+氧化钙白泥澄 [0031] = 150*85% +100*62% +750*1. 2*0. 9*0. 757/6. 5 [0032] = 127. 5+62+98. 9 = 288. 4

[oo33] 氧化硅=E氧化硅i =氧化硅粉煤灰+氧化硅水泥

[0034] = 750*5*0. 65/6. 2+100*25%

[0035] = 393. 15+25 = 418. 15

[0036] 校核f丐硅比：

[0037] (Ca0/Si02)m。i = 288. 4*60/(418. 15*56) = 0. 74[0038] |丐硅比=1 : 1. 35

[0039] 4、调整粉煤灰混合料浆含水率在45〜50%左右，对计量的料浆进行加温，控制温 度为45°C〜5(TC，然后加入氯化钙和水泥搅拌1〜3分钟，以搅拌均匀为宜。 [0040] 5、加入计量的磨细石灰搅拌1〜3分钟，控制料浆流动度在180〜220mm，加入铝 粉搅拌30秒钟，这时料桨的温度宜在55°C〜5(TC之间。

[0041] 6、浇注入模、发气、静停、切割、高压蒸汽养护，养护蒸汽压力控制在1.0〜 1. 2MPa，恒温时间10个小时。

[0042] 实施例2 :结合图2，本发明利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，包 括以下步骤：

[0043] 1、材料选用：某环氧丙烷尾渣含水率为40%，环氧丙烷尾渣固体含有90%的氢氧 化钙、氢氧化钙中含有75. 7%氧化钙，故环氧丙烷尾渣中氢氧化钙的含量为54%，氧化钙 的含量为40. 88% ，水泥中氧化钙含量62% ，石灰中氧化钙含量85% ，粉状石英砂二氧化硅 含量95%，粉煤灰中二氧化硅含量65%，水泥中二氧化硅含量25%。在生产玻璃的石英砂 过程中产生大量的超细尾砂，细度达到100目以上，全部作为废弃物料排放，将这部分细砂 沉淀收集，其二氧化硅含量达到95%以上。

[0044] 2、将环氧丙烷尾渣、生产玻璃原料的粉状石英砂与水按质量比例为1 : 1 : 0.5〜 1. 5加入球磨机进行湿磨，细度控制180目筛余《8% ，制得混合料浆备用，混合料浆中纯固 体质量比为0.6 : l，在该混合料浆中加入粉煤灰制得粉煤灰混合料浆；在粉煤灰混合料浆 中加入外加剂、水泥，进行搅拌、蒸气加热后加入磨细石灰，并搅拌、蒸气加热，再加入铝粉， 并搅拌、蒸气加热后得到承重加气混凝土混合料浆。

[0045] 3、钙硅比计算：以容重1000Kg/m3为例，每立方米加气混凝土配料按比例计量石

灰：水泥：粉煤灰：混合料浆（以固体含量计量）=isoKg : iooKg : sooKg : 250Kg，控

制氧化钙与二氧化硅的摩尔比在l : 2左右，计量氯化镁12.5Kg(或者氯化钙12.5Kg、或者 硫酸钠12. 5Kg)、铝粉500g。

[0046] 氧化钙=氧化钙石灰+氧化钙水泥+氧化钙白泥澄 [0047] = 150*85% +100*62% +250*0. 6*0. 9*0. 757/1. 6 [0048] = 127. 5+62+63. 87 = 253. 37

[oo49] 氧化硅=E氧化硅i =氧化硅石英尾砂+氧化硅粉煤灰+氧化硅水泥 [0050] = 250*95% /1. 6+500*65% +100*25% [0051] = 148. 44+325+25 = 498. 44 [0052] 校核f丐硅比：

[0053] (CaO/Si02)m。i = 253. 37*60/(498. 44*56) = 0. 54 [0054] |丐硅比=1 : 1. 84

[0055] 4、先将粉煤灰与混合料浆制成粉煤灰混合料浆含水率在45〜50%左右，对计量 的料浆进行加温，控制温度为45°C〜5(TC，加入氯化镁和水泥搅拌1〜3分钟，以搅拌均匀为宜。

[0056] 5、加入计量的磨细石灰搅拌1〜3分钟，控制料浆流动度在180〜220mm，加入铝 粉搅拌30秒钟，这时料桨的温度宜在55°C〜5(TC之间。

[0057] 6、浇注入模、发气、静停、切割、高压蒸汽养护，养护蒸汽压力控制在1.0〜

61. 2MPa，恒温时间10个小时。

[0058] 实施例3 :结合图2，本发明利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，包 括以下步骤：

[0059] 1、材料选用：某电石泥渣含水率为40%，电石泥渣固体含有90%的氢氧化钙、 氢氧化钙中含有75.7%氧化钙，故电石泥渣中氢氧化钙的含量为54%，氧化钙的含量为 40. 88 % ，水泥中氧化f丐含量62 % ，石灰中氧化f丐含量85 % ，黄砂二氧化硅含量80 % ，粉煤 灰中二氧化硅含量65%，水泥中二氧化硅含量25%。

[0060] 2、将电石泥渣、黄砂（除黄砂之外，河砂或者山砂亦可）与水按质量比例 1.5 : 1 : 0.5〜1.5加入球磨机进行湿磨，细度控制180目筛余《8%，制得混合料浆备 用，混合料浆中白泥渣（干基）与黄砂纯固体质量比为0.9 : 1 ;在该混合料浆中加入粉煤 灰制得粉煤灰混合料浆；在粉煤灰混合料浆中加入外加剂、水泥，进行搅拌、蒸气加热后加 入磨细石灰，并搅拌、蒸气加热，再加入铝粉，并搅拌、蒸气加热后得到承重加气混凝土混合 料浆。

[0061] 3、钙硅比计算：以容重1000Kg/m3为例，每立方米加气混凝土配料按比例计量石

灰：水泥：粉煤灰：混合料浆（以固体含量计量）=isoKg : iooKg : 400Kg : 350Kg，控

制氧化钙与二氧化硅的摩尔比在l : 2左右，计量硫酸钠12.5Kg(或者氯化钙12.5Kg、或者 氯化镁12. 5Kg)、铝粉500g。

[0062] [0063] [0064] [0065] [0066] +100*25% [0067] = [0068] [0069] [0070] [0071]

钙硅比计算如下：

氧化钙=E氧化钙i =氧化钙石灰+氧化钙水泥+氧化钙白泥g

=150*85% +100*62% +350*0. 9*0. 9*0. 757/1. 9 =127. 5+62+75. 5 = 265

氧化硅=氧化硅黄砂+氧化硅粉煤灰+氧化硅水泥=350*95 % /1. 9+400*65 %

460

=175+260+25

校核钙硅比：

(CaO/SiO》m。i = 265*60/(460*56) = 0. 62 牵丐硅比=1 : 1. 62

4、先将粉煤灰与混合料浆制成粉煤灰混合料浆，含水率控制在45 计量的料浆进行加温，控制温度为45°C〜5(TC，加入硫酸钠和水泥搅拌1〜 均匀为宜。

[0072] 5、加入计量的磨细石灰搅拌1〜3分钟，控制料浆流动度在180〜 粉搅拌30秒钟，这时料桨的温度宜在55°C〜5(TC之间。

[0073] 6、浇注入模、发气、静停、切割、高压蒸汽养护，养护蒸汽压力控制在1.0〜 1.2Mpa，恒温时间IO个小时。

[0074] 采用上述方法生产的承重加气混凝土制品可以代替目前广泛应用的粘土红砖，用 于混合建筑结构的承重墙体材料，并具有建筑节能效果，轻质高强，其性能和粘土砖的性能 对比见下表。

[0075] 承重加气混凝土与粘土砖力学性能指标对比表

〜50%左右，对 3分钟，以搅拌

'220mm，加入铝

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Claims (9)

1. 一种利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，将由电石泥渣或环氧丙烷尾渣制成的白泥渣与硅质原料进行混合湿磨制得硅质混合料浆；第二步，在硅质混合料浆中加入增强外加剂、水泥，进行搅拌、蒸气加热后加入磨细石灰，并搅拌、蒸气加热，再加入铝粉，并搅拌、蒸气加热后得到承重加气混凝土混合料浆；第三步，将承重加气混凝土混合料浆浇注成型，进行发气、静停，切割，并蒸压养护得到承重蒸压加气混凝土。
2. 2. 根据权利要求1所述的利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，其特征在 于白泥渣中的氧化钙与硅质原料中的二氧化硅质量比为2 : 1〜5，水与自泥渣和硅质原料 的水固比为1 : 1〜1. 5。
3. 3. 根据权利要求1或2所述的利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，其特 征在于硅质原料为粉煤灰，将白泥渣与粉煤灰进行混合湿磨制得粉煤灰混合料浆。
4. 4. 根据权利要求3所述的利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，其特征在于在制备承重加气混凝土混合料浆中，粉煤灰混合料浆：外加剂：水泥：石灰：铝粉的质 量百分比例为60〜70 : i〜3 : 8〜20 : io〜20 : o.02〜o. i，其中钙质原料中的氧 化钙与硅质原料中的二氧化硅的摩尔比为i : 1.2〜2，水固比为i : o.8〜i.5。
5. 5. 根据权利要求1或2所述的利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，其特征在于硅质原料为石英砂、黄砂、河砂或者山砂的石英质原料，将白泥渣与石英质原料进行 混合湿磨得到混合料浆，在该混合料浆中加入粉煤灰制得粉煤灰混合料浆。
6. 6. 根据权利要求5所述的利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，其特征 在于在该混合料浆中加入粉煤灰制得粉煤灰混合料浆以及在制备承重加气混凝土混合料浆中，粉煤灰：混合料浆：外加剂：水泥：石灰：铝粉的质量百分比例为o〜60 : io〜 70 : i〜3 : 8〜io : io〜20 : o. 02〜o. i，其中f丐质原料中的氧化f丐与硅质原料中 的二氧化硅的摩尔比为i : 1.2〜2，水固比为i : o. 8〜i.5。
7. 7. 根据权利要求1所述的利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，其特征在 于外加剂为氯化镁、氯化钙或者硫酸钠，外加剂的加入量占原料总量的0. 5%〜2. 5%。
8. 8. 根据权利要求1所述的利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，其特征在 于在硅质混合料浆中加入外加剂、水泥搅拌1〜2分钟后，加入磨细石灰搅拌1〜3分钟， 再加入铝粉搅拌30秒钟，蒸气加热控制料浆温度在3(TC〜50°C 。
9. 9. 根据权利要求1所述的利用化工白泥渣制备承重蒸压加气混凝土的方法，其特征在 于蒸压养护中，升温升压，恒温恒压，饱和蒸汽压力在1. OMPa〜1. 3MPa，恒温时间不小于10 小时，降温降压。