一種利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊，其包括黃河沙和電廠焚燒煤炭后的廢棄物粉煤灰；按重量百分比計，該混凝土自保溫砌塊的組分配比為：黃河沙55~63%、粉煤灰5~16%、生石灰12.5~15%、熟石灰2.5~3.0%、脫硫石膏1.0~2.0%、鋁粉膏0.08~0.12%、穩泡劑0.02~0.04%，余量為水泥。該砌塊以廉價的黃河沙為原料，具有容重輕、可加工性強、導熱系數低，自保溫效果好等優點。
【專利說明】一種利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于建筑墻體材料【技術領域】，具體涉及一種利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊及其制備方法。
【背景技術】
[0002]從社會能源消費結構來看，工業、交通與建筑用能大體上三分天下。全世界建筑用能已經達到能源消費總量的1/3左右；而我國建筑用能也已達到全國能源消費總量的1/4左右，并隨著人們生活水平的提高逐步增加。在所有的建筑能耗中，建筑物圍護結構的能耗所占比例較大。我國建筑節能已被列為綱領性文件和建筑硬性指標，其核心就是對建筑圍護結構和采暖系統進行改革，實行建筑保溫是當前節能減排及今后可持續發展的重要舉措，其發展方向是自保溫。蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊利用在混凝土中產生眾多微小氣泡實現保溫性能，但目前大多數蒸壓加氣砌塊產品存在不同程度的缺陷:或保溫效果達標但強度不高，或砌塊易出現破損，或施工不方便，因此得不到更好的推廣應用。自保溫砌塊的上述狀況致使至今多數建筑仍被動地采用二次保溫，即在建筑建成后再進行外貼或外掛泡沫塑料板和膠粉聚苯板等輕質保溫材料，致使施工量大，建筑成本高。因此，研制容重、強度和導熱系數同時滿足要求的高性能自保溫砌塊是當前亟待解決的問題。
[0003]近年來，水泥-石灰-砂，水泥-石灰-粉煤灰，水泥-礦渣-砂三大系列蒸壓加氣混凝土產品得到很好的發展和應用。但是，隨著粉煤灰、砂價格的逐年提高，尋找廉價的新原料已成為一種必然的趨勢。
【發明內容】
[0004]本發明目的在于克服現有技術的缺點，提供一種利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊，該砌塊以廉價的黃河沙為原料，具有容重輕、可加工性強、導熱系數低，自保溫效果好等優點。
[0005]本發明還提供了上述蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊的制備方法。
[0006]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊，其包括黃河沙和電廠焚燒煤炭后的廢棄物粉煤灰；按重量百分比計，該混凝土自保溫砌塊包括下述配比的組分:黃河沙55~63 %、粉煤灰5~16%、生石灰12.5~15 %、熟石灰2.5~3.0%、脫硫石膏1.0~2.0 %、鋁粉膏
0.08~0.12 %、穩泡劑0.02~0.04 %，余量為水泥。上述組分之和為100%。
[0007]具體的，所述黃河沙中SiO2含量不低于65 %、有機物不高于2.5 %、含泥量不高于2.0 %，均指重量百分比。
[0008]所述水泥為P ? 0 42.5水泥；所述鋁粉膏為水劑型鋁粉膏。
[0009]所述穩泡劑可以為皂莢粉、拉開粉、茶皂素或可溶油等，用以降低氣泡表面張力，加固氣泡膜機械強度，保證澆注穩定。[0010]上述利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊的制備方法，其包括以下步驟:
1)將黃河沙用球磨機干磨至細度0.08mm方孔篩篩余不大于10 %;將生石灰用顎式破碎機分別破碎后，用球磨機粉磨至細度0.08 mm方孔篩篩余不大于I %的粉體；
2)將粉煤灰與磨細黃河沙加水混合攪拌(水的用量以為黃河沙重量的3(T45%為宜)，攪拌過程中加入熟石灰和脫硫石膏，控制漿體擴散度在25~32mm，比重在1.45^1.60，溫度在38~45°C，攪拌速率在120~140 r/min，攪拌時間2~3 h ；
3)將鋁粉膏和穩泡劑加入鋁粉攪拌罐中攪拌均勻，攪拌速率為22(T250r/min，備用；
4)將水泥、生石灰粉加入到步驟2)所得物料中攪拌混勻，控制漿體擴散度在16~19cm，溫度在38飛(TC，攪拌速率60(T700 r/min ;然后再加入步驟3)所得物料攪拌3(T60 s即進行澆注，澆注后送進溫度45飛(TC、濕度55~60 %的靜養室中靜止養護90~120 min使其稠化(室內設有干熱管道，蒸汽通入干熱管道內，通過干熱管散熱加熱空氣，保持室內溫度穩定);
5)靜止養護結束后進行脫模、切割得到所要求規格尺寸的坯體；然后將坯體送進溫度80^850C、濕度6(T95 %的預養室中養護0.5^1.5 h，結束后移送至蒸壓釜中進行蒸養，出釜后檢驗、打包入庫，自然養護5天得成品。
[0011]較好的，蒸壓釜中的養護制度為:在疒2.5 h內進氣升壓升溫至1.l(Tl.25 MPa、175^190°C ; 恒壓恒溫保持8~10 h后；于1.5~2 h內排氣降溫降壓。進一步優選，在升溫升壓前，預先抽真空30~50 min以使釜內真空度保持在-0.06~-0.07 MPa。
[0012]常溫條件下，黃河沙在澆注穩定上一般視為相對穩定因素，石灰和水泥作為鈣質材料視為主要影響因素。石灰可提供坯體熱量，滿足鋁粉發氣條件；水泥主要用以保證澆注的穩定性，加快坯體硬化，改善坯體性能，避免收縮下沉，保證合適的靜停時間。
[0013]本發明采用脫硫石膏作為調節劑，能有效地抑制生石灰的消解和料漿的凝結稠化，使之與鋁粉發氣相一致；加入脫硫石膏還可以提高坯體及制品的強度，改善收縮等性能，在靜停階段CaSO4參與生成水化硫鋁酸鈣和C-S-H凝膠，使坯體強度提高，增強坯體適應蒸養時溫差應力和濕度應力的能力。但脫硫石膏的加入量不能太多，以免嚴重抑制鋁粉的發氣，本發明中脫硫石膏用量為l.(T2.0%。
[0014]鋁粉膏用作發氣劑，不易起塵、不產生靜電、不怕受潮且有一定穩泡作用，為使料漿形成均勻氣孔結構，鋁粉膏以0.075 mm篩篩余不大于3 %為宜。
[0015]原料中的熟石灰用作增稠劑和磨細黃河沙前期的活性激發劑，熟石灰的加入可在不提高漿體溫度的同時增加漿體稠度，并使磨細黃河沙介穩表面提前被腐蝕。該熟石灰可以是生產用生石灰因受潮或質量較差經處理后制得，這樣可以使消解溫度不合格和/或消解速度不合格的生石灰再次利用，節約了成本。
[0016]和現有技術相比，本發明蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊的優點:
I)以被視為硅質固體廢棄物的黃河沙作為主要硅質材料，利于黃河治理，提高了人們治沙用沙的積極性，對保護環境、保護生態起到良好作用。
[0017]2)制備所得的自保溫砌塊具有良好的物理力學性能和耐久性(如容重輕、可加工性強等)，產品的導熱系數低于相關國家標準，具有良好的自保溫性能。可根據不同配比及工藝制度生產05級、06級、07級自保溫砌塊。[0018]3)以固體廢棄物一黃河沙代替普通天然砂作為主要硅質材料制備加氣混凝土砌塊，拓展了生產原料，所得加氣混凝土除滿足一般砂加氣混凝土質輕、保溫、可加工性強等特點外，其導熱系數低，滿足自保溫的要求。該砌塊屬綠色、節能、環保墻體材料，產品附加值高，市場競爭力強。
[0019]為測定本發明自保溫砌塊墻體的熱工性能，檢測230 mm厚墻體(見圖1)的熱力學指標，結果為:配套抹面砂漿導熱系數、為0.895 W/(m* K)、蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊導熱系數X為0.11 W/(m* K)，墻體總熱阻值R為1.125 W/(m2 ? K)、傳熱系數K為0.889ff/ (m2 ? K)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明自保溫砌塊230 mm厚墻體的熱工性能；
圖2為實例I所測試件導熱系數曲線；
圖3為實例2所測試件導熱系數曲線；
圖4為實例3所測試件導熱系數曲線；
圖5為實例4所測試件導熱系數曲線。
【具體實施方式】
[0021]以下通過具體實施例來說明本發明的技術方案，但本發明的保護范圍并不局限于此。
[0022]實施例1:`
一種利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊，包括黃河沙和電廠焚燒煤炭后的廢棄物粉煤灰；按重量百分比計，其組分配比為:黃河沙57%、粉煤灰16%、生石灰12.5%、熟石灰2.5%、脫硫石膏1.1 %、鋁粉膏0.12 %、皂莢粉0.04 %，余量為水泥。所述黃河沙中SiO2含量不低于65 %、有機物不高于2.5 %、含泥量不高于2.0 %。所述水泥為P *0 42.5水泥；所述鋁粉膏為水劑型鋁粉膏。
[0023]上述利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊的制備方法，其包括以下步驟:
1)將黃河沙用球磨機干磨至細度0.08mm方孔篩篩余不大于10 %;將生石灰用顎式破碎機破碎后，用球磨機粉磨至細度0.08 mm方孔篩篩余不大于I %的粉體；
2)將粉煤灰與磨細黃河沙加水混合攪拌(水的用量為黃河沙重量的35%)，攪拌過程中加入熟石灰和脫硫石膏，控制漿體擴散度在30mm，比重在1.50，溫度在40°C，攪拌速率在130 r/min,攪拌時間2 h ；
3)將鋁粉膏和穩泡劑加入鋁粉攪拌罐中攪拌均勻，攪拌速率為230r/min，備用；
4)將水泥、生石灰粉加入到步驟2)所得物料中攪拌混勻，控制漿體擴散度在16~19cm，溫度在40°C，攪拌速率650 r/min ;然后再加入步驟3)所得物料攪拌45s即進行澆注，澆注后送進溫度48°C、濕度58 %的靜養室中靜止養護100 min使其稠化(室內設有干熱管道，蒸汽通入干熱管道內，通過干熱管散熱加熱空氣，保持室內溫度穩定);
5)靜止養護結束后進行脫模、切割得到所要求規格尺寸的坯體；然后將坯體送進溫度82°C、濕度75 %的預養室中養護I h，結束后移送至蒸壓釜中進行蒸養，出釜后檢驗、打包入庫，自然養護5天得成品。其中，蒸壓釜中的養護制度為:抽真空40 min，使釜內真空度保持在-0.06~-0.07 MPa ;然后在2h內進氣升壓升溫至1.2 MPa、185°C;恒壓恒溫保持8h后；于2 h內排氣降溫降壓。
[0024]參照GB/T11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》及GB/T10294-2008《絕熱材料穩態熱阻及有關特性的測定防護熱板法》測試實施例1所得蒸壓加氣混凝土砌塊的干密度為451 m2/kg,抗壓強度為2.9 MPa,導熱系數為0.09 ff/ (m ? k)。
[0025]實施例2:
一種利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊，包括黃河沙和電廠焚燒煤炭后的廢棄物粉煤灰；按重量百分比計，其組分配比為:黃河沙63%、粉煤灰5%、生石灰13%、熟石灰
2.6%、脫硫石膏2.0 %、鋁粉膏0.11 %、茶皂素0.02 %，余量為水泥。所述黃河沙中SiO2含量不低于65 %、有機物不高于2.5 %、含泥量不高于2.0 %。所述水泥為P ? 0 42.5水泥；所述鋁粉膏為水劑型鋁粉膏。
[0026]上述利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊的制備方法，其包括以下步驟:
1)將黃河沙用球磨機干磨至細度0.08mm方孔篩篩余不大于10 %;將生石灰用顎式破碎機破碎后，用球磨機粉磨至細度0.08 mm方孔篩篩余不大于I %的粉體；
2)將粉煤灰與磨細黃河沙加水混合攪拌，攪拌過程中加入熟石灰和脫硫石膏，控制漿體擴散度在26mm，比 重在1.45，溫度在38°C，攪拌速率在120 r/min，攪拌時間3 h ；
3)將鋁粉膏和穩泡劑加入鋁粉攪拌罐中攪拌均勻，攪拌速率為220r/min，備用；
4)將水泥、生石灰粉加入到步驟2)所得物料中攪拌混勻，控制漿體擴散度在16cm，溫度在38°C，攪拌速率600 r/min ;然后再加入步驟3)所得物料攪拌45s即進行澆注，澆注后送進溫度45°C、濕度55 %的靜養室中靜止養護100 min使其稠化(室內設有干熱管道，蒸汽通入干熱管道內，通過干熱管散熱加熱空氣，保持室內溫度穩定);
5)靜止養護結束后進行脫模、切割得到所要求規格尺寸的坯體；然后將坯體送進溫度85°C、濕度80 %的預養室中養護1.5 h，結束后移送至蒸壓釜中進行蒸養，出釜后檢驗、打包入庫，自然養護5天得成品。其中，蒸壓釜中的養護制度為:抽真空40 min，使釜內真空度保持在-0.06~-0.07 MPa ;然后在2 h內進氣升壓升溫至1.25 MPaU78°C ;恒壓恒溫保持10 h后；于2 h內排氣降溫降壓。
[0027]參照GB/T11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》及GB/T10294-2008《絕熱材料穩態熱阻及有關特性的測定防護熱板法》測試實施例2所得蒸壓加氣混凝土砌塊的干密度為504 m2/kg，抗壓強度為3.3 MPa，導熱系數為0.10 ff/(m ? k)。
[0028]實施例3:
一種利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊，包括黃河沙和電廠焚燒煤炭后的廢棄物粉煤灰；按重量百分比計，其組分配比為:黃河沙58%、粉煤灰6%、生石灰13.5%、熟石灰2.7%、脫硫石膏1.6 %、鋁粉膏0.09 %、拉開粉0.03 %，余量為水泥。所述黃河沙中SiO2含量不低于65 %、有機物不高于2.5 %、含泥量不高于2.0 %。所述水泥為P *0 42.5水泥；所述鋁粉膏為水劑型鋁粉膏。
[0029]上述利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊的制備方法參照實施例1。
[0030]參照GB/T11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》及GB/T10294-2008《絕熱材料穩態熱阻及有關特性的測定防護熱板法》測試實施例3所得蒸壓加氣混凝土砌塊的干密度為594 m2/kg,抗壓強度為4.2 MPa,干燥收縮值為0.3 mm/m,抗凍性質量損失為1.6%，導熱系數為0.11 ff/(m* k)0
[0031]實施例4: 一種利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊，包括黃河沙和電廠焚燒煤炭后的廢棄物粉煤灰；按重量百分比計，其組分配比為:黃河沙56%、粉煤灰12%、生石灰15%、熟石灰3.0%、脫硫石膏1.0%、鋁粉膏0.08 %、皂莢粉0.02 %，余量為水泥。所述黃河沙中SiO2含量不低于65 %、有機物不高于2.5 %、含泥量不高于2.0 %。所述水泥為P ? 0 42.5水泥；所述鋁粉膏為水劑型鋁粉膏。
[0032]上述利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊的制備方法參照實施例2。
[0033]參照GB/T11969-2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》及GB/T10294-2008《絕熱材料穩態熱阻及有關特性的測定防護熱板法》測試實施例4所得蒸壓加氣混凝土砌塊的干密度為633 m2/kg，抗壓強度為5.9 MPa，干燥收縮值為0.37 mm/m，導熱系數為0.13 W/(m ? k)。
【權利要求】
1.一種利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊，其特征在于:包括黃河沙和電廠焚燒煤炭后的廢棄物粉煤灰；按重量百分比計，該混凝土自保溫砌塊包括下述配比的組分:黃河沙55~63 %、粉煤灰5~16%、生石灰12.5~15 %、熟石灰2.5~3.0%、脫硫石膏1.0~2.0%、鋁粉膏0.08~0.12 %、穩泡劑0.02~0.04 %，余量為水泥。
2.如權利要求1所述利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊，其特征在于，所述黃河沙中SiO2含量不低于65 %、有機物不高于2.5 %、含泥量不高于2.0 %。
3.如權利要求1所述利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊，其特征在于:所述水泥為P ? 0 42.5水泥；所述鋁粉膏為水劑型鋁粉膏。
4.如權利要求1所述利用黃河沙制備的蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊，其特征在于:所述穩泡劑為皂莢粉、拉開粉、茶皂素或可溶油。
5.權利要求1至4任一所述蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將黃河沙用球磨機干磨至細度0.08mm方孔篩篩余不大于10 %;將生石灰用顎式破碎機破碎后，用球磨機粉磨至細度0.08 mm方孔篩篩余不大于I %的粉體； 2)將粉煤灰與磨細黃河沙加水混合攪拌，攪拌過程中加入熟石灰和脫硫石膏，控制漿體擴散度在25~32mm，比重在1.45~1.60，溫度在38~45°C，攪拌速率在12(Tl40 r/min，攪拌時間2~3 h ； 3)將鋁粉膏和穩泡劑加入鋁粉攪拌罐中攪拌均勻，攪拌速率為22(T250r/min，備用； 4)將水泥、生石灰粉加入到步驟2)所得物料中攪拌混勻，控制漿體擴散度在16~19cm，溫度在38飛(TC，攪拌速率60(T700 r/min ;然后再加入步驟3)所得物料攪拌3(T60 s即進行澆注，澆注后送進溫度45飛(TC、濕度55~60 %的靜養室中靜止養護90~120 min使其稠化； 5)靜止養護結束后進行脫模、切割得到所要求規格尺寸的坯體；然后將坯體送進溫度8(T85°C、濕度6(T95 %的預養室中養護0.5~1.5 h，結束后移送至蒸壓釜中進行蒸養，出釜后檢驗、打包入庫，自然養護5天得成品。
6.如權利要求5所述蒸壓加氣混凝土自保溫砌塊的制備方法，其特征在于:蒸壓釜中的養護制度為:在2~2.5 h內進氣升壓升溫至1.1 (Tl.25 MPa、175~190。。;恒壓恒溫保持8^10 h后；于1.5^2 h內排氣降溫降壓。
【文檔編號】C04B28/00GK103641393SQ201310566105
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月14日 優先權日:2013年11月14日
【發明者】司政凱, 鄧小成, 董恒瑞, 榮愛琴, 曹林方, 王安會, 陳曉飛 申請人:河南興安新型建筑材料有限公司