一種蒸壓加氣混凝土及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種蒸壓加氣混凝土及其制備方法，本發明的混凝土由礦物原料、堿性激發劑、發泡劑、穩泡劑、緩釋劑等組成。礦物原料中粉煤灰占80~100wt.%，其他礦物原料含有礦渣、偏高嶺土、硅灰、鋼渣、循環硫化床底灰等；堿性激發劑是礦物原料質量的40~55wt.%；發泡劑是礦物原料質量的0.13~5wt.%，穩泡劑是礦物原料質量的0.03~0.09wt.%，緩釋劑是礦物原料質量的2~3.5wt.%。堿性激發劑包括水玻璃和NaOH/KOH，與礦物原料、發泡劑和穩泡劑混合攪拌，可裝入模具預制成型，也可澆注成型，在60-160oC，0.1~1MPa下加壓蒸養1~24h。
【專利說明】一種蒸壓加氣混凝土及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種蒸壓加氣混凝土材料及其制備方法。
[0002]
技術背景
[0003]隨著世界能源的不斷消耗，各國日益重視節約能源，建筑節能也日趨成為各國政府關注的焦點之一。建筑行業消耗大量資源、能源，也會產生固體廢棄物、污水、噪音等。建筑節能是減輕環境污染、解決能源危機的重要途徑之一，建筑能耗占社會總能耗30%左右。據估計2020年全國建筑面積將達到2000年的2倍。國內現有住宅面積約400億m2，其中達到建筑節能設計標準的不足2億m2，約占0.5%，新建住宅也只有15%達到節能標準，城鎮符合建筑節能標準的建筑不足總數的3%。到2020年，全社會的建筑節能達到65%，特大城市北京則需要執行更高水平的節能標準，達到75%，新建建筑節能水平達到或接近同等氣候條件發達國家水平。
[0004]當前我國加氣混凝土使用的原材料種類繁多，性能層次不齊。原材料使用粉煤灰的量不超過固體原料的70%，或大量使用石英砂替代粉煤灰，對大宗固體廢棄物的利用逐漸減少，不利于我國固廢綜合利用的總體形勢。我國每年仍有大量的粉煤灰外排處置，對城市周圍的環境造成巨大的威脅，也是能源的巨大浪費，迫切需要一種高摻量粉煤灰低成本加氣混凝土技術的誕生。
[0005]
【發明內容】
[0006]為了提高粉煤灰在加氣混凝土生產中的摻量，本發明提供了一種制備工藝簡單，性能穩定，低溫、低壓蒸養的蒸壓加氣混凝土及其制備方法。
[0007]本發明是通過以下技術方案實現的:
本發明的蒸壓加氣混凝土的原料，包括礦物原料、堿性激發劑、發泡劑、穩泡劑、緩釋劑。
[0008]所述礦物原料包括粉煤灰，所述粉煤灰占礦物原料的8(T100wt.%，其他礦物原料包括礦渣、偏高嶺土、硅灰、鋼渣或循環硫化床底灰中的一種；所述發泡劑是雙氧水或鋁粉；所述的堿性激發劑包括水玻璃和NaOH或Κ0Η，所述的穩泡劑是陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、或雙離子表面活性劑；所述的緩釋劑是脫硫石膏。
[0009]本發明的蒸壓加氣混凝土包括以下質量配比的原料:
所述堿性激發劑:相當于礦物原料質量的4(T55 wt.%，包括鈉/鉀水玻璃、NaOH/KOH、水；模數為1.0~2.0，質量濃度為15~40wt.% ；
所述雙氧水:相當于礦物原料質量的廣5 wt.%，濃度為30 wt.% ；
所述脫硫石膏:相當于礦物原料質量的2~3.5 wt.% ；
所述穩泡劑:相當于礦物原料質量的0.03、.9 wt.%。[0010]本發明的蒸壓加氣混凝土包括以下質量配比的原料:
所述堿性激發劑:相當于礦物原料質量的4(T55 wt.%，包括鈉/鉀水玻璃、NaOH/KOH、水；模數為1.0~2.0，質量濃度為15~40wt.% ；
所述招粉:相當于礦物原料質量的0.13"?.39 wt.% ；
所述脫硫石膏:相當于礦物原料質量的2~3.5 wt.% ；
所述穩泡劑:相當于礦物原料質量的0.03~0.09 wt.%。
[0011]在反應原料混合時，需外加一定量的水，使H20/Na20的摩爾比為10-20 ；
所述粉煤灰達到國標II級粉煤灰要求，Al2O3質量含量> 20 Wt.% ；
所述其他礦物原料的粒徑為10 μ m≤D50≤100 μ m，顆粒細度0.080mm篩篩余(12~25%，含碳量≤5%，燒失量≤10% ；
所述堿性激發劑中包括鈉/鉀水玻璃、NaOH/KOH、水，模數為1.0-2.0，質量濃度為15"40wt.% ； 所述脫硫石膏中的硫酸鈣含量> 85%，含水率< 35% ；
所述鋁粉中活性鋁≤85% ;顆粒細度0.075mm篩篩余≤2%，發氣率4min 5(T60%、15min^ 90%、30min ^ 99%，水分散性好，無團聚顆粒；
加壓蒸養溫度為60-160°C，壓力為0.1~IMPa，養護濕度為70~99%，養護時間為I~24h ；制得的蒸壓加氣混凝土中，SiO2與Al2O3的摩爾比為:2.5 ( SiO2/ Al2O3 ( 4.5，似20與Al2O3 的摩爾比為:0.5 ( Na2O/ Al2O3 ( 2。
[0012]本發明的上述蒸壓加氣混凝土的制備方法，包括步驟:
(1)混合攪拌
將礦物原料、堿性激發劑、穩泡劑與水混合，再與發泡劑、脫硫石膏混合攪拌得到料漿，攪拌時間為1-1O min ；
(2)澆注
將所述料漿澆注到模具中，調節澆注擴散度，使其為15% ；
(3)靜養
澆注完成后，將模具放入靜養室后，在4(T60 0C環境下，所述模具中的料漿發泡、稠化、硬化形成強度≤0.1MPa的坯體，坯體硬度達到0.1-0.2MPa后結束靜養，靜養時間為30~90min ；
(4)脫模切割
將所述坯體翻轉脫模，使用切割機進行切割，去除多余底料和頂料；
(5)蒸壓養護
將切割好的半成品放入蒸壓釜，在溫度60-160°C，壓力為0.f IMpa，濕度為70-99%的環境下養護，養護時間為f24h，蒸壓結束后得到所述蒸壓加氣混凝土成品。
[0013]本發明制備工藝簡單，性能優良、穩定，低溫、低壓蒸養，成本較低。
[0014]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本發明一實施例給出的蒸壓加氣混凝土的微觀形貌圖。
[0017]
【具體實施方式】
[0018]本發明一實施例給出了一種蒸壓加氣混凝土，包括粉煤灰基加氣混凝土，主要由以下原料制成:粉煤灰為主的硅鋁質礦物原料、堿性激發劑、發泡劑、穩泡劑、緩釋劑等，其中礦物原料主要是粉煤灰，其他礦物原料有如礦渣、偏高嶺土、硅灰、鋼渣、循環硫化床底灰等。堿性激發劑由鈉(鉀)水玻璃和NaOH/KOH組成。發泡劑可以是雙氧水或鋁粉。穩泡劑可以是陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、或雙離子表面活性劑等。各種原料的配比分別為:
硅鋁質礦物原料:8(T100 wt.%粉煤灰，0-20%的礦渣、偏高嶺土、硅灰、鋼渣、循環硫化床底灰等富含娃招的原料的一種；
堿性激發劑:相當于礦物原料質量的4(T55 wt.%。激發劑中包括鈉(鉀)水玻璃、NaOH/Κ0Η、水。激發劑的模數在1.0-2.0，質量濃度在15~40wt.% ；
發泡劑:
選用雙氧水——相當于礦物原料質量的I~5 wt.%，雙氧水質量濃度為30 wt.% ；
或選用鋁粉——相當于礦物原料質量的0.13^0.39 wt.% ；
脫硫石膏:相當于礦物原料質量的2~3.5 wt.% ；
穩泡劑:相當于礦物原料質量的0.03、.09 wt.%。
[0019]上述的各種原料的含量根據需要也可以是其他的配比。
[0020]粉煤灰達到國標II級粉煤灰要求，Al2O3質量含量不小于20 wt.% ；
其他礦物原料的粒徑為10 μ m≤D5tl≤100 μ m,顆粒細度0.080mm篩篩余≤12~25%，含碳量≤5%，燒失量≤10%;
堿性激發劑包括鈉(鉀)水玻璃和NaOH/KOH，水玻璃的模數為2.0-3.5，水玻璃與NaOH/KOH復合后的模數為l.(T2.0，或者其他模數。
[0021 ] 如圖1所示，為本實施例的蒸壓加氣混凝土的微觀形貌圖。
[0022]本發明另一實施例給出了上述蒸壓加氣混凝土的制備方法，包括:
(I)堿性激發劑制備
選擇鈉(鉀)水玻璃和NaOH/KOH為原料，將NaOH/KOH溶解在水中，控制摩爾濃度在5^15mol/L ;選擇鈉(鉀)水玻璃，控制模數為2~3.5 ;將二者混合，控制混合物的總體模數在1.0~2.0 ;攪拌I~lOmin，置于塑料容器，靜置12~48h。
[0023](2)混合攪拌
將礦物原料、堿性激發劑、穩泡劑與水混合，再與發泡劑、脫硫石膏混合攪拌，攪拌時間為1-10 min,可以攪拌1、3、5、7、IOmin等，直至攪拌均勻；
(3)澆注
將料漿澆注到模具中，調節澆注擴散度在15%左右；
(4)靜養模具放入靜養室后，在4(T60 °C環境下，可以是40、50、60°C，料漿發泡、稠化、硬化形成強度≥0.1MPa的坯體，坯體硬度達到0.1~0.2MPa后結束靜養，靜養時間在3(T90min，可以是 30、60、90min 等；
(5)脫模切割
坯體翻轉脫模，使用切割機進行切割，去除多余底料和頂料；
(6)蒸壓養護
將切割好的半成品放入蒸壓釜，在溫度60-160°C，可以是60、80、100、120、140、160°C等;壓力為0.1~IMPa，可以是0.1、0.3、0.5、0.7、1.0MPa等;養護濕度為70~99%，可以是70、80、90、99%等；養護時間為I~24h，蒸壓結束后得到成品。
[0024]本發明得到的蒸壓加氣混凝土的性能參數是:
【權利要求】
1.一種蒸壓加氣混凝土，其特征在于，所述混凝土包括礦物原料、堿性激發劑、發泡劑、穩泡劑、緩釋劑。
2.根據權利要求1所述的蒸壓加氣混凝土，其特征在于，所述礦物原料包括粉煤灰，所述粉煤灰占礦物原料的8(T100wt.%，其他礦物原料包括礦渣、偏高嶺土、硅灰、鋼渣或循環硫化床底灰中的一種；所述發泡劑是雙氧水或鋁粉；所述的堿性激發劑包括水玻璃和NaOH或Κ0Η，所述的穩泡劑是陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、或雙離子表面活性劑；所述的緩釋劑是脫硫石膏。
3.根據權利要求2所述的蒸壓加氣混凝土，其特征在于，包括以下質量配比的原料: 所述堿性激發劑:相當于礦物原料質量的4(T55 wt.%，包括鈉/鉀水玻璃、NaOH/KOH、水；模數為1.0~2.0，質量濃度為15~40wt.% ； 所述雙氧水:相當于礦物原料質量的廣5 wt.%，濃度為30 wt.% ； 所述脫硫石膏:相當于礦物原料質量的2~3.5 wt.% ； 所述穩泡劑:相當于礦物原料質量的0.03、.9 wt.%。
4.根據權利要求2所述的蒸壓加氣混凝土，其特征在于，包括以下質量配比的原料: 所述堿性激發劑:相當于礦物原料質量的4(T55 wt.%，包括鈉/鉀水玻璃、NaOH/KOH、 水；模數為1.0~2.0，質量濃度為15~40wt.% ； 所述招粉:相當于礦物原料質量的0.13"?.39 wt.% ； 所述脫硫石膏:相當于礦物原料質量的2~3.5 wt.% ； 所述穩泡劑:相當于礦物原料質量的0.03~0.09 wt.%。
5.根據權利要求2所述的蒸壓加氣混凝土，其特征在于，在反應原料混合時，需外加一定量的水，使H20/Na20的摩爾比為10-20 ； 所述粉煤灰達到國標II級粉煤灰要求，Al2O3質量含量> 20 wt.% ； 所述其他礦物原料的粒徑為10 μ m≤D50≤100 μ m，顆粒細度0.080mm篩篩余(12~25%，含碳量≤5%，燒失量≤10% ； 所述堿性激發劑中包括鈉/鉀水玻璃、NaOH/KOH、水，模數為1.0-2.0，質量濃度為15"40wt.% ； 所述脫硫石膏中的硫酸鈣含量> 85%，含水率< 35% ； 所述鋁粉中活性鋁≤85% ;顆粒細度0.075mm篩篩余≤2%，發氣率4min 5(T60%、15min^ 90%、30min ^ 99%，水分散性好，無團聚顆粒； 加壓蒸養溫度為60-160°C，壓力為0.1~IMPa，養護濕度為70~99%，養護時間為I~24h ；制得的蒸壓加氣混凝土中，SiO2與Al2O3的摩爾比為:2.5 ( SiO2/ Al2O3 ( 4.5，似20與Al2O3 的摩爾比為:0.5 ( Na2O/ Al2O3 ( 2。
6.一種蒸壓加氣混凝土的制備方法，其特征在于，包括以下制備過程: 將礦物原料、堿性激發劑、穩泡劑與水混合，再與發泡劑、脫硫石膏混合攪拌得到料漿，攪拌時間為1-1O min ； 將所述料漿澆注到模具中，調節澆注擴散度，使其為15% ； 澆注完成后，將模具放入靜養室后，在4(T60 oC環境下，所述模具中的料漿發泡、稠化、硬化形成強度≤0.1MPa的坯體，坯體硬度達到0.1~0.2MPa后結束靜養，靜養時間為30~90min ；將所述坯體翻轉脫模，使用切割機進行切割，去除多余底料和頂料； 將切割好的半成品放入蒸壓釜，在溫度60-160°C，壓力為0.f IMPa，濕度為70-99%的環境下養護，養護時間為f24h，蒸壓結束后得到所述蒸壓加氣混凝土成品。
【文檔編號】C04B18/08GK104016652SQ201410236822
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】劉澤, 邵寧寧, 孔凡龍, 王春雪 申請人:中國礦業大學(北京)