一种利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块及其制备方法

1.一种利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块，其特征在于：包括黄河沙和电厂焚烧煤炭后的废弃物粉煤灰；按重量百分比计，该混凝土自保温砌块包括下述配比的组分：黄河沙55~63 %、粉煤灰5~16%、生石灰12.5~15 %、熟石灰2.5~3.0%、脱硫石膏1.0~2.0 %、铝粉膏0.08~0.12 %、稳泡剂0.02~0.04 %，余量为水泥。
2.如权利要求1所述利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块，其特征在于，所述黄河沙中SiO2含量不低于65 %、有机物不高于2.5 %、含泥量不高于2.0 %。
3.如权利要求1所述利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块，其特征在于：所述水泥为P·O 42.5水泥；所述铝粉膏为水剂型铝粉膏。
4.如权利要求1所述利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块，其特征在于：所述稳泡剂为皂荚粉、拉开粉、茶皂素或可溶油。
5.权利要求1至4任一所述蒸压加气混凝土自保温砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将黄河沙用球磨机干磨至细度0.08 mm方孔筛筛余不大于10 %；将生石灰用颚式破碎机破碎后，用球磨机粉磨至细度0.08 mm方孔筛筛余不大于1 %的粉体；
2）将粉煤灰与磨细黄河沙加水混合搅拌，搅拌过程中加入熟石灰和脱硫石膏，控制浆体扩散度在25~32mm，比重在1.45~1.60，温度在38~45℃，搅拌速率在120~140 r/min，搅拌时间2~3 h；
3）将铝粉膏和稳泡剂加入铝粉搅拌罐中搅拌均匀，搅拌速率为220~250 r/min，备用；
4）将水泥、生石灰粉加入到步骤2）所得物料中搅拌混匀，控制浆体扩散度在16~19cm，温度在38~50℃，搅拌速率600~700 r/min；然后再加入步骤3）所得物料搅拌30~60 s即进行浇注，浇注后送进温度45~50℃、湿度55~60 %的静养室中静止养护90~120 min使其稠化；
5）静止养护结束后进行脱模、切割得到所要求规格尺寸的坯体；然后将坯体送进温度
80~85℃、湿度60~95 %的预养室中养护0.5~1.5 h，结束后移送至蒸压釜中进行蒸养，出釜后检验、打包入库，自然养护5天得成品。
6.如权利要求5所述蒸压加气混凝土自保温砌块的制备方法，其特征在于：蒸压釜中的养护制度为：在2~2.5 h内进气升压升温至1.10~1.25 MPa、175~190℃；恒压恒温保持
8~10 h后；于1.5~2 h内排气降温降压。

一种利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块及其制\n备方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于建筑墙体材料技术领域，具体涉及一种利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块及其制备方法。\n背景技术\n[0002] 从社会能源消费结构来看，工业、交通与建筑用能大体上三分天下。全世界建筑用能已经达到能源消费总量的1/3左右；而我国建筑用能也已达到全国能源消费总量的1/4左右，并随着人们生活水平的提高逐步增加。在所有的建筑能耗中，建筑物围护结构的能耗所占比例较大。我国建筑节能已被列为纲领性文件和建筑硬性指标，其核心就是对建筑围护结构和采暖系统进行改革，实行建筑保温是当前节能减排及今后可持续发展的重要举措，其发展方向是自保温。蒸压加气混凝土自保温砌块利用在混凝土中产生众多微小气泡实现保温性能，但目前大多数蒸压加气砌块产品存在不同程度的缺陷：或保温效果达标但强度不高，或砌块易出现破损，或施工不方便，因此得不到更好的推广应用。自保温砌块的上述状况致使至今多数建筑仍被动地采用二次保温，即在建筑建成后再进行外贴或外挂泡沫塑料板和胶粉聚苯板等轻质保温材料，致使施工量大，建筑成本高。因此，研制容重、强度和导热系数同时满足要求的高性能自保温砌块是当前亟待解决的问题。\n[0003] 近年来，水泥-石灰-砂，水泥-石灰-粉煤灰，水泥-矿渣-砂三大系列蒸压加气混凝土产品得到很好的发展和应用。但是，随着粉煤灰、砂价格的逐年提高，寻找廉价的新原料已成为一种必然的趋势。\n发明内容\n[0004] 本发明目的在于克服现有技术的缺点，提供一种利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块，该砌块以廉价的黄河沙为原料，具有容重轻、可加工性强、导热系数低，自保温效果好等优点。\n[0005] 本发明还提供了上述蒸压加气混凝土自保温砌块的制备方法。\n[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：\n[0007] 一种利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块，其包括黄河沙和电厂焚烧煤炭后的废弃物粉煤灰；按重量百分比计，该混凝土自保温砌块包括下述配比的组分：黄河沙55~63 %、粉煤灰5~16%、生石灰12.5~15 %、熟石灰2.5~3.0%、脱硫石膏1.0~2.0 %、铝粉膏0.08~0.12 %、稳泡剂0.02~0.04 %，余量为水泥。上述组分之和为100%。\n[0008] 具体的，所述黄河沙中SiO2含量不低于65 %、有机物不高于2.5 %、含泥量不高于\n2.0 %，均指重量百分比。\n[0009] 所述水泥为P·O 42.5水泥；所述铝粉膏为水剂型铝粉膏。\n[0010] 所述稳泡剂可以为皂荚粉、拉开粉、茶皂素或可溶油等，用以降低气泡表面张力，加固气泡膜机械强度，保证浇注稳定。\n[0011] 上述利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块的制备方法，其包括以下步骤：\n[0012] 1）将黄河沙用球磨机干磨至细度0.08 mm方孔筛筛余不大于10 %；将生石灰用颚式破碎机分别破碎后，用球磨机粉磨至细度0.08 mm方孔筛筛余不大于1 %的粉体；\n[0013] 2）将粉煤灰与磨细黄河沙加水混合搅拌（水的用量以为黄河沙重量的30~45%为宜），搅拌过程中加入熟石灰和脱硫石膏，控制浆体扩散度在25~32mm，比重在1.45~1.60，温度在38~45℃，搅拌速率在120~140 r/min，搅拌时间2~3 h；\n[0014] 3）将铝粉膏和稳泡剂加入铝粉搅拌罐中搅拌均匀，搅拌速率为220~250 r/min，备用；\n[0015] 4）将水泥、生石灰粉加入到步骤2）所得物料中搅拌混匀，控制浆体扩散度在\n16~19cm，温度在38~50℃，搅拌速率600~700 r/min；然后再加入步骤3）所得物料搅拌\n30~60 s即进行浇注，浇注后送进温度45~50℃、湿度55~60 %的静养室中静止养护90~120 min使其稠化（室内设有干热管道，蒸汽通入干热管道内，通过干热管散热加热空气，保持室内温度稳定）；\n[0016] 5）静止养护结束后进行脱模、切割得到所要求规格尺寸的坯体；然后将坯体送进温度80~85℃、湿度60~95 %的预养室中养护0.5~1.5 h，结束后移送至蒸压釜中进行蒸养，出釜后检验、打包入库，自然养护5天得成品。\n[0017] 较好的，蒸压釜中的养护制度为：在2~2.5 h内进气升压升温至1.10~1.25 MPa、\n175~190℃；恒压恒温保持8~10 h后；于1.5~2 h内排气降温降压。进一步优选，在升温升压前，预先抽真空30~50 min以使釜内真空度保持在﹣0.06~﹣0.07 MPa。\n[0018] 常温条件下，黄河沙在浇注稳定上一般视为相对稳定因素，石灰和水泥作为钙质材料视为主要影响因素。石灰可提供坯体热量，满足铝粉发气条件；水泥主要用以保证浇注的稳定性，加快坯体硬化，改善坯体性能，避免收缩下沉，保证合适的静停时间。\n[0019] 本发明采用脱硫石膏作为调节剂，能有效地抑制生石灰的消解和料浆的凝结稠化，使之与铝粉发气相一致；加入脱硫石膏还可以提高坯体及制品的强度，改善收缩等性能，在静停阶段CaSO4参与生成水化硫铝酸钙和C-S-H凝胶，使坯体强度提高，增强坯体适应蒸养时温差应力和湿度应力的能力。但脱硫石膏的加入量不能太多，以免严重抑制铝粉的发气，本发明中脱硫石膏用量为1.0~2.0% 。\n[0020] 铝粉膏用作发气剂，不易起尘、不产生静电、不怕受潮且有一定稳泡作用，为使料浆形成均匀气孔结构，铝粉膏以0.075 mm筛筛余不大于3 %为宜。\n[0021] 原料中的熟石灰用作增稠剂和磨细黄河沙前期的活性激发剂，熟石灰的加入可在不提高浆体温度的同时增加浆体稠度，并使磨细黄河沙介稳表面提前被腐蚀。该熟石灰可以是生产用生石灰因受潮或质量较差经处理后制得，这样可以使消解温度不合格和/或消解速度不合格的生石灰再次利用，节约了成本。\n[0022] 和现有技术相比，本发明蒸压加气混凝土自保温砌块的优点：\n[0023] 1）以被视为硅质固体废弃物的黄河沙作为主要硅质材料，利于黄河治理，提高了人们治沙用沙的积极性，对保护环境、保护生态起到良好作用。\n[0024] 2）制备所得的自保温砌块具有良好的物理力学性能和耐久性（如容重轻、可加工性强等），产品的导热系数低于相关国家标准，具有良好的自保温性能。可根据不同配比及工艺制度生产05级、06级、07级自保温砌块。\n[0025] 3）以固体废弃物—黄河沙代替普通天然砂作为主要硅质材料制备加气混凝土砌块，拓展了生产原料，所得加气混凝土除满足一般砂加气混凝土质轻、保温、可加工性强等特点外，其导热系数低，满足自保温的要求。该砌块属绿色、节能、环保墙体材料，产品附加值高，市场竞争力强。\n[0026] 为测定本发明自保温砌块墙体的热工性能，检测230 mm厚墙体（见图1）的热力学指标，结果为：配套抹面砂浆导热系数λ为0.895 W/(m·K)、蒸压加气混凝土自保温砌块\n2\n导热系数λ为0.11 W/(m·K)，墙体总热阻值R为1.125 W/(m·K)、传热系数K为0.889 \n2\nW/(m·K)。\n附图说明\n[0027] 图1为本发明自保温砌块230 mm厚墙体的热工性能；\n[0028] 图2为实例1所测试件导热系数曲线；\n[0029] 图3为实例2所测试件导热系数曲线；\n[0030] 图4为实例3所测试件导热系数曲线；\n[0031] 图5为实例4所测试件导热系数曲线。\n具体实施方式\n[0032] 以下通过具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此。\n[0033] 实施例1：\n[0034] 一种利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块，包括黄河沙和电厂焚烧煤炭后的废弃物粉煤灰；按重量百分比计，其组分配比为：黄河沙57%、粉煤灰16%、生石灰\n12.5%、熟石灰2.5%、脱硫石膏1.1 %、铝粉膏0.12 %、皂荚粉0.04 %，余量为水泥。所述黄河沙中SiO2含量不低于65 %、有机物不高于2.5 %、含泥量不高于2.0 %。所述水泥为P·O \n42.5水泥；所述铝粉膏为水剂型铝粉膏。\n[0035] 上述利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块的制备方法，其包括以下步骤：\n[0036] 1）将黄河沙用球磨机干磨至细度0.08 mm方孔筛筛余不大于10 %；将生石灰用颚式破碎机破碎后，用球磨机粉磨至细度0.08 mm方孔筛筛余不大于1 %的粉体；\n[0037] 2）将粉煤灰与磨细黄河沙加水混合搅拌（水的用量为黄河沙重量的35%），搅拌过程中加入熟石灰和脱硫石膏，控制浆体扩散度在30mm，比重在1.50，温度在40℃，搅拌速率在130 r/min，搅拌时间2 h；\n[0038] 3）将铝粉膏和稳泡剂加入铝粉搅拌罐中搅拌均匀，搅拌速率为230 r/min，备用；\n[0039] 4）将水泥、生石灰粉加入到步骤2）所得物料中搅拌混匀，控制浆体扩散度在\n16~19cm，温度在40℃，搅拌速率650 r/min；然后再加入步骤3）所得物料搅拌45s即进行浇注，浇注后送进温度48℃、湿度58 %的静养室中静止养护100 min使其稠化（室内设有干热管道，蒸汽通入干热管道内，通过干热管散热加热空气，保持室内温度稳定）；\n[0040] 5）静止养护结束后进行脱模、切割得到所要求规格尺寸的坯体；然后将坯体送进温度82℃、湿度75 %的预养室中养护1 h，结束后移送至蒸压釜中进行蒸养，出釜后检验、打包入库，自然养护5天得成品。其中，蒸压釜中的养护制度为：抽真空40 min，使釜内真空度保持在﹣0.06~﹣0.07 MPa；然后在2h内进气升压升温至1.2 MPa、185℃；恒压恒温保持8h后；于2 h内排气降温降压。\n[0041] 参照GB/T11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》及GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法》测试实施例1所得蒸压加气混凝土砌块的干\n2\n密度为451 m/kg，抗压强度为2.9 MPa，导热系数为0.09 W/(m·k)。\n[0042] 实施例2：\n[0043] 一种利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块，包括黄河沙和电厂焚烧煤炭后的废弃物粉煤灰；按重量百分比计，其组分配比为：黄河沙63%、粉煤灰5%、生石灰13%、熟石灰2.6%、脱硫石膏2.0 %、铝粉膏0.11 %、茶皂素0.02 %，余量为水泥。所述黄河沙中SiO2含量不低于65 %、有机物不高于2.5 %、含泥量不高于2.0 %。所述水泥为P·O 42.5水泥；所述铝粉膏为水剂型铝粉膏。\n[0044] 上述利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块的制备方法，其包括以下步骤：\n[0045] 1）将黄河沙用球磨机干磨至细度0.08 mm方孔筛筛余不大于10 %；将生石灰用颚式破碎机破碎后，用球磨机粉磨至细度0.08 mm方孔筛筛余不大于1 %的粉体；\n[0046] 2）将粉煤灰与磨细黄河沙加水混合搅拌，搅拌过程中加入熟石灰和脱硫石膏，控制浆体扩散度在26mm，比重在1.45，温度在38℃，搅拌速率在120 r/min，搅拌时间3 h；\n[0047] 3）将铝粉膏和稳泡剂加入铝粉搅拌罐中搅拌均匀，搅拌速率为220 r/min，备用；\n[0048] 4）将水泥、生石灰粉加入到步骤2）所得物料中搅拌混匀，控制浆体扩散度在\n16cm，温度在38℃，搅拌速率600 r/min；然后再加入步骤3）所得物料搅拌45s即进行浇注，浇注后送进温度45℃、湿度55 %的静养室中静止养护100 min使其稠化（室内设有干热管道，蒸汽通入干热管道内，通过干热管散热加热空气，保持室内温度稳定）；\n[0049] 5）静止养护结束后进行脱模、切割得到所要求规格尺寸的坯体；然后将坯体送进温度85℃、湿度80 %的预养室中养护1.5 h，结束后移送至蒸压釜中进行蒸养，出釜后检验、打包入库，自然养护5天得成品。其中，蒸压釜中的养护制度为：抽真空40 min，使釜内真空度保持在﹣0.06~﹣0.07 MPa；然后在2 h内进气升压升温至1.25 MPa、178℃；恒压恒温保持10 h后；于2 h内排气降温降压。\n[0050] 参照GB/T11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》及GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法》测试实施例2所得蒸压加气混凝土砌块的干\n2\n密度为504 m/kg，抗压强度为3.3 MPa，导热系数为0.10 W/(m·k)。\n[0051] 实施例3：\n[0052] 一种利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块，包括黄河沙和电厂焚烧煤炭后的废弃物粉煤灰；按重量百分比计，其组分配比为：黄河沙58%、粉煤灰6%、生石灰13.5%、熟石灰2.7%、脱硫石膏1.6 %、铝粉膏0.09 %、拉开粉0.03 %，余量为水泥。所述黄河沙中SiO2含量不低于65 %、有机物不高于2.5 %、含泥量不高于2.0 %。所述水泥为P·O 42.5水泥；所述铝粉膏为水剂型铝粉膏。\n[0053] 上述利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块的制备方法参照实施例1。\n[0054] 参照GB/T11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》及GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法》测试实施例3所得蒸压加气混凝土砌块的\n2\n干密度为594 m/kg，抗压强度为4.2 MPa，干燥收缩值为0.3 mm/m，抗冻性质量损失为1.6 %，导热系数为0.11 W/(m·k)。\n[0055] 实施例4：\n[0056] 一种利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块，包括黄河沙和电厂焚烧煤炭后的废弃物粉煤灰；按重量百分比计，其组分配比为：黄河沙56%、粉煤灰12%、生石灰15%、熟石灰3.0%、脱硫石膏1.0%、铝粉膏0.08 %、皂荚粉0.02 %，余量为水泥。所述黄河沙中SiO2含量不低于65 %、有机物不高于2.5 %、含泥量不高于2.0 %。所述水泥为P·O 42.5水泥；所述铝粉膏为水剂型铝粉膏。\n[0057] 上述利用黄河沙制备的蒸压加气混凝土自保温砌块的制备方法参照实施例2。\n[0058] 参照GB/T11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》及GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法》测试实施例4所得蒸压加气混凝土砌块的\n2\n干密度为633 m/kg，抗压强度为5.9 MPa，干燥收缩值为0.37 mm/m，导热系数为0.13 W/(m·k)。