CN101913821A - 一种炉底渣保温砌筑砂浆及其干粉砂浆生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种炉底渣保温砌筑砂浆及其干粉砂浆生产方法，将各原料组分按重量比炉底渣∶水泥∶细砂∶活性混合材∶无水硫酸钠∶砌筑砂浆增塑剂＝(53.8～69.3)∶(30～40)∶(0～14)∶(0～10)∶(0～0.55)∶(0.60～0.85)混合均匀，成为干粉砂浆。稠度为70mm～90mm时，炉底渣保温砌筑砂浆干表观密度为920kg/m3～1100kg/m3，强度等级为M2.5～M7.5，导热系数小于0.30W/(m·K)。本发明以电厂废弃物炉底渣作为超轻细骨料，解决了主要原材料供应问题，且生产工艺简便、成本低，同时实现了固体废弃物的资源化再生利用，符合可持续发展战略。

Description

一种炉底渣保温砌筑砂浆及其干粉砂浆生产方法
技术领域
本发明涉及炉底渣保温砌筑砂浆及其干粉砂浆生产方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
节能建筑自保温墙体是指不通过内外保温技术，其自身热工指标即能达到现行国家和地方节能建筑标准要求的墙体结构。与其它墙体保温技术比较，节能建筑墙体自保温技术具有与建筑同寿命、降低造价、施工方便、便于维修改造、安全等优点，是今后节能墙体材料改革发展的重要方向，对于降低能耗、减少环境污染、促进节能减排、实现可持续发展都具有重要的意义。
保温型混凝土建筑砌块、加气混凝土砌块、烧结保温空心砌块等作为主要墙体自保温砌筑材料，使用时需通过砌筑砂浆粘结而成节能建筑自保温墙体。墙体热工性能主要取决于墙体砌筑材料的热工性能，而砌筑砂浆热工性能则是非常重要的影响因素，影响度达到25％。因此，砌筑砂浆除应满足传递荷载、协调变形等力学要求以及密封砌筑缝、防止气水渗透要求外，还应与墙体砌体材料有相近的热工性能，以消除砌筑灰缝处的“冷热桥”，提高整个墙体保温隔热性能。保温砌筑砂浆则是满足上述要求的墙体自保温砌筑材料的重要配套材料。
经检索，涉及保温砌筑砂浆的科技文献和专利申请较多。制备保温砌筑砂浆通常采用轻质细骨料，主要品种有超轻陶砂、膨胀珍珠岩、闭孔珍珠岩、膨胀玻化微珠、膨胀聚苯乙烯泡沫颗粒、膨胀蛭石等。如中国专利申请200710025669.6公开了一种节能保温砌筑砂浆及其制备方法，由水泥、粉煤灰、炉底渣、玻化微珠、外加剂、木钠减水剂组成；中国专利申请200810018337.X公开了水渣轻集料保温砌筑干粉砂浆及其生产方法，由干排粉煤灰、普通硅酸盐水泥、水淬高炉矿渣、膨胀珍珠岩、膨润土、砂浆抗裂减缩外掺剂、十二烷基苯磺酸钠组成；中国专利申请200910117012.1公开了一种保温砌筑砂浆及其制备方法，由硅酸盐水泥、中砂、粉煤灰、外加剂、工业炉渣或闭孔珍珠岩或EPS聚苯颗粒或三者的混合物组成。与普通砌筑砂浆相比，采用上述轻质细骨料制备的保温砌筑砂浆具有密度低、保温性能好等优点，但亦存在诸多问题，如原材料采购困难、生产成本高等。采用超轻陶砂制备的保温砌筑砂浆存在施工性能差、导热系数偏高、保温性能改善有限问题；采用膨胀珍珠岩、闭孔珍珠岩、膨胀玻化微珠和膨胀蛭石等制备的保温砌筑砂浆存在质量不稳定问题；采用膨胀聚苯乙烯泡沫颗粒制备的保温砌筑砂浆存在耐火性差的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种原材料来源广泛、生产工艺简便、产品质量和性能稳定的炉底渣保温砌筑砂浆及其干粉砂浆生产方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：制造一种炉底渣保温砌筑砂浆，它主要组分包括炉底渣、水泥、细砂、活性混合材、无水硫酸钠和砌筑砂浆增塑剂。其中，水泥为强度等级为32.5级或42.5级的通用硅酸盐水泥；炉底渣细度为8目～100目；活性混合材为粉煤灰或磨细矿渣；砌筑砂浆增塑剂为DM-2009复合外加剂，按重量由30％～60％粉煤灰、11％～35％纤维素醚、8％～27％可分散乳胶粉、0.5％～8％十二烷基苯磺酸钠组成。
在炉底渣保温砌筑砂浆中，包括炉底渣53.8～69.3重量份、水泥0～40重量份、细砂0～14重量份、活性混合材0～10重量份、无水硫酸钠0～0.55重量份、砌筑砂浆增塑剂0.60～0.85重量份。
一简化组配，包括以下组分：炉底渣59.4～69.3重量份，水泥30～40重量份，砌筑砂浆增塑剂0.7重量份。
另一简化组配，包括以下组分：炉底渣59.4～65.3重量份，水泥30重量份，活性混合材4～10重量份，砌筑砂浆增塑剂0.6～0.7重量份。
再一简化组配，包括以下组分：炉底渣53.8～54.6重量份，水泥30～35重量份，无水硫酸钠0.4～0.55重量份，细砂10～14砌筑砂浆增塑剂0.6～0.7重量份。
所述炉底渣保温砌筑砂浆稠度为70mm～90mm时，保水性大于90％，干表观密度为920kg/m3～1100kg/m3，强度等级为M2.5～M7.5，导热系数小于0.30W/(m·K)。
本发明的第二个目的是提供一种上述炉底渣保温砌筑干粉砂浆的制造方法，其特点为：它包括有如下步骤，
1)炉底渣加工处理：将所述炉底渣通过烘干机烘干，含水率控制在0.5％以内。然后经过筛分处理，将其细度控制在8目～100目内；
2)干粉砂浆制备：将步骤1)加工处理过的炉底渣与水泥、细砂、活性混合材、无水硫酸钠、砌筑砂浆增塑剂一起加入到混合机中，混合搅拌5min-10min，即可出料包装。
采用以上技术方案，本发明具有以下优点：1)炉底渣作为电厂的废弃物，采用炉底渣作为保温砌筑砂浆的超轻细骨料，解决了主要原材料的来源问题，同时实现了固体废弃物的资源化再生利用，符合可持续发展战略；2)采用活性混合材可显著提高保温砌筑砂浆长期力学性能和耐久性，如90d龄期比28d龄期抗压强度提高30％以上(参见实施例3和4的检测数据)；3)砌筑砂浆增塑剂可显著改善保温砌筑砂浆的施工性能和热工性能，保障产品质量和性能稳定；4)掺加早强剂(无水硫酸钠)可显著提高保温砌筑砂浆的早期强度(参见实施例2和实施例6的数据)，可保证建筑施工速度和施工质量；5)采用上述组成制备的保温砌筑砂浆，使用时砂浆稠度为70mm～90mm时，保水性大于90％，干表观密度为920kg/m3～1100kg/m3，强度等级为M2.5～M7.5，导热系数小于0.30W/(m·K)，具有良好的保温性能。
具体实施方式
本发明提供的炉底渣保温砌筑砂浆，主要组分包括炉底渣、水泥、细砂、活性混合材、无水硫酸钠、砌筑砂浆增塑剂。各组分的重量比为炉底渣∶水泥∶细砂∶活性混合材∶无水硫酸钠∶砌筑砂浆增塑剂＝(53.8～69.3)∶(30～40)∶(0～14)∶(0～10)∶(0～0.55)∶(0.60～0.85)。其中：
水泥是强度等级为32.5级或42.5级的通用硅酸盐水泥；在本发明中为作为主要胶凝材料，赋予炉底渣保温砌筑砂浆良好的力学性能和耐久性。
炉底渣为电厂的废弃物，在本发明中为超轻细骨料，赋予炉底渣保温砌筑砂浆良好的强度和保温性能，控制其收缩率。使用时含水率控制在0.5％以内，细度为8目～100目。
细砂粒度为20目至60目，在本发明中作为普通细骨料使用；在炉底渣来源充足或保温性能要求较高情况下可不使用。
活性混合材为粉煤灰或磨细矿渣，在本发明中用于提高保温砌筑砂浆长期力学性能和耐久性。在碱性条件下，其活性得到激发，不断提高炉底渣保温砌筑砂浆强度。活性混合材应满足GB/T 1596和GB/T 18046要求，在炉底渣细粉含量较高情况下可不使用。
砌筑砂浆增塑剂具体为DM-2009复合外加剂，按重量由30％～60％粉煤灰、11％～35％纤维素醚、8％～27％可分散乳胶粉、0.5％～8％十二烷基苯磺酸钠组成，用于提高炉底渣保温砌筑砂浆施工性能，降低密度，改善砂浆保温性能。砌筑砂浆增塑剂组配在本发明中可显著改善保温砌筑砂浆的施工性能和热工性能，保障产品质量和性能稳。
无水硫酸钠在本发明中作为早强剂使用，可显著提高保温砌筑砂浆的早期强度，可保证建筑施工速度和施工质量；在冬季施工时使用。
由以上各组分按照设计要求混合搅拌便得到本发明炉底渣保温砌筑砂浆干粉。使用时稠度为70mm～90mm(即保水性大于90％)时的保温砌筑砂浆，其使用后的干表观密度为920kg/m3～1100kg/m3，强度等级为M2.5～M7.5，导热系数小于0.30W/(m·K)。其中，稠度和保水性参数保证了施工性能；导热系数较低保证了热工性能，具有良好的保温性能；使用活性混合材90d龄期比28d龄期抗压强度提高30％以上，提高保温砌筑砂浆长期力学性能和耐久性。
下面通过实施例进一步描述本发明，但本发明不仅限于所述的实施例。实施例中对保温砌筑砂浆的测试按JGJ/T 70-2009和GB/T 10294-2008标准进行。
实施例1
先将炉底渣通过烘干机烘干(含水率控制在0.5％以内)并经筛分将其细度控制在8目～100目范围内。将处理过的炉底渣346.5kg(总原料量的69.3％)、强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥150kg(总原料量的30％)、DM-2009复合外加剂3.5kg(总原料量的0.7％)一起加入到混合机中，混合搅拌5min-10min后即可出料包装，成为炉底渣保温砌筑干粉砂浆。
试验时，在砂浆搅拌机中加入10kg干粉砂浆和4.7kg水，搅拌3min～5min后，成型砂浆试件。试件制作后在(20±5)℃温度环境下停置一昼夜(24h±2h)，脱模后在温度(20±3)℃、相对湿度60％～80％的标准条件下养护至28天。经测试，该例砂浆稠度为88mm，保水性92％，干表观密度为920kg/m3，抗压强度达到3.5MPa(M2.5级)，导热系数为0.183W/(m·K)，D25合格。
实施例2
先将炉底渣通过烘干机烘干(含水率控制在0.5％以内)并经筛分将其细度控制在8目～100目范围内。将处理过的炉底渣273.0kg(总原料量的54.6％)、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥150kg(总原料量的30％)、细砂70kg(总原料量的14％)、无水硫酸钠2.8kg(总原料量的0.55％)、DM-2009复合外加剂4.3kg(总原料量的0.85％)一起加入到混合机中，混合搅拌5min-10min后即可出料包装，成为炉底渣保温砌筑干粉砂浆。
试验时，在砂浆搅拌机中加入10kg干粉砂浆和3.8kg水，搅拌3min～5min后，成型砂浆试件。试件制作后在(20±5)℃温度环境下停置一昼夜(24h±2h)，脱模后在温度(20±3)℃、相对湿度60％～80％的标准条件下养护至28天。经测试，该例砂浆稠度为82mm，保水性95％，干表观密度为1000kg/m3，1d抗压强度提高32％，28天抗压强度达到5.9MPa(M5级)，导热系数为0.219W/(m·K)，D25合格。
实施例3
先将炉底渣通过烘干机烘干(含水率控制在0.5％以内)并经筛分将其细度控制在8目～100目范围内。将处理过的炉底渣326.5kg(总原料量的65.3％)、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥150kg(总原料量的30％)、磨细矿渣20kg(总原料量的4％)、DM-2009复合外加剂3.5kg(总原料量的0.7％)一起加入到混合机中，混合搅拌5min-10min后即可出料包装，成为炉底渣保温砌筑干粉砂浆。
试验时，在砂浆搅拌机中加入10kg干粉砂浆和4.6kg水，搅拌3min～5min后，成型砂浆试件。试件制作后在(20±5)℃温度环境下停置一昼夜(24h±2h)，脱模后在温度(20±3)℃、相对湿度60％～80％的标准条件下养护至28天。经测试，该例砂浆稠度为86mm，保水性93％，干表观密度为970kg/m3，28天抗压强度达到4.6MPa(M2.5级)，90天抗压强度达到6.1MPa(M5级)，抗压强度提高30％以上，导热系数为0.203W/(m·K)，D25合格。
实施例4
先将炉底渣通过烘干机烘干(含水率控制在0.5％以内)并经筛分将其细度控制在8目～100目范围内。将处理过的炉底渣297kg(总原料量的59.4％)、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥150kg(总原料量的30％)、粉煤灰50kg(总原料量的10％)、DM-2009复合外加剂3kg(总原料量的0.6％)一起加入到混合机中，混合搅拌5min-10min后即可出料包装，成为炉底渣保温砌筑干粉砂浆。
试验时，在砂浆搅拌机中加入10kg干粉砂浆和4.1kg水，搅拌3min～5min后，成型砂浆试件。试件制作后在(20±5)℃温度环境下停置一昼夜(24h±2h)，脱模后在温度(20±3)℃、相对湿度60％～80％的标准条件下养护至28天。经测试，该例砂浆稠度为82mm，保水性91％，干表观密度为1050kg/m3，28天抗压强度达到6.3MPa(M5级)，90天抗压强度达到8.8MPa(M7.5级)，抗压强度提高30％以上，导热系数为0.241W/(m·K)，D25合格。
实施例5
先将炉底渣通过烘干机烘干(含水率控制在0.5％以内)并经筛分将其细度控制在8目～100目范围内。将处理过的炉底渣326.5kg(总原料量的65.3％)、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥170kg(总原料量的34％)、DM-2009复合外加剂3.5kg(总原料量的0.7％)一起加入到混合机中，混合搅拌5min-10min后即可出料包装，成为炉底渣保温砌筑干粉砂浆。
试验时，在砂浆搅拌机中加入10kg干粉砂浆和4.5kg水，搅拌3min～5min后，成型砂浆试件。试件制作后在(20±5)℃温度环境下停置一昼夜(24h±2h)，脱模后在温度(20±3)℃、相对湿度60％～80％的标准条件下养护至28天。经测试，该例砂浆稠度为84mm，保水性92％，干表观密度为970kg/m3，抗压强度达到6.4MPa(M5级)，导热系数为0.204W/(m·K)，D25合格。
实施例6
先将炉底渣通过烘干机烘干(含水率控制在0.5％以内)并经筛分将其细度控制在8目～100目范围内。将处理过的炉底渣269.0kg(总原料量的53.8％)、强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥175kg(总原料量的35％)、细砂50kg(总原料量的10％)、无水硫酸钠2kg(总原料量的0.4％)、DM-2009复合外加剂4kg(总原料量的0.8％)一起加入到混合机中，混合搅拌5min-10min后即可出料包装，成为炉底渣保温砌筑干粉砂浆。
试验时，在砂浆搅拌机中加入10kg干粉砂浆和3.7kg水，搅拌3min～5min后，成型砂浆试件。试件制作后在(20±5)℃温度环境下停置一昼夜(24h±2h)，脱模后在温度(20±3)℃、相对湿度60％～80％的标准条件下养护至28天。经测试，该例砂浆稠度为82mm，保水性94％，干表观密度为1100kg/m3，1d抗压强度提高27％，28天抗压强度达到9.2MPa(M7.5级)，导热系数为0.263W/(m·K)，D25合格。
实施例7
先将炉底渣通过烘干机烘干(含水率控制在0.5％以内)并经筛分将其细度控制在8目～100目范围内。将处理过的炉底渣296.5kg(总原料量的59.3％)、强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥200kg(总原料量的40％)、DM-2009复合外加剂3.5kg(总原料量的0.7％)一起加入到混合机中，混合搅拌5min-10min后即可出料包装，成为炉底渣保温砌筑干粉砂浆。
试验时，在砂浆搅拌机中加入10kg干粉砂浆和4.1kg水，搅拌3min～5min后，成型砂浆试件。试件制作后在(20±5)℃温度环境下停置一昼夜(24h±2h)，脱模后在温度(20±3)℃、相对湿度60％～80％的标准条件下养护至28天。经测试，该例砂浆稠度为82mm，保水性92％，干表观密度为1050kg/m3，抗压强度达到9.3MPa(M7.5级)，导热系数为0.238W/(m·K)，D25合格。

Claims (10)

1.一种炉底渣保温砌筑砂浆，其特征在于：包括炉底渣、水泥、细砂、活性混合材、无水硫酸钠和砌筑砂浆增塑剂；其中，炉底渣53.8～69.3重量份、水泥30～40重量份、细砂0～14重量份、活性混合材0～10重量份、无水硫酸钠0～0.55重量份、砌筑砂浆增塑剂0.60～0.85重量份。
2.根据权利要求1所述的炉底渣保温砌筑砂浆，其特征在于：所述炉底渣保温砌筑砂浆稠度为70mm～90mm时，保水性大于90％，干表观密度为920kg/m3～1100kg/m3，强度等级为M2.5～M7.5，导热系数小于0.30W/(m·K)。
3.根据权利要求1或2所述的炉底渣保温砌筑砂浆，其特征在于：所述活性混合材为粉煤灰或磨细矿渣。
4.根据权利要求1或2或3所述的炉底渣保温砌筑砂浆，其特征在于：所述砌筑砂浆增塑剂为DM-2009复合外加剂，按重量由30％～60％粉煤灰、11％～35％纤维素醚、8％～27％可分散乳胶粉、0.5％～8％十二烷基苯磺酸钠组成。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的炉底渣保温砌筑砂浆，其特征在于：所述炉底渣细度为8目～100目。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的炉底渣保温砌筑砂浆，其特征在于：所述水泥为强度等级为32.5级或42.5级的通用硅酸盐水泥。
7.根据权利要求1至6任一所述的炉底渣保温砌筑砂浆，其特征在于，包括以下组分：炉底渣59.4～69.3重量份，水泥30～40重量份，砌筑砂浆增塑剂0.7重量份。
8.根据权利要求1至6任一所述的炉底渣保温砌筑砂浆，其特征在于，包括以下组分：炉底渣59.4～65.3重量份，水泥30重量份，活性混合材4～10重量份，砌筑砂浆增塑剂0.6～0.7重量份。
9.根据权利要求1至6任一所述的炉底渣保温砌筑砂浆，其特征在于，包括以下组分：炉底渣53.8～54.6重量份，水泥30～35重量份，无水硫酸钠0.4～0.55重量份，细砂10～14砌筑砂浆增塑剂0.6～0.7重量份。
10.一种以上任一权利要求所述炉底渣保温砌筑砂浆干粉的制造方法，其特征在于：它包括有如下步骤，
1)炉底渣加工处理：将所述炉底渣通过烘干机烘干，含水率控制在0.5％以内，然后经过筛分处理，将其细度控制在8目～100目范围内；
2)干粉砂浆制备：将步骤1)加工处理过的炉底渣与水泥、细砂、活性混合材、无水硫酸钠、砌筑砂浆增塑剂一起加入到混合机中，混合搅拌5min-10min，即可出料包装。
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