发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足,本发明的目的在于提供一种稻草纤维增强加气混凝土及其制备方法,本发明降低了加气混凝土收缩开裂和生产成本,在一定程度上解决了稻草资源浪费和环境污染等问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种稻草纤维增强加气混凝土,包括基料、铝粉膏、稻草纤维、外加剂和水,所述铝粉膏的掺入量为基料干质量的0.06%~0.09%;所述外加剂的掺入量为基料干质量的0.5%~0.8%;所述稻草纤维的掺入量为基料干质量的2%~10%;所述水与基料的质量比为0.52~0.60。
所述基料包括水泥、石灰、陶瓷废料、粉煤灰和石膏;所述水泥、石灰、陶瓷废料、粉煤灰和石膏的质量比为15~20∶15~20∶0~40:0~65:2~5。
所述外加剂为减水剂与三乙醇胺或碱盐复配而成;所述减水剂为聚羧酸减水剂或萘系减水剂。加入适量的外加剂,以保证浆料的扩展度控制在140~180mm。
所述陶瓷废料,其化学成分的质量百分比为:SiO268%~78%;Al2O315%~20%;Fe2O30.5%~1.5%;MgO0.5%~1.0%;CaO0.5~1.0%;Na2O1.0%~2.0%;K2O1.0%~2.0%;所述陶瓷废料的烧失量为3.0%~6.0%;所述陶瓷废料细度要求0.08mm方孔筛筛余小于10%。
所述粉煤灰的化学成分的质量百分比为:SiO245%~55%;Al2O330.0%~40.0%;Fe2O32.0%~5.0%;MgO0.5%~1.0%;CaO3.0%~6.0%;Na2O0.1%~0.5%;K2O0.5%~1.0%;所述粉煤灰的烧失量为3.0%~5.0%;所述粉煤灰细度要求0.08mm方孔筛筛余小于15%。
所述石灰中CaO含量大于80%,其细度要求0.08mm方孔筛筛余小于15%。
所述石膏为脱硫石膏,其结晶水大于7%,SO3含量为大于45%。
上述的稻草纤维增强加气混凝土的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取基料并混匀,按水与基料的质量百分比为0.52~0.60称取用水量,将水温控制在50~60℃,将水分成两份:一份水与外加剂混合均匀,外加剂按基料干质量的0.5%~0.8%掺入;一份水与稻草纤维混合,使稻草纤维在水中分散,稻草纤维按基料干质量的2%~10%掺入;
(2)将与外加剂混合均匀的水加入到基料中,搅拌30~60s,再加入分散有稻草纤维的水,再搅拌30~60s,最后按基料干质量的0.06%~0.09%加入的铝粉,搅拌30~60s,得到混合均匀的料浆;搅拌过程中设置保温措施,保证料浆浇注时的入模温度在45~50℃;
(3)将步骤(2)得到的搅拌均匀的料浆快速浇注入提前升温至50℃~60℃的模具中发气20~30分钟,发气完成后在50~60℃温度下预养2~4小时,待坯体强度达到0.7~1.0MPa后按照需要的规格进行切割;
(4)将切割完毕的坯体送至蒸压釜内进行蒸养,养护的方法是:升温2~3小时至大气压达0.8~1.2MPa,恒温恒压5~7小时,再降温降压2~3小时到常温,即得成品。
所述稻草纤维由以下方法制成;
对稻草原料进行叶、杆和穗的分离,将叶、杆和穗切断至2~5cm,用50℃~90℃热水浸泡10~24小时,用碱溶液、钙盐溶液和防霉剂进行处理后,进行磨浆,磨浆浓度约为10%~15%,浆滤干后得到稻草纤维。
步骤(1)所述称取基料并混匀,具体为:
按质量比为水泥:石灰:陶瓷废料:粉煤灰:石膏=15~20∶15~20∶0~40:0~65:2~5取水泥、石灰、陶瓷废料、粉煤灰和石膏,并混料至均匀。
与现有技术相比,本发明具有以下优点和有益效果:
1、本发明采用处理过的稻草纤维作为加气混凝土的增强材料,制备的加气混凝土干燥收缩值小,抗裂性能好,性能满足国标要求。
2、本发明采用利用工业和农业废料作为原料,减少了废料对周边环境的污染,实现变废为宝,使得资源得到最大化利用。
3、本发明制备的砌块容重在700kg/m3左右,强度高,干缩小,工艺简单。
4、本发明制备的加气混凝土保温隔热性能好,能作为承重墙体的保温材料,节能效果明显。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)称取基料:按质量比为水泥:石灰:陶瓷废料:粉煤灰:石膏=18∶15∶34:30:3称取水泥、石灰、陶瓷废料、粉煤灰和石膏进行混料至均匀;按水料比0.58称取用水量,将水温控制在50℃,将水分成两份:一份水与外加剂混合均匀,外加剂按基料干质量的0.5%掺入;一份水与稻草纤维混合,使稻草纤维在水中分散,稻草纤维按基料干质量的3%掺入;
所述外加剂为聚羧酸减水剂与三乙醇胺复配而成;
所述陶瓷废料,其化学成分的质量百分比为:SiO270.3%;Al2O316.5%;Fe2O31.1%;MgO1.1%;CaO0.6%;Na2O3.0%;K2O2.1%;所述陶瓷废料的烧失量为5.3%;所述陶瓷废料细度要求0.08mm方孔筛筛余小于10%;
所述粉煤灰其化学成分的质量百分比为:SiO247.5%;Al2O336.8%;Fe2O34.5%;MgO0.6%;CaO5.4%;Na2O0.4%;K2O0.7%;所述陶瓷废料的烧失量为4.1%;所述陶瓷废料细度要求0.08mm方孔筛筛余小于15%。
所述石膏为脱硫石膏,其结晶水大于7%,SO3含量为大于45%;
(2)将与外加剂混合均匀的水加入到混合均匀的基料中,搅拌60s,再将分散有稻草纤维的水加入到拌合均匀的料浆中,再搅拌60s,最后加入基料干质量的0.06%的铝粉搅拌30s,得到混合均匀的料浆,料浆浇注时的入模温度为45℃;
(3)将料浆快速浇注入温度为50℃的模具中发气25分钟,发气完成后在50℃温度下预养3小时,待坯体强度达到0.7~1.0MPa后进行切割;
(4)将切割完毕的坯体送至蒸压釜内进行蒸养,养护的方法是:升温3小时至大气压达1MPa,恒温恒压6小时,再降温降压2小时到常温,得到成品,其性能指标如表1所示。
表1制备的加气混凝土的性能指标
性能 |
绝干体积密度(kg/m3) |
绝干抗压强度(MPa) |
干燥收缩(mm/m) |
吸水率 |
指标 |
723 |
6.6 |
0.38 |
37.5% |
实施例2
(1)称取基料:按质量比为水泥:石灰:陶瓷废料:粉煤灰:石膏=15∶20∶35:28:2称取水泥、石灰、陶瓷废料、粉煤灰和石膏进行混料至均匀;按水料比0.55称取用水量,将水温控制在50℃,将水分成两份:一份水与外加剂混合均匀,外加剂按基料干质量的0.6%掺入;一份水与稻草纤维混合,使稻草纤维在水中分散,稻草纤维按基料干质量的5%掺入;
所述外加剂或由萘系减水剂与三乙醇胺复配而成;
所述陶瓷废料,其化学成分的质量百分比为:SiO270.3%;Al2O316.5%;Fe2O31.1%;MgO1.1%;CaO0.6%;Na2O3.0%;K2O2.1%;所述陶瓷废料的烧失量为5.3%;所述陶瓷废料细度要求0.08mm方孔筛筛余小于10%;
所述粉煤灰其化学成分的质量百分比为:SiO247.5%;Al2O336.8%;Fe2O34.5%;MgO0.6%;CaO5.4%;Na2O0.4%;K2O0.7%;所述陶瓷废料的烧失量为4.1%;所述陶瓷废料细度要求0.08mm方孔筛筛余小于15%。
所述石膏为脱硫石膏,其结晶水大于7%,SO3含量为大于45%;
(2)将与外加剂混合均匀的水加入到混合均匀的基料中,搅拌60s,再将分散有稻草纤维的水加入到拌合均匀的料浆中,再搅拌60s,最后加入基料干质量的0.07%的铝粉搅拌30s,得到混合均匀的料浆,料浆浇注时的入模温度为50℃;
(3)将料浆快速浇注入温度为50℃的模具中发气25分钟,发气完成后在50℃温度下预养3小时,待坯体强度达到0.7~1.0MPa后进行切割;
(4)将切割完毕的坯体送至蒸压釜内进行蒸养,养护的方法是:升温3小时至大气压达1MPa,恒温恒压6小时,再降温降压2小时到常温,得到成品,其性能指标如表2所示。
表2制备的加气混凝土的性能指标
性能 |
绝干体积密度(kg/m3) |
绝干抗压强度(MPa) |
干燥收缩(mm/m) |
吸水率 |
指标 |
715 |
6.1 |
0.37 |
35.2% |
实施例3
(1)称取基料:按质量比为水泥:石灰:陶瓷废料:粉煤灰:石膏=15∶17∶39:27:2称取水泥、石灰、陶瓷废料、粉煤灰和石膏进行混料至均匀;按水料比0.53称取用水量,将水温控制在55℃,将水分成两份:一份水与外加剂混合均匀,外加剂按基料干质量的0.7%掺入;一份水与稻草纤维混合,使稻草纤维在水中分散,稻草纤维按基料干质量的5%掺入;
所述外加剂为聚羧酸减水剂与碱盐复配而成;
所述陶瓷废料,其化学成分的质量百分比为:SiO270.3%;Al2O316.5%;Fe2O31.1%;MgO1.1%;CaO0.6%;Na2O3.0%;K2O2.1%;所述陶瓷废料的烧失量为5.3%;所述陶瓷废料细度要求0.08mm方孔筛筛余小于10%;
所述粉煤灰其化学成分的质量百分比为:SiO247.5%;Al2O336.8%;Fe2O34.5%;MgO0.6%;CaO5.4%;Na2O0.4%;K2O0.7%;所述陶瓷废料的烧失量为4.1%;所述陶瓷废料细度要求0.08mm方孔筛筛余小于15%。
所述石膏为脱硫石膏,其结晶水大于7%,SO3含量为大于45%;
所述的石灰中CaO含量大于80%,其细度要求0.08mm方孔筛筛余小于15%。
所述水泥为42.5等级的硅酸盐水泥。
(2)将与外加剂混合均匀的水加入到混合均匀的基料中,搅拌60s,再将分散有稻草纤维的水加入到拌合均匀的料浆中,再搅拌60s,最后加入基料干质量的0.075%的铝粉搅拌30s,得到混合均匀的料浆,料浆浇注时的入模温度为50℃。
(3)将料浆快速浇注入温度为50℃的模具中发气30分钟,发气完成后在50℃温度下预养3小时,待坯体强度达到0.7~1.0MPa后进行切割;所述外加剂由萘系减水剂于碱盐复配而成。
(4)将切割完毕的坯体送至蒸压釜内进行蒸养,养护的方法是:升温3小时至大气压达1MPa,恒温恒压6小时,再降温降压2小时到常温,得到成品,其性能指标如表3所示。
表3制备的加气混凝土的性能指标
性能 |
绝干体积密度(kg/m3) |
绝干抗压强度(MPa) |
干燥收缩(mm/m) |
吸水率 |
指标 |
708 |
6.2 |
0.36 |
38.7% |
实施例4
(1)称取基料:按质量比为水泥:石灰:陶瓷废料:粉煤灰:石膏=20∶15∶35:28:2称取水泥、石灰、陶瓷废料、粉煤灰和石膏进行混料至均匀;按水料比0.52称取用水量,将水温控制在55℃,将水分成两份:一份水与外加剂混合均匀,外加剂按基料干质量的0.8%掺入;一份水与稻草纤维混合,使稻草纤维在水中分散,稻草纤维按基料干质量的5%掺入;
所述外加剂为萘系减水剂与碱盐复配而成;
所述陶瓷废料,其化学成分的质量百分比为:SiO271.5%;Al2O315%;Fe2O31.5%;MgO1.0%;CaO1.0%;Na2O2.0%;K2O2.0%;所述陶瓷废料的烧失量为6%;所述陶瓷废料细度要求0.08mm方孔筛筛余小于10%;
所述粉煤灰其化学成分的质量百分比为:SiO245%;Al2O340%;Fe2O32.5%;MgO1.0%;CaO5.0%;Na2O0.5%;K2O1.0%;所述陶瓷废料的烧失量为5.0%;所述陶瓷废料细度要求0.08mm方孔筛筛余小于15%。
所述稻草纤维由以下方法制成;对稻草原料进行叶、杆和穗分离,将叶、杆和穗切断至4cm,用70℃热水浸泡18小时,用碱溶液、钙盐溶液和防霉剂进行处理后,进行磨浆,磨浆浓度约为12%,浆滤干后得到稻草纤维;
(2)将与外加剂混合均匀的水加入到混合均匀的基料中,搅拌60s,再将分散有稻草纤维的水加入到拌合均匀的料浆中,再搅拌60s,最后加入基料干质量的0.08%的铝粉搅拌30s,得到混合均匀的料浆,料浆浇注时的入模温度为50℃;所述外加剂由萘系减水剂于碱盐复配而成;
(3)将料浆快速浇注入温度为50℃的模具中发气30分钟,发气完成后在50℃温度下预养3小时,待坯体强度达到0.7~1.0MPa后进行切割;
(4)将切割完毕的坯体送至蒸压釜内进行蒸养,养护的方法是:升温3小时至大气压达1MPa,恒温恒压6小时,再降温降压2小时到常温,得到成品,其性能指标如表4所示。
表4制备的加气混凝土的性能指标
性能 |
绝干体积密度(kg/m3) |
绝干抗压强度(MPa) |
干燥收缩(mm/m) |
吸水率 |
指标 |
695 |
5.4 |
0.34 |
36.4% |
实施例5
(1)称取基料:按质量比为水泥:石灰:粉煤灰:石膏=20∶15∶65:2称取水泥、石灰、粉煤灰和石膏进行混料至均匀;按水料比0.8称取用水量,将水温控制在55℃,将水分成两份:一份水与外加剂混合均匀,外加剂按基料干质量的0.8%掺入;一份水与稻草纤维混合,使稻草纤维在水中分散,稻草纤维按基料干质量的10%掺入;
所述外加剂为萘系减水剂与碱盐复配而成;
所述陶瓷废料,其化学成分的质量百分比为:SiO278%;Al2O315%;Fe2O30.5%;MgO0.5%;CaO0.5%;Na2O1.0%;K2O1.0%;所述陶瓷废料的烧失量为3.5%;所述陶瓷废料细度要求0.08mm方孔筛筛余小于10%;
所述粉煤灰其化学成分的质量百分比为:SiO255%;Al2O335.9%;Fe2O32.0%;MgO0.5%;CaO3.0%;Na2O0.1%;K2O0.5%;所述陶瓷废料的烧失量为3%;所述陶瓷废料细度要求0.08mm方孔筛筛余小于15%。
所述稻草纤维由以下方法制成;对稻草原料进行叶、杆和穗分离,将叶、杆和穗切断至2cm,用50℃热水浸泡10小时,用碱溶液、钙盐溶液和防霉剂进行处理后,进行磨浆,磨浆浓度约为10%,浆滤干后得到稻草纤维;
(2)将与外加剂混合均匀的水加入到混合均匀的基料中,搅拌30s,再将分散有稻草纤维的水加入到拌合均匀的料浆中,再搅拌30s,最后加入基料干质量的0.08%的铝粉搅拌30s,得到混合均匀的料浆,料浆浇注时的入模温度为50℃;所述外加剂由萘系减水剂于碱盐复配而成;
(3)将步骤(2)得到的搅拌均匀的料浆快速浇注入提前升温至50℃的模具中发气20分钟,发气完成后在50℃温度下预养2小时,待坯体强度达到0.7~1.0MPa后按照需要的规格进行切割;
(4)将切割完毕的坯体送至蒸压釜内进行蒸养,养护的方法是:升温2小时至大气压达0.8MPa,恒温恒压5小时,再降温降压2小时到常温,即得成品,其性能指标如表5所示。
表5制备的加气混凝土的性能指标
性能 |
绝干体积密度(kg/m3) |
绝干抗压强度(MPa) |
干燥收缩(mm/m) |
吸水率 |
指标 |
711 |
5.8 |
0.33 |
36.8% |
实施例6
(1)称取基料:按质量比为水泥:石灰:陶瓷废料:石膏=20∶15∶35:5称取水泥、石灰、陶瓷废料和石膏进行混料至均匀;按水料比0.7称取用水量,将水温控制在50℃,将水分成两份:一份水与外加剂混合均匀,外加剂按基料干质量的0.8%掺入;一份水与稻草纤维混合,使稻草纤维在水中分散,稻草纤维按基料干质量的5%掺入;
所述外加剂为萘系减水剂与碱盐复配而成;
所述陶瓷废料,其化学成分的质量百分比为:SiO268%;Al2O320%;Fe2O30.5%;MgO0.5%;CaO1.0%;Na2O2.0%;K2O2.0%;所述陶瓷废料的烧失量为6%;所述陶瓷废料细度要求0.08mm方孔筛筛余小于10%;
所述粉煤灰其化学成分的质量百分比为:SiO251.5%;Al2O330%;Fe2O35%;MgO1%;CaO6%;Na2O0.5%;K2O1%;所述陶瓷废料的烧失量为5%;所述陶瓷废料细度要求0.08mm方孔筛筛余小于15%。
所述稻草纤维由以下方法制成;对稻草原料进行叶、杆和穗分离,将叶、杆和穗切断至5cm,用90℃热水浸泡24小时,用碱溶液、钙盐溶液和防霉剂进行处理后,进行磨浆,磨浆浓度约为15%,浆滤干后得到稻草纤维;
(2)将与外加剂混合均匀的水加入到混合均匀的基料中,搅拌30s,再将分散有稻草纤维的水加入到拌合均匀的料浆中,再搅拌60s,最后加入基料干质量的0.08%的铝粉搅拌30s,得到混合均匀的料浆,料浆浇注时的入模温度为40℃;
(3)将步骤(2)得到的搅拌均匀的料浆快速浇注入提前升温至60℃的模具中发气30分钟,发气完成后在60℃温度下预养4小时,待坯体强度达到0.7~1.0MPa后按照需要的规格进行切割;
(4)将切割完毕的坯体送至蒸压釜内进行蒸养,养护的方法是:升温3小时至大气压达1.2MPa,恒温恒压7小时,再降温降压3小时到常温,即得成品,其性能指标如表6所示。
表6制备的加气混凝土的性能指标
性能 |
绝干体积密度(kg/m3) |
绝干抗压强度(MPa) |
干燥收缩(mm/m) |
吸水率 |
指标 |
721 |
6.1 |
0.34 |
34.2% |
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。