CN106007782B - 轻质多孔自保温混凝土砌块及其制备方法 - Google Patents

轻质多孔自保温混凝土砌块及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种轻质多孔自保温混凝土砌块及其制备方法，其是由以下重量份数的原料制成：水泥20‑32重量份、建筑废渣20‑35重量份、甘蔗渣纤维素3‑18重量份、粉煤灰10‑25重量份、生石灰0.02‑1重量份、纳米氧化铝3‑5.5重量份、纳米碳酸钙0.2‑1.6重量份、钛石膏粉1‑3重量份、速凝剂0.2‑0.5重量份、发泡剂7‑15重量份、减水剂0.1‑0.5重量份和水适量。本发明有效利用甘蔗渣纤维、建筑废料，减少对不可再生的粘土资源消耗，实现建筑废料循环利用，并利用合理原料配比制备出自重轻、强度高、热工性能好的轻质多孔自保温混凝土砌块制备方法，提高社会经济效益。

Description

轻质多孔自保温混凝土砌块及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑节能材料的技术领域，特别涉及一种轻质多孔自保温混凝土砌块及其制备方法。
背景技术
随着我国社会经济的高速发展，我国的建筑能耗总量也在不断攀升，2014 年我国建筑能耗约占能源总消费量的30%。因此，贯彻落实建筑节能工作，科学合理削减建筑能耗，对于实施节能减排战略，建设资源节约型社会，实现可持续发展具有重大意义。在建筑能耗中，建筑外墙围护结构的热量散失是导致建筑物高能耗的主要因素，所以说，对建筑的采暖、保温和外墙围护结构进行革新是实现建筑节能目标的关键。
长期以来由于我国经济水平低，建筑标准较低，环境保护意识不强，建筑中大量使用粘土烧结砖作为建筑砌体材料，导致大量不可再生土地资源的浪费和巨大的能耗。近年来，随着国家环保工作的推进，粘土烧结砖的使用量正在逐年减少，部分地区禁止使用粘土烧结砖的政策也已推出并在执行过程中。因此，寻找粘土烧结砖的砌体材料的可替代产品已经成为建筑行业的必然趋势。灰砂砖、水泥砌块、空心砌块、加气混凝土砌块等一系列的砌体材料在建筑中均已得到使用。
自1866 年美国哈契逊获得第一份生产空心砌块的专利以来，混凝土空心砌块建筑已在全球100 多个国家广泛应用。发达国家在混凝土新型砌块的保温性能方面投入大量研究并取得***成果。如美国研究出的TB 型复合保温隔热砌块；加拿大研究出IMSI 复合保温隔热砌块；波兰研究出U 型咬合式复合保温砌块；芬兰研究出三明治式复合保温隔热砌块等。针对目前我国自保温墙材的研发刚刚起步的情况，开发出符合我国“节能、环保、隔热保温”要求的新型自保温墙材，是当前墙材砌体研究的主要方向。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种轻质多孔自保温混凝土砌块及其制备方法，从而有效利用甘蔗渣纤维、建筑废料，减少对不可再生的粘土资源消耗，实现建筑废料循环利用，并利用合理原料配比制备出自重轻、强度高、热工性能好的轻质多孔自保温混凝土砌块制备方法，提高社会经济效益。
解决上述技术问题的技术方案是：一种轻质多孔自保温混凝土砌块，其是由以下重量份数的原料制成：水泥20-32重量份、建筑废渣20-35重量份、甘蔗渣纤维素3-18重量份、粉煤灰10-25重量份、生石灰0.02-1重量份、纳米氧化铝3-5.5重量份、纳米碳酸钙0.2-1.6重量份、钛石膏粉1-3重量份、速凝剂0.2-0.5重量份、发泡剂7-15重量份、减水剂0.1-0.5重量份和水适量；
所述的甘蔗渣纤维素与质量分数15-20%的氢氧化钠溶液混合0.8-1.2小时，甘蔗渣纤维素与氢氧化钠溶液的质量比为1:1.5-2，过滤出甘蔗渣纤维素用去离子水洗涤至中性，真空烘干。
所述的水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和碱矿渣水泥中的一种或两种、三种、四种。
所述的发泡剂为双氧水、铝粉、高锰酸钾中的一种或两种、三种。
所述的甘蔗渣纤维素含水量低于5%。
所述的建筑废渣研磨后，过300目标准筛筛分。
本发明的另一技术方案是：上述的轻质多孔自保温混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
⑴将水泥、建筑废渣、粉煤灰、生石灰、钛石膏粉和速凝剂混合均匀；
⑵将预处理后的甘蔗渣纤维素、纳米氧化铝、纳米碳酸钙加到含有质量分数0.4-0.6%硅烷偶联剂KH-550的乙醇溶液中超声分散均匀，干燥后加入步骤⑴的混合物中搅拌混合3-4分钟混合均匀；
⑶发泡剂、减水剂与适量的水混合均匀后，加入步骤⑵的混合物中在浇注搅拌机内搅拌制成浆料，将浆料入模，制成要求的形状后常压自然养护，养护时间不低于10天，得到节能轻质多孔混凝土砌块。
步骤⑶得到的轻质多孔自保温混凝土砌块，导热系数不大于0.7W/m•K，比重不大于1200kg/m3，抗压强度不小于5MPa，抗冻性25个冻融循环。
本发明利用建筑废渣、粉煤灰、甘蔗渣纤维素作为填充物，生石灰、纳米氧化铝、纳米碳酸钙、钛石膏粉为改性剂，以水泥、速凝剂，水为胶结料和辅料，经混合搅拌，振动成型，常规条件下养护而制成的自保温墙体材料，具有的效果和优点：一是砌块的保温性好、容重低、强度满足隔墙要求等优点，具有良好广阔的应用前景；二是用建筑废渣、甘蔗渣纤维生产轻质多孔节自保温混凝土砌块，生产过程简单、能耗低，应用于高层建筑可有效降低结构工程造价，改善建筑物热工性能，能耗减少，是一种节能、环保、经济的绿色环保材料；三是制备轻质多孔节能型混凝土小型砌块可广泛应用于非承重墙体，可以减少高层建筑物的载荷，从而提高高层建筑物的安全保障，造福于社会。另外，本发明产品生产整个过程没有废弃物排放、除搅拌外几乎无能源消耗，属于环境友好性技术。
下面，结合具体实施例对本发明之轻质多孔自保温混凝土砌块及其制备方法的技术特征作进一步的说明。
具体实施方式
实施例1-实施例4: 一种轻质多孔自保温混凝土砌块，各原料配比及制得的砌块指标见表1。
表1中，所述的甘蔗渣纤维素用质量分数18%的氢氧化钠溶液浸泡1小时，甘蔗渣纤维素与氢氧化钠溶液的质量比为1:1.8，过滤出甘蔗渣纤维素用去离子水洗涤至中性，真空烘干。甘蔗渣纤维素含水量低于5%。所述的建筑废渣研磨后，过300目标准筛筛分。所述的建筑废渣主要是指拆迁过程产生的废弃砖块。
实施例5：一种如实施例1-4所述的轻质多孔自保温混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
⑴将水泥、建筑废渣、粉煤灰、生石灰、钛石膏粉和速凝剂混合均匀；
⑵将预处理后的甘蔗渣纤维素、纳米氧化铝、纳米碳酸钙加到含有质量分数0.4-0.6%硅烷偶联剂KH-550的乙醇溶液中超声分散均匀，干燥后加入步骤⑴的混合物中快速搅拌混合3-4分钟混合均匀；
⑶发泡剂、减水剂与适量的水混合均匀后，加入步骤⑵的混合物中在浇注搅拌机内快速搅拌制成浆料，将浆料入模，制成要求的形状后常压自然养护，养护时间不低于10天，得到节能轻质多孔混凝土砌块。得到的砌块内部具有大量的微孔，导热系数不大于0.7W/m•K，比重不大于1200kg/m3，抗压强度不小于5MPa，抗冻性25个冻融循环。
以上实施例仅为本发明的较佳实施例，本发明的结构并不限于上述实施例列举的形式，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种轻质多孔自保温混凝土砌块，其特征在于：其是由以下重量份数的原料制成：水泥20-32重量份、建筑废渣20-35重量份、甘蔗渣纤维素3-18重量份、粉煤灰10-25重量份、生石灰0.02-1重量份、纳米氧化铝3-5.5重量份、纳米碳酸钙0.2-1.6重量份、钛石膏粉1-3重量份、速凝剂0.2-0.5重量份、发泡剂7-15重量份、减水剂0.1-0.5重量份和水适量；
所述的甘蔗渣纤维素与质量分数15-20%的氢氧化钠溶液混合0.8-1.2小时，甘蔗渣纤维素与氢氧化钠溶液的质量比为1:1.5-2，过滤出甘蔗渣纤维素用去离子水洗涤至中性，真空烘干；所述的发泡剂为双氧水、铝粉和高锰酸钾；
该轻质多孔自保温混凝土砌块的制备方法包括以下步骤：
⑴将水泥、建筑废渣、粉煤灰、生石灰、钛石膏粉和速凝剂混合均匀；
⑵将预处理后的甘蔗渣纤维素、纳米氧化铝、纳米碳酸钙加到含有质量分数0.4-0.6%硅烷偶联剂KH-550的乙醇溶液中超声分散均匀，干燥后加入步骤⑴的混合物中搅拌混合3-4分钟混合均匀；
⑶发泡剂、减水剂与适量的水混合均匀后，加入步骤⑵的混合物中在浇注搅拌机内搅拌制成浆料，将浆料入模，制成要求的形状后常压自然养护，养护时间不低于10天，得到节能轻质多孔混凝土砌块。
2.根据权利要求1所述的轻质多孔自保温混凝土砌块，其特征在于：所述的水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和碱矿渣水泥中的一种或两种、三种、四种。
3.根据权利要求1所述的轻质多孔自保温混凝土砌块，其特征在于：所述的甘蔗渣纤维素含水量低于5%。
4.根据权利要求1所述的轻质多孔自保温混凝土砌块，其特征在于：所述的建筑废渣研磨后，过300目标准筛筛分。
5.根据权利要求1所述的轻质多孔自保温混凝土砌块，其特征在于：步骤⑶得到的轻质多孔自保温混凝土砌块，导热系数不大于0.7W/m•K，比重不大于1200kg/m3，抗压强度不小于5MPa，抗冻性25个冻融循环。
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