CN106986663B - 一种发泡混凝土砌块的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发泡混凝土砌块的制备方法。本发明的目的是解决现有的发泡混凝土砌块制备方法存在的工业固废配加比例偏低以及难以获得高强度、低密度优质产品的技术问题。本发明采用的技术方案是：将多种工业固体废弃物的超微粉进行复合配方，再向粉料混合料中添加水，同时搅拌制浆；再向浆料中添加一定量的发泡剂，继续搅拌均匀，制成发泡浆料；最后将发泡浆料倒入成型模具腔中，再在模具内浆料上表面依次加密封透气层和荷重物；发泡定型后进行脱模、切割，最终进行蒸压养护得到发泡混凝土砌块制品。本发明采用荷重加压方式制备发泡混凝土砌块，有利于制备高强度、低密度的发泡混凝土砌块，操作简单，易于实现工业化生产。

Description

一种发泡混凝土砌块的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种发泡混凝土砌块的制备方法。
背景技术
发泡混凝土又称为发泡水泥、轻质混凝土等，是一种利废、环保、节能、低廉且具有不燃性的新型建筑节能材料,在建筑保温、软土路基加固等方面具有重要的应用前景。发泡混凝土是通过化学发泡的方式，利用化学反应将气体引入混凝土浆体中，经过合理养护成型，而形成的含有大量细小的封闭气孔，并具有一定强度的混凝土制品。
发泡混凝土是一种新型的节能环保建筑材料，国内外学者对其做了大量的研究开发，研究成果已广泛应用于建筑墙体材料和建筑保温材料中。申请号为CN105218047A的发明专利公开了一种高强度泡沫混凝土砌块的制备方法，该方法提出利用钢渣和高炉渣粉代替部分水泥作为泡沫混凝土的钙质材料，结合铝粉化学发气制备加气混凝土。申请号为CN104326703A的发明专利公开了一种多种工业固废复配制备发泡混凝土砌块的方法，该方法以水泥，高炉水渣粉、粉煤灰、磷石膏粉为主要原料，按照一定配合比例进行混合，再加入适量的温水和纤维进行搅拌制浆，最后加入一定量的发泡剂进行发泡，然后迅速将发泡浆体浇筑到模具内，静置待其发泡完毕成型、高温养护形成发泡混凝土砌块。申请号为CN103951341A的发明专利公开了一种发泡混凝土砌块生产工艺，该工艺过程包括原料自动计量配比、搅拌、注模、转运、阳光房内初养、脱模、修面及成型切割，各步骤使用的自动加工装置及各步骤之间使用的自动运输装置使免蒸养泡发混凝土砌块生产工序简单，易于操作，同时提高生产效率。
综上可知，现有的的制备方法存在两方面的技术问题。一方面，现有的发泡混凝土配方中大多采用无机胶凝料水泥或石灰为粘结料，配加部分工业固体废弃物(简称工业固废)，没有发现不配加水泥和石灰类无机胶凝料的发泡混凝土砌块的制备方法，而市场上往往要求发泡混凝土的制备中应多配加工业固体废弃物，以尽可能降低原料成本，更多实现固废资源综合利用，促进节能减排；另一方面，现有的发泡混凝土制备方法大多采用常压发泡工艺，生产出来的产品有的密度大、强度高，有的密度小、强度低，难以获得高强度、低密度两者兼得的优质产品。
发明内容
本发明的目的是解决现有的发泡混凝土砌块制备方法存在的工业固废配加比例偏低以及难以获得高强度、低密度优质产品的技术问题，提供一种发泡混凝土砌块的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种发泡混凝土砌块的制备方法，包括如下步骤：
1)均质粉料配制：将富含钙或镁氧化物的工业固体废弃物、富含硅或铝氧化物的工业固体废弃物和具有胶凝活性激发功能的工业固体废弃物粉碎成超微粉后进行复合配方，配方中各组分的重量百分比为：富含钙或镁氧化物的工业固体废弃物15～34％；富含硅或铝氧化物的工业固体废弃物65～84％；具有胶凝活性激发功能的工业固体废弃物0.5～1.5％；将上述粉体料加入混合机中搅拌混合，配制成均质粉料；
2)均质浆料配制：向粉体料混合机中加入粉体料总重量0.45～0.55倍的水，继续搅拌混合，配制成均质浆料；
3)发泡浆料配制：向上述均质浆料中加入粉体料总重量0.5/1000～3/1000的发泡剂，搅拌混合均匀，配制成发泡浆料；
4)注浆加压发泡：将上述发泡浆料倒入到提前预热好的模具腔中，并在浆料上表面铺设一层密封透气层，然后在密封透气层上放置荷重物进行加压发泡；
5)脱模：将发泡定型后的混凝土块从模具中脱取出来，进行后续处理；
6)切割：将模具中取出混凝土块进行切割加工；
7)养护：按照先抽真空0.5小时至压力为-0.06Mpa，然后均匀升温升压1.5小时至温度为200℃、压力为1.2MPa，恒温恒压6小时，降温降压1.5小时至常温常压的蒸养条件进行养护。
进一步地，所述的富含钙或镁氧化物的工业固体废弃物为钢渣或/和电石渣；所述富含硅或铝氧化物的工业固体废弃物为粉煤灰或/和高炉渣；所述具有胶凝活性激发功能的工业固体废弃物包括脱硫石膏或/和磷石膏。
进一步地，所述的富含钙或镁氧化物的工业固体废弃物为电石渣，所述富含硅或铝氧化物的工业固体废弃物为粉煤灰，所述具有胶凝活性激发功能的工业固体废弃物为脱硫石膏，且三个组分的重量百分比为：电石渣，20～29％；粉煤灰，70～79％；脱硫石膏，0.5～1.5％。
进一步地，步骤4)中加压发泡时的荷重压强为2500Pa～10000Pa，发泡温度为45℃～150℃，发泡时间为1.5～3小时。
进一步地，所述模具腔为具有可控加热功能的金属槽，且将加热温度控制为45℃～150℃。
进一步地，所述固体废弃物的超微粉平均粒径小于10微米。
本发明的有益效果是：本发明的制备原料为工业固体废弃物，原料成本低，更多实现固废资源综合利用，促进节能减排；本发明采用荷重加压方式制备发泡混凝土，有利于制备高强度、低密度的发泡混凝土砌块，操作简单，易于实现工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法，包括如下步骤：
1)均质粉料配制：将电石渣、粉煤灰、脱硫石膏粉碎成平均粒径小于10微米的超微粉后进行复合配方，配方中各组分的重量百分比为：电石渣24.5％、粉煤灰74.6％、脱硫石膏0.9％；将上述粉体料加入混合机中均匀混合，配制成均质粉料；
2)均质浆料配制：向粉体料混合机中加入粉体料总重量0.5倍的水，继续搅拌混合，配制成均质浆料；
3)发泡浆料配制：向上述均质浆料中加入粉体料总重量1.8/1000的发泡剂，搅拌混合均匀，配制成发泡浆料；
4)注浆加压发泡：将上述发泡浆料倒入到提前预热好的模具腔中，并在浆料上表面铺设一层密封透气层，然后在密封透气层上面放置2.5公斤的荷重物进行加压发泡，对应的荷重压强为2500Pa，发泡温度为60℃，发泡时间为3小时；
5)脱模：将发泡定型后的混凝土块从模具中脱取出来，进行后续处理；
6)切割：将模具中取出混凝土块进行切割加工；
7)养护：按照先抽真空0.5小时至压力为-0.06MPa，然后均匀升温升压1.5小时至温度为200℃、压力为1.2MPa，恒温恒压6小时，降温降压1.5小时至常温常压的蒸养条件进行养护。
实施例2
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例1相同，不同之处在于，在密封透气层上面放置5公斤的荷重物进行加压发泡，对应的荷重压强为5000Pa。
实施例3
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例1相同，不同之处在于，在密封透气层上面放置7.5公斤的荷重物进行加压发泡，对应的荷重压强为7500Pa。
实施例4
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例1相同，不同之处在于，在密封透气层上面放置10公斤的荷重物进行加压发泡，对应的荷重压强为10000Pa。
对比试验：按照实施例1中发泡混凝土砌块的制备方法进行试验，不同之处在于，在密封透气层上面不放置荷重物，进行常压发泡。
按照建材行业标准《泡沫混凝土砌块》(JC/T 1062～2007)测试实施例1～4及对比试验制备所得的发泡混凝土的抗压强度和绝干密度，所得测试结果如表1所示。
表1
荷重物/kg 荷重压强/Pa 绝干密度kg/m<sup>3</sup> 抗压强度/Mpa
对比试验 0 0 510 3.5
实施例1 2.5 2500 560 6
实施例2 5 5000 640 7.4
实施例3 7.5 7500 660 7.8
实施例4 10 10000 670 8
由表1可知：加2.5kg荷重物的发泡混凝土试块比不加荷重物的发泡混凝土试块的绝干密度提高9.8％，抗压强度提高71％；加5kg荷重物的发泡混凝土试块比不加荷重物的发泡混凝土试块的绝干密度提高25.4％，抗压强度提高111.4％；加7.5kg荷重物的发泡混凝土试块比不加荷重物的发泡混凝土试块的绝干密度提高29.4％，抗压强度提高122.9％；加10kg荷重物的发泡混凝土试块比不加荷重物的发泡混凝土试块的绝干密度提高31.4％，抗压强度提高128.6％。
实施例5
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例1相同，不同之处在于，配方中各组分的重量百分比为：电石渣28.5％，粉煤灰70％，脱硫石膏1.5％。
实施例6
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例1相同，不同之处在于，配方中各组分的重量百分比为：电石渣20.5％，粉煤灰79％，脱硫石膏0.5％。
实施例7
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例1相同，不同之处在于，配方中各组分的重量百分比为：电石渣15.4％，粉煤灰84％，脱硫石膏0.6％。
实施例8
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法，包括如下步骤：
1)均质粉料配制：将电石渣、高炉渣、磷石膏粉碎成平均粒径小于10微米的超微粉后进行复合配方，配方中各组分的重量百分比为：电石渣29％、高炉渣70％、磷石膏1％；将上述粉体料加入混合机中均匀混合，配制成均质粉料；
2)均质浆料配制：向粉体料混合机中加入粉体料总重量0.45倍的水，继续搅拌混合，配制成均质浆料；
3)发泡浆料配制：向上述均质浆料中加入粉体料总重量0.5/1000的发泡剂，搅拌混合均匀，配制成发泡浆料；
4)注浆加压发泡：将上述发泡浆料倒入到提前预热好的模具腔中，并在浆料上表面铺设一层密封透气层，然后在密封透气层上面放置2.5公斤的荷重物进行加压发泡，对应的荷重压强为2500Pa，发泡温度为45℃，发泡时间为2小时；
5)脱模：将发泡定型后的混凝土块从模具中脱取出来，进行后续处理；
6)切割：将模具中取出混凝土块进行切割加工；
7)养护：按照先抽真空0.5小时至压力为-0.06MPa，然后均匀升温升压1.5小时至温度为200℃、压力为1.2MPa，恒温恒压6小时，降温降压1.5小时至常温常压的蒸养条件进行养护。
实施例9
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例8相同，不同之处在于，在密封透气层上面放置5公斤的荷重物进行加压发泡，对应的荷重压强为5000Pa。
实施例10
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例8相同，不同之处在于，在密封透气层上面放置7.5公斤的荷重物进行加压发泡，对应的荷重压强为7500Pa。
实施例11
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例8相同，不同之处在于，在密封透气层上面放置10公斤的荷重物进行加压发泡，对应的荷重压强为10000Pa。
对比试验：按照实施例8中发泡混凝土砌块的制备方法进行试验，不同之处在于，在密封透气层上面不放置荷重物，进行常压发泡。
按照建材行业标准《泡沫混凝土砌块》(JC/T 1062～2007)测试实施例8～11及对比试验制备所得的发泡混凝土的抗压强度和绝干密度，所得测试结果如表2所示。
表2
荷重物/kg 荷重压强/Pa 绝干密度kg/m<sup>3</sup> 抗压强度/Mpa
对比试验 0 0 620 4.5
8 2.5 2500 640 7
9 5 5000 670 7.4
10 7.5 7500 700 8.4
11 10 10000 735 9.5
由表2可知：加2.5kg荷重物的发泡混凝土试块比不加荷重物的发泡混凝土试块的绝干密度提高3.2％，抗压强度提高55.6％；加5kg荷重物的发泡混凝土试块比不加荷重物的发泡混凝土试块的绝干密度提高8％，抗压强度提高64.4％；加7.5kg荷重物的发泡混凝土试块比不加荷重物的发泡混凝土试块的绝干密度提高12.9％，抗压强度提高86.7％；加10kg荷重物的发泡混凝土试块比不加荷重物的发泡混凝土试块的绝干密度提高18.5％，抗压强度提高111.1％。
实施例12
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例8相同，不同之处在于，配方中各组分的重量百分比为：电石渣15.5％、高炉渣84％、磷石膏0.5％。
实施例13
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法，包括如下步骤：
1)均质粉料配制：将钢渣、粉煤灰、磷石膏粉碎成平均粒径小于10微米的超微粉后进行复合配方，配方中各组分的重量百分比为：钢渣33.5％、粉煤灰65％、磷石膏1.5％；将上述粉体料加入混合机中均匀混合，配制成均质粉料；
2)均质浆料配制：向粉体料混合机中加入粉体料总重量0.55倍的水，继续搅拌混合，配制成均质浆料；
3)发泡浆料配制：向上述均质浆料中加入粉体料总重量3/1000的发泡剂，搅拌混合均匀，配制成发泡浆料；
4)注浆加压发泡：将上述发泡浆料倒入到提前预热好的模具腔中，并在浆料上表面铺设一层密封透气层，然后在密封透气层上面放置2.5公斤的荷重物进行加压发泡，对应的荷重压强为2500Pa，发泡温度为150℃，发泡时间为1.5小时；
5)脱模：将发泡定型后的混凝土块从模具中脱取出来，进行后续处理；
6)切割：将模具中取出混凝土块进行切割加工；
7)养护：按照先抽真空0.5小时至压力为-0.06MPa，然后均匀升温升压1.5小时至温度为200℃、压力为1.2MPa，恒温恒压6小时，降温降压1.5小时至常温常压的蒸养条件进行养护。
实施例14
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例13相同，不同之处在于，在密封透气层上面放置5公斤的荷重物进行加压发泡，对应的荷重压强为5000Pa。
实施例15
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例13相同，不同之处在于，在密封透气层上面放置7.5公斤的荷重物进行加压发泡，对应的荷重压强为7500Pa。
实施例16
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例13相同，不同之处在于，在密封透气层上面放置10公斤的荷重物进行加压发泡，对应的荷重压强为10000Pa。
对比试验：按照实施例13中发泡混凝土砌块的制备方法进行试验，不同之处在于，在密封透气层上面不放置荷重物，进行常压发泡。
按照建材行业标准《泡沫混凝土砌块》(JC/T 1062～2007)测试实施例13～16及对比试验制备所得的发泡混凝土的抗压强度和绝干密度，所得测试结果如表3所示。
表3
荷重物/kg 荷重压强/Pa 绝干密度kg/m<sup>3</sup> 抗压强度/Mpa
对比试验 0 0 450 2.8
13 2.5 2500 480 3.6
14 5 5000 500 4
15 7.5 7500 518 5.1
16 10 10000 580 6
由表3可知：加2.5kg荷重物的发泡混凝土试块比不加荷重物的发泡混凝土试块的绝干密度提高6.7％，抗压强度提高28.6％；加5kg荷重物的发泡混凝土试块比不加荷重物的发泡混凝土试块的绝干密度提高11.1％，抗压强度提高42.8％；加7.5kg荷重物的发泡混凝土试块比不加荷重物的发泡混凝土试块的绝干密度提高15.1％，抗压强度提高82.1％；加10kg荷重物的发泡混凝土试块比不加荷重物的发泡混凝土试块的绝干密度提高28.9％，抗压强度提高114.3％。
实施例17
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例13相同，不同之处在于，配方中各组分的重量百分比为：钢渣15％、粉煤灰83.5％、磷石膏1.5％；
实施例18
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例13相同，不同之处在于，配方中各组分及其重量百分比为：电石渣34％、高炉渣65％、脱硫石膏0.5％和磷石膏0.5％。
实施例19
本实施例中的一种发泡混凝土砌块的制备方法与实施例13相同，不同之处在于，配方中各组分及其重量百分比为：电石渣13.7％、钢渣15％、粉煤灰50％、高炉渣20％、磷石膏1.3％。
上述实施例中所采用的各原料和装置均为市售产品。
实施例中的模具腔为具有可控加热功能的金属槽，且将加热温度控制为45℃～150℃。所述密封透气层，是指具有密封浆液和透过气体功能的透气板，所述透气板一方面允许多余发泡气体顺利排出，另一方面阻止浆料从荷重物与模具腔之间的缝隙逸出，本实施例中使用设有小孔的木板作为密封透气层。
所述加压发泡，是指发泡浆体在一定荷重条件和发泡膨胀产生弹性收缩反作用力条件下稳定发泡，且发泡浆体起初荷重压强范围为2500Pa～10000Pa之间，发泡膨胀产生弹性收缩反作用力直接与浆体发泡速度和发泡高度密切相关，发泡速度越快、发泡高度越高，浆体发泡所承受的压力也越大。

Claims (5)

1.一种发泡混凝土砌块的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)均质粉料配制：将富含钙或镁氧化物的工业固体废弃物、富含硅或铝氧化物的工业固体废弃物和具有胶凝活性激发功能的工业固体废弃物粉碎成超微粉后进行复合配方，配方中各组分的重量百分比为：富含钙或镁氧化物的工业固体废弃物15～34％；富含硅或铝氧化物的工业固体废弃物65～84％；具有胶凝活性激发功能的工业固体废弃物0.5～1.5％，所述的富含钙或镁氧化物的工业固体废弃物为钢渣或/和电石渣；所述富含硅或铝氧化物的工业固体废弃物为粉煤灰或/和高炉渣；所述具有胶凝活性激发功能的工业固体废弃物包括脱硫石膏或/和磷石膏；将上述粉体料加入混合机中均匀混合，配制成均质粉料；
2)均质浆料配制：向粉体料混合机中加入粉体料总重量0.45～0.55倍的水，继续搅拌混合，配制成均质浆料；
3)发泡浆料配制：向上述均质浆料中加入粉体料总重量0.5/1000～3/1000的发泡剂，搅拌混合均匀，配制成发泡浆料；
4)注浆加压发泡：将上述发泡浆料倒入到提前预热好的模具腔中，并在浆料上表面铺设一层密封透气层，然后在密封透气层上放置荷重物进行加压发泡，加压发泡时的荷重压强为2500Pa～10000Pa；
5)脱模：将发泡定型后的混凝土块从模具中脱取出来，进行后续处理；
6)切割：将模具中取出混凝土块进行切割加工；
7)养护：按照先抽真空0.5小时至压力为-0.06Mpa，然后均匀升温升压1.5小时至温度为200℃、压力为1.2MPa，恒温恒压6小时，降温降压1.5小时至常温常压的蒸养条件进行养护。
2.根据权利要求1所述的一种发泡混凝土砌块的制备方法，其特征在于：所述的富含钙或镁氧化物的工业固体废弃物为电石渣，所述富含硅或铝氧化物的工业固体废弃物为粉煤灰，所述具有胶凝活性激发功能的工业固体废弃物为脱硫石膏，且三个组分的重量百分比为：电石渣，20～29％；粉煤灰，70～79％；脱硫石膏，0.5～1.5％。
3.根据权利要求1所述的一种发泡混凝土砌块的制备方法，其特征在于：步骤4)中的发泡温度为45℃～150℃，发泡时间为1.5～3小时。
4.根据权利要求1所述的一种发泡混凝土砌块的制备方法，其特征在于：所述模具腔为具有可控加热功能的金属槽，且将加热温度控制为45℃～150℃。
5.根据权利要求1所述的一种发泡混凝土砌块的制备方法，其特征在于：所述固体废弃物的超微粉平均粒径小于10微米。
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