CN109678424A - 一种蒸压加气混凝土砌块及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸压加气混凝土砌块及其制备方法，其技术方案要点是一种蒸压加气混凝土砌块，以重量份数计，包括如下组分：尾矿砂65‑75份、水泥10‑15份、石灰10‑15份、石膏1‑3份、铝粉0.4‑0.6份、木质纤维素1‑2份、抗裂剂0.2‑0.3份以及水60‑70份；以重量份数计，所述抗裂剂包括双丙酮丙烯酰胺6‑10份、玻化微珠2‑4份、硅微粉1‑2份、羟丙基甲基纤维素0.6‑0.8份以及膨润土0.3‑0.5份混合均匀而成。本发明通过木质纤维素和抗裂剂的配合，一方面可以提高加气混凝土砌块的抗裂性能，另一方面还可以提高加气混凝土砌块的保水性，降低其对砌筑或抹面砂浆中水分的吸收。

Description

一种蒸压加气混凝土砌块及其制备方法

技术领域

本发明涉及加气混凝土技术领域，更具体的说，它涉及一种蒸压加气混凝土砌块及其制备方法。

背景技术

加气混凝土砌块是以硅质材料(石英砂、粉煤灰及含硅尾矿等)和钙质材料(石灰、水泥)为主要原料，掺加发气剂(铝粉)，通过配料、搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程制成的轻质多孔硅酸盐制品。加气混凝土砌块具有容量轻、保温性能高、吸音效果好，具有一定的强度和可加工性等优点，可广泛应用于各类建筑内外墙和建筑保温墙体及建筑装饰工程中。加气混凝土砌块主要分为蒸压砂加气混凝土砌块和蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，两者相比较，在相同容重下，蒸压砂混凝土砌块的强度更大，导热系数更低，抗冻性更好，优势明显，是自保温体系的更好的选择；而蒸压粉煤灰加气混凝土的优势在于可以利用工业废料粉煤灰，有利于实现资源的再利用；而含硅尾矿作为一种工业废料，可以代替石英砂，不仅具有砂质材料的优势，并且还能能够实现资源的再利用，可以有效的降低生产成本。

现有技术中，申请号为200410036554.3中国专利，公开了一种黄金尾矿蒸压加气混凝土砌块及生产方法，混凝土砌块的主要制作原料为黄金尾矿渣、水泥、生石灰、铝粉和水。按照重量百分比，主要制作原料配方配料比为：黄金尾矿渣60-70％、水泥6-10％、生石灰20-30％、铝粉0.01-0.05％，水用量为足以使黄金尾矿渣磨细料浆浓度符合要求。

加气混凝土砌块的特点是具有多孔结构，砌块中的气孔约占其体积的60-75％，而这些气孔分为连通孔以及封闭孔，由于这两种孔的存在，导致加气混凝土砌块吸水量多而慢，虽然这可以使其具有很好的抗渗性能，但是也导致其导湿性差，在施工的过程时，为了提高砂浆与加气混凝土砌块的粘结强度，需要向加气混凝土砌块上洒水，使其表面湿润，但是由于加气混凝土砌块气孔的结构，导致其只是表面湿润而内部未被湿润，在用砂浆对混凝土砌块进行砌筑或者抹面施工之后，混凝土砌块又会从砂浆中吸收水分，导致砂浆变得干燥而容易开裂，从而使抹灰层产生脱皮、空鼓等问题；此外加气混凝土砌块自身的干缩变形大时，会导致加气混凝土砌块容易出现开裂的缺陷，从而降低墙体的耐久性。因此，如何提高蒸压加气混凝土砌块的抗裂性能，是一个需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种蒸压加气混凝土砌块，其通过木质纤维素和抗裂剂的配合，一方面可以提高加气混凝土砌块的抗裂性能，另一方面还可以提高加气混凝土砌块的保水性，降低其对砌筑或抹面砂浆中水分的吸收。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种蒸压加气混凝土砌块，以重量份数计，包括如下组分：尾矿砂65-75份、水泥10-15份、石灰10-15份、石膏1-3份、铝粉0.4-0.6份、木质纤维素1-2份、抗裂剂0.2-0.3份以及水60-70份；以重量份数计，所述抗裂剂包括双丙酮丙烯酰胺6-10份、玻化微珠2-4份、硅微粉1-2份、羟丙基甲基纤维素0.6-0.8份以及膨润土0.3-0.5份混合均匀而成。

通过采用上述技术方案，木质纤维素的比重小，在保持加气混凝土砌块质轻的优势外，还可以降低混凝土砌块的干燥收缩率，提高加气混凝土砌块自身的抗裂性能以及抗压强度；抗裂剂与木质纤维素并用时，一方面可以提高加气混凝土砌块的抗裂性能、抗冻性能以及和易性，另一方面还可以提高加气混凝土砌块的保水性以及导湿性，降低其对砌筑或抹面砂浆中水分的吸收，从而可以提高墙体的耐久性。

进一步地，所述尾矿砂为二氧化硅含量大于80％的黄金尾矿砂。

通过采用上述技术方案，黄金尾矿砂属于工业固体废弃物，其二氧化硅含量大于80％，反应生成的水化产物稳定性好，蒸压养护后强度指标高、干燥收缩值小，可以保持加气混凝土砌块性能的稳定性。

进一步地，所述石灰为活性氧化钙含量大于80％的生石灰，0.08mm方孔筛筛余量为4-8％。

通过采用上述技术方案，生石灰的主要成分为氧化钙，氧化钙与水发生反应时，可以放出大量的热量，促进水化凝胶的生成，有利于生产工艺的控制，从而保证了产品质量；并且提高生石灰的细度，可以减少生石灰消化过程中的体积膨胀，减少坯体发生开裂的情况，而0.08mm方孔筛筛余量为4-8％为宜，当生石灰的细度过小时，则会提高消化速度，影响浇筑的稳定性。

进一步地，所述石膏为脱硫石膏。

通过采用上述技术方案，脱硫石膏的主要成分与石膏一样，为二水硫酸钙，与其他石膏相比而脱硫石膏粉具有可再生、粒度小、成分稳定、有害杂质含量少、纯度高等特点，属于环保型材料，脱硫石膏具有提高砌块的强度、减少收缩的优点。

进一步地，所述铝粉为铝含量大于90％的铝粉。

通过采用上述技术方案，铝粉作为加气混凝土砌块中的发泡剂，可以使混凝土砌块的内部产生大量的封闭气孔，使混凝土砌块具有很好的隔音效果、抗震性能、保温性能以及抗渗性能。

进一步地，所述水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥以及粉煤灰硅酸盐水泥中的一种。

通过采用上述技术方案，水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥以及粉煤灰硅酸盐水泥中的一种，可以达到所需的强度。

本发明的目的之二在于提供一种蒸压加气混凝土砌块的制备方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种蒸压加气混凝土砌块的制备方法，包括如下步骤：

(1)配料：将尾矿砂研磨至0.08mm方孔筛筛余量小于20％后，加水搅拌，得到浆料；

(2)浇筑静养：将浆料、水泥、石灰、石膏、铝粉、木质纤维素以及抗裂剂搅拌均匀，然后将其浇筑入模后，在40-60℃的温度下，静养2-3h，得到砌块坯体；

(3)蒸压养护：将砌块坯体脱模后进行切割和编组，然后将其置于温度为190-200℃、压强为0.9-1.3MPa的条件下，蒸养8-12h，得到蒸压加气混凝土砌块。

通过采用上述技术方案，将各原料搅拌、浇筑、静养、切割编组以及蒸养养护后制得的蒸压加气混凝土砌块具有良好的抗裂性能、抗冻性能，并且其主要原料为工业废弃物，可以实现资源的再利用，符合绿色环保的要求。

进一步地，步骤(1)中的搅拌速度为800-1000r/min。

通过采用上述技术方案，以800-1000r/min使尾矿砂与水搅拌均匀，可以降低分层的产生，提高浆料的稳定性。

进一步地，步骤(2)中的搅拌速度为2000-3000r/min。

通过采用上述技术方案，以2000-3000r/min的速度对各原料高速搅拌，高速剪切力可以使原料混合充分，有利于提高砌块的强度以及硬度。

综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：

1.木质纤维素的比重小，在保持加气混凝土砌块质轻的优势外，还可以降低混凝土砌块的干燥收缩率，可以提高加气混凝土砌块自身的抗裂性能以及抗压强度；抗裂剂与木质纤维素并用时，一方面可以提高加气混凝土砌块的抗裂性能、抗冻性能以及和易性，另一方面还可以提高加气混凝土砌块的保水性以及导湿性，降低其对砌筑或抹面砂浆中水分的吸收，从而可以提高墙体的耐久性；

2.木质纤维素属于植物纤维，其纤维内有很多的毛细孔道，因而可以提高砌块的导湿性，其与抗裂剂中的双丙酮丙烯酰胺、玻化微珠、硅微粉、羟丙基甲基纤维素以及膨润土并用时，可以提高砌块的致密性，从而可以弥补砌块抗渗性降低的缺陷；

3.硅质材料选用工业废弃物尾矿砂，可以实现资源的再利用，节约资源，降低成本；原料无污染、无辐射，属于绿色环保建材。

具体实施方式

以下对本发明作进一步详细说明。

一、抗裂剂的制备例以下制备例中的双丙酮丙烯酰胺选自山东富舜新材料科技有限公司生产的双丙酮丙烯酰胺；羟丙基甲基纤维素选自山东瑞泰生产的牌号为60RT4000的羟丙基甲基纤维素；硅微粉选自江苏中盛硅材料科技有限公司生产的细度为600目的硅微粉；膨润土选自罗山鸿骏膨润土厂生产的细度为200目的纳米膨润土。

制备例1：将双丙酮丙烯酰胺6kg、玻化微珠2kg、硅微粉1kg、羟丙基甲基纤维素0.6kg以及膨润土0.3kg以600r/min的速度搅拌均匀后，制得抗裂剂。

制备例2：将双丙酮丙烯酰胺8kg、玻化微珠3kg、硅微粉1.5kg、羟丙基甲基纤维素0.7kg以及膨润土0.4kg以600r/min的速度搅拌均匀后，制得抗裂剂。

制备例3：将双丙酮丙烯酰胺10kg、玻化微珠4kg、硅微粉2kg、羟丙基甲基纤维素0.8kg以及膨润土0.5kg以600r/min的速度搅拌均匀后，制得抗裂剂。

制备例4：本制备例与制备例1的不同之处在于，原料中不包含双丙酮丙烯酰胺、玻化微珠以及膨润土。

二、实施例实施例1：一种蒸压加气混凝土砌块采用如下方法制备而得：

(1)配料：将65kg、二氧化硅含量大于80％的黄金尾矿砂研磨至0.08mm方孔筛筛余量小于20％后，加入60kg水后以800r/min的速度搅拌均匀，得到浆料；

(2)浇筑静养：将浆料、水泥10kg、石灰10kg、脱硫石膏1kg、铝粉0.4kg、木质纤维素1kg以及抗裂剂0.2kg以2000r/min的速度搅拌均匀，然后将其浇筑入模后，在40℃的温度下，静养2h，得到砌块坯体；其中水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，石灰为活性氧化钙含量大于80％的生石灰，0.08mm方孔筛筛余量为4％，铝粉为铝含量大于90％的铝粉，抗裂剂选自制备例1制备的抗裂剂；

(3)蒸压养护：将砌块坯体脱模后进行切割和编组，然后将其置于温度为190℃、压强为0.9MPa的条件下，蒸养8h，得到蒸压加气混凝土砌块。

实施例2：一种蒸压加气混凝土砌块采用如下方法制备而得：

(1)配料：将70kg、二氧化硅含量大于80％的黄金尾矿砂研磨至0.08mm方孔筛筛余量小于20％后，加入65kg水后以900r/min的速度搅拌均匀，得到浆料；

(2)浇筑静养：将浆料、水泥12.5kg、石灰12.5kg、脱硫石膏2kg、铝粉0.5kg、木质纤维素1.5kg以及抗裂剂0.25kg以2500r/min的速度搅拌均匀，然后将其浇筑入模后，在50℃的温度下，静养2.5h，得到砌块坯体；其中水泥为强度等级为42.5的矿渣硅酸盐水泥，石灰为活性氧化钙含量大于80％的生石灰，0.08mm方孔筛筛余量为6％，铝粉为铝含量大于90％的铝粉，抗裂剂选自制备例2制备的抗裂剂；

(3)蒸压养护：将砌块坯体脱模后进行切割和编组，然后将其置于温度为195℃、压强为1.1MPa的条件下，蒸养10h，得到蒸压加气混凝土砌块。

实施例3：一种蒸压加气混凝土砌块采用如下方法制备而得：

(1)配料：将75kg、二氧化硅含量大于80％的黄金尾矿砂研磨至0.08mm方孔筛筛余量小于20％后，加入70kg水后以1000r/min的速度搅拌均匀，得到浆料；

(2)浇筑静养：将浆料、水泥15kg、石灰15kg、脱硫石膏3kg、铝粉0.6kg、木质纤维素2kg以及抗裂剂0.3kg以3000r/min的速度搅拌均匀，然后将其浇筑入模后，在60℃的温度下，静养3h，得到砌块坯体；其中水泥为强度等级为42.5的粉煤灰硅酸盐水泥，石灰为活性氧化钙含量大于80％的生石灰，0.08mm方孔筛筛余量为4-8％，铝粉为铝含量大于90％的铝粉，抗裂剂选自制备例3制备的抗裂剂；

(3)蒸压养护：将砌块坯体脱模后进行切割和编组，然后将其置于温度为190-200℃、压强为0.9-1.3MPa的条件下，蒸养8-12h，得到蒸压加气混凝土砌块。

三、对比例对比例1：本对比例与实施例1的不同之处在于，原料中未添加木质纤维素以及抗裂剂。

对比例2：本对比例与实施例1的不同之处在于，原料中未添加木质纤维素。

对比例3：本对比例与实施例1的不同之处在于，原料中未添加抗裂剂。

对比例4：本对比例与实施例1的不同之处在于，原料中的抗裂剂为制备例4制备的抗裂剂。

四、应用例：将蒸压加气混凝土砌块的表面撒上一定量的水，使其表面湿润，然后在洒水后的蒸压加气混凝土砌块的表面涂抹等量的抹面砂浆，检测抹面砂浆表面的开裂情况，其中抹面砂浆选自南京匡豪建筑材料有限公司生产的型号为kh-132的聚合物抹面砂浆，该聚合物抹面砂浆的保水率为70％，压折比为1:2。压折比是砂浆抗压强度与抗折强度的比值，是一个无量纲的参数，用来反映砂浆的抗开裂性能，标准中规定压折比要≤3.0，压折比越小，表明砂浆的柔韧性越好，抵抗抗裂的性能越好；应用例1采用的是实施例1制备的蒸压加气混凝土砌块，应用例2采用的是对比例1制备的蒸压加气混凝土砌块，应用例3采用的是对比例2制备的蒸压加气混凝土砌块，应用例4采用的是对比例3制备的蒸压加气混凝土砌块，应用例5采用的是对比例4制备的蒸压加气混凝土砌块。根据JG/T230-2007《预拌砂浆》，将应用于应用例1-5上的抹面砂浆的性能进行测试，将测试结果示于表1。

表1

由表1数据可以看出，在本发明制备的蒸压加气混凝土砌块上涂抹抹面砂浆后，随着时间的延长，保水率的下降幅度较小，并且其压折比的增加幅度也比较小，说明本发明的蒸压加气混凝土砌块的性能优异，在施工时，本发明的具有较好的导湿性以及保水性，不会过多的从抹面砂浆上吸收水分，对抹面砂浆的性能影响较小，可以改善墙体的耐久性。

应用例2中，相对于应用例1，应用例2中抹面砂浆的保水率以及压折比明显降低，说明由对比例1制备的混凝土砌块会抹面砂浆具有消极作用，说明原料中的木质纤维素以及抗裂剂的加入可以提高混凝土砌块的质量，降低混凝土砌块对从抹面砂浆中水分的吸收，改善墙体的耐久性。

应用例3中，相较于应用例1，应用例3中抹面砂浆的保水率以及压折比明显降低，说明由对比例2制备的混凝土砌块会抹面砂浆具有消极作用，说明原料中的木质纤维素加入可以提高混凝土砌块的质量，降低混凝土砌块对从抹面砂浆中水分的吸收，改善墙体的耐久性；相较于应用例2，应用例3中的保水率以及压折比要优于应用例2中的保水率以及压折比，说明抗裂剂有利于改善砂浆的保水率以及压折比，但是其与木质纤维素并用时，具有协同作用，效果更佳。

应用例4中，相较于应用例1，应用例4中抹面砂浆的保水率以及压折比明显降低，说明原料中的抗裂剂加入可以提高混凝土砌块的质量，降低混凝土砌块对从抹面砂浆中水分的吸收，改善墙体的耐久性；相较于应用例2，应用例4中的保水率以及压折比要优于应用例2中的保水率以及压折比，说明木质纤维素有利于改善砂浆的保水率以及压折比，但是其与抗裂剂并用时，具有协同作用，效果更佳。

应用例5中，相较于应用例1，应用例5中抹面砂浆的保水率以及压折比明显降低，说明抗裂剂中的双丙酮丙烯酰胺、玻化微珠以及膨润土加入可以提高混凝土砌块的质量，降低混凝土砌块对从抹面砂浆中水分的吸收，改善墙体的耐久性；相较于应用例4，应用例5中的保水率以及压折比变化幅度较小，说明抗裂剂中主要起到保水、导湿作用的原料是双丙酮丙烯酰胺、玻化微珠以及膨润土。

五、性能测试按照GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块标准》、GB/T11972-1997《加气混凝土干燥收缩试验方法》、JISA5416-2007《蒸压处理的轻质混凝土板》，将实施例1-3以及对比例1-4制备的蒸压加气混凝土砌块的性能进行测试，将测试结果示于表2。

表2

干燥收缩率可以用来表征混凝土砌块的抗裂性能；混凝土砌块停止养护后，置于未饱和空气中的混凝土砌块因失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水而发生的不可逆收缩，称为干燥收缩变形，简称干缩，因此混凝土砌块的干燥收缩率越低，说明其抗裂性能越好。

由表2数据可以看出，本发明制备的蒸压加气混凝土砌块具有良好的抗压强度、抗冻性能以及较好的和易性，并且有较低的导热系数以及干燥收缩率，说明本发明的蒸压加气混凝土砌块具有良好的保温性能以及抗裂性能，其干密度级别为B06，强度等级为A3.5。

对比例1的原料中未添加木质纤维素以及抗裂剂，相对于实施例1，对比例1的抗压强度、抗冻性明显降低，说明本发明的木质素纤维以及抗裂剂可以明显改善混凝土砌块的抗压强度以及抗冻性能；而对比例1中的干燥收缩率明显升高，说明本发明中的木质纤维素以及抗裂剂可以明显改善混凝土砌块的抗裂性能。

对比例2的原料中未添加木质纤维素，相对于实施例1，对比例2中的抗压强度、抗冻性明显降低，说明本发明的木质素纤维可以明显改善混凝土砌块的抗压强度以及抗冻性能；而干燥收缩率明显升高，说明本发明中的木质纤维素可以明显改善混凝土砌块的抗裂性能；相较于对比例1，对比例2的干燥收缩率低于对比例1的干燥收缩率，说明木质纤维素以及抗裂剂并用时抵抗混凝土砌块的开裂性能更佳，具有很好的协同作用。

对比例3的原料中未添加抗裂剂，相较于实施例1，对比例3中的抗冻性明显降低，说明本发明的抗裂剂可以明显改善混凝土砌块的抗冻性能；而干燥收缩率明显升高，说明本发明中的抗裂剂可以明显改善混凝土砌块的抗裂性能；相较于对比例1，对比例3的干燥收缩率低于对比例1的干燥收缩率，说明木质纤维素以及抗裂剂并用时抵抗混凝土砌块的开裂性能更佳，具有很好的协同作用。

对比例4中的抗裂剂选自制备例4制备的抗裂剂，抗裂剂的原料中不包含双丙酮丙烯酰胺、玻化微珠以及膨润土，相较于实施例1，对比例3中的抗冻性明显降低，说明抗裂剂中的双丙酮丙烯酰胺、玻化微珠以及膨润土可以明显改善混凝土砌块的抗冻性能；而干燥收缩率明显升高，说明抗裂剂中的双丙酮丙烯酰胺、玻化微珠以及膨润土可以明显改善混凝土砌块的抗裂性能；相较于对比例3，对比例4性能变化较小，说明抗裂剂主要起到抗裂作用的原料是双丙酮丙烯酰胺、玻化微珠以及膨润土。

综上所述，木质纤维素可以降低混凝土砌块的干燥收缩率，提高混凝土砌块自身的抗裂性能以及抗压强度；抗裂剂与木质纤维素并用时，具有协同作用，一方面可以提高加气混凝土砌块的抗裂性能、抗冻性能以及和易性，另一方面还可以提高加气混凝土砌块的保水性以及导湿性，降低其对砌筑或抹面砂浆中水分的吸收，从而可以提高墙体的耐久性。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种蒸压加气混凝土砌块，其特征在于：以重量份数计，包括如下组分：

尾矿砂65-75份、水泥10-15份、石灰10-15份、石膏1-3份、铝粉0.4-0.6份、木质纤维素1-2份、抗裂剂0.2-0.3份以及水60-70份；

以重量份数计，所述抗裂剂包括双丙酮丙烯酰胺6-10份、玻化微珠2-4份、硅微粉1-2份、羟丙基甲基纤维素0.6-0.8份以及膨润土0.3-0.5份混合均匀而成。

2.根据权利要求1所述的一种蒸压加气混凝土砌块，其特征在于：所述尾矿砂为二氧化硅含量大于80%的黄金尾矿砂。

3.根据权利要求1所述的一种蒸压加气混凝土砌块，其特征在于：所述石灰为活性氧化钙含量大于80%的生石灰，0.08mm方孔筛筛余量为4-8%。

4.根据权利要求1所述的一种蒸压加气混凝土砌块，其特征在于：所述石膏为脱硫石膏。

5.根据权利要求1所述的一种蒸压加气混凝土砌块，其特征在于：所述铝粉为铝含量大于90%的铝粉。

6.根据权利要求1所述的一种蒸压加气混凝土砌块，其特征在于：所述水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥以及粉煤灰硅酸盐水泥中的一种。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的蒸压加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）配料：将尾矿砂研磨至0.08mm方孔筛筛余量小于20%后，加水搅拌，得到浆料；

（2）浇筑静养：将浆料、水泥、石灰、石膏、铝粉、木质纤维素以及抗裂剂搅拌均匀，然后将其浇筑入模后，在40-60℃的温度下，静养2-3h，得到砌块坯体；

（3）蒸压养护：将砌块坯体脱模后进行切割和编组，然后将其置于温度为190-200℃、压强为0.9-1.3MPa的条件下，蒸养8-12h，得到蒸压加气混凝土砌块。

8.根据权利要求7所述的蒸压加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的搅拌速度为800-1000r/min。

9.根据权利要求7所述的蒸压加气混凝土砌块的制备方法，其特征在于：步骤（2）中的搅拌速度为2000-3000r/min。