CN112209685A - 一种发泡陶瓷加气混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发泡陶瓷加气混凝土及其制备方法，由按照质量份数计的以下组份制备得到：普通硅酸盐水泥20‑30份，发泡陶瓷粉35‑65份，粉煤灰2‑10份和铝粉0.04‑0.05份。所述发泡陶瓷加气混凝土以发泡陶瓷粉末作为硅质材料制备轻质加气混凝土，该发泡陶瓷加气混凝土具有良好的抗压强度。

Description

一种发泡陶瓷加气混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土材料技术领域，具体而言，涉及一种发泡陶瓷加气混凝土及其制备方法。

背景技术

目前，发泡陶瓷后加工表面(底面)去皮工艺多采用磨盘方式磨削表皮，进而达到板材表面平整的目的。再者，陶瓷瓷质砖的抛光工艺也采用磨盘方式进行，也会产生大量的细粉末。大量磨削下来的粉末经过压滤后，可作为硅质材料生产制备轻质加气混凝土砌块或者板材。

现有加气混凝土专利技术包括：

(1)、一种加气混凝土(CN 107721345 A)，公开了一种加气混凝土，所述加气混凝土包括以下重量份数的原料：加气混凝土基料43-80份，不锈钢渣20-44份，生物质灰渣8-28份，晶种1-7份；所述晶种采用含有托勃莫来石和水化硅酸钙胶体的水热合成硅酸盐材料。该加气混凝土在原料中增加不锈钢渣和生物质灰渣，可大大增加不锈钢渣和生物质灰渣的利用率，且制备的加气混凝土砌块可达到现行国家标准优等品的要求。

(2)、加气混凝土空心板(CN 110273507 A)，该发明提供一种新断面的加气混凝土板，这种板，在基本保持了加气混凝土板原有抗弯刚度的情况下，板的重量更轻，保温隔热性能更强。具体方法是：将加气混凝土板原来的实心断面，变为有孔的空心断面，降低了加气混凝土板的生产成本，提高了板使用功能。

(3)、一种加气混凝土砖(CN 108585726 A)，提供了一种加气混凝土砖，其原料包括生物矿石粉、砂、石灰、水泥、石膏、铝粉，经混合均匀成型，制成板材或块材，具有较高强度，无裂缝产生。利用贝壳粉在热处理过程中产生细微的孔结构脉络和自然生长的片层结构获得补强的效果。相对于传统的加气混凝土的孔隙结构，生物矿石粉如贝壳粉孔隙更细小，其结构强度更强，对于调节混凝土应力差产生的裂缝具有调节作用。在生产加气混凝土的过程中，石膏对强度有明显提高作用。一方面，在前期，石膏通过抑制石灰消解，调节稠化和发气速度，保证气孔结构，分别与水泥、石灰等形成水化硫铝酸钙和C-S-H凝胶，提高气孔强度。另一方面，石膏在蒸压过程中可以促进水热反应，促使水化硅酸钙向托勃莫来石转化。另外还可以抑制水石榴子石的形成，从而让游离的Al离子掺杂到水化硅酸钙中，Al离子本身也能抑制水化硅酸钙向硬硅钙石转化，促使其向托勃莫来石转化，从而提高制品强度，降低收缩值。

(4)、一种蒸压瓷粉加气混凝土保温板(CN 108975854 A)，组分如下：陶瓷废渣粉23-50份，生石灰10-15份，水泥15-20份，石膏2-4份，碳酸钙3-5份，铝粉2-5份，硅铁粉3-6份，SiO₂5-8份，MgO₂-4份，水40-100份。采用超细陶瓷废渣粉，铝粉和硅铁粉发气剂，并添加多种添加剂，建立起超细粉料浆发气成型方法，克服了低密度160-200kg/m3料浆浇注稳定性差的难题，使坯体形成孔壁坚实、闭孔率高、孔小、孔壁薄、孔形圆且大小均匀的多孔结构，从而使其具有良好的保温性能。

(5)、透水混凝土加气砖(CN 109851296 A)，针对透水混凝土加气砖的抗压强度低的问题，提供了一种透水混凝土加气砖，包括以下质量份数的组分：粉煤灰43-58份；石粉22-30份；石灰10-14份；水58-78份；水泥10-14份；石膏3-4份；铝粉0.08-0.1份；钢纤维0.08-0.1份；鱼胶粉0.15-0.2份。通过加入钢纤维，有利于提高透水混凝土加气砖的硬度，使得透水混凝土加气砖的抗压强度提高，从而使得透水混凝土加气砖成型后不容易开裂。通过加入钢纤维，有利于提高透水混凝土加气砖的硬度，使得透水混凝土加气砖的抗压强度提高，从而有利于提高透水混凝土加气砖的耐久性能，使得透水混凝土加气砖成型后不容易开裂；通过加入水泥，有利于提高浇筑的稳定性，使得混凝土坯体硬化的速度加快，有利于改善混凝土坯体的性能，从而使得透水混凝土加气砖成型后的抗压强度增强；石灰水化后生成碱，通过加入铝粉，铝粉容易与碱反应并放出热量，从而有利于加快混凝土坯体的硬化；同时，铝粉与碱反应还会生成氢气，使得透水混凝土加气砖内容易形成小气泡，进而有利于透水混凝土加气砖内形成微孔，使得透水混凝土加气砖的透水性增强；通过加入鱼胶粉，鱼胶粉具有良好的亲和性和保水性，容易形成皮膜，有利于透水混凝土加气砖在静养过程中其外表面形成保护膜，同时使得混凝土浆液的稠度增大，有利于透水混凝土加气砖在静养过程中形成胶凝状，使得透水混凝土加气砖在切割过程中呈类果冻状态，从而有利于提高透水混凝土加气砖的弹性和强度，使得透水混凝土加气砖在切割过程中不容易坍塌，便于透水混凝土加气砖的切割以及成型，使得透水混凝土加气砖的成型质量提高；另外，鱼胶粉在高温条件下容易融化失效，从而使得鱼胶粉在透水混凝土加气砖的高温高压蒸养的过程中容易失去效力，进而使得鱼胶粉不容易影响透水混凝土加气砖蒸压成型后的硬度，有利于提高透水混凝土加气砖的抗压强度。

(6)、加气混凝土砌块(CN109665795A)，通过加入鱼胶粉，其具有良好的亲和性和保水性，能够形成皮膜，有利于在混凝土砌块的外表形成保护膜，同时使得混凝土的稠度增大，有利于混凝土砌块在切割过程中呈类果冻状态，使得混凝土砌块在切割过程中不容易坍塌，便于砌块切割成型。

(7)、超细粉煤灰蒸压加气混凝土保温板(CN110204288A)公开一种超细粉煤灰蒸压加气混凝土保温板制备工艺，以粉煤灰、生石灰、水泥、石膏、碳酸钙、二氧化硅、氧化铝以及硅粉作为主材，该发明使用双重发气技术，使得混凝土中的孔径分布更加合理，生成的空更加均匀、更细小，内表面密实光滑，气孔尺寸不超过1mm，提高了产品强度，降低导热性，添加了聚乙二醇，使浆料内形成大量微小的封闭气泡，微气泡的存在不仅减少骨料颗粒间的摩擦阻力，更提高了料浆流动性，还隔断了毛细管的渗水通道，提高了产品的抗渗性及抗冻性。

(8)、加气混凝土砌块(CN110342870A)，针对加气混凝土砌块的耐久性能差的问题，提出一种砌块生产工艺技术，通过采用邻羟基本甲酸酯、卵磷脂与丙烯酸乳液协同配合，有利于增强加气混凝土砌块的抗腐蚀性能，使得加气混凝土砌块的抗压强度不容易受水分、紫外线以及氧气的影响，使得加气混凝土砌块耐久性增强。

(9)、超细粉煤灰蒸压加气自保温砌块(CN110194645A)，使用发气技术，生成的空更加均匀、更细小，内表面光滑密实，气孔尺寸不超过1mm。木质素磺酸钙使浆料内形成大量微小封闭气泡，微气泡的存在不仅减少骨料颗粒间的摩擦阻力，提高了产品抗渗性，还隔断了毛细管的渗水通道，提高了产品的抗渗性，助剂纤维素醚和甲基硅醇钠的联合使用，降低了材料的导热系数。

(10)、超细粉煤灰蒸压加气混凝土自保温墙板(CN110218040A)，公开一种超细粉煤灰蒸压加气混凝土自保温墙板，木质素磺酸钙使浆料内形成大量微小封闭气泡，微气泡的存在不仅减少骨料颗粒间的摩擦阻力，提高了产品抗渗性，还隔断了毛细管的渗水通道，提高了产品的抗渗性，助剂油酸、三乙醇胺、淀粉蛋白的联合使用，提高产品的抗冻性。

(11)、花岗岩粉蒸压加气混凝土保温板(CN110204296A)，以花岗岩粉作为主材，加入耐碱玻璃纤维，当制品受到破坏力时，由于耐碱玻璃纤维的抗拉强度和弹性模量高的作用，使得制品抗压强度提高。添加甲基硅酸钾的疏水性，可降低产品的吸水率，提高产品的耐久性。

(12)、花岗岩粉蒸压加气混凝土自保温砌块(CN110218063A)，以花岗岩粉末作为硅质材料，水泥生石灰作为钙质材料，石膏作为调节剂，利用物理与化学双重发泡技术，辅以多种自行研发的添加剂，制备出高强度保温性能好的砌块产品。该发明中采用的锥辉石属于单斜晶系矿物，为硅酸盐矿，含少量锗酸盐，加入体系中，能显著增强自保温砌块的强度。

(13)、花岗岩粉装配式蒸压加气混凝土自保温墙板(CN110359627A)，添加耐碱玻璃纤维，提高了产品的抗压强度，碳酸二苯酯与1,6-己二醇、5-异氰酸基-1-(异氰酸根合甲)-1,3,3-三甲基环己烷和恶泛酮的聚合物的使用，提高产品的抗冻性。

(14)、黄河沙蒸压加气混凝土保温板及其制备方法(CN 110467420A)，它由以下百分含量的原料制成：黄河沙30～55％，生石灰10～15％，硅酸盐水泥20～30％，石膏3～5％，废浆料10～15％，铝粉1～5％。发明采用物理及化学双重加气技术，使混凝土中的孔径分布更加均匀、细小，提高了本产品的强度及耐久性、降低了导热性和吸水性。本发明利用自主研发的多种添加剂，建立高含泥量黄河沙料浆发气成型方法，克服了低密度料浆浇注稳定性差难题，使坯体形成孔壁坚实、闭孔率高、孔小、孔壁薄、孔形圆且大小均匀的多孔结构，从而使其具有良好的保温性能。

(15)、黄河沙蒸压加气混凝土自保温砌块及其制备方法(CN110423138A)，由以下百分含量的原料制成：黄河沙45～60％，生石灰15～20％，水泥5～10％，石膏2～5％，废浆料15～20％，铝粉1～3％。以黄河沙为硅质材料，水泥、生石灰作钙质材料，石膏作调节剂，利用物理与化学双重发泡技术，辅以多种自行研发的添加剂，经计量搅拌、浇注入模、发气预养、切割成型，再经蒸压养护制成的多孔硅酸盐砌块。

(16)、黄河沙装配式蒸压加气混凝土自保温墙板(CN 110498657 A)，使用物理与化学双重发泡技术，使混凝土中的孔径分布更加均匀、更细小，内表面密实光滑，利用自主研发的多种添加剂克服了高含泥量富硅材料应用问题的瓶颈，有效解决了黄河沙含泥量高，吸水率高，粘度大，料浆浇注稳定性差的难题。

但是，现有技术中暂且没有关于发泡陶瓷粉末制备轻质混凝土的工艺流程。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明所提供的发泡陶瓷加气混凝土，以发泡陶瓷粉末作为硅质材料制备轻质加气混凝土，该发泡陶瓷加气混凝土轻质高强，板材100-200mm厚度，密度400-800kg/m³，抗压强度4.0-7.5Mpa，保温隔热导热系数在0.11-0.23W/(m.K)；隔音性好，空气隔声量达到40-50dB；抗渗性、抗震性、耐久性等性能优异，耐火极限性能可以达到4H以上。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种发泡陶瓷加气混凝土，由按照质量份数计的以下组份制备得到：

普通硅酸盐水泥20-30份，发泡陶瓷粉35-65份，粉煤灰2-10份和铝粉0.04-0.05份。

优选的，所述的发泡陶瓷加气混凝土，由按照质量份数计的以下组份制备得到：

普通硅酸盐水泥25-30份，发泡陶瓷粉45-65份，粉煤灰5-10份和铝粉0.04-0.05份。

优选的，以质量份数计，还包括：磷石膏尾料0-10份，更优选为3-10份。

优选的，以质量份数计，还包括：大理石锯泥0-10份，更优选为5-10份。

优选的，以质量份数计，还包括：玻璃纤维0-5份，更优选为4-5份。

优选的，以质量份数计，还包括：生石灰0-10份，优选为5-10份。

优选的，所述普通硅酸盐水泥的28天强度为56-57Mpa。

优选的，所述发泡陶瓷粉的平均粒径为20～392μm，更优选的，所述发泡陶瓷粉的平均粒径为D50＝76～88μm，D97＝200～206μm。

优选的，所述玻璃纤维为耐碱玻璃纤维。

所述的发泡陶瓷加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：

将原料混匀、灌浆、静置发泡、蒸汽养护后，切割得到所述发泡陶瓷加气混凝土。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明所提供的发泡陶瓷加气混凝土，以发泡陶瓷粉末作为硅质材料制备轻质加气混凝土，该发泡陶瓷加气混凝土具有良好的抗压强度。

(2)本发明所提供的发泡陶瓷加气混凝土，加入磷石膏尾矿和大理石锯泥，既可以固废资源化利用，同时引入Ca，并有效改善板材的发泡效果。

(3)本发明所提供的发泡陶瓷加气混凝土，加入了玻璃纤维，改善板材的韧性和强度，提升了板材的物理性能，特别是提升了抗压强度。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

一种发泡陶瓷加气混凝土，由按照质量份数计的以下组份制备得到：

普通硅酸盐水泥20-30份(例如20、25、30份)，发泡陶瓷粉35-65份(35、40、45、50、60、65份)，粉煤灰2-10份(2、5、6、7、9、10份)和铝粉0.04-0.05份(0.04、0.045、0.05份)。

进一步地，可以对发泡陶瓷加气混凝土的组份进行优选，由按照质量份数计的以下组份制备得到：

普通硅酸盐水泥25-30份，发泡陶瓷粉45-65份，粉煤灰5-10份和铝粉0.04-0.05份。

在本发明一些优选的实施例中，以质量份数计，还包括：磷石膏尾料0-10份(1、3、5、8、10份)，更优选为3-10份，磷石膏尾料是磷化工尾料。

在本发明一些优选的实施例中，以质量份数计，还包括：大理石锯泥(1、3、5、8、10份)，更优选为5-10份，大理石锯泥是加工大理石后剩下的锯泥。

磷石膏尾矿和大理石锯泥的加入，既可以固废资源化利用，同时引入Ca，并有效改善板材的发泡效果。

在本发明一些优选的实施例中，以质量份数计，还包括：玻璃纤维0-5份(1、2、3、4、5份)，更优选为4-5份，玻璃纤维可以改善板材韧性和强度，提升板材物理性能，特别是提升板材的抗压强度。

在本发明一些优选的实施例中，以质量份数计，还包括：生石灰0-10份，优选为5-10份。

在本发明一些优选的实施例中，所述普通硅酸盐水泥的28天强度为56-57Mpa。

在本发明一些优选的实施例中，所述发泡陶瓷粉的平均粒径为20～392μm，更优选的，所述发泡陶瓷粉的平均粒径为D50＝76～88μm，D97＝200～206μm。

在本发明一些优选的实施例中，所述玻璃纤维为耐碱玻璃纤维。

所述的发泡陶瓷加气混凝土的制备方法，包括以下步骤：

将原料混匀、灌浆、静置发泡、蒸汽养护后，切割得到所述发泡陶瓷加气混凝土。

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1-8

实施例1-8的具体组成份数比例，如表1所示。

表1实施例1-8的组成成分

其中，发泡陶瓷粉的平均粒径85.535μm，D50＝76.686μm，D97＝205.900μm，发泡陶瓷粉成分分析如表2所示。

表2发泡陶瓷粉成分分析

样品编号	SiO<sub>2</sub>	AL<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	TiO<sub>2</sub>	CaO	MgO	K<sub>2</sub>O	Na<sub>2</sub>O	L.O.I
										发泡颗粒细粉	71.16	15.37	1.23	0.32	1.88	3.70	1.96	3.65	0.08

上述实施例1-8的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)原材料加工制备阶段

将生石灰在球磨机中干磨至所需细度，矿渣、砂及粉煤灰干磨或者湿磨至规所需细度。经过加工的各种原材料分别存放在贮料仓或缸中。

(2)原料搅拌和浇筑阶段：

将表中对应的各种原材料、外加剂、废料浆和处理后的铝粉悬浮液依照规定的顺序，分别按配合比计量加入浇注车中；浇注车一边搅拌料浆，一边行走到浇注地点，逐模浇注料浆(定点浇注则是模具在浇注后移至静停处)；料浆在模具中发气膨胀形成多孔坯体，模具由钢板制成，由可拆卸的侧模板和底模组成。

(3)静停和坯体切割阶段：

刚浇注成型的坯体，必须经过一定时间的静停，使坯体具有一定的强度，然后才能进行切割。静停时间应由试验确定，常温下一般为2～8h，静停温度控制在45℃左右。

(4)蒸压养护阶段：

刚切割好的坯体连同底模一起送入蒸压釜，坯体入釜后关闭釜门；为使蒸汽易渗入坯体，强化养护条件，通蒸汽前先抽真空，真空度约为800×10⁵Pa；然后缓缓送入蒸汽并升压，最终蒸汽压控制在(8×10⁵)～(10×10⁵)Pa，相应的蒸汽温度控制在175～205℃之间。

为使水热反应有足够的时间进行，需要维持一定时间的恒压养护。蒸汽压力较高，恒压时间可相对缩短。在8×10⁵Pa下需恒压12h，11×10⁵Pa下需恒压10h，15×10⁵Pa下需恒压6h，恒压养护结束后逐渐降压，逐渐排出蒸汽恢复常压，打开釜门，拖出装有成品的模具。

(5)成品加工阶段：

出釜后，应进行检验，然后进行分类堆放。

本申请所制备得到发泡陶瓷加气混凝土轻质高强，板材100-200mm厚度，密度400-800kg/m³，抗压强度4.0-7.5Mpa，保温隔热导热系数在0.11-0.23W/(m.K)；隔音性好，空气隔声量达到40-50dB；抗渗性、抗震性、耐久性等性能优异，耐火极限性能可以达到4H以上。

对比例1

以质量份数计，粉煤灰：364份，生石灰：119份，水泥：57份，石膏：29份，铝粉：0.0045份，水：400份。

按照与实施例相同的制备方法制备，得到的加气混凝土块(板)，其密度如下：密度：744kg/m3，抗压强度4.37Mpa，与实施例所得到的产品性能接近，但是本申请是采用了大量废料制备得到的，更具有资源回收利用和环保价值。

由此，证明以发泡细粉制备加气混凝土块或板的工艺路线可以生产优质的产品。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

Claims (10)

1.一种发泡陶瓷加气混凝土，其特征在于，由按照质量份数计的以下组份制备得到：

普通硅酸盐水泥20-30份，发泡陶瓷粉35-65份，粉煤灰2-10份和铝粉0.04-0.05份。

2.根据权利要求1所述的发泡陶瓷加气混凝土，其特征在于，由按照质量份数计的以下组份制备得到：

普通硅酸盐水泥25-30份，发泡陶瓷粉45-65份，粉煤灰5-10份和铝粉0.04-0.05份。

3.根据权利要求1或2所述的发泡陶瓷加气混凝土，其特征在于，以质量份数计，还包括：磷石膏尾料0-10份，优选为3-10份。

4.根据权利要求1或2所述的发泡陶瓷加气混凝土，其特征在于，以质量份数计，还包括：大理石锯泥0-10份，优选为5-10份。

5.根据权利要求1或2所述的发泡陶瓷加气混凝土，其特征在于，以质量份数计，还包括：玻璃纤维0-5份，优选为4-5份。

6.根据权利要求1或2所述的发泡陶瓷加气混凝土，其特征在于，以质量份数计，还包括：生石灰0-10份，优选为5-10份。

7.根据权利要求1或2所述的发泡陶瓷加气混凝土，其特征在于，所述普通硅酸盐水泥的28天强度为56-57Mpa。

8.根据权利要求1或2所述的发泡陶瓷加气混凝土，其特征在于，所述发泡陶瓷粉的平均粒径为20～392μm，优选的，所述发泡陶瓷粉的平均粒径为D50＝76～88μm，D97＝200～206μm。

9.根据权利要求5所述的发泡陶瓷加气混凝土，其特征在于，所述玻璃纤维为耐碱玻璃纤维。

10.根据权利要求1-9任一项所述的发泡陶瓷加气混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将原料混匀、灌浆、静置发泡、蒸汽养护后，切割得到所述发泡陶瓷加气混凝土。