專利名稱：泡沫混凝土輕質(zhì)保溫磚及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑墻體砌筑材料，具體涉及一種采用輕質(zhì)保溫材料制作的免燒結(jié)、 免蒸壓、免蒸養(yǎng)、自然養(yǎng)護(hù)的泡沫混凝土輕質(zhì)保溫磚及其制作方法。
背景技術(shù)：
目前，我國廣大地區(qū)建筑墻體砌筑材料有很多的地方主要采用黏土燒結(jié)磚、煤矸石燒結(jié)磚、非燒結(jié)粘土磚、非燒結(jié)垃圾尾礦磚，經(jīng)蒸壓、蒸養(yǎng)的粉煤灰磚，冶金工業(yè)廢渣磚、 煤矸石磚、輕質(zhì)發(fā)泡磚、蒸壓灰砂磚，還有免燒結(jié)、免蒸壓、免蒸養(yǎng)輕集料混凝土小型空心砌塊。近年來發(fā)展應(yīng)用的鋼筋混凝土剪力墻及鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土建筑體系。黏土燒結(jié)磚需挖土毀田及消耗大量煤炭資源并對環(huán)境產(chǎn)生較大污染。煤矸石燒結(jié)磚雖自身燒結(jié)，但仍需少量煤炭和充足電能支撐，耗能較大。冶金工業(yè)廢渣免燒結(jié)磚，尾礦渣免燒結(jié)磚，輕質(zhì)發(fā)泡免燒結(jié)磚都需要蒸壓、蒸養(yǎng)二次能源消耗仍然偏高，而輕集料小型空心砌塊，雖免燒結(jié)、免蒸壓，免蒸養(yǎng)但仍使用原生態(tài)資源普通砂，導(dǎo)致砌塊偏重，相應(yīng)增加了建筑物基礎(chǔ)、梁、板、柱的用料配量及建筑造價(jià)?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻及鋼網(wǎng)構(gòu)架混凝土建筑體系需配置大型混凝土泵送設(shè)備，施工工藝復(fù)雜，墻體材料自身不保溫隔熱，需采用外墻黏粘保溫隔熱材料，施工工藝相應(yīng)繁雜，建筑造價(jià)較高，且保溫隔熱材料易燃，年久易老化脫落，存在冷熱橋效應(yīng)及諸多不安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種節(jié)能環(huán)保及造價(jià)低的泡沫混凝土輕質(zhì)保溫磚及其制作方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是泡沫混凝土輕質(zhì)保溫磚，其各組份按質(zhì)量比為粉煤灰35% 45%、骨料5% 16%、水泥8% 15%、爐· 2% 8%、生石灰粉8% 18%、生石膏粉 4% 10%、膨脹珍珠巖2% 5%、聚苯泡沫0. 5% 3%、活化劑0. 5% 5%、早強(qiáng)劑2% 5%、 水15% 20% ；所述骨料為沸石、或玄武巖尾礦渣或其任意組合。制作方法，其步驟如下
(1)、原料粉碎并過篩；
(2)、將粉煤灰、爐渣、生石灰粉、活化劑計(jì)量后，在預(yù)攪拌機(jī)內(nèi)緩慢攪拌進(jìn)行預(yù)濕潤處理，送消化倉在25 45°C溫度下消化3 4h ；裝入輪碾機(jī)內(nèi)，加骨料、生石膏粉并噴水輪碾；在攪拌機(jī)內(nèi)將水泥加水?dāng)嚢柚翝{狀，加入保溫、隔熱材料膨脹珍珠巖、聚苯泡沫攪拌均勻，加入經(jīng)輪碾的物料，同時(shí)加入早強(qiáng)劑，攪拌均勻；
(3)、成型，養(yǎng)護(hù)。步驟2預(yù)濕潤處理中水分兩次加入，第一次加入70%攪拌30 80s，再加其余水繼續(xù)攪拌6 8min。步驟2輪碾1. 5 2. 5min,補(bǔ)充水使物料完全潤濕，再次輪碾5 6mi。本發(fā)明的技術(shù)效果是它具有節(jié)能環(huán)保及造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，其免燒結(jié)、免蒸壓、免蒸養(yǎng)的制作工藝可有效減少原生態(tài)資源的使用，通過綜合利用粉煤灰及聚苯材料廢棄物、沸石、玄武巖尾礦渣顆粒等材料有效降低建筑成本。
具體實(shí)施例方式它可利用工業(yè)廢棄物、尾礦渣、包裝廢棄物聚苯泡沫、42. 5R普硅水泥、生石灰粉、 生石膏粉、外加劑材料、活化劑、早強(qiáng)劑、爐渣、廢膨脹珍珠巖等原材料配比設(shè)計(jì)。組分有集料、膠凝材料、外加劑、功能性輔助材料。外加劑可改善和提高膠凝材料的性能，功能性輔助材料可改善和提高集料輕質(zhì)、保溫耐用性能。這四個(gè)組分是一個(gè)統(tǒng)一的整體，產(chǎn)生的作用相協(xié)同疊加，充分賦予輕質(zhì)保溫磚達(dá)到理想的設(shè)計(jì)性能。他們之間配合的越好，輕質(zhì)保溫磚性能就越優(yōu)異。集料是構(gòu)成材料的主體構(gòu)架與承擔(dān)外部荷載的主要依托。其堆積的緊密程度，即級配，在很大程度上將決定著輕質(zhì)保溫磚的力學(xué)性能，耐久性和經(jīng)濟(jì)性。因此為了獲得較高的材料強(qiáng)度，就要使骨料獲得最合理的顆粒級配，使不同層次上正效應(yīng)圈彼此疊加獲得承載力的疊加效應(yīng)。將不同粒度的集料良好地級配使用，充分將骨料中，大小顆粒相互搭配， 彼此鑲嵌，使之達(dá)到最緊密堆積，空隙率最小，中心質(zhì)含量最低，從而達(dá)到提高材料強(qiáng)度、韌性和耐久性，又節(jié)省膠凝材料的目的。4. 25R普硅水泥，生石灰粉，生石膏粉構(gòu)成了本發(fā)明的膠結(jié)材料。膠結(jié)材料對輕質(zhì)保溫磚強(qiáng)度的影響最大，磚中的尾礦渣及固體廢棄物顆粒要靠膠結(jié)材料將她們黏結(jié)在一起，是直接影響其強(qiáng)度的主要因素之一，(一)對磚耐久性的影響，膠結(jié)材料將固體廢棄物及尾礦渣顆粒緊密的膠結(jié)在一起和單純的物理咬合相比顆粒之間的結(jié)合要牢固得多，因而具有更好的耐久性。膠結(jié)材料加量大，耐久性均高于加量少或不加膠結(jié)材料的輕質(zhì)保溫磚。 (二)對磚硬化時(shí)間的影響，膠結(jié)材料一般均硬化較快，可縮短輕質(zhì)保溫磚的硬化時(shí)間，膠結(jié)材料加量越大硬化時(shí)間就越短。(三)對磚成型性能的影響，膠結(jié)材料一般均有良好的黏性， 在制磚半干振動(dòng)，半干壓成型時(shí)，膠結(jié)材料可以使它具有更好的塑性，制作的磚坯整齊美觀，不會(huì)出現(xiàn)缺角少棱現(xiàn)象。(四)對磚成本的影響，膠結(jié)材料雖然對輕質(zhì)保溫磚的質(zhì)量及成型性能有很好的效果，但它的價(jià)格一般較高。為降低成本，在不影響磚質(zhì)量成型的前提下， 可適當(dāng)減少膠結(jié)材料的用量。活化劑主要用于對活性工業(yè)廢渣粉煤灰的活化。其主要作用是打破活性廢渣玻璃體的穩(wěn)定狀態(tài)，將其玻璃體無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的單元——硅氧四面體、鋁氧四面體、鋁氧三面體破壞，將這些活性廢渣冷卻時(shí)以化學(xué)能狀態(tài)封存的能量(即活性)釋放出來?；罨瘎┛捎?F14新型復(fù)合活化劑?；罨瘎ΣＡЬ酆隙群艽蟮拈L鏈網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的解聚能力。本組配比設(shè)計(jì)， 以堿性或酸性較強(qiáng)的化合物為首選，因?yàn)閴A性或酸性越強(qiáng)，對玻璃體的腐蝕性就越大，活化效果就越好。配比按照粉煤灰活性骨料的總用量來確定活化劑用量。根據(jù)本組方配比，活化劑使用量應(yīng)在0. 5% 5%之間，并根據(jù)粉煤灰質(zhì)量，調(diào)配不同使用量，保證質(zhì)量，降低成本。早強(qiáng)劑在配比中的作用，輕質(zhì)保溫磚的固體廢棄物用量均很大，水泥用量偏低，成型后的磚坯早期強(qiáng)度均很低，不能搬動(dòng)，也不能較高碼垛。磚坯的早期強(qiáng)度僅靠成型激振力及壓力與水泥，生石灰，生石膏的黏結(jié)力產(chǎn)生，而并非是活性廢渣的水化生成物所發(fā)揮的膠凝作用，早強(qiáng)劑就是提高輕質(zhì)保溫磚早期強(qiáng)度的外加劑，它可以和活化劑產(chǎn)生協(xié)同作用，促進(jìn)活化劑的加速進(jìn)行，起催化作用，加速水化反應(yīng)，使水泥和活性廢渣更多更早地，產(chǎn)生水化硅酸鈣等膠凝物質(zhì)。早強(qiáng)劑應(yīng)選擇硫酸鹽，在制磚原料中有生石灰粉配比，其水化后形成Ca(OH)2而普硅酸鹽水泥在水化時(shí)也形成Ca (OH) 2硫酸鹽可以快速與Ca (OH) 2作用，生成新生態(tài)的石膏和 NaOH0新生態(tài)的石膏具有很高的分散度，能與活性廢渣及水泥的水化產(chǎn)物，水化鋁酸鈣迅速反應(yīng)，生成單硫型水化硫鋁酸鈣。水化硫鋁酸鈣具有速凝的特點(diǎn)，因而可加快磚坯的硬化速度。另一方面，反應(yīng)生成的氫氧化鈉又是活性廢渣及普硅酸鹽水泥的活化劑。可進(jìn)一步促進(jìn)它的活化，生成更多的水化膠體。因此硫酸鹽可發(fā)揮硬化促進(jìn)劑的作用。硫酸鹽的用量為m 5%，在保證質(zhì)量的前提下優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡量降低成本。降低外加劑用量的方法是采用石灰激發(fā)，水泥激發(fā)，外加劑激發(fā)三位一體的配比設(shè)計(jì)，外加劑用量可降低，一般采用生石灰粉，水泥激發(fā)后外加劑用量可減少30% 40%，應(yīng)設(shè)計(jì)使用200 250目高細(xì)生石灰粉。選取優(yōu)質(zhì)生石灰粉，生石灰磨細(xì)至200目以上時(shí)，可降低用量30%左右，效果不減。活性廢渣的活性發(fā)揮后，其最終的水化產(chǎn)物是硅酸鈣和鋁酸鈣。也就是活性S^2 和Ca (OH) 2反應(yīng)生成硅酸鈣，活性AI2O3和Ca (OH) 2反應(yīng)生成鋁酸鈣，這都必須由石灰來提供 Ca(OH)2，否則廢渣的活性就無法發(fā)揮，生不成硅酸鈣和鋁酸鈣，這兩種膠凝物質(zhì)。石灰的這種作用，也是對廢渣的激活作用。石灰雖然本身的膠凝性很差，但它和廢渣活性物質(zhì)共同反應(yīng)，生成的水化產(chǎn)物，卻具有良好的膠凝性。石灰配合石膏共同激發(fā)廢渣的活性，它與沸石中的硅質(zhì)材料可以共同反應(yīng)，生成硅酸鈣水化物而產(chǎn)生膠凝性。使用優(yōu)質(zhì)石灰中的有效氧化鈣含量應(yīng)大于75%，最低不能小于70%，應(yīng)選用中速消化石灰，生石灰中的殘?jiān)繎?yīng)越低越好。依據(jù)活性廢渣粉煤灰的用量來確定生石灰粉及化學(xué)石灰的適當(dāng)用量。石膏本身具有膠凝性，但膠凝性較差。主要利用其對活性廢渣的激發(fā)作用，協(xié)助石灰促進(jìn)石灰和活性廢渣的反應(yīng)，生成更多的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣。它可以和活性廢渣中的AI2O3反應(yīng)，生成一定數(shù)量的鈣礬石。石膏在輕質(zhì)保溫磚中的使用普遍，它本身是氣硬性膠凝材料，采用生石膏為激發(fā)劑時(shí)可配合石灰共同使用，石灰配合石膏共同激發(fā)廢渣的活性。有條件的地方可以使用化學(xué)石膏，可降低使用成本60%以上。依據(jù)活性廢渣粉煤灰的用量來確定石膏粉和化學(xué)石膏的適當(dāng)用量。沸石在輕質(zhì)保溫磚中起到骨架作用，是輕質(zhì)集料。沸石自身具有架狀結(jié)構(gòu)，晶體內(nèi)分子像搭架子似的連在一起，中間形成很多的空腔。充滿了細(xì)微孔穴和通道。具有吸附性， 耐堿，耐腐蝕，耐酸，耐熱系多孔性硅酸鹽，含鋁，硅，酸，鈉，硅鋁酸鹽。無污染，無放射性。 具有隔音，隔熱等特點(diǎn)，是理想天然綠色環(huán)保建材工業(yè)制作輕質(zhì)高強(qiáng)墻體材料的原料，是高層建筑輕質(zhì)混凝土良好的骨料，又是輕質(zhì)保溫磚的上乘骨料。用于制作輕質(zhì)保溫磚應(yīng)篩選 0. Imm 2mm不等的顆粒搭配均勻使用。爐渣由燃煤鍋爐從鍋爐底排出的熔渣和粗灰，也稱熔渣，多孔質(zhì)輕。其成分以氧化物(二氧化硅，氧化鋁，氧化鈣，氧化鎂)為主，還含有硫化物并夾帶少量金屬，為堿性。爐渣可分為冶煉爐渣和精煉爐渣，普通棄渣，經(jīng)鍋爐燒過的殘?jiān)?，可綜合利用，用于制作保溫隔熱材料，還可以代替砂石做道渣，生產(chǎn)建筑材料是制作輕質(zhì)保溫磚的優(yōu)質(zhì)輕質(zhì)骨料，與沸石顆粒共同使用是輕質(zhì)保溫磚骨料的最佳配置。用于制作輕質(zhì)保溫磚應(yīng)篩選0. 5mm 1. 5mm不等顆粒搭配均勻使用。粉煤灰原料廣泛，方便易得。其活性成分較高，活性較強(qiáng)，由多種粒子構(gòu)成的淺灰色細(xì)粉。球狀顆粒占60%不規(guī)則顆粒占40%，其中球形厚壁及實(shí)心微球，不規(guī)則玻璃體和多孔玻璃體，是粉煤灰兩大主要粒子。這兩大粒子在煤粉燃燒的過程中吸收能量，而在其飛離爐膛急冷時(shí)將熱能封閉，因而它們將大量的熱能，轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來，這種化學(xué)能就是其活性。這種活性的外在表現(xiàn)，就是這些玻璃微珠能與石灰產(chǎn)生火山灰反應(yīng)，形成水泥成分 (C2S)相同的膠凝物質(zhì)，促進(jìn)輕質(zhì)保溫磚產(chǎn)生強(qiáng)度。粉煤灰自身產(chǎn)生膠結(jié)性就可以基本滿足或者大部分滿足磚坯的強(qiáng)度需要。粉煤灰玻璃體中的主要化學(xué)成分是二氧化硅(SiO2)和三氧化鋁(AI2O3),這兩種化學(xué)成分是與石灰[Ca(OH)2]產(chǎn)生反應(yīng)形成膠凝物質(zhì)的主體。這兩種物質(zhì)高達(dá)70% 90%，其他成分相對很少，因此粉煤灰的活性是較高的。粉煤灰的活性雖然很高，但它的活性是隱潛型的不能直接水化。即在常溫常壓下， 活性不能發(fā)揮和顯現(xiàn)，而必須外加石灰和有水的情況下施以高溫或高溫高壓才能發(fā)揮和顯現(xiàn)。粉煤灰粒度細(xì)小，易于水化，缺乏大的骨料級配很難在制磚坯時(shí)激振壓實(shí)成型。粉煤灰密度較低，灰中因含有大量的空心微珠和氣孔率很高的不規(guī)則玻璃體及碳粒，散堆積密度只有600 750Kg/m3，用其生產(chǎn)制作輕質(zhì)保溫磚比其他廢渣制磚要輕得多，對提高輕質(zhì)保溫磚的品質(zhì)非常有利。粉煤灰的放射性一般不超標(biāo)，不存在放射性危害，完全可以用于生產(chǎn)制作輕質(zhì)保溫磚的集料。其主要優(yōu)點(diǎn)，就是具有較高的活性，當(dāng)其活性被激發(fā)后可取代水泥，降低水泥用量，使輕質(zhì)保溫磚實(shí)現(xiàn)低成本。由于粉煤灰潛在活性成分充分激發(fā)釋放時(shí)，可以產(chǎn)生類似水泥的膠結(jié)作用。這樣用其生產(chǎn)制作輕質(zhì)保溫磚，它自身活性產(chǎn)生的膠結(jié)性，就可以基本滿足或者大部分滿足輕質(zhì)保溫磚的強(qiáng)度的需要。為降低生產(chǎn)制作輕質(zhì)保溫磚成本，一般選用III級濕排粉煤灰，由于粉煤灰是高細(xì)度活性廢渣，為確保輕質(zhì)保溫磚質(zhì)量，應(yīng)從以下幾方面對粉煤灰進(jìn)行質(zhì)量控制。(1)燒失量的控制燒失量是粉煤灰中含碳量的主要反應(yīng)指標(biāo)。應(yīng)予首先考慮燒失量應(yīng)控制在15%以下，燒失量大于20%含碳量過高，導(dǎo)致磚抗凍融和耐久性差，因此燒失量過大的粉煤灰不宜選擇制磚。(2)細(xì)度控制粉煤灰的細(xì)度是45um方孔篩篩余不大于25%，以使其發(fā)揮膠凝作用，能有10%左右更細(xì)一些I級II級尤為理想，可發(fā)揮更大強(qiáng)度作用。(3)三氧化硫的控制用于生產(chǎn)制作輕質(zhì)保溫磚的粉煤灰三氧化硫含量一般不大于4%即可。(4)游離氧化鈣的控制由于預(yù)攪拌時(shí)加入生石灰，且有個(gè)消化工序，可使游離氧化鈣的膨脹性得以充分釋放，使它沒有多大危害。(5)安全性控制粉煤灰經(jīng)預(yù)攪拌后，再經(jīng)消化工序，一般不安全的因素在消化過程中會(huì)得到一定程度的消除。因此對安全性控制也可略加寬松一些，這對于大多數(shù)粉煤灰卻是容易達(dá)到的。(6)含水量控制111級濕排灰的含水量只要< 10%均可用于生產(chǎn)制作輕質(zhì)保溫磚。含水量> 10%的濕灰，應(yīng)進(jìn)行堆放自然脫水。(7)強(qiáng)度活性指數(shù)控制從輕質(zhì)保溫磚強(qiáng)度要求，粉煤灰的強(qiáng)度活性指數(shù)越大越好，但強(qiáng)度活性指數(shù)不小于50%即可使用。其中部分活性指數(shù)不小于80%，可占粉煤灰總量的10% 30%左右。
從以上七個(gè)方面控制粉煤灰質(zhì)量，就可滿足生產(chǎn)制作輕質(zhì)保溫磚的質(zhì)量要求。膨脹珍珠巖配比設(shè)計(jì)膨脹珍珠巖是一種天然酸性玻璃質(zhì)火山熔巖非金屬礦產(chǎn)， 珍珠巖顆粒呈白色或淺灰色，內(nèi)部含有蜂窩狀結(jié)構(gòu)，松散密度一般為40 80 Kg/m3。適宜建筑領(lǐng)域保溫隔熱，防火涂料，吸音板，配制建筑隔熱砂漿和輕質(zhì)混凝土，生產(chǎn)制作輕質(zhì)保溫磚。為降低磚的制作成本，可完全使用等外品，經(jīng)篩選可使用0. 15mm Imm的不規(guī)則顆粒，堆積密度均勻，含水率低，濕度較大應(yīng)室外堆放自然脫水。膨脹珍珠巖與聚苯泡沫顆粒搭配摻入生產(chǎn)制作輕質(zhì)保溫磚終攪拌原料中，進(jìn)行終攪拌后經(jīng)激振壓制成磚坯。膨脹珍珠巖與聚苯泡沫互相協(xié)同即減輕磚的質(zhì)量又保溫隔熱，防火，是生產(chǎn)制作輕質(zhì)保溫磚的理想輔助材料。聚苯泡沫顆粒松散密度高，體輕，適宜保溫，隔熱指數(shù)的要求，其易燃不具有防火功能，但是不可缺少的保溫隔熱輔助材料，其摻量應(yīng)控制在0. 5% 3%使用。潔凈水是生產(chǎn)制作輕質(zhì)保溫磚的重要介質(zhì)，物料的水化，活化，催化因吸水率而產(chǎn)生，但仍要控制吸水率不能太大，吸水率越高，其抗凍融性越差，用水量大，磚坯不易成型， 用水量應(yīng)適量控制在15% 20%，應(yīng)包括濕排灰的含水率。425R硅鹽酸水泥的主要成分是Si02、AI203、CaO輕質(zhì)保溫磚所使用的固體廢棄物大多是硅鋁型的，其成分以Si02、AI203、Ca0為主，因此大多數(shù)固體廢棄物的成分與硅酸鹽水泥是類似的。相同類材料的結(jié)合力是最好的。也最容易結(jié)合。硅酸鹽水泥用于大多數(shù)固體廢棄物都比較適合，膠結(jié)效果好，增強(qiáng)了輕質(zhì)保溫磚的耐久性。硅酸鹽水泥的堿性是最高的，屬于高堿性，這種堿性正是活性廢渣所需要的?；钚詮U渣在水泥高堿性激發(fā)下會(huì)增強(qiáng)其活性，而廢渣活性充分顯現(xiàn)，其自身產(chǎn)生了不可抗拒的膠結(jié)性，這正是增強(qiáng)輕質(zhì)保溫磚強(qiáng)度所需要的內(nèi)在反應(yīng)。硅酸鹽類水泥則是即有激發(fā)性又有膠凝性，它所產(chǎn)生的膠凝性實(shí)際是雙重的，且雙重作用均發(fā)揮的很好。普硅水泥在配料中應(yīng)在8% 15%之間使用，不宜加大使用比例，這樣可有效控制生產(chǎn)制作輕質(zhì)保溫磚的成本。輕質(zhì)保溫磚原料配合比范圍
III級濕排粉煤灰的配比總量一般應(yīng)控制摻量35% 45%。骨料用量可控制在總比重5% 16%，以利提高粉煤灰的利用率，實(shí)現(xiàn)高摻量。骨料的優(yōu)選品種為沸石、玄武巖尾礦渣、爐渣，其次為水淬礦渣，前三種都是優(yōu)異的輕質(zhì)骨料。水泥用量，首選普通42. 5R硅酸鹽水泥，當(dāng)濕排粉煤灰活性一般，輕質(zhì)保溫磚采用自然養(yǎng)護(hù)，水泥摻量為8% 15%。高細(xì)生石灰粉用量，生石灰粉應(yīng)粉磨至200 250目使用。其用量為8% 18%，因它只對活性粉煤灰及活性廢渣集料起作用。高細(xì)生石膏粉用量，生石膏粉應(yīng)粉磨至200 250目使用。因輕質(zhì)保溫磚是自然養(yǎng)護(hù)，因此要加大用量至4% 10%。膨脹珍珠巖用量，膨脹珍珠巖松散密度一般為40 80 kg /m3,考慮其具有體積松散、輕、保溫、隔熱優(yōu)勢，其摻量應(yīng)控制在洲 5%為宜。聚苯泡沫顆粒用量，聚苯泡沫顆粒松散密度高，體輕，適宜保溫、隔熱指數(shù)要求，其易燃不具有防火功能，但卻是不可缺少的保溫隔熱輔助材料，其摻量應(yīng)控制在0. 5% 3%使用。活化劑用量，活化劑直接作用于濕排粉煤灰的活性，使粉煤灰的活性經(jīng)活化劑激發(fā)活化，得以釋放，排除不安定因素，其用量應(yīng)控制在0. 5% 5%使用。早強(qiáng)劑用量，早強(qiáng)劑和活化劑產(chǎn)生協(xié)同作用，促進(jìn)活性廢渣的水化反應(yīng)加速，又起到催化作用，使水泥和活性廢渣，更多，更早地產(chǎn)生水化硅酸鈣等膠凝物質(zhì)，提高輕質(zhì)保溫磚坯的早期強(qiáng)度，其用量應(yīng)控制在m 5%使用。輕質(zhì)保溫磚潔凈水配比范圍
物料的活化，水化，催化均需要潔凈水的參與，其用量應(yīng)控制在15% 20%左右使用，應(yīng)將濕排灰含水率計(jì)入用水總量。輕質(zhì)保溫磚生產(chǎn)制作全部工藝流程包括以下幾道工序。原料預(yù)處理，本工序包括固體廢棄物及其他材料的粉碎，粉磨，過篩，除雜，清洗， 脫水烘干，解毒處理，分選等，有些原料只需部分流程。配料，配料方式可采用全自動(dòng)機(jī)械配料，半自動(dòng)機(jī)械配料和人工配料三種方式， 配料中心任務(wù)是將固體廢棄物主料，膠凝材料輔助膠凝材料(石灰粉，石膏粉)輕質(zhì)骨料沸石、玄武巖、爐渣等輔助骨料廢膨脹珍珠巖。保溫材料聚苯泡沫顆粒，活化劑和早強(qiáng)劑等外加劑，各種原料及配料，經(jīng)計(jì)量后，送入料機(jī)或儲(chǔ)料倉為預(yù)濕潤，預(yù)攪拌，輪碾終攪拌做好準(zhǔn)備。配料方法分三次配料，將原料及配料分三次計(jì)量配齊輸送和混合預(yù)攪拌，第一次只將固體廢棄物粉煤灰、爐渣顆粒(經(jīng)計(jì)量的爐渣、細(xì)骨料粒徑一般在0. 02 0. 18mm之間的爐渣顆粒)、生石灰粉、活化劑等計(jì)量配齊，裝入預(yù)攪拌機(jī)料倉，進(jìn)行預(yù)濕潤處理，逐漸緩慢攪拌，使90%固體顆粒表面積上形成均勻水膜。水膜均勻包覆每一個(gè)固體顆粒，則每一個(gè)固體顆粒都能在水的作用下，與生石灰粉產(chǎn)生水化反應(yīng)，而被生石灰產(chǎn)生的膠凝性緊密地粘結(jié)成堅(jiān)固的一體。經(jīng)過預(yù)攪拌，為物料加工后續(xù)工藝提供初步均勻的混合料，提高后續(xù)工藝的效率及效果。預(yù)攪拌機(jī)宜選用強(qiáng)制式雙臥軸攪拌機(jī)，它符合輕質(zhì)保溫磚物料攪拌的技術(shù)要求。濕潤物料利用隨機(jī)配置的CH33型水磁化器，為濕潤物料和攪拌，噴淋磁化熱水，水溫60 80°C，磁場強(qiáng)度1500 3000GS，流速60 80cm/s，水加熱在出水管上設(shè)過水電加熱裝置，提高料溫，提高物料濕潤效率，水不充許灌注，宜采用噴淋方式加入攪拌機(jī)料倉，加水時(shí)攪拌機(jī)先低速運(yùn)行，固體物料顆粒濕潤90%以上，水的加入其分兩次，第一次加入水量的70%攪拌幾十秒，再加其余水繼續(xù)攪拌至均勻。這種加水方法，不但攪拌速度快且均勻性好，攪拌物料應(yīng)在6 8min。但不能低于6min使物料達(dá)到均勻攪拌，使活化劑，生石灰水化后達(dá)到最佳效果。使粉煤灰，爐渣潛在活性成分充分激發(fā)釋放。太陽能半坡式消化倉為提高初制混合料質(zhì)量，將其經(jīng)預(yù)攪拌的物料送入太陽能半坡式消化倉，升溫保濕，使粉煤灰的活性在石灰和活化劑及較高溫度環(huán)境作用下顯示。為使活化劑盡快發(fā)揮作用，采取一些升溫保濕措施，如充分利用石灰的水化放熱，利用太陽能，保溫覆蓋，使用升溫保濕效果好的太陽能半坡式消化倉。物料在倉內(nèi)靜停3 4h，溫度應(yīng)控制在25 45°C。經(jīng)過消化工藝階段的活性激發(fā)，粉煤灰的活性會(huì)有十分明顯的提高。 在磚坯成型后會(huì)較快地產(chǎn)生強(qiáng)度。太陽能半坡式消化倉的增溫，保溫效果要好，倉體設(shè)有保溫層，使太陽能產(chǎn)生的熱量和石灰發(fā)熱產(chǎn)生的熱量不致大量散失。使物料自然升溫25°C以上，產(chǎn)生更好的活化效果，使物料中的一些不安定因素得以釋放，使物料增塑作用增強(qiáng)。大部分膨脹應(yīng)力提前產(chǎn)生，自由釋放，并且釋放的更加充分，在3 4h時(shí)間范圍內(nèi)消除膨脹應(yīng)力等不安定因素的重要工藝。由于在活化與消化工藝中其膨脹性得以釋放，使其膨脹應(yīng)力得以消除，所以在成型后，就不會(huì)產(chǎn)生膨脹裂紋，使磚坯的品質(zhì)更優(yōu)異。太陽能半坡消化倉物料經(jīng)靜停出倉后，直接裝入輪碾機(jī)內(nèi)，物料即進(jìn)入輪碾填料工序。設(shè)備選用XJ II系列加載行星輪碾機(jī)，即有加載系統(tǒng)，又有行星攪拌鏟系統(tǒng)，碾壓力可調(diào)，混合均勻性佳。二次填添加原料，將經(jīng)計(jì)量的沸石或玄武巖尾礦渣中粗骨料(粒徑一般在0. 15 0. 18mm之間的沸石顆粒)、經(jīng)計(jì)量的爐渣中細(xì)骨料(粒徑一般在0. 02 0. 18mm之間的爐渣顆粒)、經(jīng)計(jì)量的生石膏粉200 250目的輔助膠凝材料，分別填加入輪碾機(jī)料倉，采用熱磁化水噴淋潤濕的物料顆粒及石膏粉表面，上調(diào)輪碾機(jī)輪碾，調(diào)整不至于碾碎物料顆粒為宜， 輪碾aiiin左右，再補(bǔ)充加入熱磁化水使物料完全潤濕為準(zhǔn)，再次輪碾5 6min，將物料輪碾，攪拌至均勻。杜絕輪碾后產(chǎn)生部分料團(tuán)和松散現(xiàn)象，使物料密實(shí)，排出其中的大部分空氣，降低其含氣率，可有效避免磚坯的層裂，抗壓強(qiáng)度增高。終攪拌
選用大容量SB系列雙臥軸攪拌機(jī)，配置CH 33型磁化器，為物料攪拌供應(yīng)加熱磁化水。磁化水不但對水泥有激活增強(qiáng)作用，對活性廢渣也同樣具有激活作用，可提高水泥及活化劑的激發(fā)作用。另外水在磁化后，對物料的濕潤性加強(qiáng)，使水膜更易在物料顆粒表面形成，強(qiáng)化了水化作用。三次填加原料，將經(jīng)計(jì)量的42. 5R普通硅酸鹽水泥，廢聚苯泡沫顆粒、廢膨脹珍珠巖、保溫隔熱材料(粒徑均在0. 02 0. 18mm之間)。先行將42. 5R普通硅酸鹽水泥噴淋熱磁化水，使水泥濕潤緩慢攪拌均勻，二次再噴淋熱磁化水將水泥攪拌至漿狀后，水泥顆粒表面水化生成物向液相擴(kuò)散，攪拌:3min左右后加保溫隔熱材料攪拌3 5min，使顆粒物料形成漿包囊狀態(tài)。水泥和顆粒物料產(chǎn)生了黏結(jié)力，顆粒和漿包囊均勻分布。將輪碾機(jī)料倉的物料裝入雙臥軸攪拌機(jī)料倉，并同時(shí)加入經(jīng)計(jì)量的早強(qiáng)劑洲 5%，進(jìn)行成型前置終攪拌， 它將決定物料成型的最終質(zhì)量。由于雙軸機(jī)更顯著的揉搓，剪切粉碎，強(qiáng)壓等多功能作用并舉的交相優(yōu)勢，可大大提高物料混合的均勻度，并縮短攪拌時(shí)間，其強(qiáng)度可提高5% 10%。 終攪拌應(yīng)控制在6 7min，可適當(dāng)延長1 2min.，終攪拌之后的物料不可久置，應(yīng)在10 15min之內(nèi)用完。因熱磁化水加后有促凝作用，會(huì)使水泥或活性廢渣結(jié)團(tuán)。早強(qiáng)劑和活化劑產(chǎn)生協(xié)同作用，促進(jìn)活化的加速進(jìn)行，起催化作用，加速水化反應(yīng)，使水泥和活性廢渣更多更早地產(chǎn)生水化硅酸鈣等膠凝物質(zhì)。在盡量短的攪拌時(shí)間內(nèi)攪拌出均質(zhì)物料。但為提高物料的成型塑性，根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁貭顩r將經(jīng)終攪拌后的物料，在適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸鹊臈l件下，在輔設(shè)的保溫料倉存放15 30min條件好可延長lh，可以大大提高其塑性。物料經(jīng)過活化或消化“困料”階段可以大幅度提高其可塑性，使磚坯更易成型，減少爛坯出現(xiàn)，提高成品率30% 40%，并且所制磚坯表面光潔，棱角分明，缺角掉棱的現(xiàn)象很少發(fā)生，制坯質(zhì)量明顯改善，是改善其物料塑性的最重要措施。成型機(jī)采用臺(tái)振壓力式，這種機(jī)型的振動(dòng)器不是安裝在模箱上，而是安裝在振臺(tái)和壓頭上，以臺(tái)振為主，以壓頭振動(dòng)為輔，二者共同作用。壓頭即有壓力又有振動(dòng)力，成型時(shí)模箱降落在振臺(tái)上，由振動(dòng)臺(tái)將激振力傳給模箱，再由模箱將振動(dòng)力作用于物料。由于模箱產(chǎn)生的激振力，物料在模箱內(nèi)密實(shí)而成為坯體雛型。壓頭則在施壓的同時(shí)由上至下輔助激振后，對磚坯的表面2次排氣施壓。壓頭采用可控液壓施低壓，僅是輔助模箱激振力，使物料成型。壓力不是主要成型作用力，它的主要功能作用排除物料中的空氣，壓頭要分設(shè)若干排氣孔。成型壓力宜控制在0. 02 0. 05mpa之間，在第一階段施壓排氣0. 15s后停壓 0. 06s，第二階段穩(wěn)壓排氣0. 45s即完成全部低壓排氣壓制程序，二次施壓，使物料排氣更充分。設(shè)計(jì)的這種成型機(jī)，主要考慮到物料的特殊性，沸石、玄武巖尾礦渣顆粒，爐渣顆粒、廢膨脹珍珠巖顆粒、廢聚苯泡沫顆粒等輕質(zhì)骨料，保溫、隔熱材料，均應(yīng)保持原始顆粒狀態(tài)，才能發(fā)揮其自身功能作用。否則將磚坯密實(shí)度加密增加壓力，這些材料的功能性作用將消失。因此，該成型機(jī)激振頻率不能過快宜控制振動(dòng)頻率為f=500次/分，而振幅一般應(yīng)在 0.01 0. 03cm之間選擇自動(dòng)控制。這種成型機(jī)，主要體現(xiàn)先振后壓排氣工藝流程。采用對物料分級，單面加壓，二次排氣成型等新工藝?？墒巩a(chǎn)品完全沒有分層，微裂現(xiàn)象。液壓、排氣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)程序， 壓頭動(dòng)梁的空程下降(快速制動(dòng))，對物料預(yù)壓排氣，再次加壓(低壓)排氣壓實(shí)，卸載和動(dòng)梁上升，頂磚坯模箱的頂坯，裝料和墩料，布料裝置推磚坯。自然養(yǎng)護(hù)
磚坯成型后，逐步硬化并經(jīng)過一段時(shí)間后形成其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使密實(shí)成型的磚坯能正常完成水泥的水化反應(yīng)。養(yǎng)護(hù)就是磚坯成型后控制溫、濕度等水化反應(yīng)條件并保持必要的時(shí)間過程，使坯體最終成為強(qiáng)度滿意的產(chǎn)品。坯體的強(qiáng)度的形成，主要來自于三個(gè)方面 成型時(shí)的機(jī)械激振作用和機(jī)械壓力作用及成型后膠凝材料的化學(xué)作用?；瘜W(xué)作用大部分在養(yǎng)護(hù)階段完成。磚的化學(xué)作用，來自于水泥、生石灰、生石膏等膠凝材料對磚坯的強(qiáng)度有著重要影響，膠凝材料的水化產(chǎn)物，以及活性廢棄物粉煤灰、爐渣的活性成分的水化產(chǎn)物，二者是磚坯膠結(jié)作用產(chǎn)生強(qiáng)度的主要來源。這些水化產(chǎn)物形成的越多，坯體的強(qiáng)度就越高，膠凝材料的膠凝固結(jié)化學(xué)作用對坯體強(qiáng)度形成至關(guān)重要，沒有化學(xué)作用的參與，坯體的各種性能就很難滿足技術(shù)要求。由膠凝材料固結(jié)力產(chǎn)生的強(qiáng)度是化學(xué)反應(yīng)形成的，這個(gè)強(qiáng)度來自于反應(yīng)產(chǎn)生的膠凝物質(zhì)，它將各種廢渣、骨料、保溫隔熱顆粒黏結(jié)在一起，并堵塞毛細(xì)孔，防止水和有害氣體的進(jìn)入，增加磚的抗水及抗化學(xué)侵蝕能力。太陽能自然養(yǎng)護(hù)工藝，因其節(jié)能、無污染、養(yǎng)護(hù)成本相對較低，從原生態(tài)綠色化和節(jié)能化的發(fā)展方向考慮，是輕質(zhì)混凝土泡沫保溫磚，最理想的養(yǎng)護(hù)工藝，對磚的質(zhì)量及耐久性有所保證，綜合技術(shù)要求效果遠(yuǎn)優(yōu)于自然露天遮蓋養(yǎng)護(hù)。太陽能養(yǎng)護(hù)房技術(shù)性能于優(yōu)勢太陽能養(yǎng)護(hù)房主要技術(shù)充分利用太陽能，提高坯體的保溫、保濕和升溫的性能。因它的密封性好，對太陽熱量和吸收量更大，且蓄熱效果也更好，房內(nèi)養(yǎng)護(hù)溫度最高可達(dá)80°C，在夏季已接近于蒸汽養(yǎng)護(hù)溫度。太陽能養(yǎng)護(hù)房結(jié)構(gòu)房正南位置，其墻體、墻面、地面等部位均采用保溫、保濕、增溫設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，房南坡面采光選用夾層真空玻璃或吸熱玻璃。房東、西、北三面墻，內(nèi)側(cè)掛鍍鋁薄膜反光幕，以增加房內(nèi)東、西、北部蓄熱光照。房南坡透光，吸熱保溫措施，夜晚，陰雨天配以羊毛絨保溫氈或輕質(zhì)保溫被及遮雨擋風(fēng)簾。設(shè)置雪、雨、風(fēng)天必要的遮擋自動(dòng)設(shè)施，卷放保溫氈、保溫被的機(jī)械自動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)天氣情況使用。為更好蓄熱、保溫，在南坡玻璃房內(nèi)側(cè)設(shè)置蓄熱層，不透光的黑色吸熱，蓄熱體，將透過南玻璃面輔射進(jìn)房內(nèi)的太陽能熱蓄存起來。采用的相變蓄熱材料在白天可吸收太陽能由固相變?yōu)橐合?，而將熱能蓄存起來。?dāng)夜晚或陰雨雪天氣，溫度低于相變點(diǎn)時(shí)，它又由液相變?yōu)楣滔喾懦鰺崃?，使房?nèi)的溫度升高。為使太陽能自然養(yǎng)護(hù)房，更好利用太陽能，擴(kuò)大吸熱面積，房坐向是坐北朝南，房頂南側(cè)向地傾斜，與地面成20 30°角，其角度不宜過大。磚坯成型只是賦予磚體型與部分強(qiáng)度，而其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完善和更大的強(qiáng)度則是在太陽能自然養(yǎng)護(hù)階段。坯體進(jìn)入太陽能養(yǎng)護(hù)房溫度、濕度是最基本的條件，濕度是第一條件，其次是溫度，坯體產(chǎn)生強(qiáng)度濕度和溫度則是必不可少。促進(jìn)磚體強(qiáng)度更快更充分地形成，創(chuàng)造濕熱催化等必須的條件，加速磚體的水化的進(jìn)行。磚坯中的水分遷移變化與養(yǎng)護(hù)介質(zhì)(空氣)的濕度、溫度及流動(dòng)狀況密切相關(guān)。水在磚坯中以三種形式存在，即化學(xué)結(jié)合水、吸附水和自由水。隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行化學(xué)結(jié)合水和吸附水不斷增加，自由水減少。而滿足水化分需求，濕度在養(yǎng)護(hù)中是決定因素，它影響水化速度與深度，也即影響磚體的最終強(qiáng)度。由于磚坯采用激振，半濕壓成型用水量只有10% 18%，遠(yuǎn)小于磚坯中水泥、石灰、 石膏、活性廢渣水化期間所需要的水量。這就出現(xiàn)了水化需繼續(xù)補(bǔ)水量與磚坯含水量的懸殊差距。在這種情況下，必須保證磚坯的水化需水量，就必須依靠養(yǎng)護(hù)時(shí)從外部充分給磚坯補(bǔ)充水分。其養(yǎng)護(hù)的水分補(bǔ)充量，應(yīng)略大于其水化實(shí)際需水量，如果沒有養(yǎng)護(hù)介質(zhì)(空氣)濕度的作用，對磚坯的外部補(bǔ)水就十分困難。為確保養(yǎng)護(hù)環(huán)境空氣濕度，在太陽能自然養(yǎng)護(hù)房內(nèi)應(yīng)設(shè)置必要的噴霧加濕設(shè)施。 當(dāng)環(huán)境的外界濕度大于磚坯濕度時(shí)，磚坯水分蒸發(fā)現(xiàn)象就不會(huì)產(chǎn)生，而轉(zhuǎn)化成外界水分對磚坯所缺水分的補(bǔ)充。同時(shí)由于蒸發(fā)作用在較大濕度環(huán)境中消失，也防止了磚坯水分蒸發(fā)毛細(xì)孔的產(chǎn)生，增加了磚坯的密實(shí)度。適合的養(yǎng)護(hù)空氣濕度環(huán)境，有效的使磚坯毛細(xì)孔的減少或消失。外界水分在磚使用過程中不會(huì)沿毛細(xì)孔進(jìn)入磚體，適合的養(yǎng)護(hù)空氣濕度，也增加了磚體的抗凍融能力，延長了使用壽命。因此濕度、溫度是磚坯養(yǎng)護(hù)的必備客觀條件，濕度越大，溫度越高磚的強(qiáng)度就越高，二者是磚體產(chǎn)生強(qiáng)度的主要來源。利用太陽能自然保濕、增溫養(yǎng)護(hù)，相對濕度應(yīng)控制在60% 80%左右，溫度應(yīng)控制在25°C 80°C為好，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不宜短于8天，經(jīng)養(yǎng)護(hù)的磚移出太陽能自然養(yǎng)護(hù)房后，要遮光，存放20天以后磚齡期足觀天后出廠。產(chǎn)品使用，一般框架結(jié)構(gòu)用填充非承重磚，低、多層工民用建筑保溫隔熱型非承重墻體材料。
權(quán)利要求
1.泡沫混凝土輕質(zhì)保溫磚，其特征在于，其各組份按質(zhì)量比為粉煤灰35% 45%、骨料 5% 16%、水泥8% 15%、爐S 2% 8%、生石灰粉8% 18%、生石膏粉4% 10%、膨脹珍珠巖2% 5%、聚苯泡沫0. 5% 3%、活化劑0. 5% 5%、早強(qiáng)劑2% 5%、水15% 20% ；所述骨料為沸石、或玄武巖尾礦渣或其任意組合。
2.泡沫混凝土輕質(zhì)保溫磚制作方法，其特征在于，其步驟如下(1)、原料粉碎并過篩；(2)、將粉煤灰、爐渣、生石灰粉、活化劑計(jì)量后，在預(yù)攪拌機(jī)內(nèi)緩慢攪拌進(jìn)行預(yù)濕潤處理，送消化倉在25 45°C溫度下消化3 4h ；裝入輪碾機(jī)內(nèi)，加骨料、生石膏粉并噴水輪碾；在攪拌機(jī)內(nèi)將水泥加水?dāng)嚢柚翝{狀，加入保溫、隔熱材料膨脹珍珠巖、聚苯泡沫攪拌均勻，加入經(jīng)輪碾的物料，同時(shí)加入早強(qiáng)劑，攪拌均勻；(3)、成型、養(yǎng)護(hù)。
3.如權(quán)利要求2所述的泡沫混凝土輕質(zhì)保溫磚，其特征在于，步驟2預(yù)濕潤處理中水分兩次加入，第一次加入70%攪拌30 80s，再加其余水繼續(xù)攪拌6 8min。
4.如權(quán)利要求2所述的泡沫混凝土輕質(zhì)保溫磚，其特征在于，步驟2輪碾1.5 2. 5min，補(bǔ)充水使物料完全潤濕，再次輪碾5 6min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用輕質(zhì)保溫材料制作的免燒結(jié)、免蒸壓、免蒸養(yǎng)、自然養(yǎng)護(hù)的泡沫混凝土輕質(zhì)保溫磚及其制作方法。泡沫混凝土輕質(zhì)保溫磚，其各組份按質(zhì)量比為粉煤灰35%～45%、骨料5%～16%、水泥8%～15%、爐渣2%～8%、生石灰粉8%～18%、生石膏粉4%～10%、膨脹珍珠巖2%～5%、聚苯泡沫0.5%～3%、活化劑0.5%～5%、早強(qiáng)劑2%～5%、水15%～20%；所述骨料為沸石、或玄武巖尾礦渣或其任意組合。它具有節(jié)能環(huán)保及造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，其免燒結(jié)、免蒸壓、免蒸養(yǎng)的制作工藝可有效減少原生態(tài)資源的使用，通過綜合利用粉煤灰及聚苯材料廢棄物、沸石、玄武巖尾礦渣顆粒等材料有效降低建筑成本。
文檔編號C04B28/00GK102320788SQ20111022907
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月11日
發(fā)明者劉保鐵, 劉政, 劉景池, 李偉, 李宗泉 申請人:劉保鐵