利用玻璃粉制備的輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用玻璃粉制備的輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土及其方法，發(fā)明人對高嶺土尾礦加氣混凝土進(jìn)一步改進(jìn)，使用玻璃粉取代部分尾礦，顯著地提高了制品強(qiáng)度；調(diào)節(jié)鋁粉用量和外加早強(qiáng)劑CaCl2，也有效地改善了制品密度且未喪失過多強(qiáng)度；并通過調(diào)節(jié)攪拌時(shí)間來協(xié)調(diào)料漿的稠化與發(fā)氣膨脹，最終生產(chǎn)出了保溫性能良好、重量適宜、強(qiáng)度較高的輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土。本發(fā)明充分利用資源，降低了生產(chǎn)成本具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，又在保證加氣混凝土砌塊保溫性能的基礎(chǔ)上，提高了其強(qiáng)度而又保持了較小密度，能夠滿足如今建筑領(lǐng)域?qū)託饣炷脸兄匦缘母咭?，同時(shí)還符合綠色環(huán)保建筑的要求。
【專利說明】利用玻璃粉制備的輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新型建筑墻體材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種利用玻璃粉制備的輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土及其方法。 【背景技術(shù)】
[0002]在“利用高嶺土尾礦研制加氣混凝土”(新型建筑材料，2013 (9))中，發(fā)明人初步嘗試?yán)酶邘X土尾礦成功研制了加氣混凝土。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所得高嶺土尾礦加氣混凝土密度為600~700Kg.m_3，抗壓強(qiáng)度為5~6MPa，已經(jīng)達(dá)到或略強(qiáng)于普通加氣混凝土制品的強(qiáng)度，為加氣混凝土的生產(chǎn)提供了新的原材料，而且有效解決了高嶺土尾礦對環(huán)境造成的污染問題，節(jié)省了為解決污染和堆放而需要的大量投入，同時(shí)增加了企業(yè)的產(chǎn)品品種和經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。然而，我國人均占有土地面積的稀少，決定了我國必須發(fā)展高層建筑，這就對加氣混凝土承重性提出了更高的要求。因此，研制輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土具有十分重要的意義。
[0003]伴隨著國民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，玻璃因其獨(dú)特的性能廣泛應(yīng)用于建筑，化工，日化等行業(yè)，因此每年產(chǎn)生大量的廢棄玻璃，如城市垃圾中的廢棄玻璃幕墻，化學(xué)試劑瓶，玻璃燈泡等。我國每年產(chǎn)生的廢棄玻璃約占城市固體廢棄物的6%-11%。將它們棄之不用，在污染了環(huán)境的同時(shí)又造成了資源的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種節(jié)約資源、綠色環(huán)保的利用玻璃粉制備的輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土及其方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:利用玻璃粉制備的輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土，包括以下質(zhì)量百分比的主要原料:
[0006]高嶺土尾礦粉45~60%，玻璃粉5~20%，P.042.5普通水泥7~12%，生石灰20~26%,天然石膏或脫硫石膏I~4%。
[0007]生石灰選用中速消解石灰，消解時(shí)間6~lOmin，消解溫度85~100°C，有效CaO含量75~85%，細(xì)度200目，篩余為10~15%。
[0008]上述輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土，還包括主要原料總質(zhì)量0.12~0.15%的鋁粉膏和49~55%的40~50°C溫水，以及P.042.5普通水泥和生石灰(兩者合為外加鈣質(zhì)材料)總質(zhì)量的0.25 ± 0.05%的無機(jī)鹽類外加劑。
[0009]無機(jī)鹽類外加劑為CaCl2。
[0010]上述輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土的制備方法，包括以下步驟:
[0011]〈1>將高嶺土尾礦烘干至含水率蘭1%，再磨細(xì)至200目、篩余為2-10%制成高嶺土尾礦粉；將回收的廢玻璃瓶或建筑玻璃破碎并磨細(xì)至325目、篩余S 5%的玻璃粉；石膏磨細(xì)至200目、篩余為3-8%;
[0012]<2>將高嶺土尾礦粉、玻璃粉、石膏和溫水混合慢速攪拌60s，然后加入水泥慢速攪拌60s，再加入無機(jī)鹽類外加劑、生石灰慢速攪拌60s，最后加入鋁粉膏先快速攪拌45s，再慢速攪拌30s,制得混合料衆(zhòng)；慢速攪拌為100r/min,快速攪拌為360r/min。
[0013]上述輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土制成的砌塊。
[0014]上述砌塊的制備方法，包括以下步驟:將高嶺土尾礦輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土的混合料漿澆注入模成型，并在40°C下預(yù)養(yǎng)護(hù)4-7h后，切割成砌塊體；隨后送入蒸壓釜進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)。
[0015]蒸壓制度為抽真空至絕對壓強(qiáng)0.06MPa,并在此壓強(qiáng)下將真空維持0.5h ;升壓2h，恒壓IOh,降壓2h,恒壓壓力為1.0MPa0
[0016]在已有研究的基礎(chǔ)上，發(fā)明人對高嶺土尾礦加氣混凝土進(jìn)一步改進(jìn)，使用玻璃粉取代部分尾礦，顯著地提高了制品強(qiáng)度；調(diào)節(jié)鋁粉用量和外加早強(qiáng)劑CaCl2，有效地改善了制品密度且未喪失過多強(qiáng)度；并通過調(diào)節(jié)攪拌時(shí)間來協(xié)調(diào)料漿的稠化與發(fā)氣膨脹，最終生產(chǎn)出了保溫性能良好、重量適宜、強(qiáng)度較高的輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土(導(dǎo)熱系數(shù)0.12-0.18W/(m.k)，絕干密度600~800Kg/m3，抗壓強(qiáng)度6~lOMPa)。本發(fā)明利用高嶺土尾礦作為硅質(zhì)原料制備加氣混凝土，減少了對河沙以及粘土資源的開發(fā)利用，保護(hù)了自然資源，又解決了高嶺土尾礦大量堆存對環(huán)境造成的污染和占用土地資源等問題；廢棄玻璃的主要組成為無定型SiO2，有很強(qiáng)的火山灰活性，使用它作為礦物摻合料變廢為寶，既降低了生產(chǎn)成本具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，又在保證加氣混凝土砌塊保溫性能的基礎(chǔ)上，提高了其強(qiáng)度而又保持了較小密度，能夠滿足如今建筑領(lǐng)域?qū)託饣炷脸兄匦缘母咭?，同時(shí)還符合綠色環(huán)保建筑的要求?！揪唧w實(shí)施方式】
[0017]在“利用高嶺土尾礦研制加氣混凝土”的基礎(chǔ)上，發(fā)明人深入研究了制備工藝(如攪拌時(shí)間)、礦物摻合料(如玻璃粉)、鋁粉量和外加劑(如CaCl2)等影響因素，優(yōu)化了加氣混凝土的配方和制法，獲得了輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土。
[0018]攪拌時(shí)間對加氣混凝土料漿發(fā)氣膨脹的影響
[0019]攪拌時(shí)間是高嶺土尾礦加氣混凝土發(fā)氣膨脹的一個(gè)重要參數(shù)，對于料漿中孔結(jié)構(gòu)的形成以及原材料的混合均勻有著重大影響。加氣混凝土的攪拌時(shí)間包括兩部分:一部分是高嶺土尾礦、水泥、石灰等的攪拌時(shí)間；另一部分指的是鋁粉溶液的攪拌時(shí)間。前者的目的是為了使各種物料混合均勻，進(jìn)而水化產(chǎn)物可以均勻的分散于料漿中，對料漿的稠化過程有一定的影響；而后者主要通過兩個(gè)方面來影響料漿發(fā)氣膨脹速度和料漿稠化速度的協(xié)調(diào)性。首先是鋁粉投進(jìn)料漿的時(shí)機(jī)，其次是鋁粉在料漿中的攪拌時(shí)間。鋁粉的投入時(shí)間主要是通過控制鋁粉與堿性料漿接觸的時(shí)機(jī)進(jìn)而調(diào)控鋁粉開始發(fā)氣的時(shí)間，而鋁粉的攪拌時(shí)間則主要是通過調(diào)控鋁粉攪拌時(shí)間的長短來控制鋁粉的發(fā)氣速度。研究表明，隨著攪拌時(shí)間的延長，石灰和水泥的水化反應(yīng)速度加快，溶液迅速呈現(xiàn)堿性，而鋁粉能在堿性溶液中很好的產(chǎn)生氫氣，進(jìn)而有利于料漿的發(fā)氣膨脹。但是，并不是攪拌時(shí)間越長越好，如果時(shí)間過長，料漿中已經(jīng)形成的氣泡就會(huì)被破壞，進(jìn)而氣泡的內(nèi)壓力就會(huì)減小，無法克服料漿的極限剪應(yīng)力以及上部料漿的重力，不利于料漿的發(fā)氣膨脹。為此，發(fā)明人通過調(diào)節(jié)攪拌時(shí)間來協(xié)調(diào)料漿的稠化與發(fā)氣膨脹，試驗(yàn)顯示，干物料混合均勻的攪拌時(shí)間為3min，隨后加鋁粉膏進(jìn)行攪拌并控制轉(zhuǎn)速，先快攪(360r/min) 45s,再慢攪(100r/min) 30s,得到的料衆(zhòng)稠化適宜、發(fā)氣膨脹較佳、氣孔結(jié)構(gòu)比較理想。[0020]礦物摻合料對加氣混凝土料漿強(qiáng)度的影響
[0021]發(fā)明人先在“利用高嶺土尾礦研制加氣混凝土”最優(yōu)配合比的基礎(chǔ)上，分別利用礦渣微粉和玻璃粉來取代部分水泥和尾礦用量，結(jié)果如下(表1和表2):
[0022]表1礦渣微粉對加氣混凝土性能的影響
【權(quán)利要求】
1.一種利用玻璃粉制備的輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土，其特征在于包括以下質(zhì)量百分比的主要原料: 高嶺土尾礦粉45~60%，玻璃粉5~20%，P.042.5普通水泥7~12%，生石灰20~26%，天然石膏或脫硫石膏I~4%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用玻璃粉制備的輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土，其特征在于:所述生石灰選用中速消解石灰，消解時(shí)間6~lOmin，消解溫度85~100°C，有效CaO含量75~85%,細(xì)度200目，篩余為10~15%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用玻璃粉制備的輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土，其特征在于還包括主要原料總質(zhì)量0.12~0.15%的鋁粉膏和49~55%的40~50°C溫水，以及P.042.5普通水泥和生石灰總質(zhì)量的0.25±0.05%的無機(jī)鹽類外加劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用玻璃粉制備的輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土，其特征在于:所述無機(jī)鹽類外加劑為CaC12。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 〈1>將高嶺土尾礦烘干至含水率=1%，再磨細(xì)至200目、篩余為2-10%制成高嶺土尾礦粉；將回收的廢玻璃瓶或建筑玻璃破碎并磨細(xì)至325目、篩余S 5%的玻璃粉；石膏磨細(xì)至200目、篩余為3-8% ； 〈2>將高嶺土尾礦粉、玻璃粉、石膏和溫水混合慢速攪拌60s，然后加入水泥慢速攪拌60s,再加入無機(jī)鹽類外加劑、生石灰慢速攪拌60s，最后加入鋁粉膏先快速攪拌45s，再慢速攪拌30s,制得混合料衆(zhòng)；所述慢速攪拌為100r/min,快速攪拌為360r/min。
6.由權(quán)利要求1所述輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土制成的砌塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述砌塊的制備方法，其特征在于包括以下步驟:將所述高嶺土尾礦輕質(zhì)高強(qiáng)加氣混凝土的混合料漿澆注入模成型，并在40°C下預(yù)養(yǎng)護(hù)4-7h后，切割成砌塊體；隨后送入蒸壓釜進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述砌塊的制備方法，其特征在于:所述蒸壓制度為抽真空至絕對壓強(qiáng)0.06MPa,并在此壓強(qiáng)下將真空維持0.5h ;升壓2h，恒壓10h，降壓2h，恒壓壓力為1.0MPa0
【文檔編號(hào)】C04B22/04GK103723988SQ201310664027
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】邱樹恒, 陳向榮, 馮陽陽, 陳霏, 楊志明, 梁燕飛, 歐天安 申請人:廣西大學(xué)