阅读说明：本技术 一种含硫酸钙废渣的加气混凝土砖及其制备方法 (A kind of air entrained concrete brick of sulfur acid calcium waste residue and preparation method thereof ) 是由 汪志强 张巍 陈超 陈国顺 吴自强 何伟峰 于 2019-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种含硫酸钙废渣的加气混凝土砖及其制备方法,混凝土砖的原料包括：水泥、硅质材料、硫酸钙废渣、石灰、铝粉、稳定剂、水。本发明提出的含硫酸钙废渣的加气混凝土砖的制备方法,包括：将铝粉与部分水混合均匀得铝粉悬浮液；将剩余原料加入搅拌机中加热并搅拌均匀得料浆,料浆温度为45-50℃,加入铝粉悬浮液后搅拌0.5-1min得混合料浆,浇注后置于初养室中,在55-65℃下发气初凝1.5-2h,脱模、切割后得砖坯；将砖坯置于碳化箱中碳化养护,然后移入蒸压釜内蒸压养护,之后置于热水养护池中进行热水养护,降温到室温。本发明提出的制备方法利废、环保,得到的混凝土砖强度高,抗裂性好,耐久性能优异。(The invention discloses air entrained concrete brick of a kind of sulfur acid calcium waste residue and preparation method thereof, the raw material of concrete brick includes: cement, siliceous material, calcium sulfate waste residues, lime, aluminium powder, stabilizer, water.The preparation method of the air entrained concrete brick of sulfur acid calcium waste residue proposed by the present invention, comprising: aluminium powder is uniformly mixed to obtain aluminium powder suspension with part water；Surplus stock is added in blender and heats and stirs evenly to obtain slurry, slurry temperature is 45-50 DEG C, and stirring 0.5-1min obtains mixed slurry after aluminium powder suspension is added, and casting is placed in just feeding room, get angry pre-hardening 1.5-2h at 55-65 DEG C, obtains adobe after demoulding, cutting；Adobe is placed in carbonized maintaining in carbonization case, then moves into steam press maintenance in still kettle, be placed in hot water curing pool progress hot water maintenance, cool to room temperature.Preparation method benefit proposed by the present invention is useless, environmentally friendly, and obtained concrete brick intensity is high, and crack resistance is good, excellent durability.)

一种含硫酸钙废渣的加气混凝土砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种含硫酸钙废渣的加气混凝土砖及其制备方法。

背景技术

加气混凝土是以硅质材料(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，其具有质轻、防火、保温、隔音隔热等优点；然而，现有的加气混凝土由于其组成材料和生产工艺存在着一些不足，再加上其本身特有的多孔结构，易使加气混凝土存在收缩率大、抗压强度低、易产生开裂的缺陷，限制了其应用。

在当今的建筑业内，利废节能、保护环境越来越成为人们关注的焦点，然而活性白土中和处理过程中会产生大量的硫酸钙废渣，目前并未得到很好的应用，处理压力仍较大。

发明内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种含硫酸钙废渣的加气混凝土砖及其制备方法，所述制备方法利废、环保，得到的混凝土砖强度高，抗裂性好，耐久性能优异，使用寿命长。

本发明提出的一种含硫酸钙废渣的加气混凝土砖，其原料按重量份包括：水泥210-270份、硅质材料480-620份、硫酸钙废渣320-470份、石灰350-390份、铝粉1.6-1.75份、稳定剂0.45-0.5份、水1150-1280份；其中，所述硅质材料为粉煤灰、砂中的一种或者两种的混合物。

优选地，其原料还包括10-17重量份的减水剂、0.4-0.7重量份的硫酸钾、3.8-4.7重量份的EPS聚苯颗粒、13-28重量份固含量为50wt％的纳米碳酸钙浆料。

优选地，所述减水剂由聚羧酸系减水剂与白炭黑在45-55℃下混合搅拌3-5h得到；所述EPS聚苯颗粒为圆形颗粒，且直径≤4.7mm，密度为4.4-5kg/m³。

优选地，所述水泥为42.5普通硅酸盐水泥；所述硫酸钙废渣为活性白土中和处理产生的硫酸钙废渣；所述石灰为熟石灰。

优选地，所述稳定剂为油酸、三乙醇胺、六偏磷酸钠、硬脂酸钙、茶皂素、羧甲基纤维素中的一种或者多种的混合物。

优选地，所述稳定剂为油酸、三乙醇胺、茶皂素的混合物，且油酸、三乙醇胺、茶皂素的重量比为3-5：1：4-9。

优选地，所述粉煤灰为氧化钙含量≥20wt％的高钙粉煤灰；所述砂为磨细后的石英砂、河砂、海砂中的一种或者多种的混合物，其平均粒径为0.15-0.3mm，且最大粒径≤0.5mm。

本发明还提出的一种所述含硫酸钙废渣的加气混凝土砖的制备方法，包括以下步骤：

S1、将铝粉与部分水混合均匀得到铝粉悬浮液；

S2、将剩余原料加入搅拌机中加热并搅拌均匀得到料浆，其中，料浆的温度为45-50℃，加入铝粉悬浮液后继续搅拌0.5-1min得到混合料浆；

S3、将混合料浆浇注到模具中，然后置于初养室中进行发气初凝，脱模、切割后得到砖坯，其中，发气初凝温度为55-65℃，发气初凝时间为1.5-2小时；

S4、将砖坯置于碳化箱中进行碳化养护，然后移入蒸压釜内进行蒸压养护，之后置于热水养护池中进行热水养护，降温到室温后得到所述含硫酸钙废渣的加气混凝土砖。

优选地，在碳化养护过程中，碳化气体为二氧化碳，碳化时间为30-85min，碳化温度为55-70℃。

优选地，蒸压养护的具体过程为：抽真空后通入蒸汽进行一次升压至0.8-0.9MPa，在0.8-0.9MPa以及170-180℃的条件下保温保压1.5-2h，然后进行二次升压至1.1-1.3MPa，在1.1-1.3MPa以及185-190℃的条件下保温保压0.9-1.5h，再进行三次升压至1.5MPa，在1.5MPa以及200℃的条件下保温保压养护2-3.5h，降压至常压；其中，一次升压的时间为50-70min；二次升压的时间为30-55min；三次升压的时间为40-60min，降压至常压的时间为50-90min。

优选地，在热水养护过程中，包括一段热水养护和二段热水养护，一段热水养护的温度为30-45℃，时间为50-120min，二段热水养护的温度为55-70℃，时间为2-3.5h。

本发明所述含硫酸钙废渣的加气混凝土砖，其原料中，添加了硫酸钙废渣代替部分硅质材料，硫酸钙废渣为一种废料，添加到混凝土砖中能变废为宝，为活性白土中和处理过程中产生的大量的硫酸钙废渣找到合适的使用途径，节约了成本，减少了污染；同时掺入了特定含量的减水剂、硫酸钾、EPS聚苯颗粒和固含量为50wt％的纳米碳酸钙浆料，其中，所述减水剂由聚羧酸系减水剂与白炭黑在特定温度下混合搅拌得到，聚羧酸系减水剂分子带有羧基，白炭黑表面具有相当多的活性羟基，两者能发生酯化反应，将两者结合为一体，一方面，由于白炭黑的加入，使得聚羧酸系减水剂的空间位阻增加，使水泥颗粒难以团聚，释放出更多的自由水，提高了体系的流动性，另一方面，白炭黑表面得到了改性，在体系中的分散性好，可缓慢释放，能与水泥水化产物氢氧化钙发生二次水化，提高了所得混凝土砖的力学性能和耐久性；掺入的纳米碳酸钙浆料能使主要的水化产物托勃莫来石结晶情况良好，整体结构密实，改善砖的抗压强度和干燥收缩量；同时掺入的EPS聚苯颗粒能取代体系中的部分空隙，进一步提高了混凝土砖的抗压强度，降低了材料的收缩率；所述粉煤灰具体选择为氧化钙含量≥20wt％的高钙粉煤灰，同时适当增加了石灰的含量，解决了粉煤灰安定性差的问题；加入的硫酸钾可以进一步增强混凝土砖的强度；茶皂素是一种性能良好的天然非离子性表面活性剂，将其与油酸、三乙醇胺按特定的比例配合得到的稳定剂，降低了浇注料浆的表面张力，改变了固体的润湿性，形成了气泡保护膜，提高了料浆浇注的稳定性，改善加气混凝土的气孔结构，提高加气混凝土的物理力学性能；在所述含硫酸钙废渣的加气混凝土砖的制备方法中，将砖坯依次进行了碳化养护、蒸压养护和热水养护，并控制了养护的工艺参数，使三者配合，细化了混凝土内部微孔尺寸，减少了混凝土中有害孔所占的比例，使所得混凝土的强度高，克服了单纯的蒸压养护后期强度低的缺陷，赋予混凝土砖优异的耐久性。

本发明所述含硫酸钙废渣的加气混凝土砖，通过选择合适的原料，并调节各原料的配比，使各原料发挥协同作用进行生产加气混凝土砖，所得混凝土砖强度高、干燥收缩小，抗裂性和耐久性好，同时为硫酸钙废渣找到合适的使用途径，节能、环保。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种含硫酸钙废渣的加气混凝土砖，其原料按重量份包括：水泥210份、粉煤灰620份、硫酸钙废渣320份、石灰370份、铝粉1.6份、稳定剂0.5份、水1230份。

本发明还提出的一种所述含硫酸钙废渣的加气混凝土砖的制备方法，包括以下步骤：

S1、将铝粉与部分水混合均匀得到铝粉悬浮液；

S2、将剩余原料加入搅拌机中加热并搅拌均匀得到料浆，其中，料浆的温度为50℃，加入铝粉悬浮液后继续搅拌1min得到混合料浆；

S3、将混合料浆浇注到模具中，然后置于初养室中进行发气初凝，脱模、切割后得到砖坯，其中，发气初凝温度为55℃，发气初凝时间为1.5小时；

S4、将砖坯置于碳化箱中进行碳化养护，然后移入蒸压釜内进行蒸压养护，之后置于热水养护池中进行热水养护，降温到室温后得到所述含硫酸钙废渣的加气混凝土砖。

实施例2

一种含硫酸钙废渣的加气混凝土砖，其原料按重量份包括：42.5普通硅酸盐水泥270份、砂600份、硫酸钙废渣470份、熟石灰390份、铝粉1.7份、硬脂酸钙0.45份、水1280份、减水剂17份、硫酸钾0.4份、EPS聚苯颗粒4.7份、固含量为50wt％的纳米碳酸钙浆料13份；

其中，所述减水剂由聚羧酸系减水剂与白炭黑在45℃下混合搅拌5h得到，且聚羧酸系减水剂与白炭黑的重量比为3：11；所述EPS聚苯颗粒为圆形颗粒，且直径≤4.7mm，密度为4.4kg/m³；所述硫酸钙废渣为活性白土中和处理产生的硫酸钙废渣；所述砂为磨细后的石英砂，其平均粒径为0.15mm，且最大粒径为0.5mm。

本发明还提出的一种所述含硫酸钙废渣的加气混凝土砖的制备方法，包括以下步骤：

S1、将铝粉与部分水混合均匀得到铝粉悬浮液；

S2、将剩余原料加入搅拌机中加热并搅拌均匀得到料浆，其中，料浆的温度为45℃，加入铝粉悬浮液后继续搅拌0.7min得到混合料浆；

S3、将混合料浆浇注到模具中，然后置于初养室中进行发气初凝，脱模、切割后得到砖坯，其中，发气初凝温度为65℃，发气初凝时间为1.7小时；

S4、将砖坯置于碳化箱中进行碳化养护，然后移入蒸压釜内进行蒸压养护，之后置于热水养护池中进行热水养护，降温到室温后得到所述含硫酸钙废渣的加气混凝土砖；其中，在碳化养护过程中，碳化气体为二氧化碳，碳化时间为85min，碳化温度为55℃；蒸压养护的具体过程为：抽真空后通入蒸汽进行一次升压至0.9MPa，在0.9MPa以及180℃的条件下保温保压1.5h，然后进行二次升压至1.3MPa，在1.3MPa以及190℃的条件下保温保压0.9h，再进行三次升压至1.5MPa，在1.5MPa以及200℃的条件下保温保压养护3.5h，降压至常压；其中，一次升压的时间为50min；二次升压的时间为55min；三次升压的时间为40min，降压至常压的时间为90min；在热水养护过程中，包括一段热水养护和二段热水养护，一段热水养护的温度为30℃，时间为120min，二段热水养护的温度为55℃，时间为3.5h。

实施例3

一种含硫酸钙废渣的加气混凝土砖，其原料按重量份包括：42.5普通硅酸盐水泥240份、粉煤灰300份、砂180份、硫酸钙废渣380份、熟石灰350份、铝粉1.75份、稳定剂0.47份、水1150份、减水剂10份、硫酸钾0.7份、EPS聚苯颗粒3.8份、固含量为50wt％的纳米碳酸钙浆料28份；

其中，所述减水剂由聚羧酸系减水剂与白炭黑在55℃下混合搅拌3h得到；所述EPS聚苯颗粒为圆形颗粒，且直径≤4.7mm，密度为5kg/m³；

所述硫酸钙废渣为活性白土中和处理产生的硫酸钙废渣；

所述稳定剂为油酸、三乙醇胺、茶皂素的混合物，且油酸、三乙醇胺、茶皂素的重量比为3：1：9；

所述粉煤灰为氧化钙含量为20wt％的高钙粉煤灰；所述砂为磨细后的石英砂、海砂的混合物，且石英砂、海砂的重量比为1：1，其平均粒径为0.15mm，且最大粒径为0.4mm。

本发明还提出的一种所述含硫酸钙废渣的加气混凝土砖的制备方法，包括以下步骤：

S1、将铝粉与部分水混合均匀得到铝粉悬浮液；

S2、将剩余原料加入搅拌机中加热并搅拌均匀得到料浆，其中，料浆的温度为47℃，加入铝粉悬浮液后继续搅拌0.5min得到混合料浆；

S3、将混合料浆浇注到模具中，然后置于初养室中进行发气初凝，脱模、切割后得到砖坯，其中，发气初凝温度为60℃，发气初凝时间为2小时；

S4、将砖坯置于碳化箱中进行碳化养护，然后移入蒸压釜内进行蒸压养护，之后置于热水养护池中进行热水养护，降温到室温后得到所述含硫酸钙废渣的加气混凝土砖；

其中，在碳化养护过程中，碳化气体为二氧化碳，碳化时间为30min，碳化温度为70℃；

蒸压养护的具体过程为：抽真空后通入蒸汽进行一次升压至0.8MPa，在0.8MPa以及170℃的条件下保温保压2h，然后进行二次升压至1.1MPa，在1.1MPa以及185℃的条件下保温保压1.5h，再进行三次升压至1.5MPa，在1.5MPa以及200℃的条件下保温保压养护2h，降压至常压；其中，一次升压的时间为70min；二次升压的时间为30min；三次升压的时间为60min，降压至常压的时间为50min；

在热水养护过程中，包括一段热水养护和二段热水养护，一段热水养护的温度为45℃，时间为500min，二段热水养护的温度为70℃，时间为2h。

实施例4

一种含硫酸钙废渣的加气混凝土砖，其原料按重量份包括：42.5普通硅酸盐水泥250份、粉煤灰300份、砂250份、硫酸钙废渣430份、熟石灰375份、铝粉1.68份、稳定剂0.47份、水1200份、减水剂12份、硫酸钾0.6份、EPS聚苯颗粒4份、固含量为50wt％的纳米碳酸钙浆料21份；

其中，所述减水剂由聚羧酸系减水剂与白炭黑在48℃下混合搅拌4h得到，且聚羧酸系减水剂与白炭黑的重量比为2：13；所述EPS聚苯颗粒为圆形颗粒，且直径≤4.7mm，密度为4.7kg/m³；

所述硫酸钙废渣为活性白土中和处理产生的硫酸钙废渣；

所述稳定剂为油酸、三乙醇胺、茶皂素的混合物，且油酸、三乙醇胺、茶皂素的重量比为5：1：4；

所述粉煤灰为氧化钙含量为20wt％的高钙粉煤灰；所述砂为磨细后的石英砂、河砂、海砂的混合物，且石英砂、河砂、海砂的重量比为1：2：1，其平均粒径为0.3mm，且最大粒径为0.5mm。

本发明还提出的一种所述含硫酸钙废渣的加气混凝土砖的制备方法，包括以下步骤：

S1、将铝粉与部分水混合均匀得到铝粉悬浮液；

S2、将剩余原料加入搅拌机中加热并搅拌均匀得到料浆，其中，料浆的温度为48℃，加入铝粉悬浮液后继续搅拌0.7min得到混合料浆；

S3、将混合料浆浇注到模具中，然后置于初养室中进行发气初凝，脱模、切割后得到砖坯，其中，发气初凝温度为62℃，发气初凝时间为1.7小时；

S4、将砖坯置于碳化箱中进行碳化养护，然后移入蒸压釜内进行蒸压养护，之后置于热水养护池中进行热水养护，降温到室温后得到所述含硫酸钙废渣的加气混凝土砖；

在碳化养护过程中，碳化气体为二氧化碳，碳化时间为60min，碳化温度为68℃；

蒸压养护的具体过程为：抽真空后通入蒸汽进行一次升压至0.85MPa，在0.85MPa以及175℃的条件下保温保压1.7h，然后进行二次升压至1.2MPa，在1.2MPa以及188℃的条件下保温保压1h，再进行三次升压至1.5MPa，在1.5MPa以及200℃的条件下保温保压养护2.5h，降压至常压；其中，一次升压的时间为60min；二次升压的时间为40min；三次升压的时间为50min，降压至常压的时间为55min；

在热水养护过程中，包括一段热水养护和二段热水养护，一段热水养护的温度为38℃，时间为70min，二段热水养护的温度为60℃，时间为2.8h。

对比例1

与实施例4的唯一不同仅在于：其原料中，粉煤灰为730份，且不含硫酸钙废渣。

对比例2

与实施例4的唯一不同仅在于：其原料中，不含有减水剂、硫酸钾、EPS聚苯颗粒、固含量为50wt％的纳米碳酸钙浆料。

对比例3

与实施例4的唯一不同仅在于：在制备方法中，在S4中，将砖坯置于碳化箱中进行碳化养护，然后移入蒸压釜内进行蒸压养护，降温到室温后得到加气混凝土砖。

按照GB/T 11969-2008的标准，对实施例4以及对比例1-3中所得混凝土砖的性能进行检测，结果如下表所示：

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。