含有工业固体废弃物的蒸压加气混凝土砌块及其制备方法
阅读说明：本技术 含有工业固体废弃物的蒸压加气混凝土砌块及其制备方法 (Autoclaved aerated concrete block containing industrial solid waste and preparation method thereof ) 是由 孙坚强 崔爱华 徐林菲 张永牧 于 2021-09-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及含有工业固体废弃物的蒸压加气混凝土砌块及其制备方法,属于建筑材料技术领域,包括如下重量份原料：15-35份多元复合纤维,60-75份工业固体废弃物,1.5-3份脱硫石膏,5-15份水泥,3-5份石蜡；通过工业固体废弃物等作为原料,能够实现废弃资源的再利用,符合环保要求,而且制备出一种多元复合纤维,先纺丝出初生纤维,之后加热拉伸进行热酰亚胺化,制备出多元复合纤维,通过多元复合,赋予该纤维优异的韧性和强度,之后与石蜡形成涂覆料,涂覆至模箱的内表面,随着石蜡的融化部分渗入砌块当中,该高韧高强度的复合纤维进一步地加强了砌块体之间的接合强度,从而增强了砌块建筑成的建筑的整体强度。(The invention relates to an autoclaved aerated concrete block containing industrial solid waste and a preparation method thereof, belonging to the technical field of building materials and comprising the following raw materials in parts by weight: 15-35 parts of multi-element composite fiber, 60-75 parts of industrial solid waste, 1.5-3 parts of desulfurized gypsum, 5-15 parts of cement and 3-5 parts of paraffin; the industrial solid waste and the like are used as raw materials, so that the waste resources can be recycled, the environmental protection requirement is met, the polynary composite fiber is prepared, the nascent fiber is spun firstly, then the heating and stretching are carried out for thermal imidization, the polynary composite fiber is prepared, the fiber is endowed with excellent toughness and strength through polynary compounding, then the coating material is formed with paraffin and coated on the inner surface of a mold box, the bonding strength between block bodies is further enhanced by the high-toughness high-strength composite fiber along with the penetration of the melting part of the paraffin into the block bodies, and the overall strength of a building constructed by the block bodies is enhanced.)
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体地，涉及含有工业固体废弃物的蒸压加气混凝土砌块及其制备方法。
背景技术
目前市场上很多建筑泥浆固化处置中心采用脱水固结一体化处理技术，有效的实现了建筑泥浆的减量化，但对于脱水固结后产生的泥饼，一般都作为固体废弃物，直接委托运渣队伍外运填埋处理。这种处理方式不仅造成资源的浪费，而且破坏了生态环境。
蒸压加气混凝土砌块是以粉煤灰、水泥、石灰、石膏等为主要原料，掺入适量发气剂，经浇筑静停、切割成型、高温蒸养而制成的一种轻质、具有封闭微孔的新型建筑墙体材料。蒸压加气混凝土砌块具有容重轻、保温、隔热、防水、吸音、抗震性能好、现场施工方便等优点，主要适用于框架及高层建筑的填充墙、非承重间隔墙、节能建筑的外围护墙的复合保温层及自保温外墙、屋面保温层等，但是砌块之间的粘合部位结构不够紧密，会导致形成的建筑体强度较差，影响建筑使用寿命和安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含有工业固体废弃物的蒸压加气混凝土砌块及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
含有工业固体废弃物的蒸压加气混凝土砌块，包括如下重量份原料：15-35份多元复合纤维，60-75份工业固体废弃物，1.5-3份脱硫石膏，5-15份水泥，3-5份石蜡；
所述多元复合纤维包括如下步骤制成：
步骤S1、将石墨加入反应釜中，加入硝酸钠和质量分数98％浓硫酸，在冰浴中搅拌15min，分三次等量加入高锰酸钾，每次间隔5min，继续搅拌30min，之后40℃水浴加热，反应3h，加入去离子水并升温至75℃，反应30min，加入质量分数10％过氧化氢水溶液继续反应10min，过滤、洗涤，制得氧化石墨，控制石墨、硝酸钠、浓硫酸、高锰酸钾和过氧化氢水溶液的用量比为5g∶2.5g∶150mL∶15g∶15-20mL；
步骤S1中先将石墨通过Hummers法进行改性处理，制备出氧化石墨，通过在石墨表面接枝丰富的含氧官能团防止其自身出现团聚现象；
步骤S2、将氧化石墨加入N，N-二甲基乙酰胺中，超声分散1h，置于冰水浴中，通入氮气、排出空气，加入4,4’-二氨基二苯醚，匀速搅拌直至溶解，分两次等量加入均苯四甲酸二酐，匀速搅拌直至溶解，继续搅拌4h，制得混合液a，控制氧化石墨、N，N-二甲基乙酰胺、4,4’-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐的用量比为1g∶100mL∶10g∶10g；
步骤S2中氧化石墨分散在N，N-二甲基乙酰胺中，4,4’-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐在低温下发生聚合反应，形成一种聚酰胺，制备出混合液a，该混合液a为氧化石墨和聚酰胺的混合液；
步骤S3、将玻璃纤维加入浓度5-10mol/L的氢氧化钠溶液中，超声处理30min，制得处理后的玻璃纤维，取出、洗涤，研磨，制得玻璃纤维粉末，将玻璃纤维粉末加入混合液a中，匀速搅拌15min，制得纺丝液，真空脱泡后倒入纺丝釜中进行纺丝，通入氮气，将纤维纺入凝固浴，制得初生纤维，将初生纤维在100℃和200℃下分别处理1h，制得多元复合纤维，控制玻璃纤维和氢氧化钠溶液的用量比为1g∶10mL，处理后的玻璃纤维与混合液a的重量比为1.5-2.5∶10。
步骤S3中将玻璃纤维进行碱处理，制得处理后的玻璃纤维，该玻璃纤维表面粗糙，能够提高其自身的比表面积，提高吸附性能，之后研磨，加入混合液a中，制备出纺丝液，纺丝出初生纤维，该初生纤维为一种玻璃/氧化石墨/聚酰胺多元复合纤维，之后加热拉伸进行热酰亚胺化，制备出多元复合纤维，通过多元复合，赋予该纤维优异的韧性和强度。
进一步地：步骤S3中所述凝固浴为水和无水乙醇按照9∶1的体积比混合而成，凝固浴的温度为25-40℃。
进一步地：步骤S3中所述纺丝温度为15-30℃，纺丝压力为0.5-0.6MPa，牵引速度为30-40m/min。
含有工业固体废弃物的蒸压加气混凝土砌块的制备方法，包括如下步骤：
第一步、将工业固体废弃物、脱硫石膏和水泥加水混合，搅拌均匀，加入铝粉膏发泡剂，制得浆料，之后将石蜡加热融化，加入多元复合纤维，搅拌均匀，制得涂覆料，铝粉膏发泡剂的用量为浆料的0.03-0.05％，水的用量为工业固体废弃物、脱硫石膏和水泥的重量和；
第二步、将涂覆料涂覆至模箱的内表面，直至涂覆料凝固，将制得的浆料除去上清液后浇筑至模箱内，控制浇筑温度为40-50℃，之后发气30min、静置预养3h，制得坯体；
第三步、将坯体置于蒸压釜中进行蒸压养护，制得混凝土砌块。
进一步地：第三步中蒸压养护的条件为：温度180-190℃，抽真空至-0.06MPa，再升压至1.0-1.5MPa，保压8h，降压至常压。
本发明的有益效果：
本发明混凝土砌块通过工业固体废弃物等作为原料，能够实现废弃资源的再利用，符合环保要求，而且制备出一种多元复合纤维，玻璃纤维进行碱处理，制得处理后的玻璃纤维，该玻璃纤维表面粗糙，能够提高其自身的比表面积，提高吸附性能，之后研磨，加入混合液a中，制备出纺丝液，纺丝出初生纤维，该初生纤维为一种玻璃/氧化石墨/聚酰胺多元复合纤维，之后加热拉伸进行热酰亚胺化，制备出多元复合纤维，通过多元复合，赋予该纤维优异的韧性和强度，之后与石蜡形成涂覆料，涂覆至模箱的内表面，随着石蜡的融化部分渗入砌块当中，部分延伸出砌块体，砌块用于建筑时，没入砌块的玻璃纤维另一部分会没入到砌块间的粘合剂当中，该高韧高强度的复合纤维，进一步地加强了砌块体之间的接合强度，从而增强了砌块建筑成的建筑的整体强度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
所述多元复合纤维包括如下步骤制成：
步骤S1、将石墨加入反应釜中，加入硝酸钠和质量分数98％浓硫酸，在冰浴中搅拌15min，分三次等量加入高锰酸钾，每次间隔5min，继续搅拌30min，之后40℃水浴加热，反应3h，加入去离子水并升温至75℃，反应30min，加入质量分数10％过氧化氢水溶液继续反应10min，过滤、洗涤，制得氧化石墨，控制石墨、硝酸钠、浓硫酸、高锰酸钾和过氧化氢水溶液的用量比为5g∶2.5g∶150mL∶15g∶15mL；
步骤S2、将氧化石墨加入N，N-二甲基乙酰胺中，超声分散1h，置于冰水浴中，通入氮气、排出空气，加入4,4’-二氨基二苯醚，匀速搅拌直至溶解，分两次等量加入均苯四甲酸二酐，匀速搅拌直至溶解，继续搅拌4h，制得混合液a，控制氧化石墨、N，N-二甲基乙酰胺、4,4’-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐的用量比为1g∶100mL∶10g∶10g；
步骤S3、将玻璃纤维加入浓度5mol/L的氢氧化钠溶液中，超声处理30min，制得处理后的玻璃纤维，取出、洗涤，研磨，制得玻璃纤维粉末，将玻璃纤维粉末加入混合液a中，匀速搅拌15min，制得纺丝液，真空脱泡后倒入纺丝釜中进行纺丝，通入氮气，将纤维纺入凝固浴，制得初生纤维，将初生纤维在100℃和200℃下分别处理1h，制得多元复合纤维，控制玻璃纤维和氢氧化钠溶液的用量比为1g∶10mL，处理后的玻璃纤维与混合液a的重量比为1.5∶10。
所述凝固浴为水和无水乙醇按照9∶1的体积比混合而成，凝固浴的温度为25℃。
所述纺丝温度为15℃，纺丝压力为0.5MPa，牵引速度为30m/min。
实施例2
所述多元复合纤维包括如下步骤制成：
步骤S1、将石墨加入反应釜中，加入硝酸钠和质量分数98％浓硫酸，在冰浴中搅拌15min，分三次等量加入高锰酸钾，每次间隔5min，继续搅拌30min，之后40℃水浴加热，反应3h，加入去离子水并升温至75℃，反应30min，加入质量分数10％过氧化氢水溶液继续反应10min，过滤、洗涤，制得氧化石墨，控制石墨、硝酸钠、浓硫酸、高锰酸钾和过氧化氢水溶液的用量比为5g∶2.5g∶150mL∶15g∶18mL；
步骤S2、将氧化石墨加入N，N-二甲基乙酰胺中，超声分散1h，置于冰水浴中，通入氮气、排出空气，加入4,4’-二氨基二苯醚，匀速搅拌直至溶解，分两次等量加入均苯四甲酸二酐，匀速搅拌直至溶解，继续搅拌4h，制得混合液a，控制氧化石墨、N，N-二甲基乙酰胺、4,4’-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐的用量比为1g∶100mL∶10g∶10g；
步骤S3、将玻璃纤维加入浓度8mol/L的氢氧化钠溶液中，超声处理30min，制得处理后的玻璃纤维，取出、洗涤，研磨，制得玻璃纤维粉末，将玻璃纤维粉末加入混合液a中，匀速搅拌15min，制得纺丝液，真空脱泡后倒入纺丝釜中进行纺丝，通入氮气，将纤维纺入凝固浴，制得初生纤维，将初生纤维在100℃和200℃下分别处理1h，制得多元复合纤维，控制玻璃纤维和氢氧化钠溶液的用量比为1g∶10mL，处理后的玻璃纤维与混合液a的重量比为2∶10。
所述凝固浴为水和无水乙醇按照9∶1的体积比混合而成，凝固浴的温度为40℃。
所述纺丝温度为30℃，纺丝压力为0.6MPa，牵引速度为40m/min。
实施例3
所述多元复合纤维包括如下步骤制成：
步骤S1、将石墨加入反应釜中，加入硝酸钠和质量分数98％浓硫酸，在冰浴中搅拌15min，分三次等量加入高锰酸钾，每次间隔5min，继续搅拌30min，之后40℃水浴加热，反应3h，加入去离子水并升温至75℃，反应30min，加入质量分数10％过氧化氢水溶液继续反应10min，过滤、洗涤，制得氧化石墨，控制石墨、硝酸钠、浓硫酸、高锰酸钾和过氧化氢水溶液的用量比为5g∶2.5g∶150mL∶15g∶20mL；
步骤S2、将氧化石墨加入N，N-二甲基乙酰胺中，超声分散1h，置于冰水浴中，通入氮气、排出空气，加入4,4’-二氨基二苯醚，匀速搅拌直至溶解，分两次等量加入均苯四甲酸二酐，匀速搅拌直至溶解，继续搅拌4h，制得混合液a，控制氧化石墨、N，N-二甲基乙酰胺、4,4’-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐的用量比为1g∶100mL∶10g∶10g；
步骤S3、将玻璃纤维加入浓度10mol/L的氢氧化钠溶液中，超声处理30min，制得处理后的玻璃纤维，取出、洗涤，研磨，制得玻璃纤维粉末，将玻璃纤维粉末加入混合液a中，匀速搅拌15min，制得纺丝液，真空脱泡后倒入纺丝釜中进行纺丝，通入氮气，将纤维纺入凝固浴，制得初生纤维，将初生纤维在100℃和200℃下分别处理1h，制得多元复合纤维，控制玻璃纤维和氢氧化钠溶液的用量比为1g∶10mL，处理后的玻璃纤维与混合液a的重量比为2.5∶10。
所述凝固浴为水和无水乙醇按照9∶1的体积比混合而成，凝固浴的温度为40℃。
所述纺丝温度为30℃，纺丝压力为0.6MPa，牵引速度为40m/min。
实施例4
含有工业固体废弃物的蒸压加气混凝土砌块，包括如下重量份原料：15份多元复合纤维，60份粉煤灰，1.5份脱硫石膏，5份水泥，3份石蜡；
第一步、将工业固体废弃物、脱硫石膏和水泥加水混合，搅拌均匀，加入铝粉膏发泡剂，制得浆料，之后将石蜡加热融化，加入多元复合纤维，搅拌均匀，制得涂覆料，铝粉膏发泡剂的用量为浆料的0.03％，水的用量为工业固体废弃物、脱硫石膏和水泥的重量和；
第二步、将涂覆料涂覆至模箱的内表面，直至涂覆料凝固，将制得的浆料除去上清液后浇筑至模箱内，控制浇筑温度为40℃，之后发气30min、静置预养3h，制得坯体；
第三步、将坯体置于蒸压釜中进行蒸压养护，蒸压养护的温度180℃，抽真空至-0.06MPa，再升压至1.0MPa，保压8h，降压至常压制得混凝土砌块。
实施例5
含有工业固体废弃物的蒸压加气混凝土砌块，包括如下重量份原料：20份多元复合纤维，65份粉煤灰，2份脱硫石膏，10份水泥，4份石蜡；
第一步、将工业固体废弃物、脱硫石膏和水泥加水混合，搅拌均匀，加入铝粉膏发泡剂，制得浆料，之后将石蜡加热融化，加入多元复合纤维，搅拌均匀，制得涂覆料，铝粉膏发泡剂的用量为浆料的0.03％，水的用量为工业固体废弃物、脱硫石膏和水泥的重量和；
第二步、将涂覆料涂覆至模箱的内表面，直至涂覆料凝固，将制得的浆料除去上清液后浇筑至模箱内，控制浇筑温度为40℃，之后发气30min、静置预养3h，制得坯体；
第三步、将坯体置于蒸压釜中进行蒸压养护，蒸压养护的温度180℃，抽真空至-0.06MPa，再升压至1.0MPa，保压8h，降压至常压制得混凝土砌块。
实施例6
含有工业固体废弃物的蒸压加气混凝土砌块，包括如下重量份原料：35份多元复合纤维，75份粉煤灰，3份脱硫石膏，15份水泥，5份石蜡；
第一步、将工业固体废弃物、脱硫石膏和水泥加水混合，搅拌均匀，加入铝粉膏发泡剂，制得浆料，之后将石蜡加热融化，加入多元复合纤维，搅拌均匀，制得涂覆料，铝粉膏发泡剂的用量为浆料的0.05％，水的用量为工业固体废弃物、脱硫石膏和水泥的重量和；
第二步、将涂覆料涂覆至模箱的内表面，直至涂覆料凝固，将制得的浆料除去上清液后浇筑至模箱内，控制浇筑温度为50℃，之后发气30min、静置预养3h，制得坯体；
第三步、将坯体置于蒸压釜中进行蒸压养护，蒸压养护的温度190℃，抽真空至-0.06MPa，再升压至1.5MPa，保压8h，降压至常压制得混凝土砌块。
对比例1
本对比例与实施例1相比，用玻璃纤维代替多元复合纤维。
对比例2
本对比例为市售某公司生产的混凝土砌块。
对实施例4-6和对比例1-2的性能进行检测，结果如下表所示：
从上表中能够看出实施例4-6性能优于对比例1-2，性能指标达到GB11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》中A.35B06等级的要求。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
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