一种利用钡渣的高性能加气混凝土建筑材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用钡渣的高性能加气混凝土建筑材料及其制备方法，按重量份数计，其原料包括如下组成：钡渣16-24份，水泥8-18份，粉煤灰30-45份，石灰14-25份，石膏2-5份，铝粉0.1-0.4份，干酪素0.1-0.6份，稳泡剂0.0005-0.002份，原料的总量满足98-102份。本发明充分利用了钡渣，在高温蒸压条件下，Ba2+与SO42+参与化学反应生成难溶的BaSO4，对Ba2+进行固化，从而降低了环境污染；第二，通过降低水料比、加入干酪素等方法，改进料浆的性能，优化稠化和发气的协调过程，使得发气时间变短，提高生产的效率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料领域，具体涉及到一种利用钡渣的加气混凝土建筑材料及其 制备方法。 一种利用钡渣的高性能加气混凝土建筑材料及其制备方法
【背景技术】
[0002] 随着建筑材料的快速发展，人们环保意识的提高，以及对生活环境的要求也越来 越高。因此，将工业废渣应用到建筑材料中将给社会产生巨大的社会效益。
[0003] 在钡盐的工业生产中，伴随着产生大量的钡渣，其中，钡渣的主要成分为：8&504质 量比为38% _45%、8&0)3质量比为20% _35%、5丨02质量比为10% -15%、A1203质量比为 5%左右。其中，BaC03等可溶性钡会较易溶于水中，具有剧毒性的Ba 2+会对环境产生严重的 破坏。在元素周期表中，钡是与钙同族的二价金属元素，理论上，钡可在类似的反应体系中 取代钙离子，形成钡硅酸盐网络结构。例如，钡水泥以重晶石和粘土作为主要原料，在温度 1350°C -1450°C下烧成获得熟料，其中BaO可以基本被吸收，与水泥中钙体系的反应相比较 无区别。但是这种体系是在高温下获得的，造成的能耗高，而在蒸压工艺下，其能耗仅为烧 结体系的20%，具有显著的节能效益。
[0004] 蒸压加气混凝土是目前使用最广泛的蒸压建筑材料，在生产加气混凝土中，主要 存在的着：水泥-砂-石灰，水泥-粉煤灰-石灰，水泥-矿渣-石灰这三大技术路线。在工 业生产出来的加气混凝土试块的强度基本是2. 5-10MPa之间，密度为400-800Kg/m3较为常 见。目前，关于制备高强度的加气混凝土，以及其相关的一些生产工艺在国内已有报道。如 黄照明等提出，为了制备高强轻质的加气混凝土，可以通过降低水料比，增大稠度来实现； 崔可浩提出，通过石灰和粉煤灰在混磨的预反应，使料浆的悬浮性能和浇注稳定性改善，水 化产物生成更合理，获得更高的强度。而关于如何利用钡渣作为原料制备高强度的加气混 凝土还未见相关研究。
[0005] 因此，利用钡渣作为加气混凝土的生产原料对社会具有很大的价值。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种利用钡 渣的高性能加气混凝土建筑材料及其制备方法，该材料相对于目前的产品具有高强度、较 短的发气时间的优点，同时可以减少生产过程的静停时间，从而提高生产效率。
[0007] 本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
[0008] -种利用钡渣的高性能加气混凝土建筑材料，按重量份数计，其原料包括如下组 成：钡禮:16-24份，水泥8_18份，粉煤灰30-45份，石灰14-25份，石骨2_5份，错粉0. 1-0. 4 份，干酪素〇. 1-0. 6份，稳泡剂0. 0005-0. 002份，原料的总量满足98-102份。
[0009] 按上述方案，所述的钡渣为在生产钡盐过程中产生的废渣，经过粉磨获得的细度 为80 μ m方孔筛筛余< 8%。
[0010] 按上述方案，所述的水泥为普通硅酸盐水泥，水泥标号为> 42. 5，初凝时间 彡45min，终凝时间< 10h，细度为80μπι方孔筛筛余< 8%。
[0011] 按上述方案，所述的粉煤灰的级别为II级，经过粉磨后获得的细度为80 μ m方孔 筛筛余< 8%，含碳量< 2%。
[0012] 按上述方案，所述的石灰经过粉磨后获得的细度为80μπι方孔筛筛余<8%，有效 的CaO的含量彡65%，消化温度彡85°C。
[0013] 按上述方案，所述的石膏为建筑石膏，其中石膏的含量为CaS04 · 2H20彡81%，细 度为80 μ m方孔筛筛余< 15%。
[0014] 按上述方案，所述的发泡剂为铝粉，固体成分> 65%，活性铝含量< 85%，细度为 80 μ m方孔筛筛余量< 3%。
[0015] 按上述方案，所述的干酪素为一种无味、白色或淡黄色的无定型的粉末，蛋白质含 量彡90%。
[0016] 按上述方案，所述的稳泡剂为甲基纤维素钠，为白色或乳白色纤维状粉末或颗粒， 密度 0· 5-0. 7g/cm3。
[0017] 上述高性能的加气混凝土建筑材料的制备方法，包括如下步骤：
[0018] (1)按重量份数计准备如下固体原材料：钡渣16-24份，水泥8-18份，粉煤 灰30-45份，石灰14-25份，石膏2-5份，铝粉0. 1-0. 4份，干酪素0. 1-0. 6份，稳泡剂 0. 0005-0. 002份，固体原材料的总量满足98-102份，另外需要准备的水的用量为56-62 份；
[0019] (2)将所述钡渣、粉煤灰、石灰、石膏混合配料后粉磨，使其粒径为80 μ m方孔筛筛 余量;^ 8% ;
[0020] (3)往步骤（2)所得混合物中加入水泥、干酪素、稳泡剂和水，在温度为40-45°C下 搅拌混合38-42S后，加入铝粉发泡剂，搅拌30-36S，所得料浆倒入模具中；
[0021] (4)将模具置于温度58_65°C下发气60_80min后，脱模切割，将切好的样品在 180°C -190°C、1. 2-1. 3MPa下按照普通蒸压加气混凝土工艺养护，即可得到高性能的加气 混凝土建筑材料。
[0022] 本发明的主要技术原理为：由于可溶性的钡渣易析出剧毒性的Ba2+，对环境产生 严重的破坏。为了解决这个问题，充分的利用钡渣，则在高温蒸压条件下，使Ba 2+与S0/+参 与化学反应生成难溶BaS04，对Ba2+进行固化，从而降低了环境污染，保证了产品的环境稳 定性。
[0023] 为了提高钡渣参与化学反应，将钡渣、粉煤灰、石灰、石膏按照质量百分比配料后 粉磨，使钡渣、石灰和粉煤灰进行预反应，最终获得更多的化合反应物，从而使得加气混凝 土的强度进一步增强。同时，经过粉磨后其细度在80 μ m方孔筛余量< 8%，使钡渣获得足 够的细度，在料浆中具有良好的悬浮性，构造起很薄的坚实孔壁。
[0024] 为了钡渣具有良好的工作性能，选择加入0. 1% -0.6%干酪素，利用其减水性和 高塑化性的特点，可以将水料比降低到〇. 3-0. 5。其目的是为了使密度很大的钡渣能够良好 的悬浮在料浆中，可以增大料浆的粘度，从而减小钡渣的下降速度，使其均匀分布；同时，使 浆料增稠，从而防止离析并获得均匀一致的可塑体。
[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0026] 第一，充分利用了钡渣，在高温蒸压条件下，Ba2+与S04 2+参与化学反应生成难溶的 BaS04，对Ba2+进行固化，从而降低了环境污染，在保证无污染的情况下，取代了一部分的粉 煤灰或者砂，丰富了加气混凝土原材料的选择；
[0027] 第二，通过降低水料比、加入干酪素等方法，改进料浆的性能，优化稠化和发气 的协调过程，使得发气时间变短，同时，可以把生产中静停时间由120min左右减少到 60-80min，从而提高生产的效率；
[0028] 第三，通过对原料粉磨更细，增大料浆的粘稠度，使钡渣的均匀分布，可以防止其 离析，从而大大的提高了加气混凝土的品质，在保证良好的干密度的条件下，获得优等品的 标强度。
【具体实施方式】
[0029] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不 仅仅局限于下面的实施例。
[0030] 下列实施例中采用的水泥、粉煤灰、石膏、石灰、铝粉、干酪素、稳泡剂均为市售材 料，其中水泥为普通娃酸盐水泥，水泥标号为不小于42. 5 ;粉煤灰细度为80 μ m方孔筛筛余 量<8%，含碳量不超过2% ;石膏细度为80 μ m方孔筛筛余量< 15% ;石灰的有效的CaO 的含量> 65%，经过粉磨获得的细度为80 μ m方孔筛筛余量< 8%;铝粉发泡剂为市售符合 GB2084《发气铝粉》的铝粉，细度为80 μ m方孔筛筛余量< 3%;干酪素为为一种无味、白色 或淡黄色的无定型的粉末，蛋白质含量> 90% ;稳泡剂为市场上出售的甲基纤维素钠，密度 为0. 5-0. 7g/cm3。下列实施例中采用的钡渣为工业生产钡盐中产生的工业废料。
[0031] 在加气混凝土的标准生产中，获得的加气块的标号、强度和密度、导热系数如表1 所示。实施例中分别对加气混凝土的强度和容重进行测定。
[0032] 表1加气混凝土的强度和容重
[0033]
【权利要求】
1. 一种利用钡渣的高性能加气混凝土建筑材料，其特征在于：按重量份数计，其原料 包括如下组成：钡渣16-24份，水泥8-18份，粉煤灰30-45份，石灰14-25份，石膏2-5份， 铝粉0. 1-0. 4份，干酪素0. 1-0. 6份，稳泡剂0. 0005-0. 002份，原料的总量满足98-102份。
2. 如权利要求1所述的一种利用钡渣的高性能加气混凝土建筑材料，其特征在于： 所述的钡渣为在生产钡盐过程中产生的废渣，经过粉磨获得的细度为80 μ m方孔筛筛余
3. 如权利要求1所述的一种利用钡渣的高性能加气混凝土建筑材料，其特征在于：所 述的水泥为普通硅酸盐水泥，水泥标号为> 42. 5,初凝时间> 45min，终凝时间< 10h，细度 为80 μ m方孔筛筛余< 8%。
4. 如权利要求1所述的一种利用钡渣的高性能加气混凝土建筑材料，其特征在于：所 述的粉煤灰的级别为Π级，经过粉磨后获得的细度为80 μ m方孔筛筛余< 8%,含碳量 d
5. 如权利要求1所述的一种利用钡渣的高性能加气混凝土建筑材料，其特征在于：所 述的石灰经过粉磨后获得的细度为80 μ m方孔筛筛余< 8%,有效的CaO的含量> 65%,消 化温度> 85°C。
6. 如权利要求1所述的一种利用钡渣的高性能加气混凝土建筑材料，其特征在于：所 述的石膏为建筑石膏，其中石膏的含量为CaS0 4 · 2H20彡81%，细度为80μπι方孔筛筛余 <15%。
7. 如权利要求1所述的一种利用钡渣的高性能加气混凝土建筑材料，其特征在于： 所述的发泡剂为铝粉，固体成分> 65 %，活性铝含量< 85 %，细度为80 μ m方孔筛筛余量
8. 如权利要求1所述的一种利用钡渣的高性能加气混凝土建筑材料，其特征在于：所 述的干酪素为一种无味、白色或淡黄色的无定型的粉末，蛋白质含量> 90%。
9. 如权利要求1所述的一种利用钡渣的高性能加气混凝土建筑材料，其特征在于：所 述的稳泡剂为甲基纤维素钠，为白色或乳白色纤维状粉末或颗粒，密度〇. 5-0. 7g/cm3。
10. 如权利要求1-9之一所述的一种利用钡渣的高性能加气混凝土建筑材料的制备方 法，其特征在于：包括如下步骤： (1) 按重量份数计准备如下固体原材料：钡渣16-24份，水泥8-18份，粉煤灰30-45份， 石灰14-25份，石膏2-5份，铝粉0. 1-0. 4份，干酪素0. 1-0. 6份，稳泡剂0. 0005-0. 002份， 固体原材料的总量满足98-102份，另外需要准备的水的用量为56-62份； (2) 将所述钡渣、粉煤灰、石灰、石膏混合配料后粉磨，使其粒径为80 μ m方孔筛筛余量 8 % ； (3) 往步骤（2)所得混合物中加入水泥、干酪素、稳泡剂和水，在温度为40-45°C下搅拌 混合38-42S后，加入铝粉发泡剂，搅拌30-36S，所得料浆倒入模具中； (4) 将模具置于温度58-65 °C下发气60-80min后，脱模切害I]，将切好的样品在 180°C _190°C、1. 2-1. 3MPa下按照普通蒸压加气混凝土工艺养护，即可得到高性能的加气 混凝土建筑材料。
【文档编号】C04B28/14GK104058786SQ201410320653
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】蹇守卫, 莫志胜, 马保国, 李相国, 黄健, 谭洪波, 蔡礼雄, 张吕东 申请人:武汉理工大学