专利名称：粉煤灰海砂石海水建材制品的制作方法
技术领域：
本发明属于建筑材料技术领域。
目前随着经济的发展，人们生活水平的不断提高，对住房的需求也日益扩大。例如，在中国住宅建筑将成为新的经济增长点，每年新建住宅建筑近10亿平方米，仅墙体材料就需要近10亿吨。至1998年全国的建筑墙体材料84％仍是粘土砖，这与地少人多、限制取土烧砖的基本国策形成尖锐矛盾，特别发展快的沿海城市，建造速度十分迅速，又缺少粗骨料石子和细骨料山砂；另一方面，每年排出大量工业废料粉煤灰，堆积成山，造成严重的环境污染。
本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，打破传统偏见，提出利用工业废料和丰富的海砂石及海水共同生产出一种粉煤灰海砂石海水建材制品，使其不但可采用沿海城市的海砂石、海水取之不尽的地方资源，而且利用工业废料取代了宝贵的粘土，具有广泛的应用前景。
本发明提出一种粉煤灰海砂石海水建材制品，其特征在于以工业废料粉煤灰、海砂石、海水、少量胶凝材料组分和增强剂为主要成分，制成的块状建材制品。
本发明所说的工业废料粉煤灰可采用符合行标GBJ 146-90《粉煤灰混凝土应用技术规程》中规定的1级粉煤灰、2级粉煤灰、3级粉煤灰或乃至3级以外的粉煤灰。
所说的海砂石可用沿海海岸的粗砂、中砂或细砂，其中含有一定量的石子，含泥量在8％以内。
所说的海水，可用近海海水，Cl-含量(0.1万～2万)mg/l、硫酸盐含量(0～2000mg)/l，或及含其它酸碱盐介质的海水。
所说的块状建材制品尺寸可为符合建筑块材模数的长、宽、高三维尺寸，即(390～600)×(90～300)×(190～300)mm；空心率0～60％；抗压强度既可以做出非承重的2.0～5.0MPa；也能够生产出承重用的7.5～30MPa。
所说的胶凝材料，可采用硅酸盐类水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥，或石灰，石膏等。
所说的增强剂，可采用能够促进粉煤灰、海砂石、海水及胶凝材料等组成早期强度，并保证原期强度和耐久性的的添加剂及其复合型。
除所说的海砂石之外，还可以含有尺寸不超过15mm的铁矿砂、碎石渣、高炉矿渣、小豆石等多种小颗粒的填充材料。
所说的上述各种材料的粉料用量为粉煤灰占10～70％，海砂石占5～80％，小颗粒填充材料占0～70％，胶凝材料占3～30％，增强剂占0～3％。所说的海砂石中的海砂可占5～40％。
本发明所用主要材料详细说明如下对于湿排粉煤灰或干排粉煤灰的质量要求不高，这是因为二者差别主要在于含水量的不同；粉煤灰的等级关系不大，1级、2级、3级乃至3级之外的等外品，只要含碳量不宜超过15％，最好不超过12％，因为等级差别可以通过预均化和不同水泥胶结料和增强剂种类和掺量来解决；预均化使粉煤灰成分波动在一定范围之内即可，切忌某种成分忽高忽低，等级变化无常。
对于海砂石的颗粒要求必须通过一定细度的筛孔(因其中难免夹杂石子，筛孔尺寸视块状制品的三维尺寸而定，一般应通过10～15mm筛，保证颗粒直径不超过制品最小尺寸的1/2)；对砂石中所含海盐的种类和数量无特殊要求，含泥量对砌块质量有显著影响，一般不宜超过5％，最多不得超过8％。实际上应用的海砂石是砂石混合料，过10mm筛的特细砂、细砂、中砂和粗砂以及特粗砂，其细度模数0.70～3.90之间。加入海砂石的粉煤灰块状建材制品，与未加入的相比，收缩率明显减小，当加入量为40％时(粉煤灰由75％降至35％，干缩率由0.80mm/m减小至0.62mm/m，对解决大掺量粉煤灰制品的干缩起重要作用。
海水中的cl-含量在2万mg/l以内，而近海cl-仅2880mg/l，即cl-浓度仅0.288％，而加水量一般不超过胶结料的20％，即折合Nacl仅为胶结料的0.12％，远低于混凝土2％的常用范围，硫酸根离子等电解质含量更少，不会对制品造成腐蚀。海水中所含的少量Cl-和SO4-2等，都是粉煤灰胶结料的早强剂，对强度起促进作用。
采取针对各种原材料情况，采用不同的增强剂。增强剂主要是水泥混凝土专用的A型和B型早强剂，以及其不同比例组成的复合剂。
对于所用胶凝材料，可以是325#水泥、425#水泥、525#水泥，水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥或铁铝酸盐水泥等，可以是石灰、石膏等。
本发明的突出贡献是打破了传统偏见人们通常认为海砂石是含有海洋中所含有的酸碱盐等杂质，会腐蚀建筑材料，在建材教科书和有关专业书籍中特别讲到防止海水腐蚀等内容，而未对其进行具体全面的分析。实际上海水和海砂石中所含的盐分主要是Cl-和硫酸根离子，以及碱金属和碱土金属的离子，它们通常又是硅酸盐水泥等胶凝材料的强度促进剂，特别在粉煤灰等低碱度条件下；而一定量的Cl-对金属的腐蚀；过量的硫酸根和金属Na+、K+会对混凝土酸性骨料产生碱滑料反应，而造成腐蚀是人所共知的，注意Cl-不要与易腐蚀的钢筋等金属材料接触就可以了；通过对沿海海水中Cl-含量的分析，折合胶凝材料含量一般仅为0.1％左右，最多不过0.3％，而海砂石中的Cl-则更少了，不会构成对金属的腐蚀。而本发明中的Na+、K+含量很低，不足万分之一，远低于发生碱骨料反应的临界值。因此，利用工业废料粉煤灰和海砂石及海水为主要成分，生产新型块状建材制品，是一件十分方便和有意义的事情。可在环境和经济方面均取得显著效益。
通过对沿海城市的多种粉煤灰、海砂石及海水进行全面分析和反复实验，证明利用电厂的干排或湿排粉煤灰为主要原料(60～85％)，加入适量的海砂石、海水(及铁矿渣和碎石屑等废料)，以少量胶结料和优质增强剂进行系统试验研究，得到既能生产出抗压强度2.5～5.0MPa的非承重空心或实心砌块，也能生产出抗压强度7.5～30.0MPa的承重空心砌块，性能达到GB-8239-1997国家标准。
实施例1粉煤灰85％，425#普通硅酸盐水泥14％，增强剂1％，海水搅拌，制成实心砌块，自然养护28天，抗压强度7.8MPa。而空心砌块，容重998kg/m3，抗压强度3.8MPa。干燥收缩值0.87mm/m。
实施例2粉煤灰65％，海砂石10％，425#普硅水泥24.5％，增强剂0.5％，海水搅拌，制成实心砌块，自然养护28天，抗压强度10.0MPa；而空心砌块，容重1136kg/m3，抗压强度4.8MPa。干燥收缩值0.69mm/m。
实施例3粉煤灰45％，海砂石35％，豆石10％，425#普硅水泥9.5％，增强剂0.5％，海水搅拌，制成实心砌块，自然养护28天，抗压强度14.5MPa；而空心砌块，容重1270kg/m3，抗压强度7.8MPa。干燥收缩值0.56mm/m。
实施例4粉煤灰30％，海砂石40％，豆石20％，425#普硅水泥9.5％，增强剂0.5％，海水搅拌，制成实心砌块自然养护28天，抗压强度19.2MPa；而空心砌块，容重1305kg/m3，抗压强度10.5MPa，干燥收缩值0.43mm/m。
实施例5粉煤灰15％，海砂石25％，豆石55％，425#普硅水泥4.5％，增强剂0.5％，海水搅拌，制成实心砌块，自然养护28天，抗压强度17.5MPa；而空心砌块，容重1418kg/m3，抗压强度8.6MPa。干燥收缩值0.41mm/m。
实施例6粉煤灰10％，海砂石20％，豆石52％，425#普硅水泥18.0％，海水搅拌，制成实心砌块，自然养护28天，抗压强度30.5MPa；而空心砌块，容重1458kg/m3，抗压强度15.2MPa。干燥收缩值0.34mm/m。
实施例7粉煤灰50％，海砂石30％，425#普硅水泥4.5％，石灰10％，石膏5％，增强剂0.5％，海水搅拌，制成实心砌块，自然养护28天，抗压强度9.6MPa；而空心砌块，容重1136kg/m3，抗压强度4.8MPa。干燥收缩值0.69mm/m。
权利要求
1.一种粉煤灰海砂石海水建材制品，其特征在于以工业废料粉煤灰、海砂石、海水、少量胶凝材料组分和增强剂为主要成分，制成的块状建材制品。
2.如权利要求1所说的建材制品，其特征在于，所说的工业废料粉煤灰是符合行标GBJ 146-90《粉煤灰混凝土应用技术规程》中规定的1级粉煤灰、2级粉煤灰、3级粉煤灰或乃至3级以外的粉煤灰。
3.如权利要求1所说的建材制品，其特征在于所说的海砂石是沿海海岸的粗砂、中砂或细砂，其中含有一定量的石子，含泥量在8％以内。
4.如权利要求1所说的建材制品，其特征在于所说的海水，是近海海水，Cl-含量(0.1万～2万)mg/l、硫酸盐含量(0～2000mg)/l，或及含其它酸碱盐介质的海水。
5.如权利要求1所说的建材制品，其特征在于所说的块状建材制品是尺寸为符合建筑块材模数的长、宽、高三维尺寸，即(390～600)×(90～300)×(190～300)mm；空心率0～60％；抗压强度既可以做出非承重的2.0～5.0MPa；也能够生产出承重用的7.5～30MPa。
6.如权利要求1所说的建材制品，其特征在于所说的胶凝材料，是硅酸盐类水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥，或石灰，石膏之一种。
7.如权利要求1所说的建材制品，其特征在于所说的增强剂，是能够促进粉煤灰、海砂石、海水及胶凝材料等组成早期强度的添加剂及其复合型。
8.如权利要求1所说的建材制品，其特征在于除所说的海砂石之外，还可以含有尺寸不超过15mm的铁矿砂、碎石渣、高炉矿渣、小豆石等多种小颗粒的填充材料。
9.如权利要求8所说的建材制品，其特征在于所说的各种材料的粉料用量为粉煤灰占10～70％，海砂石占5～80％，小颗粒填充材料占0～70％，胶凝材料占3～30％，增强剂占0～3％。
10.如权利要求9所说的建材制品，其特征在于，所说的海砂石中的海砂占5～40％。
全文摘要
本发明属于建筑材料技术领域。本发明是以工业废料粉煤灰、地方资源海砂石、海水、少量胶凝材料和增强剂,及铁矿砂、碎石渣等多种粗细骨料等,经按比例配合、搅拌、成型、养护而制成的建筑用承重和非承重的块状建筑材料制品。不但可采用沿海城市的海砂石、海水取之不尽的地方资源,而且利用工业废料取代了宝贵的粘土,具有广泛的应用前景。
文档编号C04B28/00GK1247172SQ99119428
公开日2000年3月15日 申请日期1999年9月24日 优先权日1999年9月24日
发明者郭玉顺, 郭自力, 张志龄, 郭秀军, 嵇景亭 申请人:清华大学