本发明涉及一种磷酸镁砌块的制造方法。
背景技术:
在我国已有的400亿平方米的城乡建筑中,只有3.2亿平方米的城市房屋可称得上节能建筑。全国每年竣工的20多亿平方米建筑中,只有不到1亿平方米建筑属于节能建筑,仅占3%左右。我国每平方米建筑采暖或制冷能耗约为发达国家的3倍。全国建筑使用能耗已占全国总能耗的27.5%。目前我国正以空前的规模建造高耗能建筑。
在社会需求持续增长和消费水平日益提高的今天,能源紧缺已成为制约我国经济和社会持续协调发展的重大课题。节约能源、降低能耗,特别是降低建筑能耗是摆在我们墙材工作者面前一项义不容辞的艰巨任务。在此背景下,研发出建筑节能的保温砌块具有非常广阔的应用前景。
我国每年拆除建筑垃圾约为1亿吨,其中34%是废弃混凝土,则由此产生的废弃混凝土就有3400万吨,除此之外还有新建房屋产生4000万吨的建筑垃圾所产生的废弃混凝土,所以,如何利用废弃混凝土就成了一个研究热点。过去,大多数关于废弃混凝土的研究都集中在利用废弃混凝土骨料制备再生骨料的研究上,利用废弃混凝土中的粉料的研究则很少有报道。磷酸镁胶凝材料最早是在1939年被Prosen发现并用于铸造行业中,又称之为化学结合磷酸盐胶凝材料。通常由重烧MgO、磷酸盐以及缓凝剂按一定比例反应制成。由于其具有强度生成早、强度高、黏结性好、耐久性好、体积稳定性好、环境温度适宜性强、pH值低、与纤维的相容性好、与生物相容性好等优点,被中外学者广泛研究并应用。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种磷酸镁砌块的制造方法。
本发明所采取的技术方案是:
一种磷酸镁砌块的制造方法,包括以下步骤:
1)制备磷酸镁胶凝材料:将磷酸二氢钾、氧化镁、废弃混凝土粉和聚磷酸钠混合,得到磷酸镁胶凝材料;
2)制备磷酸镁浆料:将磷酸镁胶凝材料和水混合,再加入粉煤灰和石棉,混合均匀,得到磷酸镁浆料;
3)制备磷酸镁泡沫浆料:将磷酸镁浆料和发泡剂溶液、稳泡剂、减水剂混合,搅拌均匀,得到磷酸镁泡沫浆料;
4)注模成型:将磷酸镁泡沫浆料注入模具,加热养护,冷却后脱模,得到磷酸镁砌块。
步骤1)中,磷酸镁胶凝材料由以下质量份的原料组成:20~25份磷酸二氢钾,30~35份氧化镁,35~40份废弃混凝土粉,3~6份聚磷酸钠。
步骤1)中,氧化镁为重烧氧化镁,其MgO的质量分数≥95%。
步骤1)中,废弃混凝土粉为普通建筑用混凝土废弃物经破碎后过300目筛得到的粉料。
步骤2)中,磷酸镁胶凝材料、粉煤灰和石棉的质量比为100:(25~35):(15~25)。
步骤2)中,磷酸镁浆料的水含量为35wr%~45wt%。
步骤3)中,磷酸镁浆料、发泡剂溶液、稳泡剂和减水剂的质量比为100:(10~15):(0.5~1.5):(0.3~1)。
步骤3)中,发泡剂溶液由发泡剂和水混合制得,发泡剂与水的质量比为1:(16~22)。
发泡剂为松香酸皂类发泡剂、金属铝粉发泡剂、植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、树脂皂类发泡剂、水解血胶发泡剂、石油磺酸铝发泡剂中的至少一种;稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、黄原胶、羟乙基纤维素、硬脂酸钙中的至少一种;减水剂为木质素磺酸盐类减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂,脂肪酸系减水剂、聚羧酸系减水剂中的至少一种。
步骤4)中,加热养护具体为:先加热至70℃~80℃养护4h~5h,再升温至200℃~250℃养护8h~10h。
本发明的有益效果是:
本发明提出将环保的磷酸镁胶凝材料应用在砌块的制造中,既能满足胶凝材料的要求,又达到再生利用固废资源的目的。本发明的磷酸镁砌块制造方法简单,成本低,节能效率高,具有良好的应用前景。
具体实施方式
一种磷酸镁砌块的制造方法,包括以下步骤:
1)制备磷酸镁胶凝材料:将磷酸二氢钾、氧化镁、废弃混凝土粉和聚磷酸钠混合,得到磷酸镁胶凝材料;
2)制备磷酸镁浆料:将磷酸镁胶凝材料和水混合,再加入粉煤灰和石棉,混合均匀,得到磷酸镁浆料;
3)制备磷酸镁泡沫浆料:将磷酸镁浆料和发泡剂溶液、稳泡剂、减水剂混合,搅拌均匀,得到磷酸镁泡沫浆料;
4)注模成型:将磷酸镁泡沫浆料注入模具,加热养护,冷却后脱模,得到磷酸镁砌块。
优选的,步骤1)中,磷酸镁胶凝材料由以下质量份的原料组成:20~25份磷酸二氢钾,30~35份氧化镁,35~40份废弃混凝土粉,3~6份聚磷酸钠。
优选的,步骤1)中,氧化镁为重烧氧化镁,其MgO的质量分数≥95%。
优选的,步骤1)中,废弃混凝土粉为普通建筑用混凝土废弃物经破碎后过300目筛得到的粉料。
优选的,步骤2)中,磷酸镁胶凝材料、粉煤灰和石棉的质量比为100:(25~35):(15~25)。
优选的,步骤2)中,粉煤灰为二级F类粉煤灰。
优选的,步骤2)中,磷酸镁浆料的水含量为35wr%~45wt%。
优选的,步骤3)中,磷酸镁浆料、发泡剂溶液、稳泡剂和减水剂的质量比为100:(10~15):(0.5~1.5):(0.3~1)。
优选的,步骤3)中,发泡剂溶液由发泡剂和水混合制得,发泡剂与水的质量比为1:(16~22)。
发泡剂为松香酸皂类发泡剂、金属铝粉发泡剂、植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、树脂皂类发泡剂、水解血胶发泡剂、石油磺酸铝发泡剂中的至少一种;稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、黄原胶、羟乙基纤维素、硬脂酸钙中的至少一种;减水剂为木质素磺酸盐类减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂,脂肪酸系减水剂、聚羧酸系减水剂中的至少一种。
步骤4)中,加热养护具体为:先加热至70℃~80℃养护4h~5h,再升温至200℃~250℃养护8h~10h。
以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。
实施例1:
实施例1的磷酸镁砌块制备方法如下:
一、制备磷酸镁胶凝材料
将22.9质量份的磷酸二氢钾,32.7质量份的重烧氧化镁,39.8质量份的废弃混凝土粉和4.6质量份的聚磷酸钠加入搅拌机中搅拌15~20分钟,搅拌转速控制在20~40r/min,以防止粉体搅拌时扬尘,即得到磷酸镁胶凝材料。
所用的原料说明如下:
磷酸二氢钾(KH2PO4)产自江西省永创化工有限公司,纯度≥99.5%,目数为300目,pH值为4.4~4.7,含水量≤2.5%,水不溶物含量≤0.20%,氯化物(Cl)含量≤0.20%,铁(Fe)含量≤0.003%,砷(As)含量≤0.005%,重金属(以Pb计)含量≤0.005%。
重烧氧化镁由华耐镁业有限公司生产,其粒径为300目,氧化镁(MgO)质量分数≥95%,氧化钙(CaO)质量分数≤0.9%,盐酸不溶物质量分数≤0.1%,硫酸盐(以SO42-计)质量分数≤0.2%,铁(Fe)质量分数≤0.05%,锰(Mn)质量分数≤0.003%,氯化物(以Cl-计)质量分数≤0.07%,灼烧失量质量分数≤3.0%,堆积密度≤160kg/m3。
废弃混凝土粉是普通建筑用混凝土废弃物经球磨机磨碎90min,取出物料,用300目的标准筛筛选得到的粉体。废弃混凝土粉体外观为灰色。这些细粉料的主要成分包括大量的水泥浆粉末、部分水泥石颗粒和少量的石灰石细颗粒。
聚磷酸钠(Na5P3O10)由郑州邦诺化工产品有限公司生产,粒径大小为300目,含量≥94%,品质为优等品,白色粉状。
二、制备磷酸镁浆料
向混合均匀的磷酸镁胶凝材料中加入质量份为100的水,开启搅拌机,搅拌速度控制为20~40r/min,搅拌1分钟,初步混合均匀后,制成浆体。向初步搅拌均匀的浆体中加入30质量份的二级F类粉煤灰和20质量份的石棉,继续搅拌10~15分钟,完全混合均匀,得到固体浓度为60%的磷酸镁浆料。
三、制备磷酸镁泡沫浆料
将发泡剂稀释20倍(发泡剂和水的质量比为1:19),然后向混合均匀的磷酸镁浆料中加入30份稀释后发泡剂溶液,同时加入2份质量的稳泡剂和1份的减水剂,继续搅拌10分钟,搅拌均匀后即得到磷酸镁泡沫浆料。
所用的发泡剂为植物蛋白发泡剂,稳泡剂为聚乙烯醇,减水剂为萘系减水剂。
四、注模成型
将磷酸镁泡沫浆料搅拌机的出料口通过管道接入到砌块的模具附近,打开出料阀,将浆料通过管道输送到模具中,一个模具浇注好后,继续进行其它模具的浇注;将浇注好的模具放入烘房中加热到70~80℃左右养护4~5小时后,继续升温到200~250℃左右,养护8~10小时,待自然冷却后即可脱模。
实施例2:
实施例2的制备磷酸镁胶凝材料步骤中,磷酸镁胶凝材料由以下质量份的原料组成:25份磷酸二氢钾,35份氧化镁,37份废弃混凝土粉,3份聚磷酸钠,其余与实施例1的相同。
实施例3:
实施例3的制备磷酸镁胶凝材料步骤中,磷酸镁胶凝材料由以下质量份的原料组成:20份磷酸二氢钾,35份氧化镁,40份废弃混凝土粉,5份聚磷酸钠,其余与实施例1的相同。
实施例4:
实施例4的制备磷酸镁浆料步骤中,所加入的粉煤灰为25质量份,石棉为25质量份,其余与实施例1的相同。
实施例5:
实施例5的制备磷酸镁泡沫浆料步骤中,所加入的稳泡剂为3质量份,减水剂为2质量份,其余与实施例1的相同。
实施例1~5制备所得的磷酸镁砌块其性能测试结果如表1所示。
表1磷酸镁砌块性能
从表1可见,本实施例制备得到的磷酸镁砌块表观密度为520~550kg/m3,导热系数小于0.05W/(m·K),砌块可以满足目前混凝土砌块7天强度大于3MPa的要求。上述实施例的砌块经过测试具有非常良好的隔音性能,能满足建筑施工的要求。