一种红砂岩加气混凝土及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，具体设及一种红砂岩加气混凝±及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展，全球资源匿乏状况日益严峻，建筑能耗大幅飘升，建筑节能的重 要性日益凸显，建筑物的外围护结构是其主要的组成部分，其热散失率几乎占到了建筑物 总能耗的=成，新型节能墙体材料的研发与推广使用获得了很好的机遇和发展空间。
[0003] 加气混凝±是一种具有多孔结构的人造材料，具有质轻、保温、隔音、抗震防火等 优点，是一种节±、利废、节能的墙体材料。加气混凝±在我国已有了40多年的发展历史， 据不完全统计，目前全国已建成生产企业约600家总生产能力超过5000万立方米，已成为 一种主要的墙体材料。目前制备加气混凝±采用的原材料有水泥-石灰-砂、水泥-石 灰-粉煤灰两种。河砂和粉煤灰是生产砂加气混凝±主要的娃质原材料，而可用河砂石的 储量不断减少，未来几十年内甚至可能面临到资源严重缺乏的问题，部分地区已经出台法 律禁止开采河砂；粉煤灰逐渐成为一种紧俏的资源，可用作加气混凝±原材料的粉煤灰日 益减少，且粉煤灰加气混凝±耐候性和体积稳定性不佳。寻找储量充分、价格低廉的新型原 材料显得十分重要。
[0004] 红砂岩是由泥岩、砂质泥岩、砂岩、泥质或页岩等沉积类岩石崩解形成，因富含铁 的氧化物而呈红色、深红色或褐色。大部分红砂岩娃含量达7〇%W上，铁含量达1%W上， 主要W石英、长石和赤铁矿该几种矿物形式存在。其中娃含量和侣含量较高，在蒸压条件和 碱环境下能与巧质材料发生反应。若将其作为娃质材料应用到娃酸盐体系中，在合适的温 度压力下由水热合成反应形成的娃酸盐混凝±制品。然而红砂岩中石英含量较河砂低，长 石等物相水化反应活性不高，存在含量较高的铁氧化物，且颗粒粒度不良，导致直接按照传 统制备方法用红砂岩代替河砂应用到加气混凝±中，会导致加气混凝±容重偏大、强度偏 低，不能达到相关国家标准要求。目前有研究者利用含粘±砂岩生产加气混凝±，红砂岩与 "含粘±砂岩"在成分有明显差异，相同成分的结晶程度也存在较大差别，前述研究中的方 法并不适用于制备红砂岩加气混凝±。
[0005] 红砂岩广泛分布于我国湖北、湖南等地区，仅湖南地区分布达4万多km3,目前对 红砂岩的开发利用率处于较低的水平，在道路工程领域中，当技术条件达不到应用红砂岩 作路基填料要求时，需进行远运丢弃和寻地堆放，不仅会造成工程造价高昂，还可能污染环 境。另有研究利用红砂岩在高温下发生固相反应，生产高温烧结砖或陶瓷材料等，该类产品 能耗巨大，排放污染环境，而且市场占有率低。可见，目前对红砂岩的利用率处于较低的水 平。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种红砂岩加气混凝±及其制备方法，利用红砂岩代替河 砂，制备出加气混凝±;提高了红砂岩利用率，保护河砂资源，缓解了河砂资源紧缺的问题。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
[000引一种红砂岩加气混凝±，其特征在于它由干物料和水制备而成；水料（干物料）比 0. 50 ~0. 64 ;
[0009] 所述的干物料包括水泥、红砂岩、生石灰、石膏、偏高岭±、赔烧水滑石、侣粉膏、水 玻璃和改性剂，干物料中各原料所占质量百分数分别为：水泥8%~15%，红砂岩50%~ 75%，生石灰10%~20%，石膏1 %~5%，偏高岭±0. 5%~3%，赔烧水滑石0%~3%， 侣粉膏0. 02 %~0. 15 %，水玻璃0. 2 %~5 %，改性剂0. 05 %~2 %，干物料中各原料所占 质量百分数之和为100% ;所述的水玻璃W固体含量计算（计算权重），水料比中的水包括 水玻璃中含的水。
[0010] 本发明的技术方案中，赔烧水滑石所占质量百分数最佳为；1. 0%~1. 7%。
[0011] 本发明的技术方案中，所述的红砂岩中Si化含量为80wt%~92wt%，A1 2〇3含量 为7wt%~15wt%，铁含量为Iwt%~5wt% ;将红砂岩磨细至0. 08mm筛筛余8~16 %，按 "平铺直取"进行均化处理，即相互平行、上下重叠和相同厚度堆放料层，得红砂岩粉，取料 时，在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取。
[0012] 本发明的技术方案中，所述的偏高岭±由水洗高岭±在400~950°C下赔烧化 后快速冷却后经分散制备而得，Si〇2与A12〇3含量之和为85wt%~lOOwt%，比表面积为 8000 ~12000m2/kg。
[0013] 本发明的技术方案中，所述的赔烧水滑石为水滑石在300°C~750°C的温度下赔 烧0. 5~化后快速冷却制得，赔烧水滑石中的Al2〇3与MgO含量之和为50wt%~75wt%， 颗粒的质量平均粒径为2~15ym。
[0014] 本发明技术方案中，所述的水玻璃模数在1. 0~1. 6之间；所述的水泥为P? 0 42. 5水泥，所述生石灰活性CaO含量大于65wt%，所述石膏为天然二水石膏或磯石膏。
[0015] 本发明的技术方案中，所述的改性剂由烷基横酸钢和娃烷基粉末组成，其质量比 为0. 5~1，质量平均粒径在200ym~400ym之间，其中娃烷基粉末活性成分大于20wt%。
[0016] 上述的一种红砂岩加气混凝±的制备方法，其特征在于包括W下制备步骤：
[0017] 1)原材料的选取：按干物料中各原料所占质量百分数分别为冰泥8%~15%，红 砂岩50%~75%，生石灰10%~20%，石膏1 %~5%，偏高岭±0. 5%~3%，赔烧水滑石 0%~3%，侣粉膏0. 02%~0. 15%，水玻璃0. 2%~5%，改性剂0. 05%~2%，干物料中各 原料所占质量百分数之和为100% ;所述的水玻璃W固体含量计算（权重），水料比中的水 包括水玻璃中含的水；选取干物料各原料；
[0018] 按水料（干物料）比0. 50~0. 64,选取干物料和水，备用；
[0019] 2)料浆的制备；按生石灰、水泥、石膏、偏高岭±、赔烧水滑石的顺序投料混合 80s~60s，再将红砂岩投入后混合30~60s，得到混合料；然后将改性剂和水玻璃溶解在 水中，一并加入混合料中揽拌30s~90s，置于46°C~53°C环境中至浆料温度达到46°CW 上，再加入侣粉膏，继续揽拌30s~90s，得到浆料；
[0020] 3)将浆料诱注，然后进行静停初养，静停初养（静养）温度为46°C~53°C，静停初 养（静养）时间1~3h;
[0021] 4)静养完毕后，脱模切割，然后送入蒸压蓋中蒸压养护，蒸汽压力为0.8~ 1. 8MPa，温度170°C~207°C，升温时间1~化，恒温时间4~她，降温时间2. 5~3. 5h，养 护后出蓋，得红砂岩加气混凝±。
[0022] 本发明的优点在于：
[0023] 1)本发明用红砂岩替代河砂制备加气混凝±，红砂岩储量充分，价格低廉，缓解了 河砂资源匿乏的问题。本发明提高了红砂岩的开发利用水平，解决了传统道路工程中遇到 红砂岩时，远运丢弃的和寻地堆放造成的环境污染和资源浪费的问题。本发明提高了红砂 岩利用率，保护河砂资源，缓解了河砂资源紧缺的问题。
[0024] 2)本发明利用相对石英砂娃含量和活性都较低的红砂岩生产出了性能优异的加 气混凝±，可达到GB11968-2006中的A3. 5B06和A2. 5B05等级别的强度和干密度要求（本 发明符合相关的国家标准）。
[0025] 本发明通过控制原材料体系中活性成分的化-Si-Al比例、蒸压养护制度调整水 化产物生成数量、水化产物的碱度和结晶度，W达到促进托贝莫来石和稳定的单碱型水化 娃酸巧等水化产物含量增加的目的，为加气混凝±提供强度；同时红砂岩中的侣相成分和 偏高岭±在蒸养条件下与Ca(OH)2发生反应生成了 〇44恥八34&八245&、(：甜等产物，也为红 砂岩加气混凝±强度发展作出贡献。通过合适的水料比、红砂岩粒度、改性剂、静养温度和 时间控制红砂岩加气混凝±干密度。
[0026] 3)本发明通过加入水玻璃提高红砂岩的反应活性。有研究表明水化反应过程是原 材料在碱性溶液中娃氧键和侣氧键等发生断裂、溶解，然后又发生聚合反应，提高溶液碱度 有利于溶解过程。水玻璃显著提高溶液环境的抑值，使红砂岩表面娃氧键和侣氧键断裂变 得更加容易，溶解出[Si04]4^\ [4104]5^^与溶液中的化"发生反应，从而提高红砂岩的水化 反应活性。
[0027] 4)本发明提高红砂岩加气混凝±的劈裂强度和抗折强度。我国部分地方标准中已 将加气混凝±劈压比作为严格控制的指标。如2)中所述偏高岭±和红砂岩中的侣相成分 在水玻璃和化(0H)2提供的碱环境下发生火山灰反应，其反应速度较水泥慢，称为"二次水 化反应"。未参与水化反应的红砂岩在加气混凝±中充当骨料，骨料与水化产物之间的结合 过渡区是加气混凝±中的强度薄弱环节，"二次水化反应"能改善结合过渡区，增强水化产 物与骨料之间的黏附力，从而提高抗折