轻质微孔节能环保混凝土砌块及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种轻质微孔节能环保混凝土砌块及其制备方法，其是由以下重量份数的原料制成：水泥30?40重量份、水14?20重量份、陶粒20?25重量份、活性棉短绒0.05?0.2重量份、混合添加剂0.05?0.15重量份、粉煤灰和珍珠岩共15?20重量份、速凝剂0.8?1.2重量份、二氧化锰0.5?1重量份、发泡剂2?4重量份、减水剂0.3?0.5重量份。本发明有效利用建筑废料，减少对不可再生的粘土资源消耗，提高社会经济效益；加入了经过特殊处理的活性棉短绒，通过原材料的筛选，配比定量优化，改善混凝土砌块结构体系的均匀性，使其强度稳定、气孔结构分布均匀、易于密实成型并具有良好的保温隔热性能。
【专利说明】
轻质微孔节能环保混凝土砌块及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及建筑节能材料的技术领域，特别涉及一种轻质微孔节能环保混凝土砌 块及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 由于我国人口的不断增加以及工业水平的高度发展，自然资源被过度消耗，资源 匮乏问题日益凸显，资源、能源危机一触即发。建筑能耗在国民经济总能耗中占很大比例， 因此发达国家在上个世纪70年代便开始关注建筑节能问题。然而，长期以来由于我国经济 水平低，建筑标准较低，建筑能耗巨大，环境保护落后。大量粘土砖的使用，不仅耗费大量不 可再生的土地资源，同时耗费大量热能，产生大量二氧化碳造成环境污染，对社会能源供应 形成了巨大的压力。随着社会资源的需求增加以及社会的进步发展，如何在低成本条件下 实现土地资源节约，降低生产能耗，合理利用废物生产出环保的产品是所有业内人士急需 解决的问题。为此，我国已经颁布实施了一些相关法律规范来约束和指引：《民用建筑工程 节能质量监督管理办法》、《民用建筑节能条例》、《民用建筑节能工程质量监督工作导则》。 建筑外墙围护结构的热量散失是导致建筑物高能耗的主要因素，所以降低建筑物能耗的核 心就是对建筑的采暖、保温和外墙围护结构进行革新。建筑物使用烧结粘土砖将消耗大量 不可再生的粘土资源，浪费大量耕地面积。因此，要从根本上实现降低建筑物能耗的目的， 就必须淘汰传统的建筑墙体材料(烧结实心砖），发展新型节能墙体材料。
[0003] 目前，随着墙体材料改革的推动，新型墙体材料主要有:普通混凝土砌块、加气混 凝土砌块、石膏砌块等。普通混凝土砌块具有自重轻，热工性能好，抗震性能好，砌筑方便， 墙面平整度好，施工效率高等优点，不仅可以用于非承重墙，且较高强度等级的砌块也可用 于多层建筑的承重墙。其制备过程可充分利用我国各种丰富的天然轻集料资源和一些工业 废渣、建筑废渣为原料，对降低建筑材料的生产成本和减少环境污染，具有良好的社会和经 济双重效益等诸多优点而被广泛应用于建筑领域，但是混凝土砌块容重比较大，容易产生 收缩变形，易破损，热工性能差等缺点制约其在建筑中的应用，给承重的结构件、框架及基 础带来巨大的载荷，不适合现在大量高层建筑的需求。加气混凝土砌块具有轻质、保温、耐 火、隔声等优良特性，在工程实践中被大量推行使用。目前我国的加气混凝土产品质量不 高，抗压强度低，干燥收缩大，尺寸偏差大，短时间蒸压养护所形成的水化产物多为双碱型 水化硅酸钙，其单矿物在周围介质相对湿度降低时引起干燥脱水导致发生较大收缩，在CO 2 作用下将分解成高度分散的方解石，使抗压强度大大降低。同时由于加气混凝土材料的生 产工艺大都采用高温蒸压养护，养护过程能耗多，不利于节能，大大限制了其应用范围。石 膏砌块因其生产工艺简便，石膏固体废弃物使用率高而得到推广与使用，同时，它具有防火 性、施工效率高、加工性能好等优点，但也因其耐水性较差，使用范围受到限制，通常只作为 内隔墙使用。
[0004] 随着国家环保节能政策的推行，由于强度低、保温性能差、阻燃性能差等原因，现 有的墙体材料已不能满足建筑节能发展的要求，而纳米保温材料尽管隔热性能优异，但由 于自身脆性大，强度不足的缺点还无法作为墙体自保温材料。近几年，我国大力推进城市改 造和城镇化进程，由此产生大量的建筑废料，利用建筑废料制备出的各种轻骨料，轻骨料具 有干密度小，保温性能好、吸音效果高、且具有一定的强度和可加工性、不消耗粘土资源、制 备能耗低等优点，并以其轻质、保温、节能的优异性能得到推广，广泛地应用于工业、公共与 居住建筑中，己成为我国大力推广和发展的新型建筑材料之一。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是:提供一种轻质微孔节能环保混凝土砌块及其制备方 法，有效利用建筑废料，减少对不可再生的粘土资源消耗，提高社会经济效益;本发明加入 了经过特殊处理的活性棉短绒，通过原材料的筛选，配比定量优化，改善混凝土砌块结构体 系的均匀性，使其强度稳定、气孔结构分布均匀、易于密实成型并具有良好的保温隔热性 能。
[0006] 解决上述技术问题的技术方案是:一种轻质微孔节能环保混凝土砌块，其是由以 下重量份数的原料制成:水泥3CK40重量份、水14-20重量份、陶粒20-25重量份、活性棉短绒 0.05-0.2重量份、混合添加剂0.05-0.15重量份、粉煤灰和珍珠岩共15-20重量份、速凝剂 0.8-1.2重量份、二氧化锰0.5-1重量份、发泡剂2-4重量份和减水剂0.3-0.5重量份； 所述的陶粒是以拆迀过程产生的建筑废弃砖块为主要原料烧制而成； 所述的混合添加剂是石膏、硬脂酸钙、纳米碳酸钙和生石灰中的一种、两种、三种或四 种； 所述的活性棉短绒为机械疏解的棉短绒在l〇〇-ll〇°C下干燥1.5-2h，于35-45Γ恒温条 件下与质量分数为70-80%的乙二胺水溶液混合4-5h，棉短绒与乙二胺水溶液的质量比为1: 1.8_2.2，干燥后得到。
[0007] 所述的水泥为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和碱矿渣水泥的混合物，混合质量配比 为3:1:1 〇
[0008] 所述的发泡剂为双氧水、铝粉和十二烷基磺酸钠的混合溶液，双氧水、铝粉和十二 烷基磺酸钠的配比为，1: 〇. 4-0.6:1.4-1.6。
[0009] 所述的减水剂为聚羧酸减水剂。
[0010] 所述的陶粒粒径为5_12mm。
[0011] 本发明的另一技术方案是：上述轻质微孔节能环保混凝土砌块的制作方法，包括 以下步骤： ⑴将水泥、粉煤灰、珍珠岩、活性棉短绒、减水剂和混合添加剂按配比混合均匀； ⑵向步骤⑴中加入一半重量的水混合均匀； (3)向步骤⑵的混合物中加入陶粒及二氧化锰搅拌混合均匀； ⑷向步骤⑶的混合物中加入发泡剂与速凝剂搅拌均匀，再加入剩余一半质量的水，搅 拌均匀，形成粘性混合物； (5)将步骤⑷得到的粘性混合物加入模具中振荡搅拌，制成要求的形状，阴凉处常压养 护得到轻质微孔节能环保混凝土砌块。
[0012] 步骤(5)得到的轻质微孔节能环保混凝土砌块的导热系数不大于0.7W/nrK，表观 密度不大于1200kg/m3，抗压强度不小于5MPa，抗折强度不低于2MPa。
[0013] 本发明利用建筑废渣制备的集轻料作为填充物，以水泥、添加剂，速凝剂，水为胶 结料和辅料，加入了经过特殊处理的活性棉短绒，经混合搅拌，振动成型，湿法分段混合、自 然养护而制成的新型墙体材料，具有的效果和优点为:一是砌块的保温性好、容重低、强度 满足隔墙要求等优点，具有良好广阔的应用前景;二是用建筑废渣生产轻质微孔节能环保 型混凝土砌块，生产过程简单、能耗低，应用于高层建筑，结构工程造价有效降低，建筑物热 工性能改善，能耗减少，能做到节能、环保、经济，为轻质绿色环保材料;三是制备轻质微孔 节能型混凝土小型砌块可广泛应用于非承重墙体，可以减少高层建筑物的载荷，从而提高 高层建筑物的安全保障，造福于社会。另外，本发明产品生产整个过程没有废弃物排放、除 搅拌外几乎无能源消耗，属于环境友好性技术。
[0014] 下面，结合具体实施例对本发明之轻质微孔节能环保混凝土砌块及其制备方法的 技术特征作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0015] 实施例1-实施例4: 一种轻质微孔节能环保混凝土砌块，各原料配比及制得的砌 块指标见表1。
表1中，陶粒是以拆迀过程产生的建筑废弃砖块为主要原料烧制而成;粒径为5-12mm。 活性棉短绒为机械疏解的棉短绒在105°C下干燥1.5-2h，于40°C恒温条件下浸泡在质量分 数为75%的乙二胺水溶液4-5h，棉短绒与乙二胺水溶液的质量比为1:2，干燥后得到。水泥为 硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、碱矿渣水泥的混合物，其混合质量配比3:1: 1。发泡剂为双氧 水、铝粉和十二烷基磺酸钠的混合溶液，双氧水、铝粉和十二烷基磺酸钠的质量配比为，1: 0.5:1.5。减水剂为聚羧酸减水剂。
[0017 ]实施例5: -种如实施例1 -4所述的轻质微孔节能环保混凝土砌块的制作方法，包 括以下步骤： ⑴将水泥、粉煤灰、珍珠岩、活性棉短绒、减水剂和混合添加剂按配比混合均匀； ⑵向步骤⑴中加入一半重量的水混合均匀； (3)向步骤⑵的混合物中加入陶粒及二氧化锰搅拌混合均匀;二氧化锰作为发泡剂分解 制气的催化剂； ⑷待步骤⑶中的混合物中加发泡剂与速凝剂搅拌均匀，再加入剩余一半质量的水，搅 拌均匀，形成粘性混合物； (5)将步骤⑷得到的粘性混合物加入模具中振荡搅拌，制成要求的形状，阴凉处常压养 护28天得到轻质微孔节能环保混凝土砌块，得到的砌块内部具有大量的微孔，导热系数不 大于0.7W/m·K，表观密度不大于1200kg/m 3，抗压强度不小于5MPa，抗折强度不低于2MPa。 [0018]以上实施例仅为本发明的较佳实施例，本发明的结构并不限于上述实施例列举的 形式，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种轻质微孔节能环保混凝土砌块，其特征在于:其是由以下重量份数的原料制成： 水泥30-40重量份、水14-20重量份、陶粒20-25重量份、活性棉短绒0.05-0.2重量份、混合添 加剂0.05-0.15重量份、粉煤灰和珍珠岩共15-20重量份、速凝剂0.8-1.2重量份、二氧化锰 〇. 5-1重量份、发泡剂2-4重量份和减水剂0.3-0.5重量份； 所述的陶粒是以拆迀过程产生的建筑废弃砖块为主要原料烧制而成； 所述的混合添加剂是石膏、硬脂酸钙、纳米碳酸钙和生石灰中的一种、两种、三种或四 种； 所述的活性棉短绒为机械疏解的棉短绒在l〇〇-ll〇°C下干燥1.5-2h，于35-45Γ恒温条 件下与质量分数为70-80%的乙二胺水溶液混合4-5h，棉短绒与乙二胺水溶液的质量比为1: 1.8_2.2，干燥后得到。2. 根据权利要求1所述的轻质微孔节能环保混凝土砌块，其特征在于:所述的水泥为硅 酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和碱矿渣水泥的混合物，混合质量配比为3:1:1。3. 根据权利要求1所述的轻质微孔节能环保混凝土砌块，其特征在于:所述的发泡剂为 双氧水、铝粉和十二烷基磺酸钠的混合溶液，双氧水、铝粉和十二烷基磺酸钠的配比为，1: 0.4-0.6:1.4-1.6。4. 根据权利要求1所述的轻质微孔节能环保混凝土砌块，其特征在于:所述的减水剂为 聚羧酸减水剂。5. 根据权利要求1所述的轻质微孔节能环保混凝土砌块，其特征在于:所述的陶粒粒径 为5_12mm〇6. -种如权利要求1-5任一项所述的轻质微孔节能环保混凝土砌块的制作方法，其特 征在于:包括以下步骤： ⑴将水泥、粉煤灰、珍珠岩、活性棉短绒、减水剂和混合添加剂按配比混合均匀； ⑵向步骤⑴中加入一半重量的水混合均匀； (3)向步骤⑵的混合物中加入陶粒及二氧化锰搅拌混合均匀； ⑷向步骤⑶的混合物中加入发泡剂与速凝剂搅拌均匀，再加入剩余一半质量的水，搅 拌均匀，形成粘性混合物； (5)将步骤⑷得到的粘性混合物加入模具中振荡搅拌，制成要求的形状，阴凉处常压养 护得到轻质微孔节能环保混凝土砌块。7. 根据权利要求6所述的轻质微孔节能环保混凝土砌块的制作方法，其特征在于:步骤 (5)得到的轻质微孔节能环保混凝土砌块的导热系数不大于0.7W/nrK，表观密度不大于 1200kg/m 3，抗压强度不小于5MPa，抗折强度不低于2MPa。
【文档编号】C04B28/04GK106007504SQ201610336112
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】邓宇, 谭春雷, 曾鑫, 叶雁冰, 张祥宁, 刘楠
【申请人】广西科技大学