专利名称：粉煤灰基多孔人造石的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种可以用作建筑承重砌块、填充墙与隔墙、屋面板和墙板使用的高强轻质人造石的制备方法。
背景技术：
随着我国国民经济的高速发展，城乡工业及民用建筑的发展规模越来越大。尤其近10年来，高层和框架结构建筑的不断增加，对墙体材料不仅需求量大增，而且越来越要求具有节能、体轻、环保、保温、隔热等多种功能。近年来国内外已研究、开发、应用各种新型轻质建筑材料，加气混凝土就是其中一种。常见粉煤灰加气混凝土主要原料为粉煤灰、河砂、石灰、少量的硅酸盐水泥和石膏，石灰的用量较大，为10 20%。石灰是一种以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料，主要用石灰石为原料，经900 1100°C煅烧而成。因此在加气混凝土中，石灰的掺量是其成本影响的主要因素。另外，石灰极易与空气中的水反应，从而影响其性能，给其储存带来不便。在生产粉煤灰加气混凝土时，不使用石灰，将会降低成本，简化工艺。粉煤灰蒸压加气混凝土砌块的蒸压养护是获得强度的必要条件，不仅关系到制品性能的好坏，也关系到生产效率的高低和能源的消耗。目前，我国现有加气混凝土一般采用大约170 180°C的饱和蒸汽。在这样的温度下保温一定时间，可以使粉煤灰中的二氧化硅很快地与石灰中的活性氧化钙反应，生成所需的水化硅酸钙凝胶胶结粉煤灰颗粒，使粉煤灰蒸压加气混凝土砌块具有一定强度。在该温度下，石灰中的活性氧化钙与粉煤灰中二氧化硅完全反应的时间长达7小时以上。如缩短蒸养时间，将降低能耗，提高生产效率。目前的研究结果表明，现制备的粉煤灰蒸压加气混凝土砌块，石灰掺量较高，蒸养时间较长，强度较低，一般低于5MPa，不能满足承重要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本粉煤灰基多孔人造石的制备方法。为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的一种粉煤灰基多孔人造石的制备方法，其特征在于，包括下述步骤(I)在粉煤灰中加入含碳酸钙的物料、含硫酸钙的物料、含氧化硅的物料、水、纤维和硅酸盐水泥，搅拌均匀后得到粉煤灰水泥浆体；其中含碳酸钙的物料加入量为粉煤灰质量的5-40%，含硫酸钙的物料加入量为粉煤灰质量的0-40%，含氧化硅的物料加入量为粉煤灰质量的5-200%，水加入量为粉煤灰质量的5-200%，纤维加入量为粉煤灰质量的 0-5%，硅酸盐水泥加入量为粉煤灰质量的0-5%。(2)在步骤(I)的粉煤灰水泥浆体中加入碱激发剂，金属铝粉，有机起泡剂，混合均匀得到含气粉煤灰水泥浆体；其中金属铝粉加入量为粉煤灰质量O. 1_5%，有机起泡剂加入量为粉煤灰质量的0-2% ；(3)在步骤(2)的含气粉煤灰水泥浆体倒入模具中，在20_80°C环境下静置O. 5-5小时后，切割得到水泥坯块或水泥坯板；(4)将步骤(3)得到的水泥坯块或水泥坯板在150_300°C的水蒸气环境中放置3_6 小时，得到粉煤灰基多孔人造石。上述方案中，步骤(I)中所述的粉煤灰、含碳酸钙物料、含硫酸钙物料、含氧化硅物料为30-80 μ m的粉体；其中粉煤灰为煤或煤矸石燃烧后产生的固体废物；含碳酸钙物料为石灰石，大理石粉，方解石粉，白垩土中的一种；含硫酸钙物料为电厂脱硫石膏，氟石膏、 石油焦脱硫灰渣，柠檬酸废渣，磷石膏中的一种；含氧化硅物料为河砂，铅锌渣，砂岩中的一种。步骤(I)中所述的纤维为木质素纤维，碳纤维，钢纤维，聚丙烯纤维中的一种。步骤(2)中所述的碱激发剂为氢氧化钠、钢渣、沸石生产废水、赤泥中的一种；其中碱激发剂为氢氧化钠时，加入量为粉煤灰质量的0-1%;碱激发剂为钢渣、沸石生产废水、 赤泥时，加入量为粉煤灰质量的0-20%。步骤(2)中所述的有机起泡剂为松香皂、烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、羧酸、骨胶、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白、氧化石蜡皂、纤维素及其它们的衍生物中的一种。本发明优点是，用石灰石替代石灰，得到主要含托勃莫来石和硬硅钙石的多孔人造石。通过提高蒸养温度，可缩短蒸养时间。本发明可全部使用工业废渣为原料，制备高强粉煤灰基人造石。另外，本发明中碱激发剂为化工原料氢氧化钠时，其加入量不大于1% ; 蒸养时间最多为6小时，因此可降低成本、提高生产率。按照本发明的方法，通过调整配方组成，制备的人造石砌块或人造石板的最大强度为20MPa,干密度小于800Kg/m3,可以满足特殊墙体的使用要求,例如作为承重砌块或高强保温墙板。
具体实施例方式一种粉煤灰基多孔人造石的制备方法，包括以下步骤第一步，在粉煤灰中加入含碳酸钙的物料、含硫酸钙的物料、含氧化硅的物料、水、 纤维和硅酸盐水泥，搅拌均匀后得到粉煤灰水泥浆体；表I列出了编号为1-8的8个实施例配方组成。第二步，在第一步的粉煤灰水泥浆体中加入碱激发剂，金属铝粉，有机起泡剂，混合均匀得到含气粉煤灰水泥浆体；表2列出了不同实施例的碱激发剂，金属铝粉，有机起泡剂的加入量。第三步，在第二步的含气粉煤灰水泥浆体倒入模具中，通过静养，切割得到水泥坯块或水泥坯板；再通过蒸养得到粉煤灰基多孔人造石。表3列出了含气粉煤灰水泥浆体的静养、蒸养工艺条件。表I.粉煤灰水泥浆体的制备
权利要求
1.一种粉煤灰基多孔人造石的制备方法，其特征在于，包括下述步骤(1)在粉煤灰中加入含碳酸钙的物料、含硫酸钙的物料、含氧化硅的物料、水、纤维和硅酸盐水泥，搅拌均匀后得到粉煤灰水泥浆体；其中含碳酸钙的物料加入量为粉煤灰质量的 5-40%,含硫酸钙的物料加入量为粉煤灰质量的0-40 %，含氧化硅的物料加入量为粉煤灰质量的5-200%，水加入量为粉煤灰质量的5-200%，纤维加入量为粉煤灰质量的0-5%，硅酸盐水泥加入量为粉煤灰质量的0-5%。(2)在步骤(I)的粉煤灰水泥浆体中加入碱激发剂，金属铝粉，有机起泡剂，混合均匀得到含气粉煤灰水泥浆体；其中金属铝粉加入量为粉煤灰质量O. 1_5%，有机起泡剂加入量为粉煤灰质量的0-2% ；(3)在步骤(2)的含气粉煤灰水泥浆体倒入模具中，在20-80°C环境下静置O.5-5小时后，切割得到水泥坯块或水泥坯板；(4)将步骤(3)得到的水泥坯块或水泥坯板在150-300°C的水蒸气环境中放置3-6小时，得到粉煤灰基多孔人造石。
2.如权利要求I所述的粉煤灰基多孔人造石的制备方法，其特征在于，步骤(I)中所述的粉煤灰、含碳酸钙物料、含硫酸钙物料、含氧化硅物料为30-80 μ m的粉体；其中粉煤灰为煤或煤矸石燃烧后产生的固体废物；含碳酸钙物料为石灰石，大理石粉，方解石粉，白垩土中的一种；含硫酸钙物料为电厂脱硫石膏，氟石膏、石油焦脱硫灰渣，柠檬酸废渣，磷石膏中的一种；含氧化硅物料为河砂，铅锌渣，砂岩中的一种。
3.如权利要求I所述的粉煤灰基多孔人造石的制备方法，其特征在于，步骤(I)中所述的纤维为木质素纤维，碳纤维，钢纤维，聚丙烯纤维中的一种。
4.如权利要求I所述的粉煤灰基多孔人造石的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的碱激发剂为氢氧化钠、钢渣、生产沸石过程中产生的废水、赤泥中的一种；其中碱激发剂为氢氧化钠时，加入量为粉煤灰质量的0-1% ;碱激发剂为钢渣、沸石生产废水、赤泥时，加入量为粉煤灰质量的0-20%。
5.如权利要求I所述的粉煤灰基多孔人造石的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的有机起泡剂为松香皂、烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、羧酸、骨胶、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、 蛋白、氧化石蜡皂、纤维素及其它们的衍生物中的一种。
全文摘要
本发明公开了一种粉煤灰基多孔人造石的制备方法，其特征在于，在粉煤灰中加入含碳酸钙物料，含硫酸钙物料，含氧化硅物料，水、纤维和硅酸盐水泥，搅拌均匀后再加入碱激发剂、金属铝粉、有机起泡剂，混合均匀。静养后，切割得到水泥块或水泥坯板，将其在水蒸气环境中养护，得到粉煤灰基多孔人造石，该人造石主要含托勃莫来石和硬硅钙石。可取代现有的蒸压加气混凝土，用作建筑承重砌块、填充墙与隔墙、屋面板和墙板使用。
文档编号C04B18/08GK102584322SQ201210024339
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月3日 优先权日2012年2月3日
发明者谭宏斌 申请人:陕西理工学院