本发明涉及一种防渗水高强度加气混凝土的制备方法，属于建筑材料制备技术领域。
背景技术：
加气混凝土是以硅质材料（砂、粉煤灰及含硅尾矿等）和钙质材料（石灰、水泥）为主要原料，掺加发气剂（铝粉），通过配料、搅拌、浇注、预养、切割、蒸压、养护等工艺过程制成的轻质多孔硅酸盐制品。因其经发气后含有大量均匀而细小的气孔，故名加气混凝土。加气混凝土生产原料丰富，特别是使用粉煤灰为原料，既能综合利用工业废渣、治理环境污染、不破坏耕地，又能创造良好的社会效益和经济效益，是一种替代传统实心粘土砖理想的墙体材料，具有广阔的市场发展前景。
从广义上来讲是所有加了气的混凝土，包括加气混凝土砌块，泡沫混凝土及加了引气剂的混凝土。狭义上的讲就是加气混凝土砌块。一般根据原材料的类别、采用的工艺及承担的功能进行分类。加气混凝土按形状，可分为各种规格砌块或板材。加气混凝土按原料，基本有三种:水泥、石灰、粉煤灰加气砖；水泥、石灰、砂加气砖；水泥、矿渣、砂加气砖。加气混凝土按用途，可分为非承重砌块、承重砌块、保温块、墙板与屋面板五种。加气混凝土的特性由于加气混凝土具有容重轻、保温性能高、吸音效果好，具有一定的强度和可加工性等优点，是我国推广应用最早，使用最广泛的轻质墙体材料之一。
非承重砌块生产和使用最为广泛，主要使用在结构中的填充墙与隔墙，而不承担荷载；承重砌块在建筑中经特殊结构处理后承担荷载；屋面板和墙板都是加筋加气混凝土。加气混凝土制品主要应用于以下领域:高层框架建筑；抗震地区建筑；严寒地区建筑；软质地基建筑。现有的蒸压加气混凝土制成的建筑材料在机械强度上难以达到石料、红砖等其他建筑材料的机械强度，一旦出现地震等自然灾害，那么通过蒸压加气混凝土造成的建筑物则会容易出现坍塌的危险。加气混凝土砌块在建造建筑物时，碰到水量较大的情况往往会有一定的渗漏水现象，从而给正常的生活带来一定的麻烦，也从一定程度上降低了人们的生活质量。
因此，发明一种机械性能好且不易渗水的加气混凝土对建筑材料制备技术领域具有积极意义。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题:针对目前加气混凝土力学性能、机械性能差，加气混凝土砌块在建造建筑物时，碰到水量较大的情况往往会有一定的渗漏水的缺陷，提供了一种防渗水高强度加气混凝土的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种防渗水高强度加气混凝土的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将四氯化钛与蒸馏水按质量比1:12投入烧杯中，将烧杯中放入冰水浴中搅拌得到混合液，按重量份数计，称取1～3份硫酸铵和3～5份硫酸溶液滴入12～15份混合液中；
（2）滴加完成后将上述水浴温度升温，恒温反应，反应结束后用氨水调节pH值至6.0～6.5，自然冷却至室温，静置12～14h，过滤得到滤渣，依次用蒸馏水和无水乙醇洗涤滤渣3～5次，并将滤渣放入马弗炉中高温煅烧后，将产物放入研磨机中研磨粉碎过400目筛得到研磨产物，备用；
（3）将等质量的木薯粉、柠檬与大豆油放入研磨机中研磨粉碎40～50min得到固液混合物，将固液混合物放入密封罐中，并把密封罐放入温室中，敞口静置，静置结束后向密封罐中加入固液混合物质量3～5%的解脂耶氏酵母菌菌粉，密封罐口，静置得到发酵产物产物，备用；
（4）按重量份数计，称取15～18份铁尾矿、8～10份石灰、20～24份水泥、2～3份硬脂酸钙、5～8份备用的研磨产物、80～90份水在混合搅拌，再加入2.5～2.8份铝粉，10～15份3-环氧丙氧基三乙氧基硅烷保持转速混合搅拌3～5min，静置4～6h得到混凝液；
（5）将混凝液与备用的发酵产物按质量比15:1搅拌混合，搅拌后浇注入模具中，蒸压釜中升温预热，再升高温度，恒温静置，自然冷却至室温即得防渗水高强度加气混凝土。
步骤（1）中所述的硫酸溶液的质量分数为85～95%。
步骤（2）中所述的水浴温度升温至90～95℃，恒温反应时间为60～80min，氨水的质量分数为15～20%，马弗炉的温度为550～600℃，高温煅烧时间为2～3h。
步骤（3）中所述的温室的温度为38～45℃，空气相对湿度为70～90%，敞口静置时间为2～3天，密封罐口的温度为22～25℃，静置时间为7～9天。
步骤（4）中所述的温度为55～60℃，混合搅拌转速为300～400r/min，混合搅拌时间为3～5min。
步骤（5）中所述的蒸压釜中的温度为55～60℃，蒸汽压强为1.5～1.8MPa，预热温度为120～140min，升高温度至130～140℃，恒温静置8～10h。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明首先以四氯化钛为原料，在酸性条件下反应生成纳米二氧化钛，并进行高温煅烧处理去除杂质，再将木薯粉、柠檬与甘蔗放入温室中发霉，发霉后进行密封发酵，得到酸败产物，最后将铁尾矿、纳米二氧化钛、铝粉以及其它原料混合，并浇注、发气、静停、蒸压养护制得防渗水高强度加气混凝土，本发明以四氯化钛为原料，经过水解、煅烧制得纳米二氧化钛材料，纳米二氧化钛具有很好的力学性能和韧性，同时Ti-O键键能大，稳定性好，经过高温煅烧后，使二氧化钛分子间作用力降低，从而提高纳米二氧化钛的分散性以及比表面积，更好地分散于混凝土中，均匀嵌于混凝土各分子间，使加气混凝土的力学性能、机械性能得到全面提高，本发明将有机硅烷引入加气混凝土中，有机硅烷能够与混凝土中各分子形成共价键和化学键合力，提高混凝土内部分子结构的紧密程度，同时在混凝土中形成Si-O键、Si-C键，混凝土凝固后利用这些键能大的化学键，使混凝土的力学性能和耐化学腐蚀性、耐高温性能进一步提高；
（2）本发明从木薯粉、柠檬和甘蔗中提取柠檬酸、蔗糖、酚类化合物、脂类化合物以及其它等有机原料投入加气混凝土中，柠檬酸具有弱酸性，可以一定程度上腐蚀修饰混凝土表层微观结构，使混凝土微观表层的粗糙程度增加，使水滴更加难以吸附在混凝土表层，从而增加加气混凝土的疏水效果，有机溶液中的各个有机基团能够与混凝土中各无机物分子结合形成新的化学键，从而加固混凝土的内部微观结构，使加气混凝土的力学性能增强，同时存有酯基、芳香烃、以及其它环氧基团，具有疏水效果，因此使混凝土的防渗水性能增强，具有广阔的应用效果。
具体实施方式
将四氯化钛与蒸馏水按质量比1:12投入烧杯中，将烧杯中放入冰水浴中搅拌得到混合液，按重量份数计，称取1～3份硫酸铵和3～5份质量分数为85～95%的硫酸溶液滴入12～15份混合液中；滴加完成后将上述水浴温度升温至90～95℃，恒温反应60～80min，反应结束后用质量分数为15～20%的氨水调节pH值至6.0～6.5，自然冷却至室温，静置12～14h，过滤得到滤渣，依次用蒸馏水和无水乙醇洗涤滤渣3～5次，并将滤渣放入马弗炉中在550～600℃的条件下高温煅烧2～3h后将产物放入研磨机中研磨粉碎过400目筛得到研磨产物，备用；将等质量的木薯粉、柠檬与大豆油放入研磨机中研磨粉碎40～50min得到固液混合物，将固液混合物放入密封罐中，并把密封罐放入温度为38～45℃，空气相对湿度为70～90%的温室中，敞口静置2～3天，静置结束后向密封罐中加入固液混合物质量3～5%的解脂耶氏酵母菌菌粉，密封罐口，在温度为22～25℃的条件下静置7～9天得到发酵产物产物，备用；按重量份数计，称取15～18份铁尾矿、8～10份石灰、20～24份水泥、2～3份硬脂酸钙、5～8份备用的研磨产物、80～90份水在温度为55～60℃的条件下以300～400r/min的转速混合搅拌3～5min，再加入2.5～2.8份铝粉，10～15份3-环氧丙氧基三乙氧基硅烷保持转速混合搅拌3～5min，静置4～6h得到混凝液；将混凝液与备用的发酵产物按质量比15:1搅拌混合，搅拌后浇注入模具中，在温度为55～60℃，蒸汽压强为1.5～1.8MPa的蒸压釜中，预热120～140min，再升高温度至130～140℃，恒温静置8～10h，自然冷却至室温即得防渗水高强度加气混凝土。
实例1
将四氯化钛与蒸馏水按质量比1:12投入烧杯中，将烧杯中放入冰水浴中搅拌得到混合液，按重量份数计，称取1份硫酸铵和3份质量分数为85%的硫酸溶液滴入12份混合液中；滴加完成后将上述水浴温度升温至90℃，恒温反应60min，反应结束后用质量分数为15%的氨水调节pH值至6.0，自然冷却至室温，静置12h，过滤得到滤渣，依次用蒸馏水和无水乙醇洗涤滤渣3次，并将滤渣放入马弗炉中在550℃的条件下高温煅烧2h后将产物放入研磨机中研磨粉碎过400目筛得到研磨产物，备用；将等质量的木薯粉、柠檬与大豆油放入研磨机中研磨粉碎40min得到固液混合物，将固液混合物放入密封罐中，并把密封罐放入温度为38℃，空气相对湿度为70%的温室中，敞口静置2天，静置结束后向密封罐中加入固液混合物质量3%的解脂耶氏酵母菌菌粉，密封罐口，在温度为22℃的条件下静置7天得到发酵产物产物，备用；按重量份数计，称取15份铁尾矿、8份石灰、20份水泥、2份硬脂酸钙、5份备用的研磨产物、80份水在温度为55℃的条件下以300r/min的转速混合搅拌3min，再加入2.5份铝粉，10份3-环氧丙氧基三乙氧基硅烷保持转速混合搅拌3min，静置4h得到混凝液；将混凝液与备用的发酵产物按质量比15:1搅拌混合，搅拌后浇注入模具中，在温度为55℃，蒸汽压强为1.5MPa的蒸压釜中，预热120min，再升高温度至130℃，恒温静置8h，自然冷却至室温即得防渗水高强度加气混凝土。
实例2
将四氯化钛与蒸馏水按质量比1:12投入烧杯中，将烧杯中放入冰水浴中搅拌得到混合液，按重量份数计，称取2份硫酸铵和4份质量分数为90%的硫酸溶液滴入14份混合液中；滴加完成后将上述水浴温度升温至92℃，恒温反应70min，反应结束后用质量分数为17%的氨水调节pH值至6.2，自然冷却至室温，静置13h，过滤得到滤渣，依次用蒸馏水和无水乙醇洗涤滤渣4次，并将滤渣放入马弗炉中在570℃的条件下高温煅烧2.5h后将产物放入研磨机中研磨粉碎过400目筛得到研磨产物，备用；将等质量的木薯粉、柠檬与大豆油放入研磨机中研磨粉碎45min得到固液混合物，将固液混合物放入密封罐中，并把密封罐放入温度为40℃，空气相对湿度为80%的温室中，敞口静置2天，静置结束后向密封罐中加入固液混合物质量4%的解脂耶氏酵母菌菌粉，密封罐口，在温度为24℃的条件下静置8天得到发酵产物产物，备用；按重量份数计，称取17份铁尾矿、9份石灰、22份水泥、2份硬脂酸钙、7份备用的研磨产物、85份水在温度为57℃的条件下以350r/min的转速混合搅拌4min，再加入2.7份铝粉，14份3-环氧丙氧基三乙氧基硅烷保持转速混合搅拌4min，静置5h得到混凝液；将混凝液与备用的发酵产物按质量比15:1搅拌混合，搅拌后浇注入模具中，在温度为57℃，蒸汽压强为1.7MPa的蒸压釜中，预热130min，再升高温度至135℃，恒温静置9h，自然冷却至室温即得防渗水高强度加气混凝土。
实例3
将四氯化钛与蒸馏水按质量比1:12投入烧杯中，将烧杯中放入冰水浴中搅拌得到混合液，按重量份数计，称取3份硫酸铵和5份质量分数为95%的硫酸溶液滴入15份混合液中；滴加完成后将上述水浴温度升温至95℃，恒温反应80min，反应结束后用质量分数为20%的氨水调节pH值至6.5，自然冷却至室温，静置14h，过滤得到滤渣，依次用蒸馏水和无水乙醇洗涤滤渣5次，并将滤渣放入马弗炉中在600℃的条件下高温煅烧3h后将产物放入研磨机中研磨粉碎过400目筛得到研磨产物，备用；将等质量的木薯粉、柠檬与大豆油放入研磨机中研磨粉碎50min得到固液混合物，将固液混合物放入密封罐中，并把密封罐放入温度为45℃，空气相对湿度为90%的温室中，敞口静置3天，静置结束后向密封罐中加入固液混合物质量5%的解脂耶氏酵母菌菌粉，密封罐口，在温度为25℃的条件下静置9天得到发酵产物产物，备用；按重量份数计，称取18份铁尾矿、10份石灰、24份水泥、3份硬脂酸钙、8份备用的研磨产物、90份水在温度为60℃的条件下以400r/min的转速混合搅拌5min，再加入2.8份铝粉， 15份3-环氧丙氧基三乙氧基硅烷保持转速混合搅拌5min，静置6h得到混凝液；将混凝液与备用的发酵产物按质量比15:1搅拌混合，搅拌后浇注入模具中，在温度为60℃，蒸汽压强为1.8MPa的蒸压釜中，预热140min，再升高温度至140℃，恒温静置10h，自然冷却至室温即得防渗水高强度加气混凝土。
对比例
以佛山市某公司生产的防渗水高强度加气混凝土作为对比例 对本发明制得的防渗水高强度加气混凝土体和对比例中的防渗水高强度加气混凝土进行性能检测，检测结果如表1所示：
测试方法：
干体积密度测试按GB_T11970《加气混凝土体积密度、含水率和吸水率试验方法》标准进行检测；
抗压强度测试按照GB11968检测其抗压强度；
渗水测试：将干燥后的实例1～3和对比例中的加气混凝土分别置于平台上，使用水流冲击其表面12h，观察其渗透情况；
吸水率及收缩值测试按照GB/T11969-2008《加气混凝土性能试验方法》关于测定吸水率、快速法干燥收缩值的方法进行检测；
表1加气混凝土性能测定结果
根据上述中数据可知本发明制得的防渗水高强度加气混凝土干体积密度高，抗压强度高，力学性能及机械性能好，吸水率低，渗透试验后，无明显渗透，吸水率较低且收缩率小，这克服了传统加气混凝土因具有较高吸水率和较大收缩率导致墙体容易开裂的通病，具有广阔的应用前景。