一种免蒸压养双快加气混凝土及其制备方法与流程

1.本发明属于加气混凝土的制备技术领域，具体涉及一种免蒸压养双快加气混凝土及其制备方法。

背景技术：

2.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。
3.但是，传统的加气混凝土的制备时还存在一些缺陷：第一，一般需要加入铝粉作为发气剂，但是在长期的行业研究中发现，采用传统铝粉发气剂容易造成气泡合并和逃逸，致使发气效率降低，铝粉在使用时容易被人体吸入肺内从而导致铝尘肺，具体表现为消瘦和极易疲劳和呼吸困难。铝如果被人体吸收，长时间可能对人大脑不好，容易使人智力下降。使用铝粉还发现有一个缺陷就是，所使用的传统铝粉发气剂的影响会导致发气不均匀，因此有大气孔、小气孔，同等容重情况下，铝粉发气的加气混凝土的导热性能要高，铝粉价格比较高，不易储存。第二：传统加气混凝土砌块在制备时，需要进行蒸压养护，蒸压养护是获得强度等性能的必要条件，因为蒸压养护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量。蒸压养护时就需要在高温、高压下才能被激活形成具有一定强度的建筑材料。而托勃莫来石等产物只有在174.5℃以上时才会大量生成，因此，蒸压加气混凝土砌块只有在此温度和压力水平上，并保持一定时间，才具有良好的综合物理性能。加气混凝土的强度主要取决于制品在蒸压养护后生成水化硅酸盐的种类、数量及结晶形式。当蒸压养护时间和压力不足时，会含有大量的无定形体和次微晶体的c-s-h凝胶类物质，这种物质不致密，易与co2气体作用，会破坏结构，使强度下降。
4.如何能够改变铝粉作为发气剂以及需要蒸压养护的条件，会是加气混凝土领域研究的一大进步。

技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种免蒸压养双快加气混凝土及其制备方法，不采用铝粉作为发气剂，不需要进行蒸压养。
6.本发明所采用的技术方案为：一种免蒸压养双快加气混凝土，所用原料为干粉和水，以质量百分比计，干粉料包括：磷酸二氢铵15-25%、硼砂5%-10%、沸石粉5%-10%、疏水剂0.1%-1%，余量的轻烧氧化镁；水的用量为干粉质量的10-20%。
7.所述轻烧氧化镁为菱镁矿在800-1000℃下烧制，粉磨后得到，粒径为100-200目。
8.所述疏水剂为有机硅防水剂sel80。
9.所述磷酸二氢铵为工业级，纯度≥98%；所述硼砂为工业级，纯度≥95%；所述沸石粉为工业级，为ⅱ级及以上。
10.制备免蒸压养双快加气混凝土的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）按比例取各原料，将干粉混匀；2）按比例向干粉中加入水，混匀后送入模具中，进行发气硬化成型；自向干粉中加水到送入模具中的时间控制在10min以内；3）室温下静置后脱模，静养后得到免蒸压养双快加气混凝土。
11.所述步骤2）具体操作时，采用螺旋式混合泵，罗盘式喂料，计量水供水，加水量为10-20%，干粉料和水在混合管内经螺旋搅拌快速混合，并液压泵送至出料口，流入模具中，进行浆料的发气硬化成型。
12.所述步骤2）进行过程中可以通过碳酸氢铵水溶液对反应生成多余溢出的氨气进行回收。
13.在磷酸盐水泥领域，一般会以磷酸盐（通常为磷酸二氢铵和磷酸二氢钾）、重烧氧化镁（煅烧温度在1700℃左右形成的）以及外加剂按一定比例组成，是以酸-碱中和反应为基础，通过化学作用凝结硬化的新型气硬性胶凝材料，这类胶凝材料具有快硬早强、粘结强度高、体积变形小、耐磨性好、环境适应性广等特点。磷酸盐水泥体系中添加重烧氧化镁能延长磷酸镁水泥的凝结时间和施工时间，并且作为修补料时有高强度、高致密、高耐磨等性质。采用轻烧氧化镁不能达到上述目的，这是因为轻烧氧化镁的活性太高，容易与其他原料发生反应。正是由于重烧氧化镁和轻烧氧化镁的性质不同，重烧氧化镁的mgo晶格减小，晶粒间密实，活性降低，难与水反应，符合磷酸盐水泥的要求，因此，辅以缓凝剂，能制备出凝结时间长，致密的磷酸镁水泥制品，在混凝土快速修补领域，重烧氧化镁制备磷酸镁水泥的使用比较广泛，但是轻烧氧化镁的活性太大，利用极少。
14.本发明中，选择了不被混凝土快速修补领域使用的轻烧氧化镁，轻烧氧化镁具有质地疏松，具有很高的比表面积、活性很大的特性。轻烧氧化镁与的晶格较大，晶粒间存在较大的空隙和相应较大的内比表面积，发明人发现轻烧氧化镁与偏酸性的磷酸二氢铵水溶液接触时，轻烧氧化镁在此体系中会让浆体呈现出高碱性，会使浆体中酸碱反应更加剧烈，放出大量的热，磷酸二氢铵中的铵根离子一部分会因碱性环境下形成氨水，氨水会分解成氨气释放出来，生成的氨气使得磷酸镁水泥制品加气。但是由于轻烧氧化镁与磷酸二氢铵水溶液的反应迅速，氨气的产生也很迅速，在前期的实验中，经常会导致穿孔，而且氨气过多的溢出，会造成铵根离子损失，造成生成磷酸铵镁此种水化物生成量低，导致磷酸镁水泥制品强度低，实验效果并不理想。
15.为了克服氨气溢出过多过快的问题，经过了多番实验，本发明加入了沸石粉来进行调节，在反应前期，沸石粉可以吸收一部分反应释放的氨气，随着浆体中铵根离子浓度的降低，沸石粉还会溶解到浆体中补偿反应所需的铵根离子，提高水化产物的生成量，制备出具有气孔均匀度较好且有一定强度的多孔制品。沸石粉的加入量非常关键，加入的量不足，无法解决氨气溢出过多的问题，加量过多，又会影响加气混凝土的气孔大小，无法达到加气混凝土的性能要求。
16.与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：本发明采用磷酸二氢铵和轻烧氧化镁为主要原料来制备加气混凝土，不需要使用铝粉作为发气剂，避免了铝粉带来的危害与缺陷。与传统加气混凝土相比，本发明制备过程中减少了蒸压养过程，降低了能源消耗，并且胶凝体系为快凝快硬型，提高了产品生产效率，该体系水胶比低，后期干燥收缩小；用轻
烧氧化镁制备磷酸镁水泥，可以降低原材价格，还避免氧化镁重烧造成的环境污染和经济浪费。
附图说明
17.图1为实施例1得到加气混凝土砌块的外观图及截面图。
18.图2为实施例2得到加气混凝土砌块的外观图及截面图。
19.图3为实施例3得到加气混凝土砌块的外观图及截面图。
20.图4为实施例4得到加气混凝土砌块的外观图及截面图。
21.图5为实施例5得到加气混凝土砌块的外观图及截面图。
22.图6为实施例6得到加气混凝土砌块的外观图及截面图。
23.图7为实施例7得到加气混凝土砌块的外观图及截面图。
24.图8为实施例8得到加气混凝土砌块的外观图及截面图。
25.图9为实施中轻烧氧化镁的物相组成图。
26.图1-8中左起第一图为砌块的外观图，第二图、第三图分为砌块中间剖开的两个截面图。
具体实施方式
27.下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。
28.以下实施例中所采用的磷酸二氢铵为工业级，纯度≥98%；硼砂为工业级，纯度≥95%；沸石粉为工业级，为ⅱ级及以上。所用疏水剂为有机硅防水剂sel80。所用轻烧氧化镁为菱镁矿在800-1000℃下烧制，粉磨后得到，粒径为100-200目，直接购买所得。
29.实施例1：一种免蒸压养双快加气混凝土，所用原料为干粉和水，以质量百分比计，干粉料包括：磷酸二氢铵400g、硼砂200g、沸石粉200g、疏水剂20g、轻烧氧化镁1180g；水的用量为300g。
30.实施例2：一种免蒸压养双快加气混凝土，所用原料为干粉和水，以质量百分比计，干粉料包括：磷酸二氢铵300g、硼砂200g、沸石粉100g、疏水剂10g、轻烧氧化镁1390g；水的用量为200g。
31.实施例3：一种免蒸压养双快加气混凝土，所用原料为干粉和水，以质量百分比计，干粉料包括：磷酸二氢铵500g、硼砂100g、沸石粉200g、疏水剂20g、轻烧氧化镁1180；水的用量为400g。
32.实施例1-3的免蒸压养双快加气混凝土制备时采用以下步骤：按量取各原料，将干粉混匀，采用螺旋式混合泵，罗盘式喂干粉料，计量水供水，干粉料和水在混合管内经螺旋搅拌快速混合，并液压泵送至出料口，流入模具中，进行浆料的发气硬化成型；室温下静置后脱模，静养后得到免蒸压养双快加气混凝土。
33.实施例4：
一种加气混凝土，所用原料为干粉和水，以质量百分比计，干粉料包括：磷酸二氢铵400g、硼砂200g、沸石粉200g、疏水剂20g、重烧氧化镁1180g；水的用量为300g。
34.实施例5：一种加气混凝土，所用原料为干粉和水，以质量百分比计，干粉料包括：磷酸二氢铵400g、硼砂300g、沸石粉200g、疏水剂20g、轻烧氧化镁1180g；水的用量为300g。
35.实施例6：一种加气混凝土，所用原料为干粉和水，以质量百分比计，干粉料包括：磷酸二氢铵400g、硼砂200g、疏水剂20g、沸石粉300g、轻烧氧化镁1180g；水的用量为300g。
36.实施例7：一种加气混凝土，所用原料为干粉和水，以质量百分比计，干粉料包括：磷酸二氢铵400g、硼砂200g、疏水剂20g、轻烧氧化镁1180g；水的用量为300g。
37.实施例8：一种免蒸压养双快加气混凝土，所用原料为干粉和水，以质量百分比计，干粉料包括：磷酸二氢铵400g、硼砂200g、沸石粉200g、疏水剂20g、轻烧氧化镁1180g；水的用量为500g。
38.实施例4-8的制作方法参考实施例1-3。
39.实施例1-8得到的加气混凝土砌块的外观图分别图1-图8所示，图1-3可以看出，混凝土砌块中分布了气孔，符合加气混凝土的特征，而且气孔的大小数量均匀度良好。图4表现为致密的磷酸镁水泥，并不是加气混凝土的状态。图5、图7、图8砌块中气孔分布不均匀，强度低，不满足加气混凝土的要求。图6砌块中气孔均匀度虽然好，但强度不达标。
40.对实施例1-8得到的加气混凝土砌块进行性能检测，检测依据gbt 11968-2020 蒸压加气混凝土砌块、jgjt 17-2020 蒸压加气混凝土制品应用技术标准，以a5b06为基准对比，结果如下：经过长时间大量的实验总结后，发明人进行详细分析发现：当不采用轻烧氧化镁，而采用磷酸盐水泥领域常用的重烧氧化镁时，由于重烧氧化镁的晶粒间密实，活性低，与磷酸二氢铵水溶液进行反应相对于轻烧氧化镁慢，氨气生成量低，最终得到致密、高强的磷酸镁水泥，如图4所示，而不是加气混凝土。
41.当没有沸石粉的加入时，无法吸收一部分氨气，过多的氨气存在于浆体中，导致气
孔不均匀、气体外泄，铵离子变少、用于生成反应生成物量少，制得的加气混凝土强度较低，无法满足需求。而当沸石粉过量时，浆体变粘稠了，因为沸石粉是多孔粉体、会吸收一部分水，导致浆体流动性变差，用于反应的水不足，影响反应进程，表现出会氨气聚集在一起，虽然气孔均匀，容重符合要求，但制得的加气混凝土强度低。
42.当加水量过大时，浆体的前期流动性相对要好，会先发气膨胀，但是随后会出现气泡破裂、塌陷的问题，无法满足实际需求的使用。
43.硼砂在本发明中作为缓凝剂，但是当硼砂掺量过大时，浆体会因强度上的慢，导致浆体因硬化慢，难以维持形状，出现局部塌陷问题，会导致局部不发气，或发气不良现象。
44.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：

1.一种免蒸压养双快加气混凝土，其特征在于，所用原料为干粉和水，以质量百分比计，干粉料包括：磷酸二氢铵15-25%、硼砂5%-10%、沸石粉5%-10%、疏水剂0.1%-1%，余量的轻烧氧化镁；水的用量为干粉质量的10-20%。2.根据权利要求1所述的免蒸压养双快加气混凝土，其特征在于：所述疏水剂为有机硅防水剂sel80。3.根据权利要求1所述的免蒸压养双快加气混凝土，其特征在于：所述磷酸二氢铵为工业级，纯度≥98%；所述硼砂为工业级，纯度≥95%；所述沸石粉为工业级，为ⅱ级及以上。4.制备权利要求1所述免蒸压养双快加气混凝土的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）按比例取各原料，将干粉混匀；2）按比例向干粉中加入水，混匀后送入模具中，进行发气硬化成型；自向干粉中加水到送入模具中的时间控制在10min以内；3）室温下静置后脱模，静养后得到免蒸压养双快加气混凝土。

技术总结

本发明属于加气混凝土的制备技术领域，具体涉及一种免蒸压养双快加气混凝土及其制备方法。该免蒸压养双快加气混凝土，所用原料中的干粉料包括：磷酸二氢铵、硼砂、沸石粉、疏水剂，余量的轻烧氧化镁。与传统加气混凝土相比，本发明制备过程中减少了蒸压养过程，降低了能源消耗，并且胶凝体系为快凝快硬型，提高了产品生产效率。品生产效率。