CN115259795A - 一种渣土基泡沫混凝土砌块的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种渣土基泡沫混凝土砌块的制备方法。本发明的渣土基泡沫混凝土砌块制备过程中，按重量份计，各原料配比为：渣土浆料475‑570份，固化剂157.5‑228份，水100‑150份，减水剂10‑20份，发泡剂0.6‑1.2份，稳泡剂0.4‑0.6份。本发明制备的渣土基泡沫混凝土砌块的干表观密度介于842‑903kg/m3，28d抗压强度为3.56‑4.64MPa，导热系数介于0.18‑0.24W/(m·K)。根据JC/T 1062‑2007《泡沫混凝土砌块》标准，所制得的渣土基泡沫混凝土砌块的强度等级为A 3.5，密度等级为B 09，导热系数符合密度等级要求。此外，本发明利用了渣土，能够变废为宝，具有建筑废弃资源再利用、环境友好等优势。
Description
技术领域
本发明涉及泡沫混凝土砌块制备技术领域，特别涉及一种渣土基泡沫混凝土砌块的制备方法。
背景技术
渣土是指在城市建设过程中因建筑物的拆除、新建、地下管道的填埋以及地铁建设挖掘所产生的弃土。随着我国城市地铁和大型建筑的新建，建筑渣土的产量也日益增多。据估计，我国城市渣土的堆积量达到100亿吨，并且以每年3亿吨的速度在增长。目前我国对于渣土的利于率仅为10％左右。对于渣土的主要处理方式主要以堆存为主。简单的堆存处理既占用了大量的土地资源与高的运输成本，也会导致渣土中的某些重金属或有机质流入土壤中，对土壤造成更大的危害。此外，对渣土的堆存也存在着滑坡事故等危害，如广东省深圳市光明新区的渣土堆存地发生的滑坡事故。因此，以最大限度的减少渣土的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化渣土已迫在眉睫。
研究多种渣土利用方式，对实现渣土的资源化利用意义重大。墙体材料具有资源需求量大的特点，将渣土作为墙体材料的原料进行开发，是一种有效将渣土资源化利用的方式之一。以渣土为原料生产轻质、节能、保温的新型墙体材料，具有建筑废弃资源再利用、环境友好等优势，既能满足城市化进程中大量的建筑材料需求，也是建设“无废城市”的必然要求。
泡沫混凝土是一种含有大量气孔的水泥基多孔材料，具有低自重、轻质保温、防火抗震、隔音吸能、可泵送等优点。因此泡沫混凝土用于墙体保温工程项目、轻质填充墙预制构件与塑料制品、建筑供暖系统、高速公路隧道、地铁站回填工程、机场路面阻拦系统、建筑轻质地基垫层、吸声隔声屏障等方面，应用领域广泛，市场潜力和应用前景巨大。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种渣土基泡沫混凝土砌块的制备方法，按本发明的配比与制备方法获得的渣土基泡沫混凝土砌块的干表观密度介于842-903kg/m3，28d抗压强度为3.56-4.64MPa，导热系数介于0.18-0.24W/(m·K)，有效解决了渣土资源化利用率低的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种渣土基泡沫混凝土砌块的制备方法，包括以下步骤：
1)渣土浆料的制备：按0.9-1∶1的质量比，将渣土与水混合后，球磨，过滤，得到渣土浆料；
2)浆体的制备：按重量份计，向475-570份所述渣土浆料中加入10-20份减水剂、157.5-228份固化剂，慢搅，使之混合均匀，然后，快搅，制得浆体；
3)预制泡沫的制备：按重量份计，将0.6-1.2份发泡剂、0.4-0.6份稳泡剂、100-150份水混合后，磁力搅拌，使之混合均匀，然后，高速搅拌，得到预制泡沫；
4)渣土基泡沫混凝土砌块的制备：将所述预制泡沫按830-930kg/m3的目标密度加入所述浆体中，搅拌均匀后浇筑于模具中，养护24h后脱模，然后，将脱模后的试块置于标准养护室中养护至28d，制得渣土基泡沫混凝土砌块。
可选地，步骤1)中所述球磨的球磨时间为90-120min，转速为120rpm。
可选地，步骤1)中所述球磨中研磨体的级配比为20mm∶15mm∶10mm∶5mm＝1∶3∶4∶2，研磨体与渣土浆料的质量比为2-3∶1。
可选地，步骤1)中所述渣土为城市建设弃土，其粒径在5mm以下。
可选地，步骤2)中所述慢搅的搅拌时间为2min，搅拌速度为60rpm，所述快搅的搅拌时间为2min，搅拌速度为120rpm。
可选地，步骤2)中所述固化剂为P·O 42.5水泥、硅灰、粉煤灰，其中，硅灰等级为SF90，粉煤灰为二级粉煤灰，P·O 42.5水泥、硅灰、粉煤灰的质量比为1∶0.05-0.1∶0.05-0.1。
可选地，步骤2)中所述减水剂为脂肪族减水剂，减水率大于20％。
可选地，步骤3)中所述发泡剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠与α-烯基磺酸钠；十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠的质量比为1∶0.2-0.3∶0.3-0.4。
可选地，步骤3)中所述稳泡剂由黄原胶与纳米SiO2按1∶0.5-1的质量比配制而成，其中，纳米SiO2的中值粒径为20-50nm。
相对于现有技术，本发明所述的渣土基泡沫混凝土砌块的制备方法具有以下优势：
1、本发明制备的渣土基泡沫混凝土砌块，其干表观密度介于842-903kg/m3，28d抗压强度为3.56-4.64MPa，导热系数介于0.18-0.24W/(m·K)。根据JC/T 1062-2007《泡沫混凝土砌块》标准，本发明的渣土基泡沫混凝土砌块的强度等级为A 3.5，密度等级为B 09，导热系数符合密度等级要求。
2、本发明中固化剂使用了粉煤灰与硅灰，一方面提高了粉煤灰与硅灰的附加价值；此外，粉煤灰与硅灰也在一定程度上能够提高渣土基泡沫混凝土砌块的抗压强度、体积稳定性和耐久性。
3、本发明的渣土基泡沫混凝土砌块以渣土为主要原料，可大量的利用渣土，为渣土提供了一种消纳途径，有利于解决渣土堆存处理带来的经济和环境污染问题。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
表1为本发明实施例1-实施例8的渣土基泡沫混凝土砌块中各组分的配比。
表2为本发明实施例1-实施例8的渣土基泡沫混凝土砌块中各组分的种类。
表1
表2
采用下述方法制备实施例1-实施例8中的渣土基泡沫混凝土砌块，具体方法包括以下步骤：
1)渣土浆料的制备：按表2中渣土与水的质量比，将渣土、水与研磨体置于滚筒式球磨机中球磨90min，转速为120rpm，过滤，得到渣土浆料，其中，球磨中研磨体的级配比为20mm∶15mm∶10mm∶5mm＝1∶3∶4∶2(质量比)，研磨体与渣土浆料的质量比为3∶1；其中，渣土为城市建设弃土，其粒径在5mm以下；
2)浆体的制备：按表1中原料配比，将渣土浆料、减水剂与固化剂倒入搅拌锅中，以60rpm的搅拌速度慢搅2min，使之混合均匀，然后，以120rpm的搅拌速度快搅2min，制得浆体，其中，固化剂由P·O 42.5水泥、等级为SF90的硅灰、二级粉煤灰组成，其质量比如表2所示；减水剂为脂肪族减水剂，减水率为25％；
3)预制泡沫的制备：按表1中原料配比，将发泡剂、稳泡剂、水用磁力搅拌器搅拌2h，制得发泡液，然后，利用高速搅拌器进行发泡，得到预制泡沫，其中，发泡剂由十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠与α-烯基磺酸钠组成，其质量比如表2所示；稳泡剂由黄原胶与中值粒径为20nm的纳米SiO2配制而成，，其质量比如表2所示；
4)渣土基泡沫混凝土砌块的制备：将预制泡沫按表1中的目标密度加入浆体中，搅拌均匀后浇筑于模具中，养护24h后脱模，然后，将脱模后的试块置于标准养护室(温度：20±1℃，相对湿度：＞90％)中养护至28d，制得渣土基泡沫混凝土砌块。
按照JC/T 1062-2007《泡沫混凝土砌块》要求标准对实施例1-实施例8的渣土基泡沫混凝土砌块的干表观密度、抗压强度以及导热系数进行测试，测试结果如表3所示。
由表3渣土基泡沫混凝土性能测试数据可以看出：实施例1-实施例8的渣土基泡沫混凝土的平均干表观密度介于842-903kg/m3，28天抗压强度为3.56-4.64MPa，导热系数为0.18-0.23W/(m·K)。根据JC/T 1062-2007《泡沫混凝土砌块》标准，实施例1-实施例8的渣土基泡沫混凝土的强度等级为A 3.5，密度等级为B 09，导热系数也符合密度等级要求。
表3
| 实施例 | 平均干表观密度/(kg/m<sup>3</sup>) | 28d平均抗压强度/Mpa | 导热系数/[W/(m·K)] |
| 实施例1 | 903 | 3.74 | 0.22 |
| 实施例2 | 920 | 4.06 | 0.23 |
| 实施例3 | 880 | 3.56 | 0.21 |
| 实施例4 | 892 | 3.82 | 0.21 |
| 实施例5 | 842 | 4.45 | 0.18 |
| 实施例6 | 850 | 4.64 | 0.19 |
| 实施例7 | 846 | 4.02 | 0.19 |
| 实施例8 | 856 | 4.12 | 0.20 |
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种渣土基泡沫混凝土砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)渣土浆料的制备：按0.9-1∶1的质量比，将渣土与水混合后，球磨，过滤，得到渣土浆料；
2)浆体的制备：按重量份计，向475-570份所述渣土浆料中加入10-20份减水剂、157.5-228份固化剂，慢搅，使之混合均匀，然后，快搅，制得浆体；
3)预制泡沫的制备：按重量份计，将0.6-1.2份发泡剂、0.4-0.6份稳泡剂、100-150份水混合后，磁力搅拌，使之混合均匀，然后，高速搅拌，得到预制泡沫；
4)渣土基泡沫混凝土砌块的制备：将所述预制泡沫按830-930kg/m3的目标密度加入所述浆体中，搅拌均匀后浇筑于模具中，养护24h后脱模，然后，将脱模后的试块置于标准养护室中养护至28d，制得渣土基泡沫混凝土砌块。
2.根据权利要求1所述的渣土基泡沫混凝土砌块的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述球磨的球磨时间为90-120min，转速为120rpm。
3.根据权利要求1所述的渣土基泡沫混凝土砌块的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述球磨中研磨体的级配比为20mm∶15mm∶10mm∶5mm＝1∶3∶4∶2，研磨体与渣土浆料的质量比为2-3∶1。
4.根据权利要求1所述的渣土基泡沫混凝土砌块的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述渣土为城市建设弃土，其粒径在5mm以下。
5.根据权利要求1所述的渣土基泡沫混凝土砌块的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述慢搅的搅拌时间为2min，搅拌速度为60rpm，所述快搅的搅拌时间为2min，搅拌速度为120rpm。
6.根据权利要求1所述的渣土基泡沫混凝土砌块的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述固化剂为P·O 42.5水泥、硅灰、粉煤灰，其中，硅灰等级为SF90，粉煤灰为二级粉煤灰，P·O 42.5水泥、硅灰、粉煤灰的质量比为1∶0.05-0.1∶0.05-0.1。
7.根据权利要求1所述的渣土基泡沫混凝土砌块的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述减水剂为脂肪族减水剂，减水率大于20％。
8.根据权利要求1所述的渣土基泡沫混凝土砌块的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述发泡剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠与α-烯基磺酸钠；十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠的质量比为1∶0.2-0.3∶0.3-0.4。
9.根据权利要求1所述的渣土基泡沫混凝土砌块的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述稳泡剂由黄原胶与纳米SiO2按1∶0.5-1的质量比配制而成，其中，纳米SiO2的中值粒径为20-50nm。
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