CN112390603A - 一种固废石粉再利用制备蒸压加气混凝土的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种固废石粉在蒸压加气混凝土中的应用，本发明主要将固废石粉与水按固定比例掺加制成浆后用于蒸压加气混凝土的生产，充分利用石粉中钙成分降低石灰、水泥等胶凝材料用量，达到降低配比成本的目的；其次，固废石粉易得的优势，将其资源利用最大化，实现了循环经济清洁生产，保护了环境，值得广泛推广和使用。
Description
技术领域
本发明涉及蒸压加气混凝土制品领域，具体涉及一种固废石粉再利用制备的蒸压加气混凝土及其制备方法。
背景技术
固废石粉，顾名思义就是废石头的粉末，它主要成分是钙离子，主要由各种岩石及矿石组成，经粉磨后达到一定细度的粉末状固体。为了满足建筑业发展，我们还在不停地开垦荒山，在开山过程中或破碎过程中产生的下角料，及周边的废石粉、泥土等混在一起，这部分就被搁置，不能再利用，长时间后就会再堆积成山，不仅占用土地资源，而且还会带来环保问题。目前也有将其按整车进行销售或填埋，但此方法利用价值低，故根据其成分组成与加气生产原理相结合，研究将其粉磨后制备自保温蒸压加气混凝土制品，此方法安全环保，节能降耗，利用价值高，既实现了固废利用，提高了利润，也实现了循环经济清洁生产，节约了土地，重中之重是提升了产品质量，百利而无一害。
发明内容
针对上述固废石粉利用价值低，堆积量大，难处理，钙含量高等特点，本发明提供一种固废石粉再利用制备蒸压加气混凝土的方法。与常规的蒸压加气混凝土相比，掺加部分石粉，可相应降低钙质胶凝材料用量，优化气孔结构，通过优化工艺、设备改造、调整配比，降低部分原料成本，将固废石粉利用价值最大化。本发明所用石粉为废弃的石头粉末，其主要成分为钙离子(80％以上)和铁、铝等金属离子(约10％-15％)，掺入石粉可以降低石灰、水泥等用量，同时石粉的掺加会对加气混凝土的强度也有一定的提升。
本发明所述的固废石粉再利用制备蒸压加气混凝土，以重量份计，其原料配比为：石英尾矿砂50-60 份，石灰粉10-12份，水泥10-13份，石膏4-6份，铝粉膏0.1-0.15份，固废石粉10-15份。
所述石英尾矿砂，其SiO2含量90％以上，石英尾矿砂的主要作用就是提高料浆中二氧化硅含量，二氧化硅与氢氧化钙参与水化反应，生成水化硅酸钙提高产品强度。未参加反应的石英颗粒作为产品中的骨料起骨架作用。按重量份计，石英尾矿砂用量一般50-60份。用量过低，主要反应物缺少，生成的水化硅酸钙含量低，严重影响产品质量；石英尾矿砂用量过高，即粉料量减少，会造成坯体内反应温度低，稠化较慢，导致发气不稳定，养护时间还长，产品中气孔结构受到破损等不良现象，优选的，石英尾矿砂用量为55-60 份。
所述石灰粉为中速石灰磨制而成，消解时间在5-15min，消解温度70-90℃，本发明所采用的石灰粉的消解温度和时间保证了坯体稠化速度与发气速度相一致。石灰粉的主要作用就是与水反应生成氢氧化钙，提供主要的反应物，来参加蒸压养护时发生的水热反应，生成水化硅酸钙等水化产物提高产品强度。石灰粉在前期消化释放大量的热，为坯体前期预养发气提供热量，促进坯体硬化成模。按重量份计，石灰粉的用量一般控制在10-12份。用量过高，石灰粉前期放热过多，发气、稠化速度不一致，排气剧烈，严重时造成坯体沸腾，破坏坯体结构，造成废模，生产不宜控制；用量过低，坯体前期反应温度过低，发气缓慢，稠化速度跟不上，预养时间延长，后期蒸压养护过程中水化产物含量少，影响产品物理强度。
所述水泥为P·O 42.5普通硅酸盐水泥，水泥的水化为坯体提供初期强度，保证坯体正常稠化。水泥中的硅酸三钙，硅酸二钙水化时析出的C-S-H凝胶和Ca(OH)2后期发生水热反应，提高产品物理强度。按重量份计，水泥的用量一般控制在10-13份。用量过低，前期强度增长过慢，坯体回塌严重，影响坯体内部结构，且预养时间延长；用量过高坯体稠化硬度过快，易造成坯体中出现大气孔、憋气、分层断裂等现象。
所述的固废石粉主要成分是钙离子，主要由各种岩石及矿石组成，经粉磨后达到一定细度的粉末状固体。将石粉与水制备成石粉浆，使其在料浆中分布均匀，在碱性环境中钙离子与硅发生水化反应，形成初期凝胶状水化产物，蒸压养护过程，生成的水化产物在高温高压下进行深度反应，将石英尾砂颗粒包裹在一起，形成一整体，起到胶结作用，进而增加内部结构间拉结力，改善孔壁结构，使气孔结构更完整，提高产品强度。按重量份计，固废石粉的用量一般控制在10-15份。用量过低，石粉带来的制品优越性不明显且处理量少，无意义；用量过高，代替过多的石灰粉及水泥后，坯体预养时间会延长，生产效率降低。
所述的铝粉膏为GLS-65水剂型铝粉膏，按重量份计，铝粉膏的用量一般控制在0.1-0.15份。用量过低，坯体发气高度不够，造成废模；用量过高，发气速度快，与稠化速度不统一造成排气剧烈，严重时回塌废模。
所述的石膏为热电脱硫副产物脱硫石膏，在加气混凝土中，掺入石膏的目的是调节水泥凝结时间、抑制石灰消化、参与铝粉膏的发气反应、减少坯体收缩等。按重量份计，石膏的用量一般控制在4-6份。用量过低，坯体收缩厉害，破坏气孔结构；用量过高，稠化速度延缓，造成回塌，不利于浇注稳定。所述的热电脱硫石膏完全可以起到以上作用，而且较普通石膏成本较低，同时可以消耗固废。
本发明所述的固废石粉再利用制备蒸压加气混凝土，其具体制备步骤为：
(1)按比例称取各原料，备用；
(2)固废石粉加水制得石粉浆，经泵打入储罐中，备用；
(3)石英尾矿砂加水制浆后直接经球磨机进行湿磨，得尾矿砂浆；
(4)将石灰块用颚式破碎机破碎后，再经干式球磨机粉磨得石灰粉；
(5)将石膏加水制备石膏浆；
(6)将铝粉膏加水搅拌均匀，得铝粉膏浆；
(7)水泥直接打入储罐中备用；
(8)将步骤(2)所得石粉浆、步骤(3)所得尾矿砂浆、步骤(5)所得石膏浆及外加水，分别称量后加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间33-37s，控制其温度在30-35℃间，外加水的加入量控制整个体系的水料比为0.61-0.63：1，优选0.62:1，然后将步骤(7)中水泥和步骤(4)所得石灰粉依次称量后下料至搅拌机，搅拌40-45s，此时控制温度38-39.7℃，最后将步骤(6)所制的铝粉膏浆加入，搅拌28-32s后进行浇注，浇注温度控制40-44℃，经气泡整理机整理后进预养室，控制预养室内温度45-60℃，坯体排气时间30-40min，预养时间120-160min；
(9)预养结束(即坯体达到一定的强度)后经脱模、横切、竖切、翻转去皮后得到具体一定规格尺寸的坯体，再将坯体经摆渡车进入蒸养釜，经高温高压蒸汽养护10-12小时，后出釜取样检测，掰板打包入库，分级堆放，自然养护10天后即得成品；
其中，上述步骤(1)-(7)为原料预处理过程。
步骤(2)中，所述固废石粉为石头破碎过程中产生的碎石粉末，经加水制浆后湿磨至细度200目以下，水的加入量为石粉质量的70％-75％，控制石粉浆的容重在1650-1700kg/m3，因石粉中含泥量较高，吸水量较大，故水的质量偏高。
步骤(3)中石英尾矿砂中的SiO2含量90％以上，水的加入量为石英尾矿砂质量的65％-70％，石英尾矿砂细度要求0.080mm方孔筛筛余小于30％，控制最终尾矿砂浆的容重在1600-1650kg/m3。
石粉和尾矿砂容重过大，浆液粘稠，不利于输送，设备损耗大，浆液容易搅拌不均匀；石粉和尾矿砂容重过小，浆液较稀，粘稠度达不到，本身较容易出现沉降，同时每模使用量相比较大，而存储量有限，会明显降低生产效率，还增加制备人员劳动量，对坯体预养发气都会有一定的影响。尾矿砂浆细度要求 0.080mm方孔筛筛余小于30％，粒径过大，尾矿砂比表面积小，参加反应的二氧化硅少，同时产品出现沉降分层等都会影响产品强度；粒径过小，设备能耗高，损耗大，且需水量大，预养时间延长。
步骤(4)中石灰粉细度为0.080mm方孔筛筛余不大于15％的粉末，石灰粉细度过细，容易发生团聚现象，造成物料不均匀，影响水热反应深度；细度过粗，石灰粉比表面积小，参加反应的氧化钙少，影响强度。石灰粉中有效氧化钙含量大于75％，有效氧化钙含量是石灰中活性的游离氧化钙占石灰试样的质量百分率。有效氧化钙是真正参加反应的氧化钙，含量过低，即与水反应时放热少，延长预养时间，影响水热反应深度，影响产品强度。
步骤(5)中石膏浆的容重控制在1500-1550kg/m3，容重过大，不利于浆料的输送；容重过小，延长预养发气时间，影响物理强度。
步骤(6)中铝粉膏与水的质量比控制为1:15，用水量过少，铝粉膏搅拌不均匀；用水量过多，加入时间增长，铝粉膏接触到浆液就会反应，造成铝粉膏的浪费，铝粉膏在坯体中总的发气量减少，严重时造成坯体欠高。
步骤(7)中水泥标号为P.O 42.5。
步骤(8)中提到的浇注温度控制在40-44℃，有利于浇注工艺的进行，使坯体拥有较适宜的初始温度，缩短预养发气时间，有利于坯体形成良好的气孔结构来保证其强度。温度过高时浇注的坯体发气速度过快，出现排气过早，过剧烈，内部气孔结构严重破坏，导致回塌严重，甚者直接废模。
在预养室中，铝粉膏在碱性条件下生成氢气，这些氢气在料浆的剪切应力下均匀填充、分布其中，使加气混凝土具有多孔状结构。同时料浆中的水泥、石粉水化初凝，石灰消解放热，使料浆变稠。料浆的稠化速度与铝粉膏的发气速度因相互适应而协调一致。预养发气过程中，坯体中心温度因石灰消解放热而温度偏高，坯体四周温度较低，故要求预养室内温度控制在45-60℃，可以保证坯体中心和四周温度相差不大，减少温差应力造成的开裂。坯体排气时间在30-40min，大约是石灰消化放热和铝粉膏发气的时间，时间过短，稠化速度过快，导致坯体内气体聚集串孔，破坏坯体气孔结构。时间过长，稠化速度过慢，气体在坯体中排出，导致坯体欠高。坯体在预养室内总的时间称为预养时间，控制在120-160min，时间过长，生产效率降低；时间过短，没有意义，与浇注时间相协调是最佳预养时间。
预养结束(即坯体达到一定的强度)后经脱模、横切、竖切、翻转去皮后得到具有一定规格尺寸的坯体，切割后的坯体进入釜前静养室等候入釜，要求室内温度40-60℃，定期洒水，进行0-160min的釜前养护，减少坯体中热量和水分散失，避免坯体内部产生温度应力和干湿应力。当釜前静养室凑够整釜时，将坯体送入蒸养釜中，若蒸养釜长时间未用，内部温度偏低，可适当通蒸汽提高蒸养釜内温度到70℃以上，关闭釜门及釜上各阀门，后启动真空泵，30-40min抽负压至-0.05至-0.06MPa，关闭真空泵开始通蒸汽升温，此种做法可使坯体内部更均匀、更快的充满蒸汽，减少升温过程中坯体表面与内部因温差而产生的应力，减少坯体中热量及水分散失。随后，以20-30℃/h的速度均匀使蒸压釜内温度匀速升至185℃以上；此时压力随着温度逐渐由负压升至1.2-1.23MPa，保持恒温恒压5-6小时，保压时间结束后关闭蒸汽阀门，再以30-40℃/h的速度使温度降到100℃以下，且釜内压力为常压后开启釜门，即可得到蒸压加气混凝土，本发明所述的蒸压加气混凝土产品等级为B05级。
本发明高温高压蒸汽养护阶段可以将釜内多余蒸汽导入其他蒸养釜，或导入倒气包存留，提高蒸汽利用率，减少能耗。蒸压釜内未导出的余气可以放空外排，余气外排过程需1-2小时。
综上所述，本发明采用固废石粉、石英尾矿砂、石灰粉、水泥、石膏、铝粉膏为主要原料，经处理并调整相应的制备工艺，在尽可能最大量的利用固废石粉，保证生产正常运行的同时，相比常规加气混凝土，产品在性能及成本方面均得到较大的改观，由其是在生产过程中工艺点的控制也得到优化，生产周期明显缩短，生产效率提高。参照GB 11969-2008《蒸压加气混凝土试验方法》测试，本发明所得的蒸压加气混凝土的平均干密度为486-492kg/m3，平均抗压强度为3.7-4.2MPa，导热系数为0.128-0.134W/(m·k)。依据 GB 11968-2006《蒸压加气混凝土砌块》中产品等级判定，掺加固废石粉生产的蒸压加气混凝土，其质量完全满足优等品(干密度≤500kg/m3，平均抗压强度≥3.5MPa，导热系数≤0.140W/(m·k))的要求。相较于普通蒸压加气混凝土，本发明所制造的蒸压加气混凝土，采用固废石粉，生产成本更低，同时能达到轻质、保温、抗震性能佳等要求。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围，除特殊说明外，下述实施例中均采用常规现有技术完成。
实施例1
固废石粉再利用制备蒸压加气混凝土，其特征在于：以重量份计，其原料配比为：石英尾矿砂50份，石灰粉12份，水泥13份，石膏6份，铝粉膏0.1份，固废石粉15份；
其具体制备步骤为：
(1)按比例称取各原料，备用；
(2)将固废石粉与水按一定的比例制备成一定固含量的浆体，得石粉浆，经泵打入储罐中，备用，所述的固废石粉为经粉磨至200目以下的石头粉末，水的加入量为固废石粉总质量的75％，控制最终石粉浆的容重在1650kg/m3；
(3)石英尾矿砂加水经球磨机湿磨至细度要求0.080mm方孔筛筛余小于30％，得尾矿砂浆；水的加入量为石英尾矿砂质量的65％，控制最终尾矿砂浆的容重在1650kg/m3；
(4)将石灰块用颚式破碎机破碎后，再经干式球磨机粉磨至细度为0.080mm方孔筛筛余10％，得石灰粉；有效氧化钙含量76.78％，消解时间8.5min，消解温度76℃；
(5)将石膏加水制备石膏浆；石膏浆的容重为1520kg/m3；
(6)将铝粉膏加水混合搅拌均匀，水的质量为铝粉膏质量的15倍；
(7)水泥标号为P.O 42.5的水泥直接打入储罐中备用；
(8)步骤(2)所得石粉浆、步骤(3)所得尾矿砂浆、步骤(5)所得石膏浆及外加水，分别称量后加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间33s，控制其温度在30℃，外加水的加入量控制整个体系的水料比为0.61：1，然后将步骤(7)中水泥和步骤(4)所得石灰粉依次称量后下料至搅拌机，搅拌40s，此时控制温度38℃，最后将步骤(6)所制的铝粉膏浆加入，搅拌28s后进行浇注，浇注温度控制40℃，经气泡整理机整理后进预养室，控制预养室内温度50℃，坯体排气时间30min，预养时间160min；
(9)预养结束(即坯体达到一定的强度)后经脱模、横切、竖切、翻转去皮后得到具体一定规格尺寸的坯体，再将坯体经摆渡车进入蒸养釜，经高温高压蒸汽养护10小时，后出釜取样检测，掰板打包入库，分级堆放，自然养护10天后即得成品；
步骤(9)中高温高压蒸汽养护过程为：
(1)切割后的坯体进入釜前静养室等候入釜，室内温度55℃，定期洒水，保持湿度≥70％，进行140min 的釜前养护；
(2)抽真空阶段：由静养室进入蒸养釜，关闭釜门及各阀门后启动真空泵，30min抽真空至-0.05MPa，关闭真空泵开始通蒸汽升温；
(3)升温升压阶段：以20℃/h的速度均匀使蒸压釜内温度匀速升至186℃；此时压力随着温度逐渐由负压升至1.21MPa；
(4)恒温恒压阶段：保持步骤(3)中温度、压力，保温保压5小时。
(5)降温降压阶段：保压时间结束后关闭蒸汽阀门，以30℃/h的速度使温度降到95℃，且釜内压力为常压后开启釜门，将产品从釜内拖出，此时高温高压蒸汽养护过程完成。
所述的固废石粉再利用制备的蒸压加气混凝土干密度为489kg/m3,平均抗压强度3.7MPa，导热系数 0.131W/(m·k)。
实施例2
固废石粉再利用制备蒸压加气混凝土，其特征在于：以重量份计，其原料配比为：石英尾矿砂55份，石灰粉10份，水泥10份，石膏5份，铝粉膏0.15份，固废石粉14份；
其具体制备步骤为：
(1)按比例称取各原料，备用；
(2)将固废石粉与水按一定的比例制备成一定固含量的浆体，得石粉浆，经泵打入储罐中，备用，所述的固废石粉为经粉磨至200目以下的石头粉末，水的加入量为固废石粉总质量的72％，控制最终石粉浆的容重在1670kg/m3；
(3)石英尾矿砂加水经球磨机湿磨至细度要求0.080mm方孔筛筛余小于30％，得尾矿砂浆；水的加入量为石英尾矿砂质量的67％，控制最终尾矿砂浆的容重在1630kg/m3；
(4)将石灰块用颚式破碎机破碎后，再经干式球磨机粉磨至细度为0.080mm方孔筛筛余12％，得石灰粉；有效氧化钙含量78.56％，消解时间7min，消解温度79℃；
(5)将石膏加水制备石膏浆；石膏浆的容重为1500kg/m3；
(6)将铝粉膏加水混合搅拌均匀；水的质量为铝粉膏质量的15倍；
(7)水泥标号为P.O 42.5的水泥直接打入储罐中备用；
(8)步骤(2)所得石粉浆、步骤(3)所得尾矿砂浆、步骤(5)所得石膏浆及外加水，分别称量后加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间37s，控制其温度在33℃，外加水的加入量控制整个体系的水料比为0.63： 1，然后将步骤(7)中水泥和步骤(4)所得石灰粉依次称量后下料至搅拌机，搅拌42s，此时控制温度39℃，最后将步骤(6)所制的铝粉膏浆加入，搅拌32s后进行浇注，浇注温度控制42℃，经气泡整理机整理后进预养室，控制预养室内温度60℃，坯体排气时间35min，预养时间130min；
(9)预养结束(即坯体达到一定的强度)后经脱模、横切、竖切、翻转去皮后得到具体一定规格尺寸的坯体，再将坯体经摆渡车进入蒸养釜，经高温高压蒸汽养护12小时，后出釜取样检测，掰板打包入库，分级堆放，自然养护10天后即得成品；
步骤(9)中高温高压蒸汽养护过程为：
(1)切割后的坯体进入釜前静养室等候入釜，室内温度57℃，定期洒水，保持湿度≥70％，进行140min 的釜前养护；
(2)抽真空阶段：由静养室进入蒸养釜，关闭釜门及各阀门后启动真空泵，35min抽真空至-0.06MPa，关闭真空泵开始通蒸汽升温；
(3)升温升压阶段：以25℃/h的速度均匀使蒸压釜内温度匀速升至188℃；此时压力随着温度逐渐由负压升至1.23MPa；
(4)恒温恒压阶段：保持步骤(3)中温度、压力，保温保压5小时。
(5)降温降压阶段：保压时间结束后关闭蒸汽阀门，以36℃/h的速度使温度降到94℃，且釜内压力为常压后开启釜门，将产品从釜内拖出，此时高温高压蒸汽养护过程完成。
所述的固废石粉再利用制备的蒸压加气混凝土干容重为491kg/m3,平均抗压强度3.8MPa，导热系数 0.133W/(m·k)。
实施例3
固废石粉再利用制备蒸压加气混凝土，其特征在于：以重量份计，其原料配比为：石英尾矿砂60份，石灰粉11份，水泥13份，石膏4份，铝粉膏0.13份，固废石粉10份；
其具体制备步骤为：
(1)按比例称取各原料，备用；
(2)将固废石粉与水按一定的比例制备成一定固含量的浆体，得石粉浆，经泵打入储罐中，备用，所述的固废石粉为经粉磨至200目以下的石头粉末，水的加入量为固废石粉总质量的71％，控制最终石粉浆的容重在1690kg/m3；
(3)石英尾矿砂加水经球磨机湿磨至细度要求0.080mm方孔筛筛余小于30％，得尾矿砂浆；水的加入量为石英尾矿砂质量的70％，控制最终尾矿砂浆的容重在1600kg/m3；
(4)将石灰块用颚式破碎机破碎后，再经干式球磨机粉磨至细度为0.080mm方孔筛筛余14％，得石灰粉，有效氧化钙含量80.43％，消解时间6.5min，消解温度81.5℃；
(5)将石膏加水制备石膏浆；石膏浆的容重为1550kg/m3；
(6)将铝粉膏加水混合搅拌均匀；水的质量为铝粉膏质量的15倍；
(7)水泥标号为P.O 42.5的水泥直接打入储罐中备用；
(8)步骤(2)所得石粉浆、步骤(3)所得尾矿砂浆、步骤(5)所得石膏浆及外加水，分别称量后加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间35s，控制其温度在35℃，外加水的加入量控制整个体系的水料比为0.62： 1，然后将步骤(7)中水泥和步骤(4)所得石灰粉依次称量后下料至搅拌机，搅拌45s，此时控制温度39.6℃，最后将步骤(6)所制的铝粉膏浆加入，搅拌30s后进行浇注，浇注温度控制44℃，经气泡整理机整理后进预养室，控制预养室内温度49℃，坯体排气时间40min，预养时间120min；
(9)预养结束(即坯体达到一定的强度)后经脱模、横切、竖切、翻转去皮后得到具体一定规格尺寸的坯体，再将坯体经摆渡车进入蒸养釜，经高温高压蒸汽养护12小时，后出釜取样检测，掰板打包入库，分级堆放，自然养护10天后即得成品；
步骤(9)中高温高压蒸汽养护过程为：
(1)切割后的坯体进入釜前静养室等候入釜，室内温度53℃，定期洒水，保持湿度≥70％，进行130min 的釜前养护；
(2)抽真空阶段：由静养室进入蒸养釜，关闭釜门及各阀门后启动真空泵，40min抽真空至-0.054MPa，关闭真空泵开始通蒸汽升温；
(3)升温升压阶段：以30℃/h的速度均匀使蒸压釜内温度匀速升至187℃；此时压力随着温度逐渐由负压升至1.21MPa；
(4)恒温恒压阶段：保持步骤(3)中温度、压力，保温保压5小时。
(5)降温降压阶段：保压时间结束后关闭蒸汽阀门，以40℃/h的速度使温度降到97℃，且釜内压力为常压后开启釜门，将产品从釜内拖出，此时高温高压蒸汽养护过程完成。
所述的固废石粉再利用制备的蒸压加气混凝土干密度为486kg/m3,平均抗压强度4.2MPa，导热系数 0.128W/(m·k)。
实施例4
固废石粉再利用制备蒸压加气混凝土，其特征在于：以重量份计，其原料配比为：石英尾矿砂54份，石灰粉12份，水泥12份，石膏6份，铝粉膏0.12份，固废石粉12份；
其具体制备步骤为：
(1)按比例称取各原料，备用；
(2)将固废石粉与水按一定的比例制备成一定固含量的浆体，得石粉浆，经泵打入储罐中，备用，所述的固废石粉为经粉磨至200目以下的石头粉末，水的加入量为固废石粉总质量的74％，控制最终石粉浆的容重在1660kg/m3；
(3)石英尾矿砂加水经球磨机湿磨至细度要求0.080mm方孔筛筛余小于30％，得尾矿砂浆；水的加入量为石英尾矿砂质量的68％，控制最终尾矿砂浆的容重在1620kg/m3；
(4)将石灰块用颚式破碎机破碎后，再经干式球磨机粉磨至细度为0.080mm方孔筛筛余13％，得石灰粉，有效氧化钙含量80.33％，消解时间6.0min，消解温度82.5℃；
(5)将石膏加水制备石膏浆；石膏浆的容重为1541kg/m3；
(6)将铝粉膏加水混合搅拌均匀；水的质量为铝粉膏质量的15倍；
(7)水泥标号为P.O 42.5的水泥直接打入储罐中备用；
(8)步骤(2)所得石粉浆、步骤(3)所得尾矿砂浆、步骤(5)所得石膏浆及外加水，分别称量后加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间35s，控制其温度在35℃，外加水的加入量控制整个体系的水料比为0.62： 1，然后将步骤(7)中水泥和步骤(4)所得石灰粉依次称量后下料至搅拌机，搅拌45s，此时控制温度39.7℃，最后将步骤(6)所制的铝粉膏浆加入，搅拌30s后进行浇注，浇注温度控制42℃，经气泡整理机整理后进预养室，控制预养室内温度45℃，坯体排气时间33min，预养时间127min；
(9)预养结束(即坯体达到一定的强度)后经脱模、横切、竖切、翻转去皮后得到具体一定规格尺寸的坯体，再将坯体经摆渡车进入蒸养釜，经高温高压蒸汽养护12小时，后出釜取样检测，掰板打包入库，分级堆放，自然养护10天后即得成品；
步骤(9)中高温高压蒸汽养护过程为：
(1)切割后的坯体进入釜前静养室等候入釜，室内温度54℃，定期洒水，保持湿度≥70％，进行130min 的釜前养护；
(2)抽真空阶段：由静养室进入蒸养釜，关闭釜门及各阀门后启动真空泵，40min抽真空至-0.056MPa，关闭真空泵开始通蒸汽升温；
(3)升温升压阶段：以25℃/h的速度均匀使蒸压釜内温度匀速升至185℃；此时压力随着温度逐渐由负压升至1.21MPa；
(4)恒温恒压阶段：保持步骤(3)中温度、压力，保温保压5小时。
(5)降温降压阶段：保压时间结束后关闭蒸汽阀门，以40℃/h的速度使温度降到95℃，且釜内压力为常压后开启釜门，将产品从釜内拖出，此时高温高压蒸汽养护过程完成。
所述的固废石粉再利用制备的蒸压加气混凝土干密度为494kg/m3,平均抗压强度4.0MPa，导热系数 0.134W/(m·k)。
实施例5
固废石粉再利用制备蒸压加气混凝土，其特征在于：以重量份计，其原料配比为：石英尾矿砂54份，石灰粉12份，水泥13份，石膏6份，铝粉膏0.12份，固废石粉11份；
其具体制备步骤为：
(1)按比例称取各原料，备用；
(2)将固废石粉与水按一定的比例制备成一定固含量的浆体，得石粉浆，经泵打入储罐中，备用，所述的固废石粉为经粉磨至200目以下的石头粉末，水的加入量为固废石粉总质量的72％，控制最终石粉浆的容重在1680kg/m3，备用；
(3)石英尾矿砂加水经球磨机湿磨至细度要求0.080mm方孔筛筛余小于30％，得尾矿砂浆；水的加入量为石英尾矿砂质量的66％，控制最终尾矿砂浆的容重在1640kg/m3；
(4)将石灰块用颚式破碎机破碎后，再经干式球磨机粉磨至细度为0.080mm方孔筛筛余12％，得石灰粉，有效氧化钙含量78.63％，消解时间10.5min，消解温度84.6℃；
(5)将石膏加水制备石膏浆；石膏浆的容重为1530kg/m3；
(6)将铝粉膏加水混合搅拌均匀；水的质量为铝粉膏质量的15倍；
(7)水泥标号为P.O 42.5的水泥直接打入储罐中备用；
(8)步骤(2)所得石粉浆、步骤(3)所得尾矿砂浆、步骤(5)所得石膏浆及外加水，分别称量后加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间34s，控制其温度在35℃，外加水的加入量控制整个体系的水料比为0.62： 1，然后将步骤(7)中水泥和步骤(4)所得石灰粉依次称量后下料至搅拌机，搅拌45s，此时控制温度39.2℃，最后将步骤(6)所制的铝粉膏浆加入，搅拌30s后进行浇注，浇注温度控制42℃，经气泡整理机整理后进预养室，控制预养室内温度50℃，坯体排气时间36min，预养时间145min；
(9)预养结束(即坯体达到一定的强度)后经脱模、横切、竖切、翻转去皮后得到具体一定规格尺寸的坯体，再将坯体经摆渡车进入蒸养釜，经高温高压蒸汽养护12小时，后出釜取样检测，掰板打包入库，分级堆放，自然养护10天后即得成品；
步骤(9)中高温高压蒸汽养护过程为：
(1)切割后的坯体进入釜前静养室等候入釜，室内温度55℃，定期洒水，保持湿度≥70％，进行150min 的釜前养护；
(2)抽真空阶段：由静养室进入蒸养釜，关闭釜门及各阀门后启动真空泵，40min抽真空至-0.06MPa，关闭真空泵开始通蒸汽升温；
(3)升温升压阶段：以27℃/h的速度均匀使蒸压釜内温度匀速升至188℃；此时压力随着温度逐渐由负压升至1.20MPa；
(4)恒温恒压阶段：保持步骤(3)中温度、压力，保温保压5小时。
(5)降温降压阶段：保压时间结束后关闭蒸汽阀门，以39℃/h的速度使温度降到98℃，且釜内压力为常压后开启釜门，将产品从釜内拖出，此时高温高压蒸汽养护过程完成。
所述的固废石粉再利用制备的蒸压加气混凝土干密度为488kg/m3,平均抗压强度4.1MPa，导热系数0.131W/(m·k)。
将上述实施例中B05级产品强度及干密度与市场上普通B05级优等品比较，结果如表1所示：
表1：
| 产品名称 | 平均干密度，kg/m<sup>3</sup> | 平均抗压强度，MPa | 平均导热系数，W/(m·k) |
| 实施例1 | 489 | 3.7 | 0.131 |
| 实施例2 | 491 | 3.8 | 0.133 |
| 实施例3 | 486 | 4.2 | 0.128 |
| 实施例4 | 494 | 4.0 | 0.134 |
| 实施例5 | 488 | 4.1 | 0.131 |
| 普通B05级优等品 | 495 | 3.6 | 0.135 |
本发明充分利用石粉成分及组成特性，将其按一定工艺制备后得到满足要求的石粉浆，代替部分胶凝材料掺加制备加气混凝土，产品内部的固废石粉不仅参加了水化反应，使水化产物更好的与未反应颗粒胶结在一起，提高气孔壁强度，使气孔结构更完整，从而提高产品性能，同时还降低了产品原材料成本，每方本发明获得的产品比每方普通B05级优等品成本可降低10-20元，生产工艺得到优化，提高了生产效率。本发明产品满足B05优等品要求，强度高，干密度低，成本低，导热系数小，此方法固废石粉回收再利用效率高，附加值高，且制得的产品性能好，值得推广应用。
Claims (9)
1.一种固废石粉再利用制备的蒸压加气混凝土，其特征在于：以重量份计，其原料配比为：石英尾矿砂50-60份，石灰粉10-12份，水泥10-13份，石膏4-6份，铝粉膏0.1-0.15份，固废石粉10-15份。
2.根据权利要求1所述的固废石粉再利用制备的蒸压加气混凝土，其特征在于：以重量份计，其原料配比为：石英尾矿砂60份，石灰粉11份，水泥13份，石膏4份，铝粉膏0.13份，固废石粉10份。
3.根据权利要求1所述的固废石粉再利用制备的蒸压加气混凝土，其特征在于：所述蒸压加气混凝土的平均干密度为486-492kg/m3，平均抗压强度为3.7-4.2MPa，导热系数为0.128-0.134W/(m·k)。
4.根据权利要求1或2所述的固废石粉再利用制备蒸压加气混凝土的方法，其特征在于：
其具体制备步骤为：
(1)原料预处理，备用；
(2)将步骤(1)所得石粉浆、尾矿砂浆、石膏浆及外加水，分别称量后加入搅拌机中进行搅拌，搅拌时间33-37s，控制其温度在30-35℃间，外加水的加入量控制整个体系的水料比为0.61-0.63：1，然后将步骤(1)中水泥和石灰粉依次称量后下料至搅拌机，搅拌40-45s，此时控制温度38-39.7℃，最后将步骤(1)所制的铝粉膏浆加入，搅拌28-32s后进行浇注，浇注温度控制40-44℃，经气泡整理机整理后进预养室，控制预养室内温度45-60℃，坯体排气时间30-40min，预养时间120-160min；
(3)预养结束后经脱模、横切、竖切、翻转去皮后得到所要求规格尺寸的坯体，再将坯体经摆渡车进入蒸养釜，经高温高压蒸汽养护10-12小时，后出釜取样检测，掰板打包入库，分级堆放，自然养护10天后即得成品。
5.根据权利要求4所述的固废石粉再利用制备蒸压加气混凝土的方法，其特征在于：所述步骤(1)中原料预处理过程如下：
(1-1)按比例称取各原料，备用；
(1-2)固废石粉加水制得石粉浆，经泵打入储罐中，备用；
(1-3)石英尾矿砂加水制浆后直接经球磨机进行湿磨，得尾矿砂浆；
(1-4)将石灰块用颚式破碎机破碎后，再经干式球磨机粉磨得石灰粉；
(1-5)将石膏加水制备石膏浆；
(1-6)将铝粉膏加水搅拌均匀，得铝粉膏浆；
(1-7)水泥直接打入储罐中备用。
6.根据权利要求5所述的固废石粉再利用制备蒸压加气混凝土的方法，其特征在于：步骤(1-2)中所述固废石粉为石头破碎过程中产生的碎石粉末，经加水制浆后湿磨至细度200目以下，水的加入量为固废石粉质量的70％-75％，控制石粉浆的容重在1650-1700kg/m3。
7.根据权利要求5所述的固废石粉再利用制备蒸压加气混凝土的方法，其特征在于：步骤(1-3)中石英尾矿砂中的SiO2含量90％以上，水的加入量为石英尾矿砂质量的65％-70％，石英尾矿砂细度要求0.080mm方孔筛筛余小于30％，控制最终尾矿砂浆的容重在1600-1650kg/m3；步骤(1-4)中石灰粉细度为0.080mm方孔筛筛余不大于15％，有效氧化钙含量大于75％。
8.根据权利要求5所述的固废石粉再利用制备蒸压加气混凝土的方法，其特征在于：步骤(1-5)中石膏浆的容重为1500-1550kg/m3；步骤(1-6)中水的质量为铝粉膏质量的15倍；步骤(1-7)中水泥标号为P.O 42.5。
9.根据权利要求4所述的固废石粉再利用制备蒸压加气混凝土的方法，其特征在于：
所述步骤(3)中高温高压蒸汽养护过程为：
(1)切割后的坯体进入釜前静养室等候入釜，控制室内温度40-60℃，定期洒水，保持湿度≥70％，进行0-160min的釜前养护；
(2)抽真空阶段：由静养室进入蒸养釜，关闭釜门及各阀门后启动真空泵，30-40min抽负压至-0.05至-0.06MPa，关闭真空泵开始通蒸汽升温；
(3)升温升压阶段：以20-30℃/h的速度均匀使蒸压釜内温度匀速升至185℃以上；此时压力随着温度逐渐由负压升至1.2-1.23MPa；
(4)恒温恒压阶段：保持步骤(3)中温度、压力，保温保压5小时。
(5)降温降压阶段：保压时间结束后关闭蒸汽阀门，再以30-40℃/h的速度使温度降到100℃以下，且釜内压力为常压后开启釜门，将产品从釜内拖出，此时高温高压蒸汽养护过程完成。
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| KR870003950A (ko) * | 1985-10-01 | 1987-05-06 | 후지모리 마사미찌 | 오토클레이브드(Autoclaved) 경량발포콘크리트 제조방법 |
| EP2234940A1 (de) * | 2008-04-04 | 2010-10-06 | Xella Technologie- und Forschungsgesellschaft mbH | Verfahren zur herstellung von porenbeton und schaumbeton sowie anlage zur durchführung des verfahrens |
| CN105731888A (zh) * | 2014-12-10 | 2016-07-06 | 天津裕丰源环保科技有限公司 | 一种高强废石粉加气混凝土砌块 |
| CN109503199A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-03-22 | 山东京博环保材料有限公司 | 一种废岩棉蒸压加气混凝土及其制备方法 |
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