一种利用再生混凝土骨料制备加气混凝土的方法及加气混凝土与流程

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种利用再生混凝土骨料制备加气混凝土的方法及加气混凝土。

背景技术：

加气混凝土一般是以砂子或粉煤灰为硅质原料、以水泥或石灰为钙质原料、以铝粉为引气剂，通过铝粉与水泥或石灰等原料中的碱发生反应生成氢气，形成气泡，产生空心结构，再通过高温高压蒸汽养护，物料中的钙质原料和硅质原料发生结晶反应形成高强度的莫来石，提供混凝土建筑需要的强度和硬度。加气混凝土具有轻质、隔音性能好和绝热保温性能优异等优点，在建筑领域逐渐被广泛应用。由于建筑施工中产生大量的废旧混凝土，人们逐渐开始在加气混凝土中添加再生混凝土粉料，以减轻环境负担，有利于实现可持续发展。

cn104130005a公开了一种再生加气混凝土砌块及其制备方法，通过包括以下质量份原料制成：再生混凝土粉料250-500份，砂粉500-750份，消石灰79份，石膏28份，生石灰185份，水泥260份，粉煤灰102份，发气剂1.5份，水92.4份。该申请文件通过在再生加气混凝土砌块原料中加入再生混凝土粉料，实现对废弃混凝土的循环利用，具有一定的环保意义。

针对上述相关技术，发明人认为，使用再生混凝土粉料，需要对废旧混凝土进行破碎处理，废旧混凝土中含有一定量的硬化的水泥砂浆，在破碎过程中这些硬化的水泥砂浆内容易产生微裂纹，孔隙率增大，在一定程度上影响了再生加气混凝土砌块的抗裂性能。

技术实现要素：

针对上述相关技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种利用再生混凝土骨料制备加气混凝土的方法，其具有便于改善产品抗裂性能的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种加气混凝土，其具有抗裂性能好的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种利用再生混凝土骨料制备加气混凝土的方法，包括以下步骤：

s1再生骨料预处理：称取再生原料，加热至40-50℃搅拌15-25min，停止搅拌，于60-90℃干燥120-180min，制得再生骨料；所述再生原料包括以下重量份原料：再生混凝土粉70-140份，纳米硅溶胶水溶液30-60份，羟丙基二淀粉磷酸酯5-15份；

s2料浆制备：称取180-280重量份的水，加入料浆原料，混合均匀，球磨，制得细浆，向细浆中加入步骤s1制得的再生骨料，再加入40-80重量份的生石灰粉和50-100重量份的水泥，搅拌90-300s，加入0.8-1.5重量份的铝粉，继续搅拌40s-50s，制得料浆；所述料浆原料包括以下重量份原料：砂子130-230份，粉煤灰80-150份，石膏20-30份；

s3发泡静停：将料浆注入模具中，40-48℃静停处理80-160min，制得胚体；

s4蒸压养护：将胚体转入蒸压釜中，抽真空至-0.07mpa至-0.05mpa，通水蒸汽升温至190-220℃蒸压养护6-10h，制得加气混凝土。

通过采用上述技术方案，对再生混凝土粉进行预处理，羟丙基二淀粉磷酸酯溶解在纳米硅溶胶水溶液中，而纳米硅溶胶水溶液中含有大量的纳米胶体粒子，通过干燥处理，溶解在水中的羟丙基二淀粉磷酸酯吸附在纳米胶体粒子上，纳米粒子填充在再生混凝土粉的微裂纹中，提高加气混凝土抗裂性能。加入羟丙基二淀粉磷酸酯一方面有助于提高纳米粒子与再生混凝土粉的粘附强度，提高抗压强度，另一方面有助于提高纳米粒子的柔韧性，提高加气混凝土抗裂性能。

优选的，所述步骤s1-s2中使用的原料按如下重量份配比投料：再生混凝土粉90-120份，纳米硅溶胶水溶液40-50份，羟丙基二淀粉磷酸酯8-12份，水210-250份，砂子160-200份，粉煤灰105-125份，石膏20-30份，生石灰粉40-80份，水泥65-85份，铝粉0.8-1.5份。更优的，再生混凝土粉105份，纳米硅溶胶水溶液45份，羟丙基二淀粉磷酸酯10份，水230份，砂子180份，粉煤灰115份，石膏25份，生石灰粉60份，水泥75份，铝粉1.2份。

通过采用上述技术方案，使用更优的原料投料配比，调节加气混凝土中的硅质原料和钙质原料的比例，有助于调节加气混凝土中莫来石晶相的含量，提高加气混凝土硬度，改善加气混凝土机械强度。

优选的，所述纳米硅溶胶水溶液为中性纳米硅溶胶水溶液，所述中性纳米硅溶胶水溶液中二氧化硅质量浓度为30-50％，所述中性纳米硅溶胶水溶液的中位粒径为30-50nm。

通过采用上述技术方案，使用合适粒径大小的纳米中性硅溶胶水溶液，有利于纳米胶体粒子更好地填充再生混凝土粉中的微裂纹，更好地改善加气混凝土抗裂性能。

优选的，所述粉煤灰的粒径不大于80μm，所述砂子的粒径不大于1.15mm，所述细浆的粒径不大于140μm。

通过采用上述技术方案，选用合适粒径大小的原料，有助于提高加气混凝土各组分之间的粘附强度，有助于提高加气混凝土机械强度。

优选的，所述再生混凝土粉的粒径为不大于500μm；所述步骤s1称取再生原料，混合均匀，用球磨机将物料球磨至粒径不大于300μm为止，将物料加热至40-50℃搅拌15-25min，停止搅拌，再将物料于60-90℃干燥120-180min，制得再生骨料。

通过采用上述技术方案，浆废旧混凝土粉碎制再生混凝土粉的过程中，容易产生棱角，通过球磨使再生混凝土粉中的部分棱角的形状被改变，使加气混凝土中其它小颗粒组分更容易分布在再生混凝土粉的颗粒之间，提高加气混凝土中其它原料与再生混凝土粉的颗粒之间的粘合强度，有助于提高加气混凝土的抗裂性能。

优选的，所述步骤s4将蒸压釜于90-100℃预热30-60min，将胚体转入蒸压釜中，于70-95℃预养护10-60min；将蒸压釜抽真空至-0.07mpa至-0.05mpa，通水蒸汽升温至190-220℃蒸压养护6-10h，制得加气混凝土。

通过采用上述技术方案，通过对胚体进行预养护，有助于胚体中的钙硅凝胶形成晶核，提高加气混凝土中高强度的莫来石晶相的含量，提高加气混凝土机械强度，有助于延长产品使用寿命，有利于产品市场推广。

优选的，所述料浆原料还包括1.2-1.8重量份的聚氨酯粘合剂。

通过采用上述技术方案，在料浆原料中加入少量的聚氨酯粘合剂，一方面聚氨酯粘合剂有助于提高加气混凝土各组分之间的粘合强度，提高产品机械强度；另一方面聚氨酯粘合剂分子上的氨基基团和羟丙基二淀粉磷酸酯上的羟基基团在蒸压养护过程中发生交联反应，形成一定的网状结构，有助于提高产品抗裂性能。

优选的，所述料浆原料还包括1-1.5重量份的洗洁精和1.5-3.5重量份的稳泡剂。

通过采用上述技术方案，在加气混凝土中加入一定的稳泡剂，有助于提高气泡稳定性，减少气泡破裂，降低开孔率，提高产品抗压强度，延长产品使用寿命，有助于产品市场推广。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种加气混凝土，由上述的利用再生混凝土骨料制备加气混凝土的方法制得。

通过采用上述技术方案，使用本申请公开的方法制备的加气混凝土，在回收利用废旧混凝土的同时提高了加气混凝土抗裂性能，有助于废弃物循环利用，有助于减轻环境负担，提高产品环保性。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请通过使用废旧混凝土粉碎制得的再生混凝土粉，有助于废弃物循环利用，有助于减轻环境负担，提高产品环保性；通过对再生混凝土粉进行预处理，羟丙基二淀粉磷酸酯溶解在纳米硅溶胶水溶液中，而纳米硅溶胶水溶液中含有大量的纳米胶体粒子，通过干燥处理，溶解在水中的羟丙基二淀粉磷酸酯吸附在纳米胶体粒子上，纳米粒子填充在再生混凝土粉的微裂纹中，提高加气混凝土抗裂性能；加入羟丙基二淀粉磷酸酯一方面有助于提高纳米粒子与再生混凝土粉的粘附强度，提高抗压强度，另一方面有助于提高纳米粒子的柔韧性，提高加气混凝土抗裂性能；

2.本申请通过采用控制加气混凝土原料的粒径、对再生混凝土粉进行球磨、对胚体进行预养护处理、加入稳泡剂和洗洁精等方式，有助于提高加气混凝土的机械强度，有助于延长产品使用寿命，有利于产品市场推广；

3.本申请通过加入聚氨酯粘合剂，一方面聚氨酯粘合剂有助于提高加气混凝土各组分之间的粘合强度，提高产品机械强度；另一方面聚氨酯粘合剂分子上的氨基基团和羟丙基二淀粉磷酸酯上的羟基基团在蒸压养护过程中发生交联反应，形成一定的网状结构，有助于提高产品抗裂性能。

具体实施方式

实施例

加气混凝土一般以铝粉为引气剂，铝粉与水泥、石灰中的碱发生反应生成氢气，产生气泡，形成空心结构，使加气混凝土具有轻质、隔音性能好和绝热保温性能优异等优点，再通过高温高压蒸压养护提高硬度。随着社会的发展，废旧混凝土越来越多，给环境带来一定的负担，人们开始研究用废旧混凝土回收后制成加气混凝土。在废旧混凝土回收过程中，一般需要将废旧混凝土粉碎成细小颗粒的再生混凝土粉，在废旧混凝土粉碎过程中，废旧混凝土上含有一定量的硬化的水泥砂浆，废旧混凝土在破碎过程中这些硬化的水泥砂浆容易产生微裂纹，使再生混凝土粉中存在大量微裂纹，孔隙率增大，给加气混凝土的抗裂性能带来一定的不利影响。本申请通过对再生混凝土粉进行预处理，羟丙基二淀粉磷酸酯溶解在纳米硅溶胶水溶液中，而纳米硅溶胶水溶液中含有大量的纳米胶体粒子，通过干燥处理，溶解在水中的羟丙基二淀粉磷酸酯吸附在纳米胶体粒子上，纳米粒子填充在再生混凝土粉的微裂纹中，提高加气混凝土抗裂性能。加入羟丙基二淀粉磷酸酯一方面有助于提高纳米粒子与再生混凝土粉的粘附强度，提高抗压强度，另一方面有助于提高纳米粒子的柔韧性，提高加气混凝土抗裂性能。

本发明所涉及的原料均为市售，原料的型号及来源如表1所示。

表1原料的规格型号及来源

以下实施例中使用的砂子为淡水硅质淤砂，无植物残骸、其它有机物、碎石和鹅卵石等杂物，产自四川。本申请中使用的石膏可以为工厂脱硫处理产生的脱硫石膏废弃物，实际生产中可使用电厂、钢铁厂等工厂脱硫处理后产生的脱硫石膏，以下实施例中使用同一批次的脱硫石膏。以下实施例中使用的再生混凝土粉的粒径不大于500μm，由四川宏量基筑建材有限公司提供，由废旧混凝土经粉碎后制得，以下实施例使用同一批次再生混凝土粉。

实施例1：一种利用再生混凝土骨料制备加气混凝土的方法，包括如下步骤：

s1再生骨料预处理：取再生混凝土粉，用孔径为500μm的筛网筛分，选用粒径不大于500μm的再生混凝土粉。称取45kg纳米硅溶胶水溶液(型号为ls30c50n，二氧化硅含量50％，中位粒径30nm)，加入40kg水和10kg羟丙基二淀粉磷酸酯，加入105kg再生混凝土粉，以200转/分钟转速搅拌20min，将物料转入球磨机，用孔径为300μm的筛网跟踪物料粒径，将物料球磨至粒径不大于300μm为止，将物料加热至45℃搅拌20min，停止搅拌，再将物料于80℃干燥150min，制得再生骨料。

s2料浆制备：将粉煤灰用孔径为80μm的筛网筛分，粒径大于80μm的颗粒用粉碎机粉碎至不大于80μm为止，选用粒径不大于80μm的粉煤灰。将砂子用孔径为1.15mm的筛网筛分，粒径大于1.15mm的颗粒用粉碎机粉碎至不大于1.15mm为止，选用粒径不大于1.15mm的砂子。称取230kg水，加入180kg粒径不大于1.15mm的砂子、115kg粒径不大于80μm的粉煤灰、25kg石膏、1.6kg聚氨酯粘合剂、1.2kg洗洁精和2.5kg稳泡剂，混合均匀，转入球磨机球磨，用孔径为140μm的筛网跟踪物料粒径，将物料球磨至粒径不大于140μm为止，制得细浆；向细浆中加入步骤s1制得的再生骨料，再加入60kg生石灰粉和75kg水泥，以200转/分钟的转速搅拌180s，加入1.2kg铝粉，继续搅拌45s，制得料浆。

s3发泡静停：发泡静停在静停暖房中进行，静停暖房中安装有暖气管道。将静停暖房的温度设置为44℃，将料浆注入44℃的模具中，44℃静停处理120min，制得胚体。

s4蒸压养护：将蒸压釜于95℃预热45min，将胚体切割成若干尺寸为60cm*20cm*20cm的混凝土砌块，转入蒸压釜中，于85℃预养护30min；将蒸压釜抽真空至-0.06mpa，通水蒸汽升温至200℃蒸压养护8h，蒸压养护压力为1.3mpa，制得加气混凝土。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于，实施例2与实施例1使用的纳米中性硅溶胶规格型号不一样(山东百特新材料有限公司提供，型号为ls50c30n，二氧化硅质量含量为30％，中位粒径50nm)，其它均与实施例1保持一致。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于，实施例3的步骤s1未用球磨机对再生骨料进行球磨处理，其它均与实施例1保持一致。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于，实施例4不加入聚氨酯粘合剂，其它均与实施例1保持一致。

实施例5

实施例5与实施例1的区别在于，实施例5不加入洗洁精和稳泡剂，其它均与实施例1保持一致。

实施例6

实施例6与实施例1的区别在于，实施例6的步骤s4未对蒸压釜预热处理，且混凝土砌块未经85℃预养护处理，其它均与实施例1保持一致。

实施例7-14

实施例7-14与实施例1的区别在于，实施例7-14各原料的添加量不同，其它均与实施例1保持一致，实施例7-14各原料的添加量见表2。

表2实施例7-14的各原料的添加量

实施例15-18

实施例15-18与实施例1的区别在于，实施例15-18各步骤工艺参数不同，其它均与实施例1保持一致，实施例15-18各步骤工艺参数见表3。

表3实施例15-18各步骤中的参数

对比例

对比例1

对比例1与实施例1的区别在于，对比例1不加入纳米硅溶胶水溶液和羟丙基二淀粉磷酸酯，对比例1不经再生骨料预处理步骤，对比例1将再生混凝土粉直接加入细浆中，其它均与实施例1保持一致。

对比例2

对比例2与实施例1的区别在于，对比例2不加入纳米硅溶胶水溶液，其它均与实施例1保持一致。

对比例3

对比例3与实施例1的区别在于，对比例3不加入羟丙基二淀粉磷酸酯，其它均与实施例1保持一致。

对比例4

对比例4与实施例1的区别在于，对比例4不经再生骨料预处理步骤，对比例4将再生混凝土粉、纳米硅溶胶水溶液和羟丙基二淀粉磷酸酯直接加入细浆中，其它均与实施例1保持一致。

性能检测

将加气混凝土产品切割成若干尺寸为100mm*100mm*100mm的标准试验件，进行抗压强度和劈裂抗拉强度测试。

1、抗压强度：参照gb11971-1997《加气混凝土力学性能试验方法》公开的方法进行抗压强度测试，并计算不同产品的抗压强度，实验结果如表4。

2、劈裂抗拉强：参照gb11971-1997《加气混凝土力学性能试验方法》公开的方法进行劈裂抗拉强(劈裂法)测试，并计算不同产品的劈裂抗拉强，实验结果如表4。

表4不同加气混凝土产品性能测试结果对比表

对比例1未加入纳米硅溶胶水溶液和羟丙基二淀粉磷酸酯，未对再生混凝土粉进行改性处理，制备出的加气混凝土产品抗压强度和劈裂抗拉强度均不佳，抗裂性能不佳，不利于产品的市场推广。对比例2未加入纳米硅溶胶水溶液，制备出的加气混凝土产品抗压强度和劈裂抗拉强度均不高，抗裂性能不佳。对比例3未加入羟丙基二淀粉磷酸酯，相比于对比例1，对比例3制备出的加气混凝土产品抗压强度和劈裂抗拉强度略有提高，但抗压强度和劈裂抗拉强度性能依然不佳，不利于产品的市场推广。对比例4不经再生骨料预处理步骤，将再生混凝土粉、纳米硅溶胶水溶液和羟丙基二淀粉磷酸酯直接加入细浆中，制备出的加气混凝土产品的抗压强度有所提高，但劈裂抗拉强度不高，产品抗裂性能不佳，不利于产品市场推广。

对比实施例1和对比例1-4的实验结果，可以看出，在制备加气混凝土的过程中，加入纳米硅溶胶水溶液和羟丙基二淀粉磷酸酯，并对再生混凝土粉进行预处理，制备出的加气混凝土产品具有优异的抗压强度和劈裂抗拉强度，抗裂性能优异，有助于延长产品使用寿命，有利于产品市场推广。对比实施例1和对比例1-4的实验结果，还可以看出，在制备加气混凝土的过程中，加入纳米硅溶胶水溶液、加入羟丙基二淀粉磷酸酯和对再生混凝土粉进行预处理，这几种因素之间存在一定的协同作用，这几种因素共同作用显著改善了加气混凝土的抗裂性能。

对比实施例1和实施例2的实验结果，实施例2使用不同规格型号的纳米中性硅溶胶，制备出的加气混凝土产品的机械强度差别不大。对比实施例1和实施例3的实验结果，实施例3未用球磨机对再生骨料进行球磨处理，制备出的加气混凝土产品抗压强度无明显差异，但劈裂抗拉强度有所降低，降低了产品抗裂性能，不利于产品市场推广。对比实施例1和实施例4的实验结果，实施例4未加入聚氨酯粘合剂，制备出的加气混凝土产品的抗压强度和劈裂抗拉强度均明显降低，不利于产品市场推广。对比实施例1和实施例5的实验结果，实施例5未加入洗洁精和稳泡剂，制备出的加气混凝土产品的机械强度有所降低，不利于产品市场推广。对比实施例1和实施例6的实验结果，实施例6未对蒸压釜预热处理，且混凝土砌块未经85℃预养护处理，制备出的加气混凝土产品的机械强度有所降低，不利于产品市场推广。

相比于实施例1，实施例7-14中各原料的添加量不同，实施例15-18中各步骤工艺参数有所不同，制备出的加气混凝土产品均具有优异的抗压强度和劈裂抗拉强度，有助于延长产品使用寿命，有利于产品市场推广。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

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