一种蒸压加气混凝土板及其制备方法
技术领域
本发明涉及蒸压加气混凝土技术领域，更具体地说，它涉及一种蒸压加气混凝土板及其制备方法。
背景技术
蒸压加气混凝土砌块是以粉煤灰，石灰，水泥，石膏，矿渣等为主要原料，加入适量发气剂，调节剂，气泡稳定剂，经配料搅拌，浇注，静停，切割和高压蒸养等工艺过程而制成的一种多孔混凝土制品。
在公开号为CN109796175A的中国发明专利申请文件中公开了一种耐火蒸压加气混凝土砌块砖，其包括下述以重量份表示的组份：水100-200份；生石灰40-70份；水泥25-30份；石膏15-25份；滑石粉20-50份；贝壳粉10-20份；废弃纤维粉：15-30份；骨料20-30份；蛭石粉5-10份；铝粉1.5-3.5份；硅烷偶联剂：10-15份；微硅粉2-10份；空心玻璃微珠15-20份；空心玻璃微珠的直径范围为0.05-0.1μm。
上述申请文件中，通过加入废弃纤维粉，可增强混凝土砖块的耐火性、支撑力、耐久力以及抗拉伸强度，且有利于将废弃纤维粉从废弃的纺织品中回收利用，能够降低混凝土砖块的生产成本，并满足环保的要求，但蒸压加气混凝土的内部会存在无数细小的微孔，以保证自身良好的隔音隔热小效果，而外界环境中的湿度较大时，水分容易渗入到微孔结构中并蓄积起来，且后续不易挥发出去，进而容易对蒸压加气混凝土产生长时间的水蚀作用，对蒸压加气混凝土的整体结构产生破坏，因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种蒸压加气混凝土板，以解决上述技术问题，其在高湿环境中能较长时间保持整体结构的稳定，抗水蚀效果优异，整体应用效果好。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种蒸压加气混凝土板，包括如下重量份数的组分：
石灰 110-130份；
水泥 140-160份；
采矿选矿废渣 670-690份；
脱硫石膏 50-60份；
铝粉 8-14份；
防沉剂 3-5份；
膨胀剂 1-2份；
脆性增强纤维 6-9份；
减水剂 1.5-2.5份；
活性炭纤维 3-6份；
硅藻土 3-5份；
偏高岭土 1-3份；
水 280-320份。
通过采用上述技术方案，采矿选矿废渣是指在矿产资源开采加工过程中产生的废石、煤矸石、碎屑、粉末、粉尘和污泥，其作为蒸压加气混凝土板的主要成型基质，一方面能够合理利用、节约资源，有利于环境保护，并提高经济效益；另一方面，采矿选矿废渣富含多种成型基料，形成的砂浆具有良好的工作性能，有利于得到品质良好的蒸压加气混凝土板。脱硫石膏和铝粉能够使蒸压加气混凝土板具有良好的内部微孔结构，并配合水泥和石灰，使蒸压加气混凝土板保持良好的结构强度。
活性炭纤维具有发达的、孔径分布均匀的微孔和较大的总表面积，以及很小的外表面积，其不仅对外界环境渗入水中的有害物质进行吸附净化，降低水蚀对蒸压加气混凝土板的破坏，还能够避免渗入水在蒸压加气混凝土板内微孔结构中蓄积起来，进而可大大提高蒸压加气混凝土板在高湿环境中的应用稳定性。硅藻土具有特殊的多孔构造，可提高蒸压加气混凝土板的保温隔热效果；偏高岭土能够使蒸压加气混凝土板的结构强度；同时，硅藻土、偏高岭土和活性炭纤维之间能够起到良好的复配增效作用，硅藻土利用自身良好的分散性和吸附性，可将偏高岭土吸附并分散开来，而偏高岭土具有很高的火山灰活性，与活性炭纤维之间相互作用，进而在蒸压加气混凝土板的内部形成交互式的防护网络，有利于使蒸压加气混凝土板在高湿环境中能较长时间保持整体结构的稳定，抗水蚀效果优异，整体应用效果好。
进一步优选为，所述蒸压加气混凝土板的组分中还加入有重量份数为2-6份功能助剂，功能助剂由异辛基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯混合而得，且异辛基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯的重量份数比为(1.7-2.5):1。
通过采用上述技术方案，异辛基三乙氧基硅烷中的烷氧基会水解缩合形成网状的膜结构，可大大提高蒸压加气混凝土板的抗水渗性能；同时，异辛基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯之间混合作为功能助剂使用时，相互之间水解缩合形成良好的二氧化硅气凝胶材料，且在结合所形成的膜结构，可大大避免水分在蒸压加气混凝土板的内部微孔结构中蓄积，进而使水蚀的破坏效果大大降低，进而使蒸压加气混凝土板在高湿环境中能较长时间保持整体结构的稳定。
进一步优选为，所述铝粉的粒径选用为60-70μm；所述活性炭纤维的直径选用为0.2-0.3mm，纤维长度为3-9mm；所述硅藻土和偏高岭土的粒径选用为30-50μm。
通过采用上述技术方案，选择上述规格的铝粉，能够使蒸压加气混凝土板的内部形成良好稳定的微孔结构；而活性炭纤维以特定长径比能够形成最紧密堆积，使蒸压加气混凝土板具有优异的抗水渗能力；硅藻土和偏高岭土的粒径选择，具有良好的分散性，且粒子之间的吸附性更强，整体应用效果更佳，所起到的抗水渗效果更优。
进一步优选为，所述防沉剂选用气相二氧化硅、有机膨润土和羧甲基纤维素中的任意一种。
通过采用上述技术方案，防沉剂能够避免大颗粒组分的沉降和堆积，进而使各组分原料之间能够混合均匀，并形成流动性较好的混凝土浆液，便于浇筑成品质良好的蒸压加气混凝土板。
进一步优选为，所述膨胀剂选用硫铝酸钙、氧化钙和十二水硫酸铝钾中的任意一种。
通过采用上述技术方案，硫铝酸钙、氧化钙和十二水硫酸铝钾均为良好的膨胀剂，加入上述膨胀剂，可在混凝土倒入预压应力抵消或部分抵消由于收缩变形而产生的拉应力，提高蒸压加气混凝土板的抗裂性能，避免早期裂缝的产生，进而保证蒸压加气混凝土板整体的抗渗能力。
进一步优选为，所述脆性增强纤维选用玻璃纤维、陶瓷纤维和钢纤维中的任意一种。
通过采用上述技术方案，玻璃纤维、陶瓷纤维和钢纤维自身性能稳定，其均能够提高蒸压加气混凝土板整体的结构强度，且玻璃纤维、陶瓷纤维和钢纤维的脆性良好，在蒸压加气混凝土板的切割过程中更容易分离，整体结构也不易被破坏。
进一步优选为，所述减水剂选用木质素磺酸钠、亚硫酸钠、丹宁和糖钙中的任意一种。
通过采用上述技术方案，木质素磺酸钠、亚硫酸钠、丹宁和糖钙均为良好的减水剂，且对蒸压加气混凝土板的各组分原料具有良好的分散作用，能减少单位用水量，并改善蒸压加气混凝土混合料的流动性，提高蒸压加气混凝土板的密实度，进而降低蒸压加气混凝土板的渗水性，具有良好的稳定性，并在应用过程中保持良好稳定的结构强度。
本发明的目的二在于提供一种蒸压加气混凝土板的制备方法，采用该方法制备的蒸压加气混凝土板在高湿环境中能较长时间保持整体结构的稳定，抗水蚀效果优异，整体应用效果好。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案，一种蒸压加气混凝土板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，制备胶结浆料：取相应重量份数的石灰、水泥、脱硫石膏和采矿选矿废渣混合并进行4-6min搅拌，边搅拌边依次加入质量份为60-70份的水，搅拌15-20min，搅拌速率为120-140r/min，制得胶结浆料；
步骤二，稀释发气剂：将剩余重量份数的水与铝粉进行2-5分钟稀释搅拌，搅拌速率为120-140r/min，得到稀释发气剂溶液；
步骤三，制取基料：将相应重量份数的活性炭纤维、硅藻土、偏高岭土与步骤一制得的胶结浆料、步骤二得到的稀释发气剂溶液进行混合搅拌，搅拌温度为45-50℃，搅拌速率为180-240r/min，搅拌时间为6-10min，得到基料；
步骤四，制取混凝土成品：将相应重量份数的防沉剂、膨胀剂、脆性增强纤维和减水剂加入到步骤三得到的基料中，搅拌速率为150-200r/min，搅拌时间为3-5min，得到混凝土成品；
步骤五，浇筑切割：将步骤四得到的混凝土成品浇筑到模具中，经过热室静停养护3-4h后，卸去模框，按照预定尺寸进行切割，得到成型加气混凝土板；
步骤六，蒸压养护：将经过步骤五制得的成型加气混凝土板送入蒸压釜内，依次进行抽真空20-30min，加蒸汽，升温90-120min至170-200℃，达到0.8-1.5MPa饱和蒸气，恒压420-480min后进行降压，降压时间为100-120min，即可得到蒸压加气混凝土板。
通过采用上述技术方案，将石灰、水泥、脱硫石膏和采矿选矿废渣混合形成均匀状态的胶结浆料，再将混合得到的稀释发气剂溶液与活性炭纤维、硅藻土、偏高岭土混合，能够得到具有良好微孔结构的蒸压加气混凝土板。同时，该制备蒸压加气混凝土板的工艺操作较为简单，且能够快速使各组分之间快速混合均匀，使蒸压加气混凝土板具有较高的生产效率和绿色环保性能，整体品质也能得到保证。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)硅藻土、偏高岭土和活性炭纤维之间能够起到良好的复配增效作用，能够在蒸压加气混凝土板的内部形成交互式的防护网络，能够避免渗入水在蒸压加气混凝土板内微孔结构中蓄积起来，有利于使蒸压加气混凝土板在高湿环境中能较长时间保持整体结构的稳定，抗水蚀效果优异，整体应用效果好；
(2)异辛基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯之间混合作为功能助剂使用时，相互之间水解缩合形成良好的二氧化硅气凝胶材料，且在结合所形成的膜结构，有利于使水蚀的破坏效果大大降低，进而使蒸压加气混凝土板在高湿环境中能较长时间保持整体结构的稳定。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图1和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种蒸压加气混凝土板，各组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
步骤一，制备胶结浆料：取相应重量份数的石灰、水泥、脱硫石膏和采矿选矿废渣混合并进行5min搅拌，边搅拌边依次加入质量份为65份的水，搅拌17.5min，搅拌速率为130r/min，制得胶结浆料；
步骤二，稀释发气剂：将剩余重量份数的水与铝粉进行3.5分钟稀释搅拌，搅拌速率为130r/min，得到稀释发气剂溶液；
步骤三，制取基料：将相应重量份数的活性炭纤维、硅藻土、偏高岭土与步骤一制得的胶结浆料、步骤二得到的稀释发气剂溶液进行混合搅拌，搅拌温度为47.5℃，搅拌速率为210r/min，搅拌时间为8min，得到基料；
步骤四，制取混凝土成品：将相应重量份数的气相二氧化硅、硫铝酸钙、玻璃纤维和木质素磺酸钠加入到步骤三得到的基料中，搅拌速率为175r/min，搅拌时间为4min，得到混凝土成品；
步骤五，浇筑切割：将步骤四得到的混凝土成品浇筑到模具中，经过热室静停养护3.5h后，卸去模框，按照预定尺寸进行切割，得到成型加气混凝土板；
步骤六，蒸压养护：将经过步骤五制得的成型加气混凝土板送入蒸压釜内，依次进行抽真空25min，加蒸汽，升温105min至185℃，达到1.15MPa饱和蒸气，恒压450min后进行降压，降压时间为110min，即可得到蒸压加气混凝土板。
注：上述步骤中，铝粉的粒径选用为65μm；活性炭纤维的直径选用为0.25mm，纤维长度为6mm；硅藻土和偏高岭土的粒径选用为40μm；水泥选用为普通硅酸盐水泥42.5级，购自海盐秦山南方水泥有限公司；采矿选矿废渣购自邓州市彭桥书星废渣石沫供应站。
实施例2：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，具体由如下步骤制备获得：
步骤一，制备胶结浆料：取相应重量份数的石灰、水泥、脱硫石膏和采矿选矿废渣混合并进行4min搅拌，边搅拌边依次加入质量份为60份的水，搅拌20min，搅拌速率为120r/min，制得胶结浆料；
步骤二，稀释发气剂：将剩余重量份数的水与铝粉进行2分钟稀释搅拌，搅拌速率为120r/min，得到稀释发气剂溶液；
步骤三，制取基料：将相应重量份数的活性炭纤维、硅藻土、偏高岭土与步骤一制得的胶结浆料、步骤二得到的稀释发气剂溶液进行混合搅拌，搅拌温度为50℃，搅拌速率为180r/min，搅拌时间为6min，得到基料；
步骤四，制取混凝土成品：将相应重量份数的气相二氧化硅、硫铝酸钙、玻璃纤维和木质素磺酸钠加入到步骤三得到的基料中，搅拌速率为150r/min，搅拌时间为5min，得到混凝土成品；
步骤五，浇筑切割：将步骤四得到的混凝土成品浇筑到模具中，经过热室静停养护3h后，卸去模框，按照预定尺寸进行切割，得到成型加气混凝土板；
步骤六，蒸压养护：将经过步骤五制得的成型加气混凝土板送入蒸压釜内，依次进行抽真空20min，加蒸汽，升温90min至200℃，达到0.8MPa饱和蒸气，恒压420min后进行降压，降压时间为100min，即可得到蒸压加气混凝土板。
实施例3：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，具体由如下步骤制备获得：
步骤一，制备胶结浆料：取相应重量份数的石灰、水泥、脱硫石膏和采矿选矿废渣混合并进行6min搅拌，边搅拌边依次加入质量份为70份的水，搅拌15min，搅拌速率为140r/min，制得胶结浆料；
步骤二，稀释发气剂：将剩余重量份数的水与铝粉进行5分钟稀释搅拌，搅拌速率为140r/min，得到稀释发气剂溶液；
步骤三，制取基料：将相应重量份数的活性炭纤维、硅藻土、偏高岭土与步骤一制得的胶结浆料、步骤二得到的稀释发气剂溶液进行混合搅拌，搅拌温度为45℃，搅拌速率为240r/min，搅拌时间为10min，得到基料；
步骤四，制取混凝土成品：将相应重量份数的气相二氧化硅、硫铝酸钙、玻璃纤维和木质素磺酸钠加入到步骤三得到的基料中，搅拌速率为150-200r/min，搅拌时间为3-5min，得到混凝土成品；
步骤五，浇筑切割：将步骤四得到的混凝土成品浇筑到模具中，经过热室静停养护4h后，卸去模框，按照预定尺寸进行切割，得到成型加气混凝土板；
步骤六，蒸压养护：将经过步骤五制得的成型加气混凝土板送入蒸压釜内，依次进行抽真空20min，加蒸汽，升温120min至200℃，达到1.5MPa饱和蒸气，恒压420min后进行降压，降压时间为120min，即可得到蒸压加气混凝土板。
实施例4-5：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-5中各组分及其重量份数
实施例6：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，上述步骤中，铝粉的粒径选用为60μm；活性炭纤维的直径选用为0.2mm，纤维长度为9mm；硅藻土和偏高岭土的粒径选用为30μm。
实施例7：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，上述步骤中，铝粉的粒径选用为70μm；活性炭纤维的直径选用为0.3mm，纤维长度为3mm；硅藻土和偏高岭土的粒径选用为50μm。
实施例8：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的气相二氧化硅等质量替换为有机膨润土。
实施例9：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的气相二氧化硅等质量替换为羧甲基纤维素。
实施例10：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的硫铝酸钙等质量替换为氧化钙。
实施例11：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的硫铝酸钙等质量替换为十二水硫酸铝钾。
实施例12：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的玻璃纤维等质量替换为陶瓷纤维。
实施例13：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的玻璃纤维等质量替换为钢纤维。
实施例14：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的木质素磺酸钠等质量替换为亚硫酸钠。
实施例15：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的木质素磺酸钠等质量替换为丹宁。
实施例16：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，制取基料：将相应重量份数的活性炭纤维、硅藻土、偏高岭土与步骤一制得的胶结浆料、步骤二得到的稀释发气剂溶液进行混合搅拌，再加入重量份数为4份功能助剂，功能助剂由异辛基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯按重量份数比为2.1:1混合而得，搅拌温度为47.5℃，搅拌速率为210r/min，搅拌时间为8min，得到基料。
实施例17：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，制取基料：将相应重量份数的活性炭纤维、硅藻土、偏高岭土与步骤一制得的胶结浆料、步骤二得到的稀释发气剂溶液进行混合搅拌，再加入重量份数为2份功能助剂，功能助剂由异辛基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯按重量份数比为1.7:1混合而得，搅拌温度为47.5℃，搅拌速率为210r/min，搅拌时间为8min，得到基料。
实施例18：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，制取基料：将相应重量份数的活性炭纤维、硅藻土、偏高岭土与步骤一制得的胶结浆料、步骤二得到的稀释发气剂溶液进行混合搅拌，再加入重量份数为6份功能助剂，功能助剂由异辛基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯按重量份数比为2.5:1混合而得，搅拌温度为47.5℃，搅拌速率为210r/min，搅拌时间为8min，得到基料。
对比例1：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，制取基料：将相应重量份数的硅藻土与步骤一制得的胶结浆料、步骤二得到的稀释发气剂溶液进行混合搅拌，搅拌温度为47.5℃，搅拌速率为210r/min，搅拌时间为8min，得到基料。
对比例2：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，制取基料：将相应重量份数的偏高岭土与步骤一制得的胶结浆料、步骤二得到的稀释发气剂溶液进行混合搅拌，搅拌温度为47.5℃，搅拌速率为210r/min，搅拌时间为8min，得到基料。
对比例3：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，制取基料：将相应重量份数的活性炭纤维与步骤一制得的胶结浆料、步骤二得到的稀释发气剂溶液进行混合搅拌，搅拌温度为47.5℃，搅拌速率为210r/min，搅拌时间为8min，得到基料。
对比例4：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，制取基料：将步骤一制得的胶结浆料和步骤二得到的稀释发气剂溶液进行混合搅拌，搅拌温度为47.5℃，搅拌速率为210r/min，搅拌时间为8min，得到基料。
对比例5：一种蒸压加气混凝土板，与实施例16的不同之处在于，步骤三具体设置为，制取基料：将相应重量份数的活性炭纤维、硅藻土、偏高岭土与步骤一制得的胶结浆料、步骤二得到的稀释发气剂溶液进行混合搅拌，再加入重量份数为4份功能助剂，功能助剂为异辛基三乙氧基硅烷，搅拌温度为47.5℃，搅拌速率为210r/min，搅拌时间为8min，得到基料。
对比例6：一种蒸压加气混凝土板，与实施例16的不同之处在于，步骤三具体设置为，制取基料：将相应重量份数的活性炭纤维、硅藻土、偏高岭土与步骤一制得的胶结浆料、步骤二得到的稀释发气剂溶液进行混合搅拌，再加入重量份数为4份功能助剂，功能助剂为正硅酸乙酯，搅拌温度为47.5℃，搅拌速率为210r/min，搅拌时间为8min，得到基料。
对比例7：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，上述步骤中铝粉的粒径选用为55μm；活性炭纤维的直径选用为0.15mm，纤维长度为2.5mm；硅藻土和偏高岭土的粒径选用为55μm。
对比例8：一种蒸压加气混凝土板，与实施例1的不同之处在于，上述步骤中铝粉的粒径选用为75μm；活性炭纤维的直径选用为0.35mm，纤维长度为9.5mm；硅藻土和偏高岭土的粒径选用为25μm。
性能测试
试验样品：采用实施例1-18中获得的蒸压加气混凝土板作为试验样品1-18，采用对比例1-8中获得的蒸压加气混凝土板作为对照样品1-8。
试验方法：将验样品1-18和对照样品1-8按照标准GB/T11975-1997《加气混凝土干湿循环试验方法》中的内容制作标准试件，测量其劈裂抗拉强度值，然后根据其中的试验内容进行干湿循环试验，并按要求测量循环试验后的试件劈裂抗拉强度。
试验结果：试验样品1-18和对照样品1-8的测试结果如表2所示。由表2可知，由试验样品1-5和对照样品1-3的测试结果对照可得，硅藻土、偏高岭土和活性炭纤维之间能够起到良好的复配增效作用，有利于使蒸压加气混凝土板在高湿环境中能较长时间保持整体结构的稳定，且干湿循环后劈裂抗拉强度的降低值较小。由试验样品16-18和试验样品1的测试结果对照可得，异辛基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯之间混合作为功能助剂使用时，有利于使蒸压加气混凝土板在高湿环境中能较长时间保持整体结构的稳定。由试验样品16和对照样品6-7的测试结果对照可得，功能助剂中的异辛基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯能够起到良好的复配增效作用，而单一使用则效果不佳。
表2试验样品1-18和对照样品1-8的测试结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
