一種利用鋇渣的高性能加氣混凝土建筑材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用鋇渣的高性能加氣混凝土建筑材料及其制備方法，按重量份數(shù)計，其原料包括如下組成：鋇渣16-24份，水泥8-18份，粉煤灰30-45份，石灰14-25份，石膏2-5份，鋁粉0.1-0.4份，干酪素0.1-0.6份，穩(wěn)泡劑0.0005-0.002份，原料的總量滿足98-102份。本發(fā)明充分利用了鋇渣，在高溫蒸壓條件下，Ba2+與SO42+參與化學反應生成難溶的BaSO4，對Ba2+進行固化，從而降低了環(huán)境污染；第二，通過降低水料比、加入干酪素等方法，改進料漿的性能，優(yōu)化稠化和發(fā)氣的協(xié)調過程，使得發(fā)氣時間變短，提高生產的效率。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料領域，具體涉及到一種利用鋇渣的加氣混凝土建筑材料及其 制備方法。 一種利用鋇渣的高性能加氣混凝土建筑材料及其制備方法

【背景技術】
[0002] 隨著建筑材料的快速發(fā)展，人們環(huán)保意識的提高，以及對生活環(huán)境的要求也越來 越高。因此，將工業(yè)廢渣應用到建筑材料中將給社會產生巨大的社會效益。
[0003] 在鋇鹽的工業(yè)生產中，伴隨著產生大量的鋇渣，其中，鋇渣的主要成分為：8&504質 量比為38% _45%、8&0)3質量比為20% _35%、5丨02質量比為10% -15%、A1203質量比為 5%左右。其中，BaC03等可溶性鋇會較易溶于水中，具有劇毒性的Ba 2+會對環(huán)境產生嚴重的 破壞。在元素周期表中，鋇是與鈣同族的二價金屬元素，理論上，鋇可在類似的反應體系中 取代鈣離子，形成鋇硅酸鹽網(wǎng)絡結構。例如，鋇水泥以重晶石和粘土作為主要原料，在溫度 1350°C -1450°C下燒成獲得熟料，其中BaO可以基本被吸收，與水泥中鈣體系的反應相比較 無區(qū)別。但是這種體系是在高溫下獲得的，造成的能耗高，而在蒸壓工藝下，其能耗僅為燒 結體系的20%，具有顯著的節(jié)能效益。
[0004] 蒸壓加氣混凝土是目前使用最廣泛的蒸壓建筑材料，在生產加氣混凝土中，主要 存在的著：水泥-砂-石灰，水泥-粉煤灰-石灰，水泥-礦渣-石灰這三大技術路線。在工 業(yè)生產出來的加氣混凝土試塊的強度基本是2. 5-10MPa之間，密度為400-800Kg/m3較為常 見。目前，關于制備高強度的加氣混凝土，以及其相關的一些生產工藝在國內已有報道。如 黃照明等提出，為了制備高強輕質的加氣混凝土，可以通過降低水料比，增大稠度來實現(xiàn)； 崔可浩提出，通過石灰和粉煤灰在混磨的預反應，使料漿的懸浮性能和澆注穩(wěn)定性改善，水 化產物生成更合理，獲得更高的強度。而關于如何利用鋇渣作為原料制備高強度的加氣混 凝土還未見相關研究。
[0005] 因此，利用鋇渣作為加氣混凝土的生產原料對社會具有很大的價值。


【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種利用鋇 渣的高性能加氣混凝土建筑材料及其制備方法，該材料相對于目前的產品具有高強度、較 短的發(fā)氣時間的優(yōu)點，同時可以減少生產過程的靜停時間，從而提高生產效率。
[0007] 本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：
[0008] -種利用鋇渣的高性能加氣混凝土建筑材料，按重量份數(shù)計，其原料包括如下組 成：鋇禮:16-24份，水泥8_18份，粉煤灰30-45份，石灰14-25份，石骨2_5份，錯粉0. 1-0. 4 份，干酪素〇. 1-0. 6份，穩(wěn)泡劑0. 0005-0. 002份，原料的總量滿足98-102份。
[0009] 按上述方案，所述的鋇渣為在生產鋇鹽過程中產生的廢渣，經(jīng)過粉磨獲得的細度 為80 μ m方孔篩篩余< 8%。
[0010] 按上述方案，所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，水泥標號為> 42. 5，初凝時間 彡45min，終凝時間< 10h，細度為80μπι方孔篩篩余< 8%。
[0011] 按上述方案，所述的粉煤灰的級別為II級，經(jīng)過粉磨后獲得的細度為80 μ m方孔 篩篩余< 8%，含碳量< 2%。
[0012] 按上述方案，所述的石灰經(jīng)過粉磨后獲得的細度為80μπι方孔篩篩余<8%，有效 的CaO的含量彡65%，消化溫度彡85°C。
[0013] 按上述方案，所述的石膏為建筑石膏，其中石膏的含量為CaS04 · 2H20彡81%，細 度為80 μ m方孔篩篩余< 15%。
[0014] 按上述方案，所述的發(fā)泡劑為鋁粉，固體成分> 65%，活性鋁含量< 85%，細度為 80 μ m方孔篩篩余量< 3%。
[0015] 按上述方案，所述的干酪素為一種無味、白色或淡黃色的無定型的粉末，蛋白質含 量彡90%。
[0016] 按上述方案，所述的穩(wěn)泡劑為甲基纖維素鈉，為白色或乳白色纖維狀粉末或顆粒， 密度 0· 5-0. 7g/cm3。
[0017] 上述高性能的加氣混凝土建筑材料的制備方法，包括如下步驟：
[0018] (1)按重量份數(shù)計準備如下固體原材料：鋇渣16-24份，水泥8-18份，粉煤 灰30-45份，石灰14-25份，石膏2-5份，鋁粉0. 1-0. 4份，干酪素0. 1-0. 6份，穩(wěn)泡劑 0. 0005-0. 002份，固體原材料的總量滿足98-102份，另外需要準備的水的用量為56-62 份；
[0019] (2)將所述鋇渣、粉煤灰、石灰、石膏混合配料后粉磨，使其粒徑為80 μ m方孔篩篩 余量;^ 8% ;
[0020] (3)往步驟（2)所得混合物中加入水泥、干酪素、穩(wěn)泡劑和水，在溫度為40-45°C下 攪拌混合38-42S后，加入鋁粉發(fā)泡劑，攪拌30-36S，所得料漿倒入模具中；
[0021] (4)將模具置于溫度58_65°C下發(fā)氣60_80min后，脫模切割，將切好的樣品在 180°C -190°C、1. 2-1. 3MPa下按照普通蒸壓加氣混凝土工藝養(yǎng)護，即可得到高性能的加氣 混凝土建筑材料。
[0022] 本發(fā)明的主要技術原理為：由于可溶性的鋇渣易析出劇毒性的Ba2+，對環(huán)境產生 嚴重的破壞。為了解決這個問題，充分的利用鋇渣，則在高溫蒸壓條件下，使Ba 2+與S0/+參 與化學反應生成難溶BaS04，對Ba2+進行固化，從而降低了環(huán)境污染，保證了產品的環(huán)境穩(wěn) 定性。
[0023] 為了提高鋇渣參與化學反應，將鋇渣、粉煤灰、石灰、石膏按照質量百分比配料后 粉磨，使鋇渣、石灰和粉煤灰進行預反應，最終獲得更多的化合反應物，從而使得加氣混凝 土的強度進一步增強。同時，經(jīng)過粉磨后其細度在80 μ m方孔篩余量< 8%，使鋇渣獲得足 夠的細度，在料漿中具有良好的懸浮性，構造起很薄的堅實孔壁。
[0024] 為了鋇渣具有良好的工作性能，選擇加入0. 1% -0.6%干酪素，利用其減水性和 高塑化性的特點，可以將水料比降低到〇. 3-0. 5。其目的是為了使密度很大的鋇渣能夠良好 的懸浮在料漿中，可以增大料漿的粘度，從而減小鋇渣的下降速度，使其均勻分布；同時，使 漿料增稠，從而防止離析并獲得均勻一致的可塑體。
[0025] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0026] 第一，充分利用了鋇渣，在高溫蒸壓條件下，Ba2+與S04 2+參與化學反應生成難溶的 BaS04，對Ba2+進行固化，從而降低了環(huán)境污染，在保證無污染的情況下，取代了一部分的粉 煤灰或者砂，豐富了加氣混凝土原材料的選擇；
[0027] 第二，通過降低水料比、加入干酪素等方法，改進料漿的性能，優(yōu)化稠化和發(fā)氣 的協(xié)調過程，使得發(fā)氣時間變短，同時，可以把生產中靜停時間由120min左右減少到 60-80min，從而提高生產的效率；
[0028] 第三，通過對原料粉磨更細，增大料漿的粘稠度，使鋇渣的均勻分布，可以防止其 離析，從而大大的提高了加氣混凝土的品質，在保證良好的干密度的條件下，獲得優(yōu)等品的 標強度。

【具體實施方式】
[0029] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結合實施例進一步闡明本發(fā)明的內容，但本發(fā)明不 僅僅局限于下面的實施例。
[0030] 下列實施例中采用的水泥、粉煤灰、石膏、石灰、鋁粉、干酪素、穩(wěn)泡劑均為市售材 料，其中水泥為普通娃酸鹽水泥，水泥標號為不小于42. 5 ;粉煤灰細度為80 μ m方孔篩篩余 量<8%，含碳量不超過2% ;石膏細度為80 μ m方孔篩篩余量< 15% ;石灰的有效的CaO 的含量> 65%，經(jīng)過粉磨獲得的細度為80 μ m方孔篩篩余量< 8%;鋁粉發(fā)泡劑為市售符合 GB2084《發(fā)氣鋁粉》的鋁粉，細度為80 μ m方孔篩篩余量< 3%;干酪素為為一種無味、白色 或淡黃色的無定型的粉末，蛋白質含量> 90% ;穩(wěn)泡劑為市場上出售的甲基纖維素鈉，密度 為0. 5-0. 7g/cm3。下列實施例中采用的鋇渣為工業(yè)生產鋇鹽中產生的工業(yè)廢料。
[0031] 在加氣混凝土的標準生產中，獲得的加氣塊的標號、強度和密度、導熱系數(shù)如表1 所示。實施例中分別對加氣混凝土的強度和容重進行測定。
[0032] 表1加氣混凝土的強度和容重
[0033]

【權利要求】
1. 一種利用鋇渣的高性能加氣混凝土建筑材料，其特征在于：按重量份數(shù)計，其原料 包括如下組成：鋇渣16-24份，水泥8-18份，粉煤灰30-45份，石灰14-25份，石膏2-5份， 鋁粉0. 1-0. 4份，干酪素0. 1-0. 6份，穩(wěn)泡劑0. 0005-0. 002份，原料的總量滿足98-102份。
2. 如權利要求1所述的一種利用鋇渣的高性能加氣混凝土建筑材料，其特征在于： 所述的鋇渣為在生產鋇鹽過程中產生的廢渣，經(jīng)過粉磨獲得的細度為80 μ m方孔篩篩余
3. 如權利要求1所述的一種利用鋇渣的高性能加氣混凝土建筑材料，其特征在于：所 述的水泥為普通硅酸鹽水泥，水泥標號為> 42. 5,初凝時間> 45min，終凝時間< 10h，細度 為80 μ m方孔篩篩余< 8%。
4. 如權利要求1所述的一種利用鋇渣的高性能加氣混凝土建筑材料，其特征在于：所 述的粉煤灰的級別為Π級，經(jīng)過粉磨后獲得的細度為80 μ m方孔篩篩余< 8%,含碳量 d
5. 如權利要求1所述的一種利用鋇渣的高性能加氣混凝土建筑材料，其特征在于：所 述的石灰經(jīng)過粉磨后獲得的細度為80 μ m方孔篩篩余< 8%,有效的CaO的含量> 65%,消 化溫度> 85°C。
6. 如權利要求1所述的一種利用鋇渣的高性能加氣混凝土建筑材料，其特征在于：所 述的石膏為建筑石膏，其中石膏的含量為CaS0 4 · 2H20彡81%，細度為80μπι方孔篩篩余 <15%。
7. 如權利要求1所述的一種利用鋇渣的高性能加氣混凝土建筑材料，其特征在于： 所述的發(fā)泡劑為鋁粉，固體成分> 65 %，活性鋁含量< 85 %，細度為80 μ m方孔篩篩余量
8. 如權利要求1所述的一種利用鋇渣的高性能加氣混凝土建筑材料，其特征在于：所 述的干酪素為一種無味、白色或淡黃色的無定型的粉末，蛋白質含量> 90%。
9. 如權利要求1所述的一種利用鋇渣的高性能加氣混凝土建筑材料，其特征在于：所 述的穩(wěn)泡劑為甲基纖維素鈉，為白色或乳白色纖維狀粉末或顆粒，密度〇. 5-0. 7g/cm3。
10. 如權利要求1-9之一所述的一種利用鋇渣的高性能加氣混凝土建筑材料的制備方 法，其特征在于：包括如下步驟： (1) 按重量份數(shù)計準備如下固體原材料：鋇渣16-24份，水泥8-18份，粉煤灰30-45份， 石灰14-25份，石膏2-5份，鋁粉0. 1-0. 4份，干酪素0. 1-0. 6份，穩(wěn)泡劑0. 0005-0. 002份， 固體原材料的總量滿足98-102份，另外需要準備的水的用量為56-62份； (2) 將所述鋇渣、粉煤灰、石灰、石膏混合配料后粉磨，使其粒徑為80 μ m方孔篩篩余量 8 % ； (3) 往步驟（2)所得混合物中加入水泥、干酪素、穩(wěn)泡劑和水，在溫度為40-45°C下攪拌 混合38-42S后，加入鋁粉發(fā)泡劑，攪拌30-36S，所得料漿倒入模具中； (4) 將模具置于溫度58-65 °C下發(fā)氣60-80min后，脫模切害I]，將切好的樣品在 180°C _190°C、1. 2-1. 3MPa下按照普通蒸壓加氣混凝土工藝養(yǎng)護，即可得到高性能的加氣 混凝土建筑材料。
【文檔編號】C04B28/14GK104058786SQ201410320653
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權日:2014年7月4日
【發(fā)明者】蹇守衛(wèi), 莫志勝, 馬保國, 李相國, 黃健, 譚洪波, 蔡禮雄, 張呂東 申請人:武漢理工大學