一種紅砂巖加氣混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種紅砂巖加氣混凝±及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會的發(fā)展，全球資源匿乏狀況日益嚴峻，建筑能耗大幅飄升，建筑節(jié)能的重 要性日益凸顯，建筑物的外圍護結(jié)構(gòu)是其主要的組成部分，其熱散失率幾乎占到了建筑物 總能耗的=成，新型節(jié)能墻體材料的研發(fā)與推廣使用獲得了很好的機遇和發(fā)展空間。
[0003] 加氣混凝±是一種具有多孔結(jié)構(gòu)的人造材料，具有質(zhì)輕、保溫、隔音、抗震防火等 優(yōu)點，是一種節(jié)±、利廢、節(jié)能的墻體材料。加氣混凝±在我國已有了40多年的發(fā)展歷史， 據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全國已建成生產(chǎn)企業(yè)約600家總生產(chǎn)能力超過5000萬立方米，已成為 一種主要的墻體材料。目前制備加氣混凝±采用的原材料有水泥-石灰-砂、水泥-石 灰-粉煤灰兩種。河砂和粉煤灰是生產(chǎn)砂加氣混凝±主要的娃質(zhì)原材料，而可用河砂石的 儲量不斷減少，未來幾十年內(nèi)甚至可能面臨到資源嚴重缺乏的問題，部分地區(qū)已經(jīng)出臺法 律禁止開采河砂；粉煤灰逐漸成為一種緊俏的資源，可用作加氣混凝±原材料的粉煤灰日 益減少，且粉煤灰加氣混凝±耐候性和體積穩(wěn)定性不佳。尋找儲量充分、價格低廉的新型原 材料顯得十分重要。
[0004] 紅砂巖是由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖、泥質(zhì)或頁巖等沉積類巖石崩解形成，因富含鐵 的氧化物而呈紅色、深紅色或褐色。大部分紅砂巖娃含量達7〇%W上，鐵含量達1%W上， 主要W石英、長石和赤鐵礦該幾種礦物形式存在。其中娃含量和侶含量較高，在蒸壓條件和 堿環(huán)境下能與巧質(zhì)材料發(fā)生反應(yīng)。若將其作為娃質(zhì)材料應(yīng)用到娃酸鹽體系中，在合適的溫 度壓力下由水熱合成反應(yīng)形成的娃酸鹽混凝±制品。然而紅砂巖中石英含量較河砂低，長 石等物相水化反應(yīng)活性不高，存在含量較高的鐵氧化物，且顆粒粒度不良，導致直接按照傳 統(tǒng)制備方法用紅砂巖代替河砂應(yīng)用到加氣混凝±中，會導致加氣混凝±容重偏大、強度偏 低，不能達到相關(guān)國家標準要求。目前有研究者利用含粘±砂巖生產(chǎn)加氣混凝±，紅砂巖與 "含粘±砂巖"在成分有明顯差異，相同成分的結(jié)晶程度也存在較大差別，前述研究中的方 法并不適用于制備紅砂巖加氣混凝±。
[0005] 紅砂巖廣泛分布于我國湖北、湖南等地區(qū)，僅湖南地區(qū)分布達4萬多km3,目前對 紅砂巖的開發(fā)利用率處于較低的水平，在道路工程領(lǐng)域中，當技術(shù)條件達不到應(yīng)用紅砂巖 作路基填料要求時，需進行遠運丟棄和尋地堆放，不僅會造成工程造價高昂，還可能污染環(huán) 境。另有研究利用紅砂巖在高溫下發(fā)生固相反應(yīng)，生產(chǎn)高溫燒結(jié)磚或陶瓷材料等，該類產(chǎn)品 能耗巨大，排放污染環(huán)境，而且市場占有率低?？梢姡壳皩t砂巖的利用率處于較低的水 平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種紅砂巖加氣混凝±及其制備方法，利用紅砂巖代替河 砂，制備出加氣混凝±;提高了紅砂巖利用率，保護河砂資源，緩解了河砂資源緊缺的問題。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[000引一種紅砂巖加氣混凝±，其特征在于它由干物料和水制備而成；水料（干物料）比 0. 50 ~0. 64 ;
[0009] 所述的干物料包括水泥、紅砂巖、生石灰、石膏、偏高嶺±、賠燒水滑石、侶粉膏、水 玻璃和改性劑，干物料中各原料所占質(zhì)量百分數(shù)分別為：水泥8%~15%，紅砂巖50%~ 75%，生石灰10%~20%，石膏1 %~5%，偏高嶺±0. 5%~3%，賠燒水滑石0%~3%， 侶粉膏0. 02 %~0. 15 %，水玻璃0. 2 %~5 %，改性劑0. 05 %~2 %，干物料中各原料所占 質(zhì)量百分數(shù)之和為100% ;所述的水玻璃W固體含量計算（計算權(quán)重），水料比中的水包括 水玻璃中含的水。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，賠燒水滑石所占質(zhì)量百分數(shù)最佳為；1. 0%~1. 7%。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述的紅砂巖中Si化含量為80wt%~92wt%，A1 2〇3含量 為7wt%~15wt%，鐵含量為Iwt%~5wt% ;將紅砂巖磨細至0. 08mm篩篩余8~16 %，按 "平鋪直取"進行均化處理，即相互平行、上下重疊和相同厚度堆放料層，得紅砂巖粉，取料 時，在垂直于料層的方向，盡可能同時切取所有料層，依次切取。
[0012] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述的偏高嶺±由水洗高嶺±在400~950°C下賠燒化 后快速冷卻后經(jīng)分散制備而得，Si〇2與A12〇3含量之和為85wt%~lOOwt%，比表面積為 8000 ~12000m2/kg。
[0013] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述的賠燒水滑石為水滑石在300°C~750°C的溫度下賠 燒0. 5~化后快速冷卻制得，賠燒水滑石中的Al2〇3與MgO含量之和為50wt%~75wt%， 顆粒的質(zhì)量平均粒徑為2~15ym。
[0014] 本發(fā)明技術(shù)方案中，所述的水玻璃模數(shù)在1. 0~1. 6之間；所述的水泥為P? 0 42. 5水泥，所述生石灰活性CaO含量大于65wt%，所述石膏為天然二水石膏或磯石膏。
[0015] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述的改性劑由烷基橫酸鋼和娃烷基粉末組成，其質(zhì)量比 為0. 5~1，質(zhì)量平均粒徑在200ym~400ym之間，其中娃烷基粉末活性成分大于20wt%。
[0016] 上述的一種紅砂巖加氣混凝±的制備方法，其特征在于包括W下制備步驟：
[0017] 1)原材料的選?。喊锤晌锪现懈髟纤假|(zhì)量百分數(shù)分別為冰泥8%~15%，紅 砂巖50%~75%，生石灰10%~20%，石膏1 %~5%，偏高嶺±0. 5%~3%，賠燒水滑石 0%~3%，侶粉膏0. 02%~0. 15%，水玻璃0. 2%~5%，改性劑0. 05%~2%，干物料中各 原料所占質(zhì)量百分數(shù)之和為100% ;所述的水玻璃W固體含量計算（權(quán)重），水料比中的水 包括水玻璃中含的水；選取干物料各原料；
[0018] 按水料（干物料）比0. 50~0. 64,選取干物料和水，備用；
[0019] 2)料漿的制備；按生石灰、水泥、石膏、偏高嶺±、賠燒水滑石的順序投料混合 80s~60s，再將紅砂巖投入后混合30~60s，得到混合料；然后將改性劑和水玻璃溶解在 水中，一并加入混合料中攬拌30s~90s，置于46°C~53°C環(huán)境中至漿料溫度達到46°CW 上，再加入侶粉膏，繼續(xù)攬拌30s~90s，得到漿料；
[0020] 3)將漿料誘注，然后進行靜停初養(yǎng)，靜停初養(yǎng)（靜養(yǎng)）溫度為46°C~53°C，靜停初 養(yǎng)（靜養(yǎng)）時間1~3h;
[0021] 4)靜養(yǎng)完畢后，脫模切割，然后送入蒸壓蓋中蒸壓養(yǎng)護，蒸汽壓力為0.8~ 1. 8MPa，溫度170°C~207°C，升溫時間1~化，恒溫時間4~她，降溫時間2. 5~3. 5h，養(yǎng) 護后出蓋，得紅砂巖加氣混凝±。
[0022] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0023] 1)本發(fā)明用紅砂巖替代河砂制備加氣混凝±，紅砂巖儲量充分，價格低廉，緩解了 河砂資源匿乏的問題。本發(fā)明提高了紅砂巖的開發(fā)利用水平，解決了傳統(tǒng)道路工程中遇到 紅砂巖時，遠運丟棄的和尋地堆放造成的環(huán)境污染和資源浪費的問題。本發(fā)明提高了紅砂 巖利用率，保護河砂資源，緩解了河砂資源緊缺的問題。
[0024] 2)本發(fā)明利用相對石英砂娃含量和活性都較低的紅砂巖生產(chǎn)出了性能優(yōu)異的加 氣混凝±，可達到GB11968-2006中的A3. 5B06和A2. 5B05等級別的強度和干密度要求（本 發(fā)明符合相關(guān)的國家標準）。
[0025] 本發(fā)明通過控制原材料體系中活性成分的化-Si-Al比例、蒸壓養(yǎng)護制度調(diào)整水 化產(chǎn)物生成數(shù)量、水化產(chǎn)物的堿度和結(jié)晶度，W達到促進托貝莫來石和穩(wěn)定的單堿型水化 娃酸巧等水化產(chǎn)物含量增加的目的，為加氣混凝±提供強度；同時紅砂巖中的侶相成分和 偏高嶺±在蒸養(yǎng)條件下與Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)生成了 〇44恥八34&八245&、(：甜等產(chǎn)物，也為紅 砂巖加氣混凝±強度發(fā)展作出貢獻。通過合適的水料比、紅砂巖粒度、改性劑、靜養(yǎng)溫度和 時間控制紅砂巖加氣混凝±干密度。
[0026] 3)本發(fā)明通過加入水玻璃提高紅砂巖的反應(yīng)活性。有研究表明水化反應(yīng)過程是原 材料在堿性溶液中娃氧鍵和侶氧鍵等發(fā)生斷裂、溶解，然后又發(fā)生聚合反應(yīng)，提高溶液堿度 有利于溶解過程。水玻璃顯著提高溶液環(huán)境的抑值，使紅砂巖表面娃氧鍵和侶氧鍵斷裂變 得更加容易，溶解出[Si04]4^\ [4104]5^^與溶液中的化"發(fā)生反應(yīng)，從而提高紅砂巖的水化 反應(yīng)活性。
[0027] 4)本發(fā)明提高紅砂巖加氣混凝±的劈裂強度和抗折強度。我國部分地方標準中已 將加氣混凝±劈壓比作為嚴格控制的指標。如2)中所述偏高嶺±和紅砂巖中的侶相成分 在水玻璃和化(0H)2提供的堿環(huán)境下發(fā)生火山灰反應(yīng)，其反應(yīng)速度較水泥慢，稱為"二次水 化反應(yīng)"。未參與水化反應(yīng)的紅砂巖在加氣混凝±中充當骨料，骨料與水化產(chǎn)物之間的結(jié)合 過渡區(qū)是加氣混凝±中的強度薄弱環(huán)節(jié)，"二次水化反應(yīng)"能改善結(jié)合過渡區(qū)，增強水化產(chǎn) 物與骨料之間的黏附力，從而提高抗折