一种高强加气混凝土砌块的制备方法

技术领域

本发明属于加气混凝土砌块技术领域，具体涉及一种高强加气混凝土砌块的制备方法。

背景技术

加气混凝土砌块是一种轻质、多孔，保温隔热，防火性能良好，可钉，可锯，可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料；

现有技术制备的加气混凝土砌块，气孔的大小不均匀，外观质量差，并且区域性的小气孔破裂，生成了较多的大气孔，在搬运、装卸过程中，沿着大气孔方向容易出现破损、断裂的情况，严重影响加气混凝土砌块的抗压性能，极大的降低了加气混凝土砌块的成品合格率；

而且由于加气混凝土砌块本身存在较多的空隙，潮湿环境下容易吸水，进而会损失一定强度，不适合多阴雨环境下的使用；

再者，现有技术制备的加气混凝土砌块，在高低温变化的环境中，其强度性能大幅度降低，影响使用性能。

因此，现有技术制备的加气混凝土砌块，存在以下技术问题：

1.气孔不均匀，抗压性能差；

2.吸水率偏高，吸水后强度损失较多；

3.在高低温变化的环境中，强度性能下降率高。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种高强加气混凝土砌块的制备方法，同时解决以下技术问题：

1.气孔不均匀，抗压性能差；

2.吸水率偏高，吸水后强度损失较多；

3.在高低温变化的环境中，强度性能下降率高。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

1.改性玄武岩粉

（1）一次改性

将玄武岩粉置于氢氧化钠溶液中浸泡1.1-1.3h，干燥后置于365-375℃下煅烧2.1-2.5h，煅烧结束后自然降低至室温，然后置于盐酸溶液中浸泡1.3-1.5h，干燥后置于550-570℃下煅烧1.6-2.0h，煅烧结束后，自然恢复至室温制得一次改性玄武岩粉；

所述玄武岩粉，粒径为110-130nm，SiO

所述氢氧化钠溶液的质量浓度为28-32%；

所述盐酸溶液的质量浓度为35-39%；

所述玄武岩粉与氢氧化钠溶液的质量比为1:5-7；

所述玄武岩粉与盐酸溶液的质量比为1:3-5；

（2）二次改性

将一次改性玄武岩粉与去离子水、聚乙二醇、液体石蜡、甘露醇混合，搅拌33-37min，搅拌转速为250-270rpm，搅拌结束后置于-27～-23℃下静置28-34min，然后以0.4-0.6℃/min的速率升高至100-108℃，干燥后降低至室温，加入氧化镁，再置于浸渍液中浸泡40-50min，浸泡温度为53-62℃，干燥后制得改性玄武岩粉；

所述一次改性玄武岩粉、去离子水、聚乙二醇、液体石蜡、甘露醇的质量比为11-13:70-90:5-7:4-6:2-4；

所述玄武岩粉与氧化镁、浸渍液的质量比为28-32:10-14:110-130；

所述浸渍液由去离子水、酒石酸、阿拉伯胶、氧化聚乙烯蜡、透明质酸、亚磷酸酯，所述去离子水、酒石酸、阿拉伯胶、氧化聚乙烯蜡、透明质酸、亚磷酸酯的质量比为80-90:2.0-2.2:2.6-2.8:3.3-3.6:1.4-1.7:1.0-1.3。

2.改性铝粉

（1）硅烷复合铝粉

将铝粉置于密闭容器中抽真空至真空度为0.08-0.12MPa，然后向密闭容器内充入氮气至压力为0.23-0.27MPa，升高温度至300-320℃，密闭处理16-24min，处理结束后，在0.1-0.3s内立即泄压，以1.1-1.3℃/min的速率降低至室温，制得密闭处理后的铝粉；将密闭处理后的铝粉与乙烯基三甲氧基硅烷、甲苯混合，搅拌1.2-1.6h，搅拌转速为450-490rpm，搅拌温度为63-68℃，搅拌结束进行洗涤、干燥制得硅烷复合铝粉；

所述密闭处理后的铝粉、乙烯基三甲氧基硅烷与甲苯的质量比为18-22:0.14-0.18：55-60；

（2）球磨处理

将硅烷复合铝粉与去离子水、十八烷基二甲基甜菜碱、海藻酸钠、处理剂混合，然后置于球磨机中进行球磨处理，球磨时间为45-50min，球磨温度为0.8-1.2℃，球磨转速为340-360rpm，球磨结束后，干燥制得改性铝粉；

所述硅烷复合铝粉、去离子水、十八烷基二甲基甜菜碱、海藻酸钠、处理剂的质量比为32-36:100-120:3-5:2-4:2.5-3.0；

所述处理剂的制备方法为，将硬脂酸镁、阿拉伯胶、大豆蛋白粉、植酸加入到去离子水中搅拌，搅拌温度为38-42℃，然后进行均质处理，均质时间为6-8min，均质压力为20-22MPa，均质处理结束后制得处理剂；

所述硬脂酸镁、阿拉伯胶、大豆蛋白粉、植酸与去离子水的质量比为3.2-3.6:2.3-2.7:1.5-2.0:0.8-1.2:65-71。

3.制备浆料

将去离子水与改性玄武岩粉、粉煤灰、水泥、矿渣混合均匀，然后加入改性铝粉、松香树脂搅拌，搅拌温度为35-40℃，搅拌转速为65-75rpm，搅拌时间为20-30min，搅拌结束后，加入羧甲基纤维素钠、三乙醇胺进行超声震荡处理，超声时间为18-22min，超声频率为34-37kHz，超声震荡结束后置于2.0-2.5℃下静置28-32min，静置结束后以0.1-0.3℃/min的速率升高至室温，制得浆料；

所述去离子水与改性玄武岩粉、粉煤灰、水泥、矿渣、改性铝粉、松香树脂、羧甲基纤维素钠、三乙醇胺的质量比为80-120:28-32:53-57:35-39:25-30:0.14-0.20:0.07-0.12:1.0-1.4:0.6-1.0。

4.养护

将浆料浇注在模具中成型，升温至58-62℃预养3.9-4.1h，脱模，切割，蒸压养护13-15h，蒸压温度为165-175℃，蒸压压强为1.8-2.2Mpa，冷却得到高强加气混凝土砌块。

与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：

1.本发明采用特定的方法对铝粉进行改性，可以保持铝粉的高度活性，使得铝粉颗粒能够更好的分散于水中，提高了铝粉的分散性能，其在发泡的过程中是以微小的气泡发出，避免了大气泡的产生，维持了较好的气泡稳定性，并且有效的控制了气泡的形成速度，从而降低了混凝土砌块的密度，保证了气孔均匀性，提高了抗压强度；其与特定的改性玄武岩粉相结合，提高了加气混凝土砌块的稳定性能，降低了吸水率，减小了在高温、低温以及吸水状态后的强度损失；

2.采用本发明的方法制得的高强加气混凝土砌块，干密度为577-583kg/m

3.采用本发明的方法制得的高强加气混凝土砌块，抗压强度为 13.2-13.5MPa，吸水率为8.0-8.3%，冻后质量平均值损失为0.8-1.1%（GB/T 11968-2020）；

4.采用本发明的方法制得的高强加气混凝土砌块，在含水率为15%的状态下，抗压强度为13.0-13.2MPa；在温度为50℃、湿度为70%的环境下静置30d，抗压强度为12.8-13.1MPa；在-40℃环境下静置30d，抗压强度为12.7-13.0MPa。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。

实施例1 一种高强加气混凝土砌块的制备方法

1.改性玄武岩粉

（1）一次改性

将玄武岩粉置于氢氧化钠溶液中浸泡1.2h，干燥后置于370℃下煅烧2.3h，煅烧结束后自然降低至室温，然后置于盐酸溶液中浸泡1.4h，干燥后置于560℃下煅烧1.8h，煅烧结束后，自然恢复至室温制得一次改性玄武岩粉；

所述玄武岩粉，粒径为120nm，SiO

所述氢氧化钠溶液的质量浓度为30%；

所述盐酸溶液的质量浓度为37%；

所述玄武岩粉与氢氧化钠溶液的质量比为1:6；

所述玄武岩粉与盐酸溶液的质量比为1:4；

（2）二次改性

将一次改性玄武岩粉与去离子水、聚乙二醇、液体石蜡、甘露醇混合，搅拌35min，搅拌转速为260rpm，搅拌结束后置于-25℃下静置30min，然后以0.5℃/min的速率升高至106℃，干燥后降低至室温，加入氧化镁，再置于浸渍液中浸泡45min，浸泡温度为58℃，干燥后制得改性玄武岩粉；

所述一次改性玄武岩粉、去离子水、聚乙二醇、液体石蜡、甘露醇的质量比为12:80:6:5:3；

所述玄武岩粉与氧化镁、浸渍液的质量比为30:12:120；

所述浸渍液由去离子水、酒石酸、阿拉伯胶、氧化聚乙烯蜡、透明质酸、亚磷酸酯，所述去离子水、酒石酸、阿拉伯胶、氧化聚乙烯蜡、透明质酸、亚磷酸酯的质量比为85:2.1:2.7:3.5:1.6:1.2。

2.改性铝粉

（1）硅烷复合铝粉

将铝粉置于密闭容器中抽真空至真空度为0.10MPa，然后向密闭容器内充入氮气至压力为0.25MPa，升高温度至310℃，密闭处理20min，处理结束后，在0.2s内立即泄压，以1.2℃/min的速率降低至室温，制得密闭处理后的铝粉；将密闭处理后的铝粉与乙烯基三甲氧基硅烷、甲苯混合，搅拌1.4h，搅拌转速为470rpm，搅拌温度为65℃，搅拌结束进行洗涤、干燥制得硅烷复合铝粉；

所述密闭处理后的铝粉、乙烯基三甲氧基硅烷与甲苯的质量比为20:0.16：57；

（2）球磨处理

将硅烷复合铝粉与去离子水、十八烷基二甲基甜菜碱、海藻酸钠、处理剂混合，然后置于球磨机中进行球磨处理，球磨时间为47min，球磨温度为1.0℃，球磨转速为350rpm，球磨结束后，干燥制得改性铝粉；

所述硅烷复合铝粉、去离子水、十八烷基二甲基甜菜碱、海藻酸钠、处理剂的质量比为34:110:4:3:2.8；

所述处理剂的制备方法为，将硬脂酸镁、阿拉伯胶、大豆蛋白粉、植酸加入到去离子水中搅拌，搅拌温度为40℃，然后进行均质处理，均质时间为7min，均质压力为21MPa，均质处理结束后制得处理剂；

所述硬脂酸镁、阿拉伯胶、大豆蛋白粉、植酸与去离子水的质量比为3.4:2.5:1.7:1.0:68。

3.制备浆料

将去离子水与改性玄武岩粉、粉煤灰、水泥、矿渣混合均匀，然后加入改性铝粉、松香树脂搅拌，搅拌温度为37℃，搅拌转速为70rpm，搅拌时间为25min，搅拌结束后，加入羧甲基纤维素钠、三乙醇胺进行超声震荡处理，超声时间为20min，超声频率为35kHz，超声震荡结束后置于2.3℃下静置30min，静置结束后以0.2℃/min的速率升高至室温，制得浆料；

所述去离子水与改性玄武岩粉、粉煤灰、水泥、矿渣、改性铝粉、松香树脂、羧甲基纤维素钠、三乙醇胺的质量比为90:30:55:37:27:0.18:0.1:1.2:0.8。

4.养护

将浆料浇注在模具中成型，升温至60℃预养4h，脱模，切割，蒸压养护14h，蒸压温度为170℃，蒸压压强为2Mpa，冷却得到高强加气混凝土砌块。

采用实施例1的方法制得的加气混凝土砌块，干密度为581kg/m

采用实施例1的方法制得的加气混凝土砌块，抗压强度为 13.5MPa，吸水率为8.0%，冻后质量平均值损失为0.8%（GB/T 11968-2020）；

采用实施例1的方法制得的加气混凝土砌块，在含水率为15%的状态下，抗压强度为13.3MPa；在温度为50℃、湿度为70%的环境下静置30d，抗压强度为13.1MPa；在-40℃环境下静置30d，抗压强度为13.0MPa。

实施例2 一种高强加气混凝土砌块的制备方法

1.改性玄武岩粉

（1）一次改性

将玄武岩粉置于氢氧化钠溶液中浸泡1.1h，干燥后置于365℃下煅烧2.5h，煅烧结束后自然降低至室温，然后置于盐酸溶液中浸泡1.3h，干燥后置于550℃下煅烧2.0h，煅烧结束后，自然恢复至室温制得一次改性玄武岩粉；

所述玄武岩粉，粒径为110nm，SiO

所述氢氧化钠溶液的质量浓度为28%；

所述盐酸溶液的质量浓度为35%；

所述玄武岩粉与氢氧化钠溶液的质量比为1:5；

所述玄武岩粉与盐酸溶液的质量比为1:3；

（2）二次改性

将一次改性玄武岩粉与去离子水、聚乙二醇、液体石蜡、甘露醇混合，搅拌33min，搅拌转速为250rpm，搅拌结束后置于-27℃下静置28min，然后以0.4℃/min的速率升高至100℃，干燥后降低至室温，加入氧化镁，再置于浸渍液中浸泡40min，浸泡温度为53℃，干燥后制得改性玄武岩粉；

所述一次改性玄武岩粉、去离子水、聚乙二醇、液体石蜡、甘露醇的质量比为11:70:5:4:2；

所述玄武岩粉与氧化镁、浸渍液的质量比为28:10:110；

所述浸渍液由去离子水、酒石酸、阿拉伯胶、氧化聚乙烯蜡、透明质酸、亚磷酸酯，所述去离子水、酒石酸、阿拉伯胶、氧化聚乙烯蜡、透明质酸、亚磷酸酯的质量比为80:2.0:2.6:3.3:1.4:1.0。

2.改性铝粉

（1）硅烷复合铝粉

将铝粉置于密闭容器中抽真空至真空度为0.08MPa，然后向密闭容器内充入氮气至压力为0.23MPa，升高温度至300℃，密闭处理24min，处理结束后，在0.1s内立即泄压，以1.1℃/min的速率降低至室温，制得密闭处理后的铝粉；将密闭处理后的铝粉与乙烯基三甲氧基硅烷、甲苯混合，搅拌1.2h，搅拌转速为450rpm，搅拌温度为63℃，搅拌结束进行洗涤、干燥制得硅烷复合铝粉；

所述密闭处理后的铝粉、乙烯基三甲氧基硅烷与甲苯的质量比为18:0.14：55；

（2）球磨处理

将硅烷复合铝粉与去离子水、十八烷基二甲基甜菜碱、海藻酸钠、处理剂混合，然后置于球磨机中进行球磨处理，球磨时间为45min，球磨温度为0.8℃，球磨转速为360rpm，球磨结束后，干燥制得改性铝粉；

所述硅烷复合铝粉、去离子水、十八烷基二甲基甜菜碱、海藻酸钠、处理剂的质量比为32:100:3:2:2.5；

所述处理剂的制备方法为，将硬脂酸镁、阿拉伯胶、大豆蛋白粉、植酸加入到去离子水中搅拌，搅拌温度为38℃，然后进行均质处理，均质时间为8min，均质压力为20MPa，均质处理结束后制得处理剂；

所述硬脂酸镁、阿拉伯胶、大豆蛋白粉、植酸与去离子水的质量比为3.2:2.3:1.5:0.8:65。

3.制备浆料

将去离子水与改性玄武岩粉、粉煤灰、水泥、矿渣混合均匀，然后加入改性铝粉、松香树脂搅拌，搅拌温度为35℃，搅拌转速为65rpm，搅拌时间为30min，搅拌结束后，加入羧甲基纤维素钠、三乙醇胺进行超声震荡处理，超声时间为18min，超声频率为37kHz，超声震荡结束后置于2.0℃下静置28min，静置结束后以0.1℃/min的速率升高至室温，制得浆料；

所述去离子水与改性玄武岩粉、粉煤灰、水泥、矿渣、改性铝粉、松香树脂、羧甲基纤维素钠、三乙醇胺的质量比为80:28:53:35:25:0.14:0.07:1.0:0.6。

4.养护

将浆料浇注在模具中成型，升温至58℃预养3.9h，脱模，切割，蒸压养护13h，蒸压温度为165℃，蒸压压强为1.8Mpa，冷却得到高强加气混凝土砌块。

采用实施例2的方法制得的加气混凝土砌块，干密度为577kg/m

采用实施例2的方法制得的加气混凝土砌块，抗压强度为 13.2MPa，吸水率为8.3%，冻后质量平均值损失为1.1%（GB/T 11968-2020）；

采用实施例2的方法制得的加气混凝土砌块，在含水率为15%的状态下，抗压强度为13.0MPa；在温度为50℃、湿度为70%的环境下静置30d，抗压强度为12.8MPa；在-40℃环境下静置30d，抗压强度为12.7MPa。

实施例3 一种高强加气混凝土砌块的制备方法

1.改性玄武岩粉

（1）一次改性

将玄武岩粉置于氢氧化钠溶液中浸泡1.3h，干燥后置于375℃下煅烧2.1h，煅烧结束后自然降低至室温，然后置于盐酸溶液中浸泡1.35h，干燥后置于570℃下煅烧1.6h，煅烧结束后，自然恢复至室温制得一次改性玄武岩粉；

所述玄武岩粉，粒径为130nm，SiO

所述氢氧化钠溶液的质量浓度为32%；

所述盐酸溶液的质量浓度为39%；

所述玄武岩粉与氢氧化钠溶液的质量比为1:7；

所述玄武岩粉与盐酸溶液的质量比为1:5；

（2）二次改性

将一次改性玄武岩粉与去离子水、聚乙二醇、液体石蜡、甘露醇混合，搅拌37min，搅拌转速为270rpm，搅拌结束后置于-23℃下静置34min，然后以0.6℃/min的速率升高至108℃，干燥后降低至室温，加入氧化镁，再置于浸渍液中浸泡50min，浸泡温度为62℃，干燥后制得改性玄武岩粉；

所述一次改性玄武岩粉、去离子水、聚乙二醇、液体石蜡、甘露醇的质量比为13:90:7:6:4；

所述玄武岩粉与氧化镁、浸渍液的质量比为32:14:130；

所述浸渍液由去离子水、酒石酸、阿拉伯胶、氧化聚乙烯蜡、透明质酸、亚磷酸酯，所述去离子水、酒石酸、阿拉伯胶、氧化聚乙烯蜡、透明质酸、亚磷酸酯的质量比为90:2.2:2.8:3.6:1.7:1.3。

2.改性铝粉

（1）硅烷复合铝粉

将铝粉置于密闭容器中抽真空至真空度为0.12MPa，然后向密闭容器内充入氮气至压力为0.27MPa，升高温度至320℃，密闭处理16min，处理结束后，在0.3s内立即泄压，以1.3℃/min的速率降低至室温，制得密闭处理后的铝粉；将密闭处理后的铝粉与乙烯基三甲氧基硅烷、甲苯混合，搅拌1.6h，搅拌转速为490rpm，搅拌温度为68℃，搅拌结束进行洗涤、干燥制得硅烷复合铝粉；

所述密闭处理后的铝粉、乙烯基三甲氧基硅烷与甲苯的质量比为22:0.18：60；

（2）球磨处理

将硅烷复合铝粉与去离子水、十八烷基二甲基甜菜碱、海藻酸钠、处理剂混合，然后置于球磨机中进行球磨处理，球磨时间为50min，球磨温度为1.2℃，球磨转速为340rpm，球磨结束后，干燥制得改性铝粉；

所述硅烷复合铝粉、去离子水、十八烷基二甲基甜菜碱、海藻酸钠、处理剂的质量比为36:120:5:4:3.0；

所述处理剂的制备方法为，将硬脂酸镁、阿拉伯胶、大豆蛋白粉、植酸加入到去离子水中搅拌，搅拌温度为42℃，然后进行均质处理，均质时间为6min，均质压力为220MPa，均质处理结束后制得处理剂；

所述硬脂酸镁、阿拉伯胶、大豆蛋白粉、植酸与去离子水的质量比为3.6:2.7:2.0:1.2:71。

3.制备浆料

将去离子水与改性玄武岩粉、粉煤灰、水泥、矿渣混合均匀，然后加入改性铝粉、松香树脂搅拌，搅拌温度为40℃，搅拌转速为75rpm，搅拌时间为20min，搅拌结束后，加入羧甲基纤维素钠、三乙醇胺进行超声震荡处理，超声时间为22min，超声频率为34kHz，超声震荡结束后置于2.5℃下静置32min，静置结束后以0.3℃/min的速率升高至室温，制得浆料；

所述去离子水与改性玄武岩粉、粉煤灰、水泥、矿渣、改性铝粉、松香树脂、羧甲基纤维素钠、三乙醇胺的质量比为120:32:57:39:30:0.20:0.12:1.4:1.0。

4.养护

将浆料浇注在模具中成型，升温至62℃预养4.1h，脱模，切割，蒸压养护15h，蒸压温度为175℃，蒸压压强为2.2Mpa，冷却得到高强加气混凝土砌块。

采用实施例3的方法制得的加气混凝土砌块，干密度为583kg/m

采用实施例3的方法制得的加气混凝土砌块，抗压强度为 13.4MPa，吸水率为8.1%，冻后质量平均值损失为1.0%（GB/T 11968-2020）；

采用实施例3的方法制得的加气混凝土砌块，在含水率为15%的状态下，抗压强度为13.2MPa；在温度为50℃、湿度为70%的环境下静置30d，抗压强度为13.0MPa；在-40℃环境下静置30d，抗压强度为12.8MPa。

对比例1

在对比例1的基础上，改变之处为，省略对玄武岩粉的改性步骤，直接采用未经任何处理的玄武岩粉，其余操作均相同。

采用对比例1的方法制得的加气混凝土砌块，干密度为604kg/m

采用对比例1的方法制得的加气混凝土砌块，抗压强度为 7.4MPa，吸水率为15.0%，冻后质量平均值损失为2.4%（GB/T 11968-2020）；

采用对比例1的方法制得的加气混凝土砌块，在含水率为15%的状态下，抗压强度为4.0MPa；在温度为50℃、湿度为70%的环境下静置30d，抗压强度为3.7MPa；在-40℃环境下静置30d，抗压强度为3.2MPa。

对比例2

在实施例1的基础上，改变之处为，省略对铝粉的改性步骤，直接采用未经任何处理的铝粉，其余操作均相同。

采用对比例2的方法制得的加气混凝土砌块，干密度为596kg/m

采用对比例2的方法制得的加气混凝土砌块，抗压强度为 7.0MPa，吸水率为16.7%，冻后质量平均值损失为2.7%（GB/T 11968-2020）；

采用对比例2的方法制得的加气混凝土砌块，在含水率为15%的状态下，抗压强度为3.6MPa；在温度为50℃、湿度为70%的环境下静置30d，抗压强度为3.1MPa；在-40℃环境下静置30d，抗压强度为3.0MPa。

除非特殊说明，本发明所述的比例均为质量比例，所述的百分数，均为质量百分数。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。