專利名稱：提高加氣混凝土制品中石英砂尾礦粉含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高加氣混凝土制品中石英砂尾礦粉含量的方法。
背景技術(shù)：
石英礦尾礦包 括石英礦石開采中的廢渣、加工過程中的尾砂和尾泥，其中尾砂占絕大多數(shù)，尾砂的主要成分是二氧化硅，雜質(zhì)主要是長石、粘土、云母、鐵礦物等；石英砂尾礦屬于礦業(yè)固體廢物，具有數(shù)量大、類型多、性質(zhì)復(fù)雜的特點。目前，石英砂尾礦除少量用于做水玻璃和陶瓷的原料外，大部分都沒有得到利用，在我國的利用率僅達7%，這些石英砂尾礦作為一種工業(yè)固廢物長期存放不但侵占土地，而且對環(huán)境造成嚴重污染，因此，石英砂尾礦的資源化，是當代經(jīng)濟與社會發(fā)展的重大課題，也是當代科學(xué)技術(shù)提出的一個新課題。由于石英礦尾礦含硅量高，因而可以應(yīng)用于建筑材料中，特別是在加氣混凝土制品中的應(yīng)用已得到了人們的重視。加氣混凝土是以含氧化硅的材料和石灰、水泥等含鈣的材料為主要原料，加入鋁粉或其他發(fā)氣劑發(fā)氣，經(jīng)濕熱加工制成的輕質(zhì)制品；它是一種新型的墻體建材，具有重量輕、保溫、隔音、抗震等優(yōu)良性能，被廣泛用于工業(yè)與民用建筑中，成為一種最為興盛的新型墻體材料。但是由于石英砂尾礦粉的活性低，使得石英砂尾礦在加氣混凝土制品中的含量比較低，其在混凝土制品中的質(zhì)量百分比最高達到65%，從而使得石英砂尾礦的使用率降低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種提高加氣混凝土制品中石英砂尾礦粉含量的方法，本發(fā)明提供的加氣混凝土制品中石英砂尾礦粉的含量較高。本發(fā)明提供了一種提高加氣混凝土制品中石英砂尾礦粉含量的方法，包括a、將石英砂尾礦粉熱激發(fā)；b、將經(jīng)過熱激發(fā)的石英砂尾礦粉用球磨機粉磨；C、將含鈣材料、激發(fā)劑、外加劑、發(fā)氣劑和粉磨后的石英砂尾礦粉混合反應(yīng)，得到加氣混凝土制品。優(yōu)選的，所述熱激發(fā)的溫度為45(T600°C ；所述熱激發(fā)的時間為25 40分鐘。優(yōu)選的，所述球磨機粉磨的時間為25 40分鐘。優(yōu)選的，所述含鈣材料為生石灰、水泥和石膏中的一種或幾種。優(yōu)選的，所述石英砂尾礦粉與含鈣材料的質(zhì)量比為(70^85 ):(15^36 )。優(yōu)選的,所述激發(fā)劑占所述石英砂尾礦粉和含I丐材料總量的O. 2wt°/T0. 5wt%。優(yōu)選的，所述激發(fā)劑由醇、脂肪酸鈉和水組成。優(yōu)選的，所述醇為二乙二醇、丙三醇、二聚丙三醇、三聚丙三醇和三乙醇胺中的一種或幾種。
優(yōu)選的，所述醇、脂肪酸鈉和水的質(zhì)量比為24 43 :1(Γ15 :40 50。優(yōu)選的，其特征在于，所述步驟c具體為將含鈣材料、激發(fā)劑、外加劑、發(fā)氣劑和粉磨后的石英砂尾礦粉混合，得到混合物；將混合物澆注入模，發(fā)氣養(yǎng)護2 3小時，得到加氣混凝土制品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過將石英砂尾礦粉進行熱激發(fā)，得到熱激發(fā)后的石英砂尾礦粉，所述熱激發(fā)后的石英砂尾礦粉中含有大量的活性氧化硅和氧化鋁，使得石英砂尾礦粉的活性增強；將熱激發(fā)后的石英砂尾礦粉經(jīng)球磨機粉磨，使得熱激發(fā)后的石英砂尾礦粉達到一定的細度，進而使得制得的混凝土制品的硬化速度和抗壓強度增強；在制備加氣混凝土制品的過程中，加入激發(fā)劑使得粉磨后的石英砂尾礦粉化學(xué)活性增強，實驗結(jié)果表明，本發(fā)明提供的加氣混凝土制品中石英砂尾礦粉的含量占加氣混凝土制品的質(zhì)量百分比高達80%，且該加氣混凝土制品的導(dǎo)熱系數(shù)為O. 082W/ (m · V )，抗壓強度在7天時為 O. 55MPa, 14 天時為 O. 67MPa, 28 天時為 O. 69MPa。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種提高加氣混凝土制品中石英砂尾礦粉含量的方法，包括a、將石英砂尾礦粉熱激發(fā)；b、將經(jīng)過熱激發(fā)的石英砂尾礦粉用球磨機粉磨；C、將含鈣材料、激發(fā)劑、外加劑、發(fā)氣劑和粉磨后的石英砂尾礦粉混合反應(yīng)，得到加氣混凝土制品。在本發(fā)明中，首先將石英砂尾礦粉熱激發(fā)，所述石英砂尾礦粉熱激發(fā)具體為先將石英砂尾礦粉在煅燒，煅燒完畢后進行冷卻，即得到熱激發(fā)后的石英砂尾礦粉；其中，煅燒是激發(fā)石英砂尾礦粉活性的一種有效手段，目的是利用高溫使石英砂尾礦微觀結(jié)構(gòu)中的各微粒產(chǎn)生劇烈的熱運動，脫去礦物中的結(jié)合水，使鈣、鎂、鐵等陽離子重新選擇填隙位置，從而使得石英砂尾礦粉中的硅氧四面體和鋁氧三角體不能聚合成長鏈，進而存在很多的斷裂點，形成熱力學(xué)不穩(wěn)定的硅氧四面體和鋁氧三角體，即熱激發(fā)后的石英砂尾礦中含有大量的活性氧化娃和氧化招。本發(fā)明所述煅燒的溫度優(yōu)選為45(T600°C，更優(yōu)選為50(T550°C ;所述煅燒的時間優(yōu)選為25 40分鐘，更優(yōu)選為30 35分鐘。按照本發(fā)明，將經(jīng)過熱激發(fā)的石英砂尾礦粉用球磨機粉磨；所述球磨機粉磨的時間優(yōu)選為25 40分鐘，更優(yōu)選為3(Γ35分鐘；本發(fā)明對所述粉磨的方法沒有特殊要求，可以為干磨或濕磨；所述粉磨的時間與所需石英砂尾礦粉的細度有關(guān)；其中，石英砂尾礦粉的細度對加氣混凝土坯體的硬化速度和強度都有很大的影響，因此，使石英砂尾礦粉具有合適的細度是非常重要的。按照本發(fā)明將含鈣材料、激發(fā)劑、外加劑、發(fā)氣劑和粉磨后的石英砂尾礦粉混合反應(yīng)，得到加氣混凝土制品；所述石英砂尾礦粉與含鈣材料的質(zhì)量比優(yōu)選為(7(Γ85)(15^36);更優(yōu)選為(75 80) :(2(Γ30);本發(fā)明所述激發(fā)劑優(yōu)選占所述石英砂尾礦粉和含鈣材料總量的O. 2wt% O. 5wt% ;本發(fā)明對所述發(fā)氣劑并沒有特殊的要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的發(fā)氣劑即可，如鋁粉、雙氧水等，優(yōu)選為鋁粉；本發(fā)明所述外加劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備加氣混凝土制品時必須添加的外加劑，其作用主要是用于提高加氣混凝體的性能，如可以為聚羧酸減水劑、硬脂酸鈣防水劑、脂肪醇磺酸鹽類引氣劑和有機硅消泡劑中的一種或幾種；本發(fā)明所述的外加劑占所述石英砂尾礦粉和含鈣材料總量的O. 24wt% O. 45wt % 在本發(fā)明中，可以先將含鈣材料和粉磨后的石英砂尾礦粉混合攪拌，得到混合物；本發(fā)明所述含鈣材料優(yōu)選為生石灰、水泥和石膏中的一種或幾種；更優(yōu)選為由生石灰、水泥和石膏組成；所述石英砂尾礦粉、生石灰、水泥和石膏的質(zhì)量比優(yōu)選為(7(Γ85) :(5 15)(8^17):(2^4);所述攪拌的目的是使含鈣材料和粉磨后的石英砂尾礦粉混合均勻。然后向得到的混合物中加入外加劑和激發(fā)劑，繼續(xù)攪拌，使其混合均勻；所述激發(fā)劑優(yōu)選由醇、脂肪酸鈉和水組成；所述醇、脂肪酸鈉和水的質(zhì)量比優(yōu)選為2Γ43 :1(Γ15 4(Γ50 ;所述醇優(yōu)選為二乙二醇、丙三醇、二聚丙三醇、三聚丙三醇和三乙醇胺中的一種或幾種，更優(yōu)選為由二乙二醇、丙三醇、二聚丙三醇、三聚丙三醇和三乙醇胺組成，所述二乙二醇、丙三醇、二聚丙三醇、三聚丙三醇、三乙醇胺、脂肪酸鈉和水的質(zhì)量比優(yōu)選為(3飛)(8 10): (8 10): (5 8): (5 10):( 10 15): (40-50);本發(fā)明所述激發(fā)劑是為了激發(fā)石英砂尾礦粉的活性；本發(fā)明所述的外加劑優(yōu)選為粉體聚羧酸減水劑、粉體硬脂酸鈣防水劑、粉體脂肪醇磺酸鹽類引氣劑和有機硅消泡劑的一種或幾種，更優(yōu)選為粉體聚羧酸減水劑、粉體硬脂酸鈣防水劑、粉體脂肪醇磺酸鹽類引氣劑和有機硅消泡劑的混合物，所述粉體聚羧酸減水劑、粉體硬脂酸鈣防水劑、粉體脂肪醇磺酸鹽類引氣劑和有機硅消泡劑分別占所述石英砂尾礦粉和含 丐材料總量的O. 15wt% O. 30wt %>0. 04wt% O. 07wt %>0. 04wt% O. 07wt%和 O. 01wt% 0· 04wt%向加入外加劑和激發(fā)劑的混合物中加入發(fā)氣劑，攪拌，反應(yīng)，得到加氣混凝土制品；本發(fā)明加入發(fā)氣劑的作用主要是使加氣混凝土產(chǎn)生氣孔，進而形成輕質(zhì)多孔結(jié)構(gòu)的加氣混凝土制品。為了得到性能較好且具有一定形狀的加氣混凝土制品，本發(fā)明還需將上述混合物反應(yīng)3(Γ120秒后，澆注入模，然后發(fā)氣養(yǎng)護2 3小時，得到加氣混凝土制品；本發(fā)明對所述混凝土制品的形狀沒有特殊要求，可以為長方體、正方體等任意形狀；本發(fā)明發(fā)氣養(yǎng)護優(yōu)選在恒溫干燥箱中進行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過將石英砂尾礦粉進行熱激發(fā)，得到熱激發(fā)后的石英砂尾礦粉，所述熱激發(fā)后的石英砂尾礦粉中含有大量的活性氧化硅和氧化鋁，使得石英砂尾礦粉的活性增強；將熱激發(fā)后的石英砂尾礦粉經(jīng)球磨機粉磨，使得熱激發(fā)后的石英砂尾礦粉達到一定的細度，進而使得制得的混凝土制品的硬化速度和抗壓強度增強；同時，在制備加氣混凝土制品的過程中，加入激發(fā)劑也使得粉磨后的石英砂尾礦粉化學(xué)活性增強。為了進一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的一種提高加氣混凝土制品中石英砂尾礦粉含量的方法進行描述。實施例1將石英砂尾礦熱激發(fā)，即將石英砂尾礦粉在500°C煅燒30分鐘，自然冷卻，將該石英砂尾礦粉用球磨機粉磨30分鐘，出機，然后將粉磨后的石英砂尾礦粉70kg、生石灰12kg、水泥15kg和石膏3kg注入攪拌機攪拌I分鐘，再加入粉體聚羧酸減水劑O. 25kg、粉體硬脂酸鈣防水劑O. 06kg、粉體脂肪醇磺酸鹽類引氣劑O. 06kg和有機硅消泡劑O. 03kg和由4%二乙二醇、9%丙三醇、9% 二聚丙三醇、6%三聚丙三醇、7%三乙醇胺(TEA)、12%脂肪酸鈉和53%水均勻混合的混合物O. 25kg,攪拌3分鐘，再加入O. Olkg的鋁粉，攪拌50秒，然后澆注入模，送入恒溫干燥箱發(fā)氣靜停養(yǎng)護2. 5h，得到加氣混凝土制品。對得到的加氣混凝土制品進行性能測試，結(jié)果參見表1，表I為本發(fā)明實施例及對比例制備的加氣混凝土制品的性能測試結(jié)果。實施例2將石英砂尾礦熱激發(fā)，即將石英砂尾礦粉在550°C煅燒30分鐘，自然冷卻，將該石英砂尾礦粉用球磨機粉磨30分鐘，出機，然后將粉磨后的石英砂尾礦粉75kg、生石灰10kg、水泥12kg和石膏3kg注入攪拌機攪拌I分鐘，再加入粉體聚羧酸減水劑O. 25kg、粉體硬脂酸鈣防水劑O. 06kg、粉體脂肪醇磺酸鹽類引氣劑O. 06kg和有機硅消泡劑O. 03kg和由4%二乙二醇、9%丙三醇、9% 二聚丙三醇、6%三聚丙三醇、7%三乙醇胺(TEA)、12%脂肪酸鈉和53% 水均勻混合的混合物O. 20kg,攪拌3分鐘，再加入O. Olkg的鋁粉，攪拌50秒，然后澆注入模，送入恒溫干燥箱發(fā)氣靜停養(yǎng)護2. 5h，得到加氣混凝土制品。對得到的加氣混凝土制品進行性能測試，結(jié)果參見表1，表I為本發(fā)明實施例及對比例制備的加氣混凝土制品的性能測試結(jié)果。實施例3將石英砂尾礦熱激發(fā)，即將石英砂尾礦粉在550°C煅燒40分鐘，自然冷卻，將該石英砂尾礦粉用球磨機粉磨30分鐘，出機，然后將粉磨后的石英砂尾礦粉75kg、生石灰10kg、水泥12kg和石膏3kg注入攪拌機攪拌I分鐘，再加入粉體聚羧酸減水劑O. 23kg、粉體硬脂酸鈣防水劑O. 05kg、粉體脂肪醇磺酸鹽類引氣劑O. 05kg和有機硅消泡劑O. 02kg和由4%二乙二醇、9%丙三醇、9% 二聚丙三醇、6%三聚丙三醇、7%三乙醇胺(TEA)、12%脂肪酸鈉和53%水均勻混合的混合物O. 30kg,攪拌3分鐘，再加入O. Olkg的鋁粉，攪拌50秒，然后澆注入模，送入恒溫干燥箱發(fā)氣靜停養(yǎng)護2. 5，得到加氣混凝土制品。對得到的加氣混凝土制品進行性能測試，結(jié)果參見表1，表I為本發(fā)明實施例及對比例制備的加氣混凝土制品的性能測試結(jié)果。實施例4將石英砂尾礦熱激發(fā)，即將石英砂尾礦粉在550°C煅燒30分鐘，自然冷卻，將該石英砂尾礦粉用球磨機粉磨30分鐘，出機，然后將粉磨后的石英砂尾礦粉80kg、生石灰7kg、水泥IOkg和石膏3kg注入攪拌機攪拌I分鐘，再加入粉體聚羧酸減水劑O. 23kg、粉體硬脂酸鈣防水劑O. 05kg、粉體脂肪醇磺酸鹽類引氣劑O. 05kg和有機硅消泡劑O. 02kg和由4%二乙二醇、9%丙三醇、9% 二聚丙三醇、6%三聚丙三醇、7%三乙醇胺(TEA)、12%脂肪酸鈉和53%水均勻混合的混合物O. 25kg,攪拌3分鐘，再加入O. Olkg的鋁粉，攪拌50秒，然后澆注入模，送入恒溫干燥箱發(fā)氣靜停養(yǎng)護2 3h，得到加氣混凝土制品。對得到的加氣混凝土制品進行性能測試，結(jié)果參見表1，表I為本發(fā)明實施例及對比例制備的加氣混凝土制品的性能測試結(jié)果。對比例I將石英砂尾礦粉65kg、生石灰16kg、水泥16kg和石膏3kg注入攪拌機攪拌I分鐘，再加入粉體聚羧酸減水劑O. 23kg、粉體硬脂酸鈣防水劑O. 05kg、粉體脂肪醇磺酸鹽類引氣劑O. 05kg和有機硅消泡劑O. 02kg和由4% 二乙二醇、9%丙三醇、9% 二聚丙三醇、6%三聚丙三醇、7%三乙醇胺(TEA)、12%脂肪酸鈉和53%水均勻混合的混合物O. 25kg，攪拌3分鐘，再加入O. Olkg的鋁粉，攪拌50秒，然后澆注入模，送入恒溫干燥箱發(fā)氣靜停養(yǎng)護2. 5h，得到加氣混凝土制品。對得到的加氣混凝土制品進行性能測試，結(jié)果參見表1，表I為本發(fā)明實施例及對比例制備的加氣混凝土制品的性能測試結(jié)果。表I本發(fā)明實施例及對比例制備的加氣混凝土制品的性能測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提供了一種提高加氣混凝土制品中石英砂尾礦粉含量的方法，包括 a、將石英砂尾礦粉熱激發(fā)； b、將經(jīng)過熱激發(fā)的石英砂尾礦粉用球磨機粉磨； C、將含鈣材料、激發(fā)劑、外加劑、發(fā)氣劑和粉磨后的石英砂尾礦粉混合反應(yīng)，得到加氣混凝土制品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱激發(fā)的溫度為45(T60(TC； 所述熱激發(fā)的時間為25 40分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述球磨機粉磨的時間為25 40分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含鈣材料為生石灰、水泥和石膏中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述石英砂尾礦粉與含鈣材料的質(zhì)量比為(70 85):(15 36)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述激發(fā)劑占所述石英砂尾礦粉和含鈣材料總量的O. 2wt% O. 5wt%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述激發(fā)劑由醇、脂肪酸鈉和水組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述醇為二乙二醇、丙三醇、二聚丙三醇、三聚丙三醇和三乙醇胺中的一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述醇、脂肪酸鈉和水的質(zhì)量比為2Γ4310 15 :40 50。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟c具體為 將含鈣材料、激發(fā)劑、外加劑、發(fā)氣劑和粉磨后的石英砂尾礦粉混合，得到混合物； 將混合物澆注入模，發(fā)氣養(yǎng)護2 3小時，得到加氣混凝土制品。
全文摘要
本發(fā)明通過將石英砂尾礦粉進行熱激發(fā)，得到熱激發(fā)后的石英砂尾礦粉，所述熱激發(fā)后的石英砂尾礦粉中含有大量的活性氧化硅和氧化鋁，使得石英砂尾礦粉的活性增強；將熱激發(fā)后的石英砂尾礦粉經(jīng)球磨機粉磨，使得熱激發(fā)后的石英砂尾礦粉達到一定的細度，進而使得制得的混凝土制品的硬化速度和抗壓強度增強；在制備加氣混凝土制品的過程中，加入激發(fā)劑使得粉磨后的石英砂尾礦粉化學(xué)活性增強；綜上所述，本發(fā)明通過對石英砂尾礦粉熱激發(fā)、粉磨和加入激發(fā)劑對石英砂尾礦粉進行活化，提高了石英砂尾礦粉在加氣混凝土制品中的含量。
文檔編號C04B38/02GK103011881SQ20121058311
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者朱孔贊, 朱化雨, 李成武, 夏宗艷, 馮恩娟, 張仲國, 趙洪義, 陳懷成, 閆圣娟, 宋南京, 傅秀新, 孟凡軍, 張秋艷, 殷俊峰 申請人:山東宏藝科技股份有限公司, 臨沂大學(xué)