專利名稱：粉煤灰海砂石海水建材制品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于建筑材料技術領域。
目前隨著經濟的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對住房的需求也日益擴大。例如，在中國住宅建筑將成為新的經濟增長點，每年新建住宅建筑近10億平方米，僅墻體材料就需要近10億噸。至1998年全國的建筑墻體材料84％仍是粘土磚，這與地少人多、限制取土燒磚的基本國策形成尖銳矛盾，特別發(fā)展快的沿海城市，建造速度十分迅速，又缺少粗骨料石子和細骨料山砂；另一方面，每年排出大量工業(yè)廢料粉煤灰，堆積成山，造成嚴重的環(huán)境污染。
本發(fā)明的目的是為克服已有技術的不足之處，打破傳統(tǒng)偏見，提出利用工業(yè)廢料和豐富的海砂石及海水共同生產出一種粉煤灰海砂石海水建材制品，使其不但可采用沿海城市的海砂石、海水取之不盡的地方資源，而且利用工業(yè)廢料取代了寶貴的粘土，具有廣泛的應用前景。
本發(fā)明提出一種粉煤灰海砂石海水建材制品，其特征在于以工業(yè)廢料粉煤灰、海砂石、海水、少量膠凝材料組分和增強劑為主要成分，制成的塊狀建材制品。
本發(fā)明所說的工業(yè)廢料粉煤灰可采用符合行標GBJ 146-90《粉煤灰混凝土應用技術規(guī)程》中規(guī)定的1級粉煤灰、2級粉煤灰、3級粉煤灰或乃至3級以外的粉煤灰。
所說的海砂石可用沿海海岸的粗砂、中砂或細砂，其中含有一定量的石子，含泥量在8％以內。
所說的海水，可用近海海水，Cl-含量(0.1萬～2萬)mg/l、硫酸鹽含量(0～2000mg)/l，或及含其它酸堿鹽介質的海水。
所說的塊狀建材制品尺寸可為符合建筑塊材模數的長、寬、高三維尺寸，即(390～600)×(90～300)×(190～300)mm；空心率0～60％；抗壓強度既可以做出非承重的2.0～5.0MPa；也能夠生產出承重用的7.5～30MPa。
所說的膠凝材料，可采用硅酸鹽類水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥，或石灰，石膏等。
所說的增強劑，可采用能夠促進粉煤灰、海砂石、海水及膠凝材料等組成早期強度，并保證原期強度和耐久性的的添加劑及其復合型。
除所說的海砂石之外，還可以含有尺寸不超過15mm的鐵礦砂、碎石渣、高爐礦渣、小豆石等多種小顆粒的填充材料。
所說的上述各種材料的粉料用量為粉煤灰占10～70％，海砂石占5～80％，小顆粒填充材料占0～70％，膠凝材料占3～30％，增強劑占0～3％。所說的海砂石中的海砂可占5～40％。
本發(fā)明所用主要材料詳細說明如下對于濕排粉煤灰或干排粉煤灰的質量要求不高，這是因為二者差別主要在于含水量的不同；粉煤灰的等級關系不大，1級、2級、3級乃至3級之外的等外品，只要含碳量不宜超過15％，最好不超過12％，因為等級差別可以通過預均化和不同水泥膠結料和增強劑種類和摻量來解決；預均化使粉煤灰成分波動在一定范圍之內即可，切忌某種成分忽高忽低，等級變化無常。
對于海砂石的顆粒要求必須通過一定細度的篩孔(因其中難免夾雜石子，篩孔尺寸視塊狀制品的三維尺寸而定，一般應通過10～15mm篩，保證顆粒直徑不超過制品最小尺寸的1/2)；對砂石中所含海鹽的種類和數量無特殊要求，含泥量對砌塊質量有顯著影響，一般不宜超過5％，最多不得超過8％。實際上應用的海砂石是砂石混合料，過10mm篩的特細砂、細砂、中砂和粗砂以及特粗砂，其細度模數0.70～3.90之間。加入海砂石的粉煤灰塊狀建材制品，與未加入的相比，收縮率明顯減小，當加入量為40％時(粉煤灰由75％降至35％，干縮率由0.80mm/m減小至0.62mm/m，對解決大摻量粉煤灰制品的干縮起重要作用。
海水中的cl-含量在2萬mg/l以內，而近海cl-僅2880mg/l，即cl-濃度僅0.288％，而加水量一般不超過膠結料的20％，即折合Nacl僅為膠結料的0.12％，遠低于混凝土2％的常用范圍，硫酸根離子等電解質含量更少，不會對制品造成腐蝕。海水中所含的少量Cl-和SO4-2等，都是粉煤灰膠結料的早強劑，對強度起促進作用。
采取針對各種原材料情況，采用不同的增強劑。增強劑主要是水泥混凝土專用的A型和B型早強劑，以及其不同比例組成的復合劑。
對于所用膠凝材料，可以是325#水泥、425#水泥、525#水泥，水泥為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥或鐵鋁酸鹽水泥等，可以是石灰、石膏等。
本發(fā)明的突出貢獻是打破了傳統(tǒng)偏見人們通常認為海砂石是含有海洋中所含有的酸堿鹽等雜質，會腐蝕建筑材料，在建材教科書和有關專業(yè)書籍中特別講到防止海水腐蝕等內容，而未對其進行具體全面的分析。實際上海水和海砂石中所含的鹽分主要是Cl-和硫酸根離子，以及堿金屬和堿土金屬的離子，它們通常又是硅酸鹽水泥等膠凝材料的強度促進劑，特別在粉煤灰等低堿度條件下；而一定量的Cl-對金屬的腐蝕；過量的硫酸根和金屬Na+、K+會對混凝土酸性骨料產生堿滑料反應，而造成腐蝕是人所共知的，注意Cl-不要與易腐蝕的鋼筋等金屬材料接觸就可以了；通過對沿海海水中Cl-含量的分析，折合膠凝材料含量一般僅為0.1％左右，最多不過0.3％，而海砂石中的Cl-則更少了，不會構成對金屬的腐蝕。而本發(fā)明中的Na+、K+含量很低，不足萬分之一，遠低于發(fā)生堿骨料反應的臨界值。因此，利用工業(yè)廢料粉煤灰和海砂石及海水為主要成分，生產新型塊狀建材制品，是一件十分方便和有意義的事情。可在環(huán)境和經濟方面均取得顯著效益。
通過對沿海城市的多種粉煤灰、海砂石及海水進行全面分析和反復實驗，證明利用電廠的干排或濕排粉煤灰為主要原料(60～85％)，加入適量的海砂石、海水(及鐵礦渣和碎石屑等廢料)，以少量膠結料和優(yōu)質增強劑進行系統(tǒng)試驗研究，得到既能生產出抗壓強度2.5～5.0MPa的非承重空心或實心砌塊，也能生產出抗壓強度7.5～30.0MPa的承重空心砌塊，性能達到GB-8239-1997國家標準。
實施例1粉煤灰85％，425#普通硅酸鹽水泥14％，增強劑1％，海水攪拌，制成實心砌塊，自然養(yǎng)護28天，抗壓強度7.8MPa。而空心砌塊，容重998kg/m3，抗壓強度3.8MPa。干燥收縮值0.87mm/m。
實施例2粉煤灰65％，海砂石10％，425#普硅水泥24.5％，增強劑0.5％，海水攪拌，制成實心砌塊，自然養(yǎng)護28天，抗壓強度10.0MPa；而空心砌塊，容重1136kg/m3，抗壓強度4.8MPa。干燥收縮值0.69mm/m。
實施例3粉煤灰45％，海砂石35％，豆石10％，425#普硅水泥9.5％，增強劑0.5％，海水攪拌，制成實心砌塊，自然養(yǎng)護28天，抗壓強度14.5MPa；而空心砌塊，容重1270kg/m3，抗壓強度7.8MPa。干燥收縮值0.56mm/m。
實施例4粉煤灰30％，海砂石40％，豆石20％，425#普硅水泥9.5％，增強劑0.5％，海水攪拌，制成實心砌塊自然養(yǎng)護28天，抗壓強度19.2MPa；而空心砌塊，容重1305kg/m3，抗壓強度10.5MPa，干燥收縮值0.43mm/m。
實施例5粉煤灰15％，海砂石25％，豆石55％，425#普硅水泥4.5％，增強劑0.5％，海水攪拌，制成實心砌塊，自然養(yǎng)護28天，抗壓強度17.5MPa；而空心砌塊，容重1418kg/m3，抗壓強度8.6MPa。干燥收縮值0.41mm/m。
實施例6粉煤灰10％，海砂石20％，豆石52％，425#普硅水泥18.0％，海水攪拌，制成實心砌塊，自然養(yǎng)護28天，抗壓強度30.5MPa；而空心砌塊，容重1458kg/m3，抗壓強度15.2MPa。干燥收縮值0.34mm/m。
實施例7粉煤灰50％，海砂石30％，425#普硅水泥4.5％，石灰10％，石膏5％，增強劑0.5％，海水攪拌，制成實心砌塊，自然養(yǎng)護28天，抗壓強度9.6MPa；而空心砌塊，容重1136kg/m3，抗壓強度4.8MPa。干燥收縮值0.69mm/m。
權利要求
1.一種粉煤灰海砂石海水建材制品，其特征在于以工業(yè)廢料粉煤灰、海砂石、海水、少量膠凝材料組分和增強劑為主要成分，制成的塊狀建材制品。
2.如權利要求1所說的建材制品，其特征在于，所說的工業(yè)廢料粉煤灰是符合行標GBJ 146-90《粉煤灰混凝土應用技術規(guī)程》中規(guī)定的1級粉煤灰、2級粉煤灰、3級粉煤灰或乃至3級以外的粉煤灰。
3.如權利要求1所說的建材制品，其特征在于所說的海砂石是沿海海岸的粗砂、中砂或細砂，其中含有一定量的石子，含泥量在8％以內。
4.如權利要求1所說的建材制品，其特征在于所說的海水，是近海海水，Cl-含量(0.1萬～2萬)mg/l、硫酸鹽含量(0～2000mg)/l，或及含其它酸堿鹽介質的海水。
5.如權利要求1所說的建材制品，其特征在于所說的塊狀建材制品是尺寸為符合建筑塊材模數的長、寬、高三維尺寸，即(390～600)×(90～300)×(190～300)mm；空心率0～60％；抗壓強度既可以做出非承重的2.0～5.0MPa；也能夠生產出承重用的7.5～30MPa。
6.如權利要求1所說的建材制品，其特征在于所說的膠凝材料，是硅酸鹽類水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥，或石灰，石膏之一種。
7.如權利要求1所說的建材制品，其特征在于所說的增強劑，是能夠促進粉煤灰、海砂石、海水及膠凝材料等組成早期強度的添加劑及其復合型。
8.如權利要求1所說的建材制品，其特征在于除所說的海砂石之外，還可以含有尺寸不超過15mm的鐵礦砂、碎石渣、高爐礦渣、小豆石等多種小顆粒的填充材料。
9.如權利要求8所說的建材制品，其特征在于所說的各種材料的粉料用量為粉煤灰占10～70％，海砂石占5～80％，小顆粒填充材料占0～70％，膠凝材料占3～30％，增強劑占0～3％。
10.如權利要求9所說的建材制品，其特征在于，所說的海砂石中的海砂占5～40％。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑材料技術領域。本發(fā)明是以工業(yè)廢料粉煤灰、地方資源海砂石、海水、少量膠凝材料和增強劑,及鐵礦砂、碎石渣等多種粗細骨料等,經按比例配合、攪拌、成型、養(yǎng)護而制成的建筑用承重和非承重的塊狀建筑材料制品。不但可采用沿海城市的海砂石、海水取之不盡的地方資源,而且利用工業(yè)廢料取代了寶貴的粘土,具有廣泛的應用前景。
文檔編號C04B28/00GK1247172SQ99119428
公開日2000年3月15日 申請日期1999年9月24日 優(yōu)先權日1999年9月24日
發(fā)明者郭玉順, 郭自力, 張志齡, 郭秀軍, 嵇景亭 申請人:清華大學