一種鎂質(zhì)泡沫砌塊及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鎂質(zhì)泡沫砌塊，包括基料和輔料，按重量百分比計，基料為50%?90%、輔料為10%?50%，基料為粉煤灰和輕燒粉和/或苛性白云石粉，輔料為發(fā)泡劑。本發(fā)明的鎂質(zhì)泡沫砌塊，具有輕質(zhì)、保溫、隔熱、隔聲、防潮、高強度、耐久性能高和速凝等優(yōu)點，非常適合作為建筑用砌塊。
【專利說明】
一種鏌質(zhì)泡沬砌塊及其制備工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種鎂質(zhì)泡沫砌塊及其制備工藝，屬于建筑材料的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎂水泥制成的泡沫混凝土能夠滿足廣大農(nóng)牧地區(qū)對保溫、降耗抗風(fēng)沙的新型綠色 墻材的要求。鎂水泥泡沫混凝土除了具備普通泡沫混凝土擁有的輕質(zhì)、保溫、隔熱、隔聲、防 潮等技術(shù)特點外，其強度、耐久性、速凝性等更為突出。與普通的硅酸鹽水泥相比，鎂水泥導(dǎo) 熱系數(shù)低、高強質(zhì)輕不需要燒結(jié)、不需要干燥，大大降低了能耗。經(jīng)估算在青海生產(chǎn)鎂水泥 泡沫混凝土砌塊比普通免燒磚合計每立方成本節(jié)約20%-50%，降耗30%-50%。利用鎂水泥泡 沫混泥土砌塊修建墻體綜合了墻體強度和保溫隔熱的特點，經(jīng)濟效益明顯，市場前景和發(fā) 展空間廣闊。因此，提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種鎂質(zhì)泡沫砌塊及其制備 工藝，該鎂質(zhì)泡沫砌塊為一種具有輕質(zhì)、保溫、隔熱、隔聲、防潮、高強度、耐久性能高、速凝 為一體的建筑用砌塊。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的： 一種鎂質(zhì)泡沫砌塊，包括基料和輔料，按重量百分比計，所述的基料為50%_90%、所述的 輔料為10%_50%，所述的基料為粉煤灰和輕燒粉和/或苛性白云石粉，所述的輔料為發(fā)泡劑。
[0004] 作為優(yōu)選的，所述的發(fā)泡劑為無機發(fā)泡劑或動植物復(fù)合發(fā)泡劑。
[0005] 作為優(yōu)選的，所述的無機發(fā)泡劑為KC-18型發(fā)泡劑、K12型發(fā)泡劑或126#型發(fā)泡劑， 所述的動植物復(fù)合發(fā)泡劑為HH-1型發(fā)泡劑、KT型發(fā)泡劑或FP-180型發(fā)泡劑。
[0006] 作為優(yōu)選的，所述的輕燒粉由菱鎂礦焙燒所得，所述的苛性白云石粉由白云石礦 焙燒所得。
[0007] 作為優(yōu)選的，所述的基料為粉煤灰、輕燒粉和苛性白云石粉時，所述的粉煤灰、輕 燒粉和苛性白云石粉的重量百分比為:粉煤灰、輕燒粉和苛性白云石粉=1:1:2-5。
[0008] 作為優(yōu)選的，所述鎂質(zhì)泡沫砌塊的容重為0.25-0.5g/cm3。
[0009] -種鎂質(zhì)泡沫砌塊的制備工藝，包括以下步驟： (1) 將輕燒粉或苛性白云石粉溶解， 或?qū)⑤p燒粉和苛性白云石粉一定的重量百分比混合； (2) 將粉煤灰加入水溶解，并配制成粉煤灰溶液； (3) 將步驟(1)的物料和(2)中的溶液混合并攪拌，再加入發(fā)泡劑進行二次攪拌，形成坯 料； (4) 將步驟(3)中的坯料成型、固化、脫模并養(yǎng)護，制得鎂質(zhì)復(fù)合材料成品。
[0010] 本發(fā)明的有益效果如下： 本發(fā)明的鎂質(zhì)泡沫砌塊，具有輕質(zhì)、保溫、隔熱、隔聲、防潮、高強度、耐久性能高和速凝 等優(yōu)點，非常適合作為建筑用砌塊。
【附圖說明】 圖1為本發(fā)明的工藝流程圖； 圖2為不同類型鎂質(zhì)泡沫混凝土砌塊平均強度 圖3為不同百分比含量樣品的平均容量制曲線； 圖4為不同百分比含量樣品的容重值曲線； 圖5為不同容重范圍平均壓強曲線； 圖6為樣品壓強分散圖； 圖7為不同基料配比壓強平均值。
【具體實施方式】
[0011] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于 此。
[0012] 本發(fā)明鎂質(zhì)泡沫砌塊，包括基料和輔料，按重量百分比計，基料為50%-90%、輔料為 10%-50%，基料為粉煤灰和輕燒粉和/或苛性白云石粉，所述的輔料為發(fā)泡劑。
[0013] 當(dāng)基料為粉煤灰、輕燒粉和苛性白云石粉時，所述的粉煤灰、輕燒粉和苛性白云石 粉的重量百分比為:粉煤灰、輕燒粉和苛性白云石粉=1:1:2-5。
[0014] 其中，發(fā)泡劑為無機發(fā)泡劑或動植物復(fù)合發(fā)泡劑。無機發(fā)泡劑為KC-18型發(fā)泡劑、 K12型發(fā)泡劑或126#型發(fā)泡劑，動植物復(fù)合發(fā)泡劑為HH-1型發(fā)泡劑、KT型發(fā)泡劑或FP-180型 發(fā)泡劑。
[0015]輕燒粉由菱鎂礦焙燒所得，所述的苛性白云石粉由白云石礦焙燒所得。
[0016] 本發(fā)明的鎂質(zhì)泡沫砌塊的容重為0 ? 25-0 ? 5g/cm3。
[0017] 發(fā)泡劑選擇試驗 國內(nèi)混凝土用發(fā)泡劑主要有:松香酸皂類發(fā)泡劑、金屬鋁粉發(fā)泡劑、植物蛋白發(fā)泡劑、 動物蛋白發(fā)泡劑、樹脂皂類發(fā)泡劑、水解血膠發(fā)泡劑、石油磺酸鋁發(fā)泡劑等。本發(fā)明選擇良 好的能夠用于鎂水泥膠凝材料的發(fā)泡劑，根據(jù)動態(tài)配合比實驗制作鎂質(zhì)泡沫混凝土砌塊， 用于農(nóng)(牧)民住房、溫室和畜舍的建筑材料。
[0018] 本發(fā)明挑選三種無機發(fā)泡劑、三種動植物復(fù)合發(fā)泡劑作為試驗用發(fā)泡劑，其中無 機發(fā)泡劑型號分別為KC-18型、K12型和126#型發(fā)泡劑，動植物復(fù)合發(fā)泡劑型號分別為HH-1 型、KT型和FP-180型發(fā)泡劑。無機發(fā)泡劑采用化學(xué)反映的方法生成鎂質(zhì)膠凝材料用氣泡，動 植物復(fù)合型發(fā)泡劑采用物理生成鎂質(zhì)膠凝材料用氣泡。對應(yīng)同一鎂質(zhì)膠凝配合比漿料，每 種發(fā)泡劑分別制作9塊樣品，且容重控制于0.25-0.35 g/cm3之間，其中無機發(fā)泡的鎂質(zhì)泡 沫混凝土砌塊樣品表面氣孔相互連接，上層松軟，下層粘結(jié)成塊，質(zhì)地均勻性較差。動植物 復(fù)合發(fā)泡的鎂質(zhì)泡沫混凝土砌塊樣品樣外觀氣孔排列均勻，易于成型及制作小容重樣品。 測其強度，數(shù)據(jù)顯示如表1所示，采用無機發(fā)泡的鎂質(zhì)泡沫混凝土砌塊平均強度較動植物復(fù) 合發(fā)泡的鎂質(zhì)泡沫混凝土砌塊平均強度低，如圖2所示。
[0019] 經(jīng)過初步實驗分析，動植物復(fù)合發(fā)泡劑較無機發(fā)泡劑更適合于鎂質(zhì)膠凝材料，在 生成加入氣泡的過程中對膠凝體的結(jié)構(gòu)破壞較小，制作出的泡沫砌塊穩(wěn)定。因此本發(fā)明選 擇KT型發(fā)泡劑用于新型鎂質(zhì)泡沫砌塊的試驗及生產(chǎn)。
[0020]表1不同類型發(fā)泡劑測試性能

[0021] 鎂質(zhì)泡沫砌塊的容重試驗 影響鎂質(zhì)泡沫砌塊性能的因素很多，原材料質(zhì)量、配合比設(shè)計和發(fā)泡劑的性能都是主 要因素，其中尤以發(fā)泡劑的性能為主。制備鎂質(zhì)泡沫砌塊過程中，發(fā)泡劑的加入量是決定砌 塊強度與重量的決定性因素，因此根據(jù)上述所選發(fā)泡劑類型(KT型)試驗分析鎂質(zhì)膠凝材料 中加入發(fā)泡劑量的范圍及參數(shù)。
[0022] 試驗以純鎂質(zhì)膠凝材料為基料，用物理的方式稱取一定質(zhì)量的發(fā)泡劑完全制成泡 沫，在純鎂質(zhì)膠凝材料中加入10%、20%、30%、40%、50%的泡沫劑(泡沫劑質(zhì)量占固體基料的百 分比），測試樣品脫模后7天的容重如表2所示）。測試結(jié)果表明，當(dāng)發(fā)泡劑加入量<30%時，鎂 質(zhì)泡沫砌塊樣品的容重成線性遞減的趨勢，容重與發(fā)泡劑加入量成正比，如圖3所示，試驗 過程能夠很好的控制發(fā)泡劑加入量與容重的關(guān)系。當(dāng)發(fā)泡劑加入量多30%時，發(fā)泡劑加入量 與容重的關(guān)系不夠穩(wěn)定，這是由于隨著發(fā)泡劑量的增加，加入膠凝材料中的水分也相應(yīng)增 多，試驗及生產(chǎn)中不易控制發(fā)泡劑轉(zhuǎn)換為水分的條件。
[0023]表2發(fā)泡劑質(zhì)量/基料質(zhì)量測試
由數(shù)據(jù)表2及圖3可知，當(dāng)制作容重范圍多0.35g/cm3的鎂質(zhì)泡沫砌塊時，用上述方法 (發(fā)泡劑質(zhì)量/基料質(zhì)量）生產(chǎn)時易于實現(xiàn)，生產(chǎn)設(shè)備要求也相對簡單。而當(dāng)制作0.25~ 0.35g/cm3低容重范圍區(qū)間的鎂質(zhì)泡沫砌塊時，此方法顯然不夠精確。在生產(chǎn)0.25~0.35g/ cm 3低容重范圍區(qū)間的鎂質(zhì)泡沫砌塊時，用(發(fā)泡劑體積/基料質(zhì)量)的方法能夠較準(zhǔn)確的控 制容重。如表3及圖4所示，隨著發(fā)泡劑體積加入量的增加相應(yīng)遞減，容重在一定范圍內(nèi)表現(xiàn) 比較穩(wěn)定，而此時生產(chǎn)較易控制。因此，本發(fā)明生產(chǎn)容重范圍多0.35 g/cm3的鎂質(zhì)泡沫砌塊 時選用發(fā)泡劑質(zhì)量/基料質(zhì)量法，生產(chǎn)〇. 25~0.35g/cm3低容重范圍區(qū)間的鎂質(zhì)泡沫砌塊時 選用發(fā)泡劑體積/基料質(zhì)量法。
[0024]表3發(fā)泡劑體積/基料質(zhì)量測試
3.鎂質(zhì)泡沫砌塊的容重與壓強分析 根據(jù)數(shù)據(jù)(表4和表5)，取每個0.05g/cm3容重區(qū)間樣品壓強的平均值。由數(shù)據(jù)可知容重 0.25-0.3g/cm3區(qū)間其抗壓約為0.6~0.8MPa，大于砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（MU10，M2.5)的 0.5MPa。由圖5可知當(dāng)容重在0.2~0.35g/cm 3范圍時，容重每增加0.05g/cm3，對應(yīng)的抗壓強 度增加約0.5MPa左右；當(dāng)容重在大于0.35g/cm 3范圍時，容重每增加0.05個數(shù)量級時抗壓相 應(yīng)增加約l.OMPa左右。因此在生產(chǎn)過程中可用容重范圍的概念來叫準(zhǔn)確的控制樣品的抗壓 強度范圍。
[0025] 以苛性白云石粉和輕燒粉不同比例的配比作為基料制作鎂質(zhì)泡沫砌塊，分析其不 同配比的壓強分布點，如圖6所示，樣品在各個容重范圍內(nèi)的分布比較均勻，而在0.5~2Mpa 壓強范圍內(nèi)的樣品最為集中，說明不同配合比的鎂質(zhì)泡沫砌塊在此壓強范圍內(nèi)容易定型， 易于生產(chǎn)。
[0026] 取各種配比樣品在一定容重范圍內(nèi)（0.25~0.4g/cm3)壓強的平均值做分散圖（圖 7)，鎂質(zhì)泡沫砌塊的基料為(苛性白云石粉:輕燒粉)=2:1的樣品壓強最高，（苛性白云石粉： 輕燒粉)=5:1時抗壓強度最低（部分低于0.5MPa)，（苛性白云石粉:輕燒粉)=3:1和(苛性白 云石粉:輕燒粉)4:1時樣品的容重、抗壓強度及外觀都較為突出，與純輕燒粉制作的泡沫塊 的性質(zhì)相差不大。因此，根據(jù)實驗及材料經(jīng)濟性要求，本發(fā)明生產(chǎn)鎂質(zhì)泡沫砌塊的基料以 (苛性白云石粉:輕燒粉)=3:1和(苛性白云石粉:輕燒粉)4:1為主。
[0027] 表4基料配比試驗(發(fā)泡劑質(zhì)量/基料質(zhì)量）
[0028]表5基料配比試驗(發(fā)泡劑體積量/基料質(zhì)量）

[0029] 配合比試驗及結(jié)果 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖集和設(shè)計規(guī)范，本發(fā)明試驗設(shè)計符合農(nóng)(牧)住房、農(nóng)用大棚及畜舍用不同 規(guī)格的鎂質(zhì)復(fù)合泡沫砌塊材料，通過優(yōu)化配合比方案，從經(jīng)濟角度及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范考慮(砌體結(jié) 構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50003-2011第3.2節(jié)砌體的計算計算指標(biāo)），共試驗設(shè)計了五種不同規(guī)格的鎂 質(zhì)復(fù)合泡沫砌塊材料，強度等級分別是彡2.31MPa(MU15，M10)、彡2.07MPa(MU15，M7.5)、> 1?69MPa(MU10，M7?5)、彡1?50MPa(MU10，M5?0)、〈1?3MPa(MU10，M2?5)。
[0030] 鎂質(zhì)復(fù)合泡沫砌塊材料選用輕燒粉、苛性白云石粉、粉煤灰和發(fā)泡劑，進行配合比 跟蹤對比測試的方法進行，分別試驗及確定了五種規(guī)格(規(guī)格7X7 X7cm)的配合比，其中配 合比分別為(苛性白云石粉:輕燒粉）:粉煤灰=(3:1) : 1和(苛性白云石粉:輕燒粉）：粉 煤灰=(4:1) : 1，如表6-表10所示。

[0031] 如圖1所示，本發(fā)明鎂質(zhì)泡沫砌塊的制備工藝，包括以下步驟： (1) 將輕燒粉或苛性白云石粉溶解， 或?qū)⑤p燒粉和苛性白云石粉一定的重量百分比混合； (2) 將粉煤灰加入水溶解，并配制成粉煤灰溶液； (3) 將步驟(1)的物料和(2)中的溶液混合并攪拌，再加入發(fā)泡劑進行二次攪拌，形成坯 料； (4) 將步驟(3)中的坯料成型、固化、脫模并養(yǎng)護，制得鎂質(zhì)復(fù)合材料成品。
[0032] 上述實施例僅用于解釋說明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對本發(fā)明權(quán)利保護的限定， 凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種鎂質(zhì)泡沫砌塊，其特征在于:包括基料和輔料，按重量百分比計，所述的基料為 50%-90%、所述的輔料為10%-50%，所述的基料為粉煤灰和輕燒粉和/或苛性白云石粉，所述 的輔料為發(fā)泡劑。2. 如權(quán)利要求1所述的鎂質(zhì)泡沫砌塊，其特征在于:所述的發(fā)泡劑為無機發(fā)泡劑或動植 物復(fù)合發(fā)泡劑。3. 如權(quán)利要求2所述的鎂質(zhì)泡沫砌塊，其特征在于:所述的無機發(fā)泡劑為KC-18型發(fā)泡 劑、K12型發(fā)泡劑或126#型發(fā)泡劑，所述的動植物復(fù)合發(fā)泡劑為HH-1型發(fā)泡劑、KT型發(fā)泡劑 或FP-180型發(fā)泡劑。4. 如權(quán)利要求1所述的鎂質(zhì)泡沫砌塊，其特征在于:所述的輕燒粉由菱鎂礦焙燒所得， 所述的苛性白云石粉由白云石礦焙燒所得。5. 如權(quán)利要求1所述的鎂質(zhì)泡沫砌塊，其特征在于:所述的基料為粉煤灰、輕燒粉和苛 性白云石粉時，所述的粉煤灰、輕燒粉和苛性白云石粉的重量百分比為:粉煤灰、輕燒粉和 苛性白云石粉=1:1:2-5。6. 如權(quán)利要求1所述的鎂質(zhì)泡沫砌塊，其特征在于:所述鎂質(zhì)泡沫砌塊的容重為0.25_ 0.5g/cm3〇7. -種鎂質(zhì)泡沫砌塊的制備工藝，其特征在于包括以下步驟： (1) 將輕燒粉或苛性白云石粉溶解， 或?qū)⑤p燒粉和苛性白云石粉一定的重量百分比混合； (2) 將粉煤灰加入水溶解，并配制成粉煤灰溶液； (3) 將步驟（1)的物料和(2)中的溶液混合并攪拌，再加入發(fā)泡劑進行二次攪拌，形成坯 料； (4) 將步驟(3)中的坯料成型、固化、脫模并養(yǎng)護，制得鎂質(zhì)復(fù)合材料成品。
【文檔編號】C04B28/10GK105967739SQ201610328842
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】肖學(xué)英, 常成功, 鄭衛(wèi)新, 馮堅, 劉成奎, 張鑫
【申請人】中國科學(xué)院青海鹽湖研究所, 青海省建筑建材科學(xué)研究院