一种水化硅酸钙纤维在制备加气混凝土砌块中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种水化硅酸钙纤维在制备加气混凝土砌块中的应用；属于绿色节能建材技术领域。本发明专利技术将水化硅酸钙纤维用作生产加气混凝土砌块的添加剂；所述水化硅酸钙纤维的直径为0.01～0.5μm，长度为0.5～5μm，其包含的钙硅原子比为0.5～2。本发明专利技术人通过大量研究发现，使用具有确定结构的水化硅酸钙纤维作为加气混凝土水化过程的成矿诱导剂，可以诱发生产过程中托贝莫来石的形成，有助于改善产品(加气混凝土砌块)的综合性能。本发明专利技术所用的水化硅酸钙纤维是利用硅质原料与钙质原料配制料浆，料浆经过水热合成制备得到的反应产物；制备过程简单，成本低；在较低的添加量下就能够诱导制品中托贝莫来石的形成，从而提高制品的机械强度。

Application of a hydrated calcium silicate fiber in the preparation of aerated concrete block

The invention relates to the application of a hydrated calcium silicate fiber in the preparation of aerated concrete block, which belongs to the technical field of green energy saving building materials. The hydrated calcium silicate fiber is used as an additive for aerated concrete blocks, and the diameter of the calcium silicate fiber is 0.01 to 0.5 m, and the length is 0.5 to 5 m, and the ratio of calcium to silicon is 0.5 to 2. The inventor of the researches show that, with determination of hydrated calcium silicate fiber structure as forming the hydration process of aerated concrete inducer can form Tobey mullite induced production process, help to improve the products (aerated concrete block) comprehensive energy. Hydrated calcium silicate fiber used in the invention is prepared by slurry and calcareous siliceous raw material, reaction product slurry after hydrothermal synthesis was prepared; the preparation process is simple, low cost; it can induce the formation of mullite products Tobey in lower filler content, so as to improve the mechanical the strength of the products.

【技术实现步骤摘要】
一种水化硅酸钙纤维在制备加气混凝土砌块中的应用
本专利技术涉及利用水化硅酸钙纤维添加剂制备加气混凝土砌块的方法；属于绿色节能建材

技术介绍
加气混凝土砌块是以水化硅酸钙凝胶、托贝莫来石、水花石榴石等为主要成分，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性能的新型节能建筑材料。通常，加气混凝土砌块的抗压强度为2.5～5MPa，容重为500～700kg/m3，一般用于建筑物的填充墙，强度较高的砌体也可以在外墙使用。加气混凝土砌块生产工艺在欧洲、美国和日本等都已经趋于成熟，而国内的生产技术整体上处于赶超西方国家的阶段。目前，我国生产的加气混凝土砌块产品存在的主要问题是砌块强度普遍偏低、掉角和开裂现象严重等。为解决现有加气混凝土砌块存在的上述缺陷，现有技术主要是添加增强纤维。例如公开号为CN102206095A的中国专利文献公开通过添加改性聚丙烯纤维来改善加气混凝土砌块的抗压强度、内部裂缝等问题。然而，聚丙烯纤维等外加剂在加气混凝土砌块中的均匀分布是提高产品机械强度的关键，其添加量及药剂添加方式必须严格控制，聚丙烯纤维的添加量太低，达不到纤维增强的效果；而添加量太高则会使聚丙烯纤维发生团聚而降低加气混凝土砌块的抗压强度。另外，聚丙烯纤维对阳光和氧气比较敏感，容易变质并发生分解，与水泥基体粘结性较弱，从而影响加气混凝土砌块后期强度的稳定性。
技术实现思路
为解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种水化硅酸钙纤维在制备加气混凝土砌块中的应用，旨在利用所述的水化硅酸钙纤维作为诱导剂(添加剂)，提升加气混凝土砌块的综合性能。一种水化硅酸钙纤维在制备加气混凝土砌块中的应用，作为托贝莫来石生成的诱导剂，用于制备加气混凝土砌块。研究发现，在制备加气混凝土砌块的浇注浆料中添加水化硅酸钙纤维，可在降低加气混凝土砌块容重的前提下，还可出人意料地增加其强度。加气混凝土砌块生产过程的工艺复杂性，以及水化硅酸钙材料结构和类型的多样性，使加气混凝土砌块产品的质量容易受生产过程的影响。本专利技术人通过大量研究发现，使用具有确定结构的水化硅酸钙纤维作为加气混凝土水化过程的成矿诱导剂，可以诱发生产过程中托贝莫来石的形成，有助于改善产品(加气混凝土砌块)的综合性能。作为优选，所述的水化硅酸钙纤维的直径为0.01～0.5μm；长度为0.5～5μm。长径比优选为10～100；进一步优选为50～100。本专利技术人还研究发现，采用该优选直径和长度范围的水化硅酸钙纤维，有助于选择性地诱导托贝莫来石生成，进而进一步提升制得的加气混凝土砌块的性能，例如，降低加气混凝土砌块的容重，提升其强度。进一步优选，所述的水化硅酸钙纤维的直径为0.01～0.1μm；长度为1～3μm。作为优选，水化硅酸钙纤维的钙硅原子比(元素摩尔比)为0.5～2。该钙硅原子比范围内的水化硅酸钙结构相对稳定、活性较高，作为加气混凝土生产的添加剂可以显著提高产品中托贝莫来石的生成，从而改善产品的机械强度、容重等性能。进一步优选，水化硅酸钙纤维的钙硅原子比为0.6～1.0。该优选比例下的水化硅酸钙纤维有助于进一步提升后续得到的加气混凝土砌块的性能。本专利技术中，所述的水化硅酸钙纤维由硅质原料、钙质原料与水配制的的料浆在150～220℃的条件下水热反应得到。通过大量研究发现，在所述的温度范围下，进行所述的水热反应，最终得到的水化硅酸钙纤维特别适合于加气混凝土砌块制备的添加剂。研究表明，添加该温度范围下制得的水化硅酸钙纤维，可以明显提升加气混凝土砌块的抗压强度。作为优选，水热反应的温度为180～200℃。在该温度下水热得到的水化硅酸钙纤维更利于加气混凝土砌块的整体性能的提升。所述的硅质原料可以为石英、粉煤灰、矿渣等主要含有二氧化硅的物料。所述的钙质原料可以为石灰、电石渣等主要含有CaO的物料。本专利技术所用的水化硅酸钙纤维是利用石英、粉煤灰、矿渣等硅质原料和石灰、电石渣等钙质原料为主要原材料(生产加气混凝土砌块的含硅和钙质原料)，经过水热合成的方法制备得到；原理简单，容易推广应用，有利于促进节能建材产品的提质降耗。本专利技术方法，选用的硅质原料、钙质原料均为合成加气混凝土砌块的原料；不会引入如现有技术常使用的聚丙烯纤维等外源性物料；得到的气混凝土砌块的性能更优异。本专利技术人进一步发现，控制合适的物料比，以及水热反应前体系的液固比，再协同配合水热反应的温度与时间条件，有助于进一步提升后续得到的加气混凝土砌块产品的强度。作为优选，料浆中，硅质原料、钙质原料的钙硅摩尔比为0.2～1.0。作为优选，料浆的pH值为11～14；进一步优选为12～13。pH的调控方法可采用现有方法，例如，通过氢氧化钠调整料浆的pH。作为优选，料浆中，液固比为5～30mL/g。在所述的水热条件下，控制合适的水热反应时间，可进一步提升得到的水化硅酸钙纤维在制备加气混凝土砌块的应用前景，有助于进一步提升制得的加气混凝土砌块的性能。作为优选，水热反应时间为0.1～2h；进一步优选为0.2～0.5h。本专利技术中，所述的水热反应在密闭容器中进行。在所述的水热条件下，水热反应的压强优选为1.3MPa～2.5MPa。本专利技术人还通过研究发现，将水热反应过程的温度、pH、固液比控制在所述的优选范围内，可通过所述参数的协同，有助于得到更利于托贝莫来石诱导、进而进一步提升加气混凝土砌块性能的水化硅酸钙纤维。水化硅酸钙纤维的优选的制备方法为：将硅质原料、钙质原料、水按照钙硅摩尔比为0.2～1.0和液固比为5～30mL/g配制料浆，加入0～40g/L的NaOH调节料浆的pH值。将配制好的悬浮料浆加入高压密闭容器，在温度为180～200℃、时间为0.2～0.5h、搅拌速度为100～300rpm的条件下进行水热合成。水热反应结束后，将水热反应液冷却至室温，再经过固液分离、洗涤和干燥后，即得到符合要求的水化硅酸钙纤维。本专利技术所述的应用，将所述的水化硅酸钙纤维与浇注浆料混均，经过模框、静养、切割、蒸压养护后，得到所述的加气混凝土砌块；所述的水化硅酸钙纤维添加量为浇注浆料重量0.1～20％。本专利技术中，在现有常规的浇注浆料中添加水化硅酸钙纤维(优选添加本专利技术所述的制备方法得到的水化硅酸钙纤维)；再采用现有加气混凝土砌块的常规制备方法，即可得到强度明显提升的加气混凝土砌块。所述的浇注浆料为主要包含粉煤灰、石英粉或矿渣中的至少一种；以及水泥、石灰、石膏和铝粉的浆料。作为优选，所述的浇注浆料，包含50～75重量份的石英粉、矿渣或粉煤灰中的至少一种；30～35重量份的水；2～5重量份的石膏；5～10重量份的水泥；10～15重量份的石灰；0.05～0.1重量份的铝粉的浆料。所述的水化硅酸钙纤维添加量低于0.1％，添加剂对加气混凝土砌块产品机械强度的提升效果不明显；添加量超过20％，加气混凝土砌块产品机械强度相对添加量为0.1～20％时反而下降。作为优选，所述的水化硅酸钙纤维添加量为浇注浆料重量1～10％；更进一步优选为1～5％；最优选为3～5％。本专利技术优选的应用，按所述的浇注浆料浆料的重量份数，预先将粉煤灰(和/或石英砂、矿渣)、石膏与水配制原浆，充分搅拌后，再加入水泥、石灰；搅拌3～5min后，再加入1～10％的水化硅酸钙纤维添加剂(以浇注浆料重量为基准)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水化硅酸钙纤维在制备加气混凝土砌块中的应用，其特征在于，作为托贝莫来石生成的诱导剂，用于制备加气混凝土砌块。

【技术特征摘要】
1.一种水化硅酸钙纤维在制备加气混凝土砌块中的应用，其特征在于，作为托贝莫来石生成的诱导剂，用于制备加气混凝土砌块。2.如权利要求1所述的水化硅酸钙纤维在制备加气混凝土砌块中的应用，其特征在于，所述的水化硅酸钙纤维的直径为0.01～0.5μm，长度为0.5～5μm。3.如权利要求2所述的水化硅酸钙纤维在制备加气混凝土砌块中的应用，其特征在于，钙硅原子比为0.5～2。4.如权利要求1～3任一项所述的水化硅酸钙纤维在制备加气混凝土砌块中的应用，其特征在于，所述的水化硅酸钙纤维由硅质原料、钙质原料与水配制的料浆在150～220℃的水热条件下制备得到。5.如权利要求4所述的水化硅酸钙纤维在制备加气混凝土砌块中的应用，其特征在于，料浆中，钙硅摩尔比为0.2～1.0。6.如权利要求5所述的水化硅酸钙纤维在制备加气混凝土砌块中的应用，其特征在于，料浆的pH值为11～14；液固比为5～30mL/g。7.如权利要求6所述的水化硅酸钙...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光辉，姜涛，曹鹏旭，彭志伟，罗骏，张元波，饶明军，张鑫，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43