一种耐摩擦、轻质保温混凝土砌块及其方法技术

本发明专利技术公开一种耐摩擦、轻质保温混凝土砌块及其方法，混凝土各组分为：胶凝材料100份，细骨料65～160份，高效减水剂0.6～2.4份，以及由转炉二次除尘灰0.1～5份，六钛酸钾5～15份，聚苯乙烯泡沫2～5份组成的轻质掺合料，水28～65份。制备方法为：先将细骨料和胶凝材料混合，再加高效减水剂和补充水混合，经搅拌后注模标准养护得到混凝土砌块，在加入减水剂和补充水之前或者同时加入经消解处理后的转炉二次除尘灰、六钛酸钾和聚苯乙烯泡沫。本发明专利技术的轻质混凝土具有良好的物理和保温性能，可制备新型墙体保温材料。墙体保温材料。

【技术实现步骤摘要】
一种耐摩擦、轻质保温混凝土砌块及其方法


[0001]本专利技术属于建筑材料领域，特别涉及一种耐摩擦、轻质保温混凝土砌块及其方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济的飞速发展，对保温建筑材料的需求日益提高给建筑行业带来了巨大的挑战。传统保温建筑材料的生产具有能耗高、运输成本高、保温隔热性能差，因此迫切需要新型的保温建筑材料。
[0003]目前的保温建筑材料常用两种方式，一种是用于外墙保温，是在房屋的外墙表面粘附聚苯乙烯板材；另一种是采用轻质混凝土砌块，将轻质混凝土砌块外壳内腔里敷设钢筋并注水泥混凝土，即可完成墙体建筑。利用轻质混凝土气孔多隔热的优点达到保温的目的。采用轻质混凝土砌块构筑墙体，具有节能、节地、保温、高强度和施工效率高等特点和优势，能够满足墙体材料改革和节能的需要，具有非常好的应用发展前景。但目前保温建筑材料制备工艺较为复杂、保温性能及耐摩擦性能较差。
[0004]“一种聚苯乙烯轻质节能型混凝土砌块及其制备方法”(申请号：CN103803919A)专利技术，该技术将聚苯乙烯颗粒、聚苯乙烯颗粒改性剂、改性树脂等材料按照配比制备混凝土砌块，虽能达到保温隔热的目的，但过程较为复杂，成本高且制备的混凝土砌块摩擦性能等物理性能较差，难以工业应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是提供一种耐摩擦、轻质保温混凝土砌块及其方法，充分发挥六钛酸钾和聚苯乙烯保温性能优良的特点和经除铁处理后的转炉二次除尘灰的消解反应可以促进混凝土水化反应的优点，将其作为高层建筑的填充墙，具有减少制造成本、耐摩擦和高保温的优点。
[0006]本专利技术制备的混凝土所用细骨料可完全使用冶金固废，混凝土中冶金固废掺量≥75％
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0008]一种耐摩擦、轻质保温混凝土砌块，各组分的质量份数为：胶凝材料100份，细骨料65～160份，高效减水剂0.6～2.4份，以及由转炉二次除尘灰0.1～5份，六钛酸钾5～15份，聚苯乙烯泡沫2～5份组成的轻质掺合料，水28～65份。
[0009]进一步的，所述胶凝材料包括水泥60～80份，矿渣微粉9～5份，钢渣微粉11～4份，粉煤灰10～4份，铁尾矿粉10～7份；所述高效减水剂为聚羧酸类、萘基中的一种或两种混合；所述水为混凝土配比用水，包括转炉二次除尘灰消解用水和补充用水。
[0010]水泥采用硅酸盐水泥(P.Ⅰ，P.Ⅱ)、普通硅酸盐水泥(P.O)、复合硅酸盐水泥(P.C)，42.5、52.5。矿渣微粉、钢渣微粉细度在400目以上，推荐使用S75及以上级别。粉煤灰要达到Ⅱ级以上，粒度达400目以上。铁尾矿粉由铁尾矿粉磨加工而成，粒度达400目以上。所用水泥、矿渣微粉、钢渣微粉具有水硬活性；粉煤灰中玻璃微珠能改善和增强混凝土的结构强
度，提高均质性和致密性，大量活性二氧化硅和氧化铝与碱性物质生成水化硅酸钙及水化铝酸钙等胶凝物质，堵塞混凝土的毛细组织，提高抗渗性；铁尾矿粉具有界面活性高的特点，上述材料均能参与或促进水化产物形成，增强混凝土的抗压强度和抗折强度。
[0011]按照相关行业标准，细骨料按照细度模数分：粗砂3.1～3.7，中砂2.3～3.0，细砂1.6～2.2。本专利技术细骨料压碎值≤25％，其中矿山废石人工砂细度模数为2.2～3.6，属中砂或粗砂范围；细骨料中铁尾矿砂分粗细两种，其中粗铁尾矿砂为预选工艺分选出来的废砂石，细度模数为2.1～3.5，达到中砂甚至粗砂范围；细铁尾矿砂为磁铁矿经过磨细通过磁选工艺选铁后的矿石废料，与水搅拌混合经管道排往尾矿库，沉降下来的砂石，细度模数为0.7～1.8，其细度模数小于细砂模数，属极细砂，粒径d≤0.16mm的量占细铁尾矿砂量的8％～20％。细铁尾矿砂界面活性高，促进与胶凝材料的水化反应。
[0012]进一步的，转炉二次干法除尘灰是转炉在兑铁水、加废钢、吹炼、出钢、排渣、溅渣护炉过程中产生的二次烟气，一部分为转炉冶炼过程烟气除尘灰，另一部分为料仓原料进入转炉细小颗粒随着烟气进入除尘系统，约为0.35～0.4kg/t钢，转炉二次干法除尘灰中CaO含量6％～11％，MgO含量3％～6％，粒度5000目以上，粒径为0.1～30μm的占95％以上。本专利技术的转炉二次除尘灰(以下简称“二次灰”)为转炉二次干法除尘灰经磁选除铁后的除尘灰，转炉二次干法除尘灰除铁率达≥80％。
[0013]CaO+H2O＝Ca(OH)2(放热反应)
[0014]MgO+H2O＝Mg(OH)2(放热反应，缓慢)
[0015]在转炉冶炼过程中炉温高于1500℃，炉渣中形成的C3S(硅酸三钙)、C2S(硅酸二钙)、C3A(铝酸三钙)、C4AF(铁铝酸四钙)等成分，部分炉渣微粒在吹炼、出钢、排渣、溅渣护炉过程随着烟气被作为细灰收集，这些成分均能在混凝土中参与水化反应，生成C
‑
S
‑
H凝胶、Ca(OH)2晶体、钙矾石AFt或AFm等水化产物。
[0016]进一步的，本专利技术主要制备MU5.0～MU15强度的混凝土砌块。按照混凝土砌块强度级别所需的二次灰量，水量为二次灰量的2～3倍，预先将二者混合搅拌消解6小时以上，促进f
‑
CaO和f
‑
MgO消解反应，反应热提前释放。强度级别MU5.0混凝土砌块所需的二次灰量4～5份，强度级别MU7.5混凝土砌块所需的二次灰量1～3份，强度级别MU10混凝土砌块所需的二次灰量0.5～0.9份，强度级别MU15混凝土砌块所需的二次灰量0.1～0.4份。
[0017]进一步的，所述六钛酸钾晶须直径0.1～0.3μm左右，长度2～5μm，长径比10～50，由于其独特的中空管状结构，可以在内部截留空气，当加入混凝土中时形成无数密集的闭气孔，达到保温的目的。
[0018]进一步的，所述聚苯乙烯粒径为2～4mm，为疏松多孔状轻质聚合物，具有优异的隔热性能，与钛酸钾和二次灰共同加入到混凝土中可相互交联成网格状结构，达到降低热导率的目的。
[0019]本专利技术一种耐摩擦、轻质保温混凝土砌块的方法，先将细骨料和胶凝材料在搅拌罐中混合，之后加入高效减水剂和补充水混合，经搅拌后注模标准养护得到混凝土砌块，消解处理后的二次灰、六钛酸钾和聚苯乙烯泡沫三种混合物，在加入高效减水剂和补充水之前或者同时加入到搅拌罐中。
[0020]按上述方案一种耐摩擦、轻质保温混凝土砌块具有以下有益效果：
[0021]1、本专利技术发挥六钛酸钾和聚苯乙烯保温性能优良的特点，若将其作为高层建筑的
填充墙，可以减少建筑的成本，从而达到具有耐摩擦、高保温的优点。
[0022]2、本专利技术将二次灰置于混凝土中，加入的二次灰经消解后生成的水化产物可以达到增强混凝土强度的作用。
[0023]3、本专利技术将采用六钛酸钾、二次灰和聚苯乙烯同时置于轻质混凝土中，加入的六钛酸钾、二次灰和聚苯乙烯在轻质混凝土中相互交联，制成的混凝土试件标准养护28d抗压强度10.3～14.7M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐摩擦、轻质保温混凝土砌块，其特征在于，各组分的质量份数为：为：胶凝材料100份，细骨料65～160份，高效减水剂0.6～2.4份，以及由转炉二次除尘灰0.1～5份，六钛酸钾5～15份，聚苯乙烯泡沫2～5份组成的轻质掺合料，水28～65份。2.根据权利要求1所述的一种耐摩擦、轻质保温混凝土砌块，其特征在于，胶凝材料包括水泥60～80份，矿渣微粉9～5份，钢渣微粉11～4份，粉煤灰10～4份，铁尾矿粉10～7份；高效减水剂为聚羧酸类、萘基一种或两种混合；水为混凝土配比用水，包括转炉二次除尘灰消解用水和补充用水。3.根据权利要求1所述的一种耐摩擦、轻质保温混凝土砌块，其特征在于，细骨料为矿山废石人工砂和铁尾矿砂，压碎值≤25％，矿山废石人工砂占比90％～10％，铁尾矿砂占比10％～90％，二者混合形成连续级配，粒径≤5mm；细骨料中矿山废石人工砂细度模数为2.2～3.6，铁尾矿砂分粗细两种，粗铁尾矿砂细度模数为2.1～3.5，细铁尾矿砂细度模数为0.7～1.8，粒径d≤0.16mm的量占细铁尾矿砂量的8％～20％。4.根据权利要求1所述的一种耐摩擦、轻质保温混凝土砌块，其特征在于，转炉二次除尘灰为转炉二次干法除尘灰经磁选除铁后的除尘灰，转炉二次干法除尘灰中CaO含量6％～11％，MgO含量3％～6％，粒度在5000目以...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文浩，耿继双，徐鹏飞，王飞，杨大正，张大利，马超，隋智利，郑永全，李亚娜，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：