一种利用金矿尾砂现制的节能环保型速干加气免砌墙体材料

摘要

本发明公开了一种利用金矿尾砂现制的节能环保型速干加气免砌墙体材料，每立方米原料由下述组分组成：水，尾砂，熟石灰，水泥，石膏粉，泡花碱，发泡剂；制备时，将原料按配比加入经改装的立式充气式浮选机的槽体内，加入量为槽体体积的1/3，开启电机，搅拌18～25分钟后，物料充满整个槽体即为可浇注的混凝土，混凝土经浮选机槽体底部的出料口由砂泵运送至所需浇注的墙体模中，边浇注边凝固，直至整面墙体都浇注完成后，静停硬化20-30分钟，拆模，此后对墙体浇水保养两天，浇水量以墙面不发白为准，浇注完成7天后，对墙体随机取点检测：墙体强度等级A3.5，干密度级别B05，为优等品，符合GB11968-2006标准。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，尤其是一种利用金矿尾砂现制的节能环保型速干加气免砌墙体材料。

背景技术

随着国家墙改政策的推广，新型环保墙体材料和节能建筑材料越来越受到用户的关注，而加气混凝土砌块和板材正是这些新型墙体材料中最受公众亲睐的。加气混凝土砌块和板材由于在节约土地和能源资源、保护生态环境方面的作用日益显著，被大量使用于普通民房或框架楼的非承重墙体。普通的加气混凝土是将粉煤灰或硅砂加水磨成浆料，加入粉状石灰，适量水泥、石膏和铝粉，通入蒸汽，经搅拌后注入模框内，静停发泡固化后，切割成各种规格砌块或板材，由蒸养车送入蒸压釜中，在高温饱和蒸气养护下即形成多孔轻质的加气混凝土。在此过程中，静停发泡固化需要约10h时间，高温饱和蒸气养护也需要约10h以上才可完成，蒸汽养护后还需固化5天以上才可出厂使用，且蒸汽养护过程较为复杂，需要调节其加热速度，足够的保温速度和保温时间，降温速度等，以上整个预制加气混凝土砌块的工序都需要耗费大量的人力和物力、设备投资费用；而且加气混凝土砌块还需要运输到施工场地人工进行砌筑，在砌筑墙体时每次砌筑的墙高限制在1.8米以下，小型砌块限制在1.4米以下，墙体砌筑完毕后，砌块与砌块之间的砂浆干结后还需要人工勾缝、在墙体表面涂刷一层砂浆将墙面整平以便于后续的装饰装潢，整平之后还需要对墙体每天浇水养护10天以上，这些过程都需要耗费大量的人力、物力才能完成。

因此，人们开始致力于研究一种不需要预制成加气混凝土砌块，可以现场浇注的新墙体材料，而在研究过程中，人们发现由于普通加气混凝土的凝固时间较长，而一次性浇注墙体高度超过60公分时，混凝土会出现沉降，即干燥后的加气混凝土墙面强度不均匀，砂浆、水泥等重质原料会沉降到墙体底部，出现墙体强度分布不均匀，即底部墙体密度大，强度也较大，而上层的墙体则密度小，墙体强度非常差的现象，不符合国家相关质量标准。

发明内容

本发明的目的就是要解决目前加气混凝土因为凝固时间长、不能现制浇注整体墙面，只能加工为混凝土加气块，浪费大量人力、物力及设备投资费用的问题，提供一种利用金矿尾砂现制的节能环保型速干加气免砌墙体材料。

本发明的一种利用金矿尾砂现制的节能环保型速干加气免砌墙体材料，每立方米原料由下述组分组成：

水           380kg              尾砂          350kg

熟石灰        70kg              水泥          150kg

石膏粉        15kg              泡花碱         10kg

发泡剂         1kg；

所述尾砂为70～300目，含SiO₂为22～50%，含Fe≥8%的金矿尾砂，其中放射性物质含量符合GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》，有害元素含量符合GB/T14684《建筑用砂》标准；所述水泥为普通硅酸盐水泥325、425、525号中的任意一种，优选425号水泥；所述发泡剂为4,4'-氧代双苯磺酰肼；所述泡花碱的模数为2.2～3.4， SiO₂质量分数为27.5%～32.1%，Na₂O质量分数为8.7%～13.2%，密度为1.387～1.546g/cm³；

制备时，将原料按配比加入经改装的立式充气式浮选机的槽体内，加入量为槽体体积的1/3，开启电机，搅拌18～25分钟后，物料充满整个槽体即为可浇注的混凝土，混凝土经槽体底部的出料口由砂泵运送至所需浇注的墙体模中，边浇注边凝固，直至整面墙体都浇注完成后，静停硬化20～30分钟，拆模，此后对墙体浇水保养两天，浇水量以墙面不发白为准，浇注完成7天后，对墙体随机取点检测：墙体强度等级A3.5，干密度级别B05，为优等品，符合GB 11968-2006《蒸汽加压混凝土砌块》标准。

本发明中所述改装的立式充气式浮选机是将立式充气式浮选机的槽体、空心轴及主轴的轴向长度加大到原来的2倍。

本发明中所使用的金矿尾砂为金矿的选矿厂尾矿和压滤尾矿，使用前需先将尾矿用浮选机浮选和尾矿金属富集设备将重金属及有害元素富集处理，处理后的尾砂强度和有害元素含量符合GB/T14684《建筑用砂》标准，其中所含放射性物质符合GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》标准。其中所含主要成分为：SiO₂＞22%,Al₂O₃＞5.6%,12%≥TFe(总铁) ≥8%，CaO＞19.4%,还含有少量可提高混凝土强度的元素如Au、Cu、S。

本发明中所用的金矿尾砂SiO₂含量为22～50%，较普通矿渣中的SiO₂含量偏低，因此加大水泥的用量至每立方米为150kg，一方面可以补充矿渣中SiO₂含量偏低，另一方面可以使加气混凝土强度得到保证。

本发明用熟石灰代替了现有混凝土加气块中使用的生石灰，一方面是因为生石灰在加气混凝土砌块的生产中的用量控制比较复杂，不易控制，控制的不好，容易影响加气混凝土砌块的质量。另一方面，本发明中使用熟石灰可以增大混凝土的黏度，也可以起到稳定混凝土中气泡的作用，使生成的气泡不容易破裂，有助于提高墙体强度和质量。

本发明中所使用的泡花碱，主要是和石膏粉配合起到调节混凝土凝固时间的作用。传统的加气混凝土砌块由于没有使用泡花碱，凝固时间较长，不适合现场浇筑墙体，另外，本发明中所使用的泡花碱还具有提高混凝土强度、抗渗性、抗冻性、耐水性的作用。

本发明中所使用的发泡剂为4,4'-氧代双苯磺酰肼，为市售混凝土发泡剂，其用量一般为0.4kg/m³,本发明人经过反复研究、试验，将其用量加大到1.0kg/m³，可以使形成的气孔更均匀、稳定。

本发明的上述配方中的组分选择及用量是经过反复研究、试验得出的，1立方米原料可以发泡产生3立方米混凝土，用上述方法制得的混凝土具有气孔分布均匀，孔径大小均匀（平均孔径为0.2～1mm），混凝土流动性及连续性极佳，凝固速度快（静停后仅需10s即可凝固）的特点，因此保证了其现场浇铸的质量可靠。

本发明在现场施工时，可根据需要选择事先支护并固定好墙体模形成浇铸区域（或者边搭框架边浇注的方式）,并在墙角部位事先植筋，在墙体模顶端中心位置预留进料口，其余位置预留出气孔，然后将原料按配比加入经改装的立式浮选槽的槽体内，加入量为槽体体积的1/3，开启电机，带动叶轮旋转，槽内物料从四周经槽底由叶轮下端吸入到叶轮叶片之间，同时，由鼓风机给入的低压空气经空心轴和叶轮的空气分配器，也进入其中，物料与空气在叶片之间充分混合后，从叶轮上半部周边向斜上推出，由定子稳流和定向后进入整个槽体中；搅拌18～25分钟后，物料充满整个槽体即为可浇注的混凝土，混凝土经槽体底部的出料口由砂泵运送至所需浇注的墙体模的进料口，混凝土料浆流入墙体模底部铺满静停10s即可凝固，边浇注边凝固，直至浇铸完整面墙体。由于本发明浇铸前在墙体模的顶端预留有出气孔，混凝土流入墙体模的过程中气体可以顺着出气孔排出，从而可以避免墙体内出现大气孔的现象。本发明在现场砌筑时，可同时用3～4台改装的立式充气式浮选机，轮换使用，提高浇铸速度。

本发明相较普通混凝土加气块，省去了需要事先预制成加气块的所有工序和后续需人工砌筑墙体的劳力，并且砌筑墙高不受限制，内外墙平直，没有砌块与砌块之间的接缝，无需后续的勾缝和粉刷墙面工序，可直接用于装饰装潢，大大缩短了工期，而且比使用传统加气块砌筑墙体造价低，极大的提高了企业的经济效益。

本发明适用于各种建筑房屋工程非承重墙体，本发明中的金矿尾砂也可用其他矿如铜矿、铁矿尾砂来替代，甚至普通硅砂也可用本发明方法现场浇铸加气免砌墙体，本发明的墙体较同类混凝土加气块重量轻（每立方米仅650kg），且内外墙均可免粉刷直接装潢，使整个建筑物重量减轻，具有更好的抗震效果。本发明具有普通混凝土加气块砌筑墙体的一切优点：节能、环保、低碳、隔声、保温、保热、抗压、抗震、轻质的特点。

具体实施方式

实施例1

本实施例中每立方米原料由下述组分组成：水380kg，尾砂350kg，熟石灰70kg，水泥150kg，石膏粉15kg，泡花碱10kg，发泡剂1kg。

所述尾砂为70～300目，含SiO₂为22～50%，含Fe≥8%的金矿尾砂，其中放射性物质含量符合GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》，有害元素含量符合GB/T14684《建筑用砂》标准；所述水泥为普通硅酸盐水泥325、425、525号中的任意一种，本实施例中选用425号水泥；所述发泡剂为4,4'-氧代双苯磺酰肼；所述泡花碱的模数为2.2～3.4， SiO₂质量分数为27.5%～32.1%，Na₂O质量分数为8.7%～13.2%，密度为1.387～1.546g/cm³，本实施例中选用SiO₂质量分数为27.5%，Na₂O质量分数为8.7%，密度为1.387的泡花碱。

制备时，事先支护并固定好墙体模形成浇铸区域，并在墙角部位事先植筋，在墙体模顶端中心位置预留进料口，其余位置预留出气孔，将原料按配比加入经改装的立式充气式浮选机的槽体内，加入量为槽体体积的1/3，开启电机，搅拌18～25分钟后，物料充满整个槽体即为可浇注的混凝土，混凝土经槽体底部的出料口由砂泵运送至所需浇注的墙体模中，边浇注边凝固，直至整面墙体都浇注完成后，静停硬化20-30分钟，拆模，此后对墙体浇水保养两天，浇水量以墙面不发白为准，浇注完成7天后，对墙体随机取点检测：墙体强度等级A3.5，干密度级别B05，为优等品，符合GB 11968-2006《蒸汽加压混凝土砌块》标准。

本实施例中是选用商品型号为XJ5.8的立式充气式浮选机将其槽体、空心轴及主轴的轴向长度加大到原来的2倍,当然还可以选择其他型号的立式充气式浮选机，其槽体、空心轴及主轴的轴向长度加长倍数视具体情况决定。