建筑材料及其制备方法、加气混凝土砌块、应用

摘要

本发明涉及环保建材领域，具体公开了一种建筑材料及其制备方法、加气混凝土砌块、应用，所述建筑材料包括以下的原料：海沙、粉煤灰、改性磷石膏、硅酸盐水泥、石灰石粉、硅藻土、脱硫灰、铝粉、气泡稳定剂、调节剂。本发明提供的建筑材料的抗压强度高，通过采用粉煤灰、改性磷石膏、硅酸盐水泥、石灰石粉、硅藻土等作为原料，可以在保持建筑材料干密度稳定的基础上有效提高建筑材料的抗压强度，解决了现有采用磷石膏生产的加气混凝土砌块存在无法在保持材料干密度稳定的基础上提高抗压强度的问题。本发明提供的制备方法简单，可以有效减少磷石膏对环境的污染，也扩展了磷石膏的应用途径，具有广阔的市场前景。

说明书

技术领域

本发明涉及环保建材领域，具体是一种建筑材料及其制备方法、加气混凝土砌块、应用。

背景技术

目前，随着人们对于环境保护意识的不断加强，在建筑施工中，也越来越多的使用环保的新型建筑材料；其中加气混凝土材料一般是河砂、粉煤灰、矿砂等原料进行制备，可以实现粉煤灰的废物利用，减少了对生态环境的破坏，对于环境保护具有重要意义。

在目前的建筑施工中，加气混凝土砌块作为一种以加气混凝土材料为原料加工得到的制品，由于具有轻质、保温隔热、防火性能良好等优点，在填充墙中得到广泛应用，施工简便，降低了工程造价，减轻了建筑物自重。目前，用于加气混凝土砌块生产的原料有很多，而采用磷石膏(拜耳法生产氧化铝时排出的污染性废渣)作为原料进行生产加气混凝土砌块可以减少对环境的污染。但是，以上的技术方案在实际操作时还存在以下不足：现有技术中采用磷石膏作为原料生产的加气混凝土砌块，存在无法在保持建筑材料干密度稳定的基础上提高抗压强度的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种建筑材料，以解决上述背景技术中提出的现有采用磷石膏生产的加气混凝土砌块存在无法在保持材料干密度稳定的基础上提高抗压强度的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种建筑材料，包括以下的原料：海沙、粉煤灰、改性磷石膏、硅酸盐水泥、石灰石粉、硅藻土、脱硫灰、铝粉、气泡稳定剂、调节剂以及水；其中，所述改性磷石膏是将磷石膏中通入液氮并进行超声波微波组合处理制得。

作为本发明进一步的方案：所述建筑材料包括以下按照重量份的原料：海沙10-30份、粉煤灰50-70份、改性磷石膏10-30份、硅酸盐水泥10-30份、石灰石粉12-25份、硅藻土4-10份、脱硫灰1-5份、铝粉0.002-0.012份、气泡稳定剂0.001-0.02份、调节剂0.5-3.5份以及适量的水。

在本发明实施例中，通过采用通入液氮并进行超声波微波组合处理制得的改性磷石膏与硅藻土进行配合使用，可以在保持建筑材料干密度稳定的基础上有效提高建筑材料的抗压强度，可以用于建筑施工中，而且，改性磷石膏自身具有良好的孔隙结构，降低了干密度，同时与硅藻土、石灰石粉反应形成稳定的结构来提高抗压强度。

需要说明的是，由于改性磷石膏是磷石膏中通入液氮并进行超声波微波组合处理制得，液氮的通入可以急速进入磷石膏内部并实现急速冷冻，再通过超声波微波组合处理形成多孔隙结构，可以有效提高比表面积，在降低建筑材料干密度的同时有效提高建筑材料的抗压强度。而且，由于是采用的磷石膏作为原料进行改性制得，可以有效减少磷石膏对环境的污染，也扩展了磷石膏的应用途径。

作为本发明再进一步的方案：所述建筑材料包括以下按照重量份的原料：海沙15-25份、粉煤灰55-65份、改性磷石膏14-22份、硅酸盐水泥18-28份、石灰石粉14-20份、硅藻土5-7份、脱硫灰3-4份、铝粉0.003-0.006份、气泡稳定剂0.003-0.006份、调节剂0.8-2.2份以及适量的水。

作为本发明再进一步的方案：所述调节剂是铁尾矿砂、泡花碱与聚羧酸按照重量比是10-20:1-5:1-5的比例进行混合制得。

在本发明实施例中，通过采用铁尾矿砂、泡花碱与聚羧酸制得的调节剂来作为晶核剂，可以诱导托贝莫来石结晶的产生，进一步提高建筑材料的抗压强度。

作为本发明再进一步的方案：所述改性磷石膏的制备方法是将磷石膏加水混合均匀，然后置于高压反应釜中，再以1-5mL/min的速率向反应釜中通入液氮至反应釜压力达到3-6MPa，稳压10-15min，然后进行超声波微波组合处理25-65min，干燥，得到所述改性磷石膏。

作为本发明再进一步的方案：所述超声波微波组合处理具体是采用现有的超声波微波组合反应仪，具体型号根据需求进行选择，这里并不作限定，所述的超声波微波组合反应仪的处理条件为：超声波频率为10-30kHz，超声功率为10-80W，微波频率为1000-2500MHz，微波功率为10-80W。

作为本发明再进一步的方案：所述干燥是在40-100℃的条件下进行干燥至水分不大于40wt％。

作为本发明再进一步的方案：所述气泡稳定剂选自皂粉、可溶油、氧化石蜡皂中的任意一种。

本发明实施例的另一目的在于提供一种建筑材料的制备方法，所述的建筑材料的制备方法，包括以下步骤：

按照比例称取硅酸盐水泥、海沙、粉煤灰、改性磷石膏、石灰石粉、硅藻土、脱硫灰、调节剂以及水进行混合均匀，加入铝粉与气泡稳定剂，搅拌混合均匀，浇注，养护，得到所述建筑材料。

作为本发明再进一步的方案：所述浇注、养护均可以采用现有的加气混凝土砌块工艺条件来实现，这里并不作赘述。

本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述的建筑材料的制备方法制备得到的建筑材料。

本发明实施例的另一目的在于提供一种加气混凝土砌块，部分或全部包含上述的建筑材料。

作为本发明再进一步的方案：所述加气混凝土砌块的制备方法包括以下步骤：将所述的建筑材料进行切割成所需要的规格，得到所述加气混凝土砌块。

本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的加气混凝土砌块在建筑施工中的应用。

作为本发明再进一步的方案：所述应用可以是制作成标准准砖、非标准砖、基础砌块等用于进行建筑施工。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的建筑材料的抗压强度高，本发明通过采用海沙、粉煤灰、改性磷石膏、硅酸盐水泥、石灰石粉、硅藻土、脱硫灰、铝粉、气泡稳定剂、调节剂等作为原料，可以在保持建筑材料干密度稳定的基础上有效提高建筑材料的抗压强度，可以用于建筑施工中，解决了现有采用磷石膏生产的加气混凝土砌块存在无法在保持材料干密度稳定的基础上提高抗压强度的问题。本发明提供的制备方法简单，制备的建筑材料相比于直接采用磷石膏制得的产品，具有干密度低、抗压强度高等优点，由于是采用的磷石膏作为原料进行改性制得，可以有效减少磷石膏对环境的污染，也扩展了磷石膏的应用途径，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的加气混凝土砌块的制备方法的工艺线路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

一种加气混凝土砌块，具体制备方法如下(参照图1所示)：

1)称取磷石膏加水混合均匀，然后置于高压反应釜中，再以1mL/min的速率向反应釜中通入液氮至反应釜压力达到3MPa，稳压10min，然后进行超声波微波组合处理25min，超声波频率为10kHz，超声功率为10W，微波频率为1000MHz，微波功率为10W，干燥，得到改性磷石膏；

2)称取海沙10千克、粉煤灰50千克、改性磷石膏10千克、硅酸盐水泥10千克、石灰石粉12千克、硅藻土4千克、脱硫灰1千克、调节剂0.5千克以及水(水的加入量按照以使建筑材料的气干状态的含水率为8-12％为准)进行混合均匀，通过抽取真空的方式(真空度维持在0.06Mpa)排气，然后加入铝粉0.002千克、气泡稳定剂0.001千克，搅拌混合均匀，浇注，养护，切割，得到所述建筑材料。

实施例2

一种加气混凝土砌块，具体制备方法如下(参照图1所示)：

1)称取磷石膏加水混合均匀，然后置于高压反应釜中，再以5mL/min的速率向反应釜中通入液氮至反应釜压力达到6MPa，稳压15min，然后进行超声波微波组合处理65min，超声波频率为30kHz，超声功率为80W，微波频率为2500MHz，微波功率为80W，干燥，得到改性磷石膏；

2)称取海沙30千克、粉煤灰70千克、改性磷石膏30千克、硅酸盐水泥30千克、石灰石粉25千克、硅藻土10千克、脱硫灰5千克、调节剂3.5千克以及水(水的加入量按照以使建筑材料的气干状态的含水率为8-12％为准)进行混合均匀，通过抽取真空的方式(真空度维持在0.06Mpa)排气，然后加入铝粉0.012千克、气泡稳定剂0.02千克，搅拌混合均匀，浇注，养护，切割，得到所述建筑材料。

实施例3

一种建筑材料，包括以下的原料：海沙10千克、粉煤灰50千克、改性磷石膏10千克、硅酸盐水泥10千克、石灰石粉12千克、硅藻土4千克、脱硫灰1千克、铝粉0.002千克、气泡稳定剂0.001千克、调节剂0.5千克以及适量的水。其中，水的加入量按照以使建筑材料的气干状态的含水率为8-12％为准。所述调节剂是铁尾矿砂、泡花碱与聚羧酸按照重量比是10:1:1的比例进行混合制得。所述改性磷石膏的制备方法是称取磷石膏加水混合均匀，然后置于高压反应釜中，再以3mL/min的速率向反应釜中通入液氮至反应釜压力达到4MPa，稳压12min，然后进行超声波微波组合处理45min，超声波频率为20kHz，超声功率为40W，微波频率为1800MHz，微波功率为40W，干燥，得到改性磷石膏。所述气泡稳定剂选自皂粉。

在本发明实施例中，所述建筑材料的制备方法是：

称取上述的硅酸盐水泥、海沙、粉煤灰、改性磷石膏、石灰石粉、硅藻土、脱硫灰、调节剂以及水进行混合均匀，加入铝粉与气泡稳定剂，搅拌混合均匀，浇注，养护，得到所述建筑材料。

实施例4

一种建筑材料，包括以下的原料：海沙30千克、粉煤灰70千克、改性磷石膏30千克、硅酸盐水泥30千克、石灰石粉25千克、硅藻土10千克、脱硫灰5千克、铝粉0.012千克、气泡稳定剂0.02千克、调节剂3.5千克以及适量的水。其中，水的加入量按照以使建筑材料的气干状态的含水率为8-12％为准。所述调节剂是铁尾矿砂、泡花碱与聚羧酸按照重量比是20:5:5的比例进行混合制得。所述改性磷石膏的制备方法是称取磷石膏加水混合均匀，然后置于高压反应釜中，再以3mL/min的速率向反应釜中通入液氮至反应釜压力达到4MPa，稳压12min，然后进行超声波微波组合处理45min，超声波频率为20kHz，超声功率为40W，微波频率为1800MHz，微波功率为40W，干燥，得到改性磷石膏。所述气泡稳定剂选自皂粉。

在本发明实施例中，所述建筑材料的制备方法是：

称取上述的硅酸盐水泥、海沙、粉煤灰、改性磷石膏、石灰石粉、硅藻土、脱硫灰、调节剂以及水进行混合均匀，加入铝粉与气泡稳定剂，搅拌混合均匀，浇注，养护，得到所述建筑材料。

实施例5

一种建筑材料，包括以下的原料：海沙15千克、粉煤灰55千克、改性磷石膏14千克、硅酸盐水泥18千克、石灰石粉14千克、硅藻土5千克、脱硫灰3千克、铝粉0.003千克、气泡稳定剂0.003千克、调节剂0.8千克以及适量的水。其中，水的加入量按照以使建筑材料的气干状态的含水率为8-12％为准。所述调节剂是铁尾矿砂、泡花碱与聚羧酸按照重量比是12:2:1的比例进行混合制得。所述改性磷石膏的制备方法是称取磷石膏加水混合均匀，然后置于高压反应釜中，再以3mL/min的速率向反应釜中通入液氮至反应釜压力达到4MPa，稳压12min，然后进行超声波微波组合处理45min，超声波频率为20kHz，超声功率为40W，微波频率为1800MHz，微波功率为40W，干燥，得到改性磷石膏。所述气泡稳定剂选自皂粉。

在本发明实施例中，所述建筑材料的制备方法是：

称取上述的硅酸盐水泥、海沙、粉煤灰、改性磷石膏、石灰石粉、硅藻土、脱硫灰、调节剂以及水进行混合均匀，加入铝粉与气泡稳定剂，搅拌混合均匀，浇注，养护，得到所述建筑材料。

实施例6

一种建筑材料，包括以下的原料：海沙25千克、粉煤灰65千克、改性磷石膏22千克、硅酸盐水泥28千克、石灰石粉20千克、硅藻土7千克、脱硫灰4千克、铝粉0.006千克、气泡稳定剂0.006千克、调节剂2.2千克以及适量的水。其中，水的加入量按照以使建筑材料的气干状态的含水率为8-12％为准。所述调节剂是铁尾矿砂、泡花碱与聚羧酸按照重量比是18:3:4的比例进行混合制得。所述改性磷石膏的制备方法是称取磷石膏加水混合均匀，然后置于高压反应釜中，再以3mL/min的速率向反应釜中通入液氮至反应釜压力达到4MPa，稳压12min，然后进行超声波微波组合处理45min，超声波频率为20kHz，超声功率为40W，微波频率为1800MHz，微波功率为40W，干燥，得到改性磷石膏。所述气泡稳定剂选自皂粉。

在本发明实施例中，所述建筑材料的制备方法是：

称取上述的硅酸盐水泥、海沙、粉煤灰、改性磷石膏、石灰石粉、硅藻土、脱硫灰、调节剂以及水进行混合均匀，加入铝粉与气泡稳定剂，搅拌混合均匀，浇注，养护，得到所述建筑材料。

实施例7

一种建筑材料，包括以下的原料：海沙20千克、粉煤灰60千克、改性磷石膏18千克、硅酸盐水泥23千克、石灰石粉17千克、硅藻土6千克、脱硫灰3.5千克、铝粉0.004千克、气泡稳定剂0.004千克、调节剂1.6千克以及适量的水。其中，水的加入量按照以使建筑材料的气干状态的含水率为8-12％为准。所述调节剂是铁尾矿砂、泡花碱与聚羧酸按照重量比是14:3:3的比例进行混合制得。所述改性磷石膏的制备方法是称取磷石膏加水混合均匀，然后置于高压反应釜中，再以3mL/min的速率向反应釜中通入液氮至反应釜压力达到4MPa，稳压12min，然后进行超声波微波组合处理45min，超声波频率为20kHz，超声功率为40W，微波频率为1800MHz，微波功率为40W，干燥，得到改性磷石膏。所述气泡稳定剂选自皂粉。

在本发明实施例中，所述建筑材料的制备方法是：

称取上述的硅酸盐水泥、海沙、粉煤灰、改性磷石膏、石灰石粉、硅藻土、脱硫灰、调节剂以及水进行混合均匀，加入铝粉与气泡稳定剂，搅拌混合均匀，浇注，养护，得到所述建筑材料。

实施例8

与实施例7相比，除了所述气泡稳定剂是可溶油外，其他与实施例7相同。

实施例9

与实施例7相比，除了所述气泡稳定剂是氧化石蜡皂外，其他与实施例7相同。

实施例10

与实施例3相比，除了建筑材料包括以下的原料：海沙18千克、粉煤灰59千克、改性磷石膏19千克、硅酸盐水泥19千克、石灰石粉19千克、硅藻土5千克、脱硫灰3千克、铝粉0.003千克、气泡稳定剂0.006千克、调节剂2.2千克以及适量的水外，其他与实施例3相同。

实施例11

与实施例7相比，除了所述调节剂是铁尾矿砂、泡花碱与聚羧酸按照重量比是12:1:1的比例进行混合制得外，其他与实施例7相同。

实施例12

与实施例7相比，除了所述调节剂是铁尾矿砂、泡花碱与聚羧酸按照重量比是15:5:1的比例进行混合制得外，其他与实施例7相同。

实施例13

与实施例7相比，除了所述调节剂是铁尾矿砂、泡花碱与聚羧酸按照重量比是17:4:1的比例进行混合制得外，其他与实施例7相同。

实施例14

与实施例7相比，除了所述调节剂是铁尾矿砂、泡花碱与聚羧酸按照重量比是19:5:3的比例进行混合制得外，其他与实施例7相同。

实施例15

与实施例7相比，除了改性磷石膏的制备方法中是以2mL/min的速率向反应釜中通入液氮至反应釜压力达到3MPa，稳压10min，然后进行超声波微波组合处理35min，超声波频率为18kHz，超声功率为20W，微波频率为1100MHz，微波功率为40W外，其他与实施例7相同。

实施例16

与实施例7相比，除了改性磷石膏的制备方法中是以3mL/min的速率向反应釜中通入液氮至反应釜压力达到4MPa，稳压12min，然后进行超声波微波组合处理45min，超声波频率为24kHz，超声功率为30W，微波频率为1500MHz，微波功率为40W外，其他与实施例7相同。

实施例17

与实施例7相比，除了改性磷石膏的制备方法中是以4mL/min的速率向反应釜中通入液氮至反应釜压力达到5MPa，稳压12min，然后进行超声波微波组合处理55min，超声波频率为30kHz，超声功率为50W，微波频率为2100MHz，微波功率为80W外，其他与实施例7相同。

实施例18

与实施例7相比，除了改性磷石膏的制备方法中是以5mL/min的速率向反应釜中通入液氮至反应釜压力达到6MPa，稳压12min，然后进行超声波微波组合处理65min，超声波频率为30kHz，超声功率为70W，微波频率为2500MHz，微波功率为10W外，其他与实施例7相同。

对比例1

与实施例7相比，除了不含有硅藻土外，其他与实施例7相同。

对比例2

与实施例7相比，除了不含有改性磷石膏外，其他与实施例7相同。

对比例3

与实施例7相比，除了不含有硅藻土与改性磷石膏外，其他与实施例7相同。

对比例4

与实施例7相比，除了将原料中的改性磷石膏替换为磷石膏(含水率与改性磷石膏相同)外，其他与实施例7相同。

对比例5

与实施例7相比，除了原料中不含有调节剂外，其他与实施例7相同。

性能检测

将采用实施例3-7中的方法制备的建筑材料进行性能检测。具体是参照GB 11968-2006蒸压加气混凝土砌块标准进行抗压强度检测，具体的检测结果见表1所示。

表1检测结果表

从表1数据可以看出，本发明提供的建筑材料的性能符合GB 11968-2006蒸压加气混凝土砌块标准，通过采用通入液氮并进行超声波微波组合处理制得的改性磷石膏与硅藻土进行配合使用，可以在保持建筑材料干密度稳定的基础上有效提高建筑材料的抗压强度，可以用于建筑施工中，而且，改性磷石膏自身具有良好的孔隙结构，降低了干密度，同时与硅藻土、石灰石粉反应形成稳定的结构来提高抗压强度。而且，建筑材料的干密度可降低至598kg/cm

为了探索硅藻土与改性磷石膏对建筑材料性能的影响，下面参照GB11968-2006蒸压加气混凝土砌块标准对实施例7以及对比例1-5制备的建筑材料进行抗压强度检测，具体的检测结果见表2所示.

表2抗压强度检测结果表

从表2数据可以看出，本发明提供的建筑材料的性能符合GB 11968-2006蒸压加气混凝土砌块标准，根据实施例7与对比例1-3的数据对比可以看出，在本发明实施例中，通过采用通入液氮并进行超声波微波组合处理制得的改性磷石膏与硅藻土进行配合使用，可以在保持建筑材料干密度稳定的基础上有效提高建筑材料的抗压强度，可以用于建筑施工中，而且，改性磷石膏自身具有良好的孔隙结构，降低了干密度，同时与硅藻土、石灰石粉反应形成稳定的结构来提高抗压强度；从对比例1-5的数据可以看出，在磷石膏中通入液氮并进行超声波微波组合处理制得的改性磷石膏，在降低建筑材料干密度的同时有效提高建筑材料的抗压强度。同时，采用传统的磷石膏进行制备建筑材料，制备的产品的干密度和抗压强度都不能符合标准。

需要说明的是，由于改性磷石膏是磷石膏中通入液氮并进行超声波微波组合处理制得，液氮的通入可以急速进入磷石膏内部并实现急速冷冻，再通过超声波微波组合处理形成多孔隙结构，可以有效提高比表面积，在降低建筑材料干密度的同时有效提高建筑材料的抗压强度。而且，由于是采用的磷石膏作为原料进行改性制得，可以有效减少磷石膏对环境的污染，也扩展了磷石膏的应用途径。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。