免攪拌超輕陶?；炷林苽溲芯?/h1>
2021-08-13 00:44:12吳瑞卿
廣東建材 2021年8期
甘 立 吳瑞卿 甘 偉 王 慶 何 娟
（1廣州建筑產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司；2廣州建筑股份有限公司)(3廣州大學(xué)；4廣州市建筑集團(tuán)有限公司）
0 引言
建筑用陶粒，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17431.1《輕集料及其試驗(yàn)方法笫1部分：輕集料》，屬人造輕集料范疇。人造輕集料陶粒又分“高強(qiáng)輕粗陶粒”(堆積密度600～900kg/m3，筒壓強(qiáng)度4～6.5MPa)和“輕粗陶?！?堆積密度200～1200㎏/m3，筒壓強(qiáng)度0.2～5.0MPa，其中，堆積密度不大于500㎏/m3稱為“超輕陶粒”)。堆積密度大于500㎏/m3的輕粗陶粒、高強(qiáng)陶粒多用于制備陶?；炷疗鰤K、墻板和結(jié)構(gòu)用混凝土等。超輕陶粒密度小(200～500㎏/m3)，筒壓強(qiáng)度低(0.2～1.5MPa)，保溫隔熱性好，價(jià)格低，產(chǎn)量大，但由于強(qiáng)度低，在機(jī)械攪拌混凝土?xí)r易粉碎，因此，多用于養(yǎng)植花卉和輕質(zhì)填充等。
作為建筑用輕集料，耕地粘土陶粒已禁止生產(chǎn)使用，以建筑固廢、河道、市政淤泥等為原料制備的人造輕集料陶粒，屬于節(jié)約天然資源的綠色建材產(chǎn)品。目前，由于天然砂石資源日益匱乏，國(guó)家推行生態(tài)環(huán)境保護(hù)，固廢資源化，利用建筑固廢、河道市政污泥等生產(chǎn)的陶粒日趨增多。因此充分利用超輕陶粒，為建筑市場(chǎng)提供一種性能適宜的超輕陶?；炷敛牧?，應(yīng)用于建筑節(jié)能、建筑裝飾、墻體工程和大孔混凝土領(lǐng)域，具有相當(dāng)?shù)谋匾院蛷V闊市場(chǎng)前景。
針對(duì)上述技術(shù)狀況，提出免攪拌超輕陶?；炷敛?duì)其制備進(jìn)行試驗(yàn)研究。
1 免攪拌超輕陶?；炷恋暮x及制備條件
⑴免攪拌超輕陶?；炷潦且猿p陶粒、陶砂等為集料，在有壓網(wǎng)的模具中均勻填滿集料，將灌漿材料從模底孔壓入，充滿集料孔隙，凝結(jié)硬化、養(yǎng)護(hù)而成的超輕陶?；炷?。
⑵免攪拌超輕陶?；炷恋闹苽湫杈邆湟韵禄緱l件：
①質(zhì)量穩(wěn)定的超輕陶粒以及其他輕集料（如陶砂、EPS輕珠等）；
②高流動(dòng)性灌漿材料(如水泥膠漿、水泥泡沫膠漿、水泥砂漿)；
③可折裝金屬模具，有上壓網(wǎng)、側(cè)板、下底板、進(jìn)料、出漿孔。常用尺寸（4000～6000）mm×(900～1000)mm×(400～650)mm（長(zhǎng)×寬×高）；有配套的灌漿材料制備和壓漿泵機(jī)具；
④養(yǎng)護(hù)條件。
2 免攪拌超輕陶?；炷恋闹苽涔に囂攸c(diǎn)
⑴免攪拌超輕陶?；炷恋闹苽涔に嚶肪€，見(jiàn)圖1。
圖1
⑵免攪拌超輕陶?；炷林苽涞奶攸c(diǎn)：
①免除了常規(guī)混凝土的攪拌工藝，克服現(xiàn)有混凝土攪拌過(guò)程中超輕陶粒破碎、不能保存陶粒完整、降低混凝土強(qiáng)度、密度増大等問(wèn)題；
②在形成混凝土的同時(shí)，為制品提供大型胚料和提供大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)條件，生產(chǎn)效率高；
③通過(guò)模具填充輕集料、壓漿成型混凝土大型塊料，再經(jīng)切割工藝，可制造出尺寸精度較高、外觀平整的磚、塊、板材等制品，并具有良好熱工性能、防火、耐水、輕質(zhì)、耐久等優(yōu)點(diǎn)；
④釆用模具填充輕集料、壓漿成型混凝土的制備工藝，通過(guò)不同輕集料的粒級(jí)、配比調(diào)整、不同的壓漿材料（如水泥膠漿、水泥泡沫砂漿、水泥砂漿）和不同的漿料充填率（當(dāng)制備大孔混凝土?xí)r，可通過(guò)底模板上的出料孔，將多余的漿料放出），可制造出不同品種、不同性能的輕質(zhì)混凝土、多孔混凝土（如大孔混凝土、復(fù)合集料（EPS、陶粒）混凝土、透水混凝土）等，見(jiàn)圖2。
圖2
3 影響免攪拌超輕陶?；炷列阅艿囊蛩?/h2>
⑴超輕陶粒的質(zhì)量，含筒壓強(qiáng)度、密度、最大粒徑、級(jí)配、空隙率、吸水率等技術(shù)指標(biāo)。
⑵輕集料布料均勻性、密實(shí)性。
⑶壓漿材料的性能：強(qiáng)度、宻度、擴(kuò)展度、凝結(jié)時(shí)間。
⑷壓漿工藝：壓漿泵壓力、升漿速度和均勻性、密實(shí)性。
⑸養(yǎng)護(hù)溫度、時(shí)間。
4 免攪拌超輕陶?；炷林苽湓囼?yàn)
4.1 一種免攪拌超輕陶粒EPS輕珠復(fù)合混凝土制備步驟
⑴壓漿料制備：每立方混凝土按以下比例配制水泥砂漿：42.5硅酸鹽水泥320㎏/m3；中細(xì)砂160㎏/m3；摻合料100㎏/m3（55粉煤灰：30石粉：15拋光渣粉組成混合物）；水150㎏/m3；聚羧酸減水劑0.5㎏/m3；改性復(fù)合引氣劑0.01㎏/m3；改性劑有機(jī)硅可再生分散乳膠0.5㎏/m3。
⑵顆粒狀輕集料準(zhǔn)備：超輕陶粒，連續(xù)級(jí)配，堆積密度為420㎏/m3，筒壓強(qiáng)度為1.3MPa，最大粒經(jīng)為20mm，孔洞率為36%，經(jīng)預(yù)濕處理；EPS輕珠，堆積密度為4㎏/m3，粒徑為2～3mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.004W/m·K。
⑶顆粒填充金屬模具：按（體積比）每立方混凝土超輕陶粒1m3、EPS輕珠0.2m3，將超輕陶粒及EPS輕珠均勻?yàn)⑷?，填充滿混凝土金屬模具。金屬模具為可拆裝、上部設(shè)有金屬壓網(wǎng)，底部設(shè)有進(jìn)、出料管。
⑷壓漿粘結(jié)成混凝土：將制備的水泥砂漿，從進(jìn)料管緩慢泵入混凝土金屬模具中，泵壓為0.8～1.2MPa；升速1～1.5mm/s，水泥砂漿灌注滿輕粗陶粒及EPS輕珠之間的空隙至模具上刻度位置。
⑸凝固硬化、脫模、養(yǎng)護(hù)，形成免攪拌超輕陶?；炷粱牧稀?/p>
⑹切割成混凝土制品：按設(shè)計(jì)尺寸，將混凝土切割成建筑用混凝土板、塊。
4.2 免攪拌輕粗陶?；炷列阅軠y(cè)試結(jié)果
⑴混凝土密度等級(jí)：D1100㎏/m3；
⑵混凝土強(qiáng)度等級(jí)：LC7.5MPa；
⑶吸水率：3.2%；
④導(dǎo)熱系數(shù)：0.27W/m·k。
4.3 小結(jié)
本實(shí)驗(yàn)所制備的免攪拌超輕陶?；炷?，采用性能穩(wěn)定、堆積密度為420㎏/m3、筒壓強(qiáng)度為1.3MPa、最大粒徑為20mm、孔洞率為36%、經(jīng)預(yù)濕處理的超輕陶粒；為了減小混凝土的密度和導(dǎo)熱系數(shù)，摻配了適量EPS輕珠；為了提高料漿的流動(dòng)性、充填性，釆用了高效減水劑、微泡劑；為了減小混凝土的吸水率，摻入改性劑硅烷可再生分散乳膠。配制出的混凝土可用于輕質(zhì)節(jié)能墻材（砌塊、墻板）等。
5 結(jié)論
釆用模具填充超輕陶粒，再壓入料漿形成的免攪拌混凝土，通過(guò)不同輕集料的粒級(jí)、配比調(diào)整，不同的壓漿材料，不同的壓漿方式、充填率，可以獲得不同品種、不同性能的輕質(zhì)混凝土、多孔混凝土，如大孔混凝土、復(fù)合集料（EPS、陶粒）混凝土、透水混凝土等。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，可利用超輕陶粒配制出密度等級(jí)為D 1100㎏/m3、強(qiáng)度等級(jí)為L(zhǎng)C 7.5MPa、吸水率為3.2%、導(dǎo)熱系數(shù)為0.27W/m·k的混凝土，用于建筑節(jié)能、建筑圍護(hù)墻材等領(lǐng)域。
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⑴免攪拌超輕陶?；炷潦且猿p陶粒、陶砂等為集料，在有壓網(wǎng)的模具中均勻填滿集料，將灌漿材料從模底孔壓入，充滿集料孔隙，凝結(jié)硬化、養(yǎng)護(hù)而成的超輕陶?；炷?。
⑵免攪拌超輕陶?；炷恋闹苽湫杈邆湟韵禄緱l件：
①質(zhì)量穩(wěn)定的超輕陶粒以及其他輕集料（如陶砂、EPS輕珠等）；
②高流動(dòng)性灌漿材料(如水泥膠漿、水泥泡沫膠漿、水泥砂漿)；
③可折裝金屬模具，有上壓網(wǎng)、側(cè)板、下底板、進(jìn)料、出漿孔。常用尺寸（4000～6000）mm×(900～1000)mm×(400～650)mm（長(zhǎng)×寬×高）；有配套的灌漿材料制備和壓漿泵機(jī)具；
④養(yǎng)護(hù)條件。
2 免攪拌超輕陶?；炷恋闹苽涔に囂攸c(diǎn)
⑴免攪拌超輕陶?；炷恋闹苽涔に嚶肪€，見(jiàn)圖1。
圖1
⑵免攪拌超輕陶?；炷林苽涞奶攸c(diǎn)：
①免除了常規(guī)混凝土的攪拌工藝，克服現(xiàn)有混凝土攪拌過(guò)程中超輕陶粒破碎、不能保存陶粒完整、降低混凝土強(qiáng)度、密度増大等問(wèn)題；
②在形成混凝土的同時(shí)，為制品提供大型胚料和提供大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)條件，生產(chǎn)效率高；
③通過(guò)模具填充輕集料、壓漿成型混凝土大型塊料，再經(jīng)切割工藝，可制造出尺寸精度較高、外觀平整的磚、塊、板材等制品，并具有良好熱工性能、防火、耐水、輕質(zhì)、耐久等優(yōu)點(diǎn)；
④釆用模具填充輕集料、壓漿成型混凝土的制備工藝，通過(guò)不同輕集料的粒級(jí)、配比調(diào)整、不同的壓漿材料（如水泥膠漿、水泥泡沫砂漿、水泥砂漿）和不同的漿料充填率（當(dāng)制備大孔混凝土?xí)r，可通過(guò)底模板上的出料孔，將多余的漿料放出），可制造出不同品種、不同性能的輕質(zhì)混凝土、多孔混凝土（如大孔混凝土、復(fù)合集料（EPS、陶粒）混凝土、透水混凝土）等，見(jiàn)圖2。
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⑴超輕陶粒的質(zhì)量，含筒壓強(qiáng)度、密度、最大粒徑、級(jí)配、空隙率、吸水率等技術(shù)指標(biāo)。
⑵輕集料布料均勻性、密實(shí)性。
⑶壓漿材料的性能：強(qiáng)度、宻度、擴(kuò)展度、凝結(jié)時(shí)間。
⑷壓漿工藝：壓漿泵壓力、升漿速度和均勻性、密實(shí)性。
⑸養(yǎng)護(hù)溫度、時(shí)間。
4 免攪拌超輕陶?；炷林苽湓囼?yàn)
4.1 一種免攪拌超輕陶粒EPS輕珠復(fù)合混凝土制備步驟
⑴壓漿料制備：每立方混凝土按以下比例配制水泥砂漿：42.5硅酸鹽水泥320㎏/m3；中細(xì)砂160㎏/m3；摻合料100㎏/m3（55粉煤灰：30石粉：15拋光渣粉組成混合物）；水150㎏/m3；聚羧酸減水劑0.5㎏/m3；改性復(fù)合引氣劑0.01㎏/m3；改性劑有機(jī)硅可再生分散乳膠0.5㎏/m3。
⑵顆粒狀輕集料準(zhǔn)備：超輕陶粒，連續(xù)級(jí)配，堆積密度為420㎏/m3，筒壓強(qiáng)度為1.3MPa，最大粒經(jīng)為20mm，孔洞率為36%，經(jīng)預(yù)濕處理；EPS輕珠，堆積密度為4㎏/m3，粒徑為2～3mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.004W/m·K。
⑶顆粒填充金屬模具：按（體積比）每立方混凝土超輕陶粒1m3、EPS輕珠0.2m3，將超輕陶粒及EPS輕珠均勻?yàn)⑷?，填充滿混凝土金屬模具。金屬模具為可拆裝、上部設(shè)有金屬壓網(wǎng)，底部設(shè)有進(jìn)、出料管。
⑷壓漿粘結(jié)成混凝土：將制備的水泥砂漿，從進(jìn)料管緩慢泵入混凝土金屬模具中，泵壓為0.8～1.2MPa；升速1～1.5mm/s，水泥砂漿灌注滿輕粗陶粒及EPS輕珠之間的空隙至模具上刻度位置。
⑸凝固硬化、脫模、養(yǎng)護(hù)，形成免攪拌超輕陶?；炷粱牧稀?/p>
⑹切割成混凝土制品：按設(shè)計(jì)尺寸，將混凝土切割成建筑用混凝土板、塊。
4.2 免攪拌輕粗陶?；炷列阅軠y(cè)試結(jié)果
⑴混凝土密度等級(jí)：D1100㎏/m3；
⑵混凝土強(qiáng)度等級(jí)：LC7.5MPa；
⑶吸水率：3.2%；
④導(dǎo)熱系數(shù)：0.27W/m·k。
4.3 小結(jié)
本實(shí)驗(yàn)所制備的免攪拌超輕陶?；炷?，采用性能穩(wěn)定、堆積密度為420㎏/m3、筒壓強(qiáng)度為1.3MPa、最大粒徑為20mm、孔洞率為36%、經(jīng)預(yù)濕處理的超輕陶粒；為了減小混凝土的密度和導(dǎo)熱系數(shù)，摻配了適量EPS輕珠；為了提高料漿的流動(dòng)性、充填性，釆用了高效減水劑、微泡劑；為了減小混凝土的吸水率，摻入改性劑硅烷可再生分散乳膠。配制出的混凝土可用于輕質(zhì)節(jié)能墻材（砌塊、墻板）等。
5 結(jié)論
釆用模具填充超輕陶粒，再壓入料漿形成的免攪拌混凝土，通過(guò)不同輕集料的粒級(jí)、配比調(diào)整，不同的壓漿材料，不同的壓漿方式、充填率，可以獲得不同品種、不同性能的輕質(zhì)混凝土、多孔混凝土，如大孔混凝土、復(fù)合集料（EPS、陶粒）混凝土、透水混凝土等。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，可利用超輕陶粒配制出密度等級(jí)為D 1100㎏/m3、強(qiáng)度等級(jí)為L(zhǎng)C 7.5MPa、吸水率為3.2%、導(dǎo)熱系數(shù)為0.27W/m·k的混凝土，用于建筑節(jié)能、建筑圍護(hù)墻材等領(lǐng)域。
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