一种新型加气混凝土发气材料.pdf

第 1 4卷第 2期 2 0 1 1年 4月 建筑材料学报 J 0URNAL OF BUI L DI NG MATE RI ALS Vo 1 1 4， NO 2 Ap r ， 2 01 1 文章编号 ： 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 1 ) 0 2 0 1 6 0 0 4 一 种新型加气混凝土发气材料 朱洪波 ， 王培铭 ， 张继 东。 ( 1 同济大学 先进土木工程材料教育部重点实验室，上海 2 0 0 0 9 2 ； 2 攀钢集团 攀枝花钢铁研究院，四川 攀枝花 6 1 7 0 0 0 ) 摘要 ：与粉煤灰相 比， 攀钢提钛渣的密度较大、 颗粒较粗 ， 以其替代粉煤灰 生产加 气混凝土时会使 料浆黏度降低 ， 而采用传统铝粉发气剂容易造成 气泡合并和逃逸 ， 使发气效率降低 为此 ， 采用普 通 混凝 土 引气剂 与传 统铝粉 复合 ， 开发 出一 种 新 型 蒸压 加 气混 凝 土 的发 气材 料 ， 用于 制备 含 大量 攀钢提钛渣的加 气砌块 与纯铝粉发气剂相 比， 该材料能显著增加料浆稠度 ， 使单位质 量发气剂的 发气效率提高 1 7 ； 通过扫描 电镜观察到， 所制备的含攀钢提钛渣蒸压制品 中， 主要水热合成产物 为结 晶 良好 的托 贝莫来石 、 水化 水 石 榴 子石 和 不 同反 应 程度 的粉 煤 灰球 ， 一 些提 钛 渣 颗 粒 未发 生 水热合 成反 应 关键词 ：加 气混凝 土 ；发 气材料 ；水热合 成 中 图分 类 号 ： TU5 2 8 2 文献 标 志码 ： A d o i ： I O 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 - 9 6 2 9 2 0 1 1 0 2 0 0 3 A No v e l Ai r Ent r a i n i ng M a t e r i a l s f o r Au t o c l a v e d Ae r a t e d Co nc r e t e Bl o c k ZH U Ho n g b o ， WANG Pe i mi n g ， ZHANG J i d o n g ( 1 Ke y La b o r a t o r y o f Ad v a n c e d Ci v i l En g i n e e r i n g Ma t e r i a l s o f Mi n i s t r y o f Ed u c a t i o n，To n g j i Un i v e r s i t y ， S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 ，Ch i n a ；2 Pa n z h i h u a I r o n& S t e e l Re s e a r c h I n s t i t u t e ，Pa n g a n g Gr o u p，Pa n z h i h u a 6 1 7 0 0 0，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：Co mp a r i n g wi t h t h a t o f f l y a s h，d e n s i t y a n d d i a me t e r o f t h e e x t r a c t e d t i t a n i u m b l a s t f u r n a c e s l a g o f Pa n g a n g( TZ )a r e h i g h e r I f f l y a s h i s r e p l a c e d b y TZ t o p r e p a r e a e r a t e d c o n c r e t e b l o c k，s o me o f a i r bu bbl e e nt r a i ne d b y a l umi ni um p owde r i s e a s y t o i nc or p or a t e a n d e s c a p e o ut of mor t a r be c a us e of t he r e du c t i on o f c ons i s t e n c y So t h e a i r e n t r a i n i ng e f f i c i e nc y o f t r a d i t i o na l a l u m i n i um po wd e r de c r e a s e s A n ov e l a i r e nt r a i ni n g a g e n t c o nt a i ni n g no r m a l a i r e n t r a i n i ng a g e n t of c o nc r e t e a n d a l umi n i um po wd e r wi l l i nc r e a s e t he vi s c os i t y o f mo r t a r a nd t he e f f i c i e nc y of t he a i r e n t r a i ni ng by 1 7 I n a e r a t e d c on c r e t e bl o c ks wi t h TZ， SEM s ho ws t h a t m o s t hy d r o t he r ma l s y nt he s i s pr o du c t s a r e t o be r mor i t e a nd h yd r a t i o n g a r ne t wi t h go o d c r y s t a l ，f l y a s h gl o be s wi t h v a r i ou s de gr e e s o f r e a c t i o n，a n d s o m e of TZ f u me wi t hou t a n y h yd r o t he r ma l s y nt h e s i s Ke y wo r ds ：a u t o c l a ve d a e r a t e d c on c r e t e b l oc k；a i r e nt r a i ni ng m a t e r i a l ；hyd r o t he r m a l s y nt h e s i s 攀钢钒钛磁铁高炉矿渣中 T i 0 2 含量超过 2 0 9 6 1 ， 采用氯化法对其进行提钛处理 。 后的废渣( 称为提 钛渣 ， T Z ) 具有一定的细度和水化活性 ， 可以用来 替代粉煤灰制备蒸压加气混凝土砌块 但 由于提钛 渣的密度及颗粒级 配等物理指标 与粉煤灰差别较 大 ， 应用过程 中会使加气混凝土生产 中的料浆稠度 减小 ， 而采用传统铝粉作为发气剂又容易造成气泡 合并和逃逸 ， 使发气效率显著降低 为此 ， 本文将普 通混凝土引气剂与传统铝粉复合 ， 开发出了一种新 型加气混凝土发气材料 ， 有效解决了该问题 收稿 日期 ： 2 0 0 9 1 2 - 1 4 修订 日期 ： 2 0 1 0 0 3 0 1 基金项 目： “ 十一五” 国家科技 支撑计划项 目( 2 0 0 7 B AB 2 0 B 0 0 ) ； 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验 室开放基金资助项 目 第一作者 ： 朱洪波( 1 9 6 5 一) ， 男， 河南驻 马店人 ， 同济大学副教授 ， 博士 E - ma i l ： z h u h o n g b o 5 0 1 s o h u c o rn 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2期 朱洪波 ， 等 ： 一种新型加气混凝土发气 材料 1 原 材 料 1 1 水泥 、 石灰 、 粉 煤灰 与提 钛渣 的化 学 组成 水 泥 ： 中 国建 筑 材 料 研 究 院 监 制 生 产 的 “ 外 加 剂检验专用基准水泥” ( P O 4 2 5 ， 记为 C ) ； 生石灰 ： 建筑 工地使 用 的块 状 石灰 经 破 碎 、 磨 细 而成 ( 记 为 C a o) ； 粉 煤 灰 ： 级 灰 ( 记 为 F A) ， 上 海 宝 钢 自 备 电厂出产 ； 提钛 渣 ： 原 始 钒 钛磁 铁 矿渣 经 过磨 细 和高 、 低温 的提钛处理 后得 到 ( 记为 TZ ) ， 为 灰 色 细砂 状 的 干 粉 采 用 荧 光 分 析 方 法 测 试 的 提 钛 渣 、 水泥 、 粉 煤灰 与石 灰 的 化学 成 分 质量 分数 ) 见表 1 表 1 原材料的化学成分 T a b l e 1 C h e mi c a l c o mp o s i t i o n s ( b y ma s s )o f r a w ma t e r i a l s Co d e Si O2 A1 2 O3 F e z O3 K O M g O Ca O Ti O。 C1 S O3 TZ C FA Ca O 1 2 提 钛 渣 的细度 及粒 径分 布 按 照砂 的细 度测 试和 计算 方法 得 到提钛 渣 细 度 模 数为 0 5 3 ， 属 于极 细 的颗 粒 料 ； 采 用 比重 瓶 测 试 的提钛渣真密度为 2 9 6 3 t m。 ， 比粉煤灰的密度( 约 为 2 2 t m。 ) 高出很多 由于提钛渣中的细粉料易吸 潮 ， 会粘附在筛布表面堵塞筛孔 ， 所以无法用勃氏法 或负压筛法检验其细度 ， 于是采用激光粒度分布方 法测试其粒径分布、 平均粒径和中值粒径， 并计算其 比表面积， 得到其平均粒径 、 中值粒径分别为3 6 0 0 ， 3 2 0 0“ m， 比表 面积 为 7 5 4 m k g ， 比一般 的 湿排 粉煤灰颗粒粗 ， 所以其替代粉煤灰拌和的料浆 稠度 将明显降低 ， 容易离析 而从其粒径分布图( 见图 1 ) 可以看出， 提钛渣的粒径分布范 围较小 ， 匀质性好 ， 其最可几粒径约为 1 0 0 m， 但小于 9 0 m 的细颗粒 含 量极 少 ， 这对料 浆 的黏 聚性 不利 图 1 提钛渣 的粒径分布 Fi g 1 Pa r t i c l e s i z e d i s t r i b u t i o n o f TZ 1 3 新 型加 气 混凝 土发气 材 料 混凝土引气剂在搅拌时即能在料浆 中产生数量 极大的封闭微孔 ， 因这些气孔的尺寸较小 ， 不满足加 气混凝土 的气泡尺寸要求 ， 所以一般不用其作为加 气混凝土 的发气材料 但是引气剂能够显著增加料 浆的黏聚性 ， 增加其稠度并降低其初始密度 ， 从 而减 少料浆内部的发气压力， 便于铝粉产生的气泡长大 同时， 会有一些铝粉颗粒被包裹在气泡中， 使铝粉颗 粒的发气环境得到改善 新型加气混凝土发气材料 ( 记为 X J ) 按照质量 比由 2 4 5份工业废渣粉 、 1份混凝土引气剂和 4份 铝粉组成 ， 即 引气与发气 材料 占 ) ( J质量 的 1 5 0 之 所 以 采 用 工 业 废 渣 粉 对 引 气 剂 和 铝 粉 进 行 稀 释 ， 是 因后两种材料 的掺 量较低 ， 经过稀释后 在使 用时便 于准确计量 工业 废渣粉可 以是 粉煤灰 、 脱 硫石膏粉 、 火 山灰 或矿渣粉 中任 一种 或其 复合 材 料 ； 混 凝 土 引 气 剂 可 以是 松 香 皂 、 松 香 热 聚 物 、 甜 菜碱 、 木质素 磺酸盐 或茶皂 素 中任一 种或 其复 合 材 料 本试验采用茶皂素、 脂肪酰 氨烷基甜菜碱和传 统铝粉进行对比分析 与新型加气混凝 土发气材料 一 样 ， 分 别用 工业 废渣 粉将 其分 散 、 稀 释 5 O倍 ， 并 记 为 C J ， T J 和 L J 按照产品说 明书 ， 茶皂素作为混凝土引气剂 的 建议掺 量为水 泥质 量 的 0 0 0 0 0 5 O 0 0 0 3 0 ， 所 形 成 的孔 径 范 围 为 0 0 1 0 0 8 mm， 为 不 连 续 的 封 闭 球 形 ， 分 布 均 匀 ， 稳 定 性 好 当 含 气 量 为 5 ( 体积分数 ， 下 同) 以上时 ， 气泡 间距 系数 L小 于 1 O 0“ m； 当含 气 量 为 6 时 ， 气 泡 间距 系数 L约 为 8 0“ m 甜菜碱属 于两性表面活性剂 ， 其起泡性 好 ， 与阴离子 、 阳离子 、 非离子 表面活 性剂 配伍后 能够增加起泡量 和起 到稳泡作 用 ， 作 为混凝 土引 气剂时的掺量为 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 2 0 ； 铝粉 掺量为粉料质量 的 0 0 0 0 7 0 O 0 1 5 E 5 ， 即 1 1 0 0 0左 右 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m