碳纤维蒸压加气混凝土及其制备方法

摘要

本发明公开了一种碳纤维蒸压加气混凝土及其制备方法，所述方法包括：a、将油酸、三乙醇胺和水进行第一混合制成可溶油；b、将铝源、起泡剂和水进行第二混合制成铝粉悬浮液；c、在磁场强度为0.002-0.003T的磁场的存在下，将水泥、石灰、砂、石膏、碳纤维、酚醛树脂、青砖颗粒、四氧化三铁和水进行第三混合，接着加入所述可溶油和所述铝粉悬浮液进行第四混合并浇注，然后发气制成碳纤维蒸压加气混凝土；其中，所述铝源为铝粉或铝膏，所述起泡剂为拉开粉、平平加、皂素粉、石蜡皂和洗衣粉中的一种或多种。利用该碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有优异的机械强度、密度和抗冻性。

权利要求

1.一种碳纤维蒸压加气混凝土的制备方法，其特征在于，所述方法包括：a、将油酸、三乙醇胺和水进行第一混合制成可溶油；

b、将铝源、起泡剂和水进行第二混合制成铝粉悬浮液；

c、在磁场强度为0.002-0.003T的磁场的存在下，将水泥、石灰、砂、石膏、碳纤维、酚醛树脂、青砖颗粒、四氧化三铁和水进行第三混合，接着加入所述可溶油和所述铝粉悬浮液进行第四混合并浇注，然后发气制成碳纤维蒸压加气混凝土；

其中，所述铝源为铝粉或铝膏，所述起泡剂为拉开粉、平平加、皂素粉、石蜡皂和洗衣粉中的一种或多种；在步骤c中，相对于100重量份的所述水泥，所述石灰的用量为100-300重量份，所述砂的用量为450-650重量份，所述石膏的用量为15-30重量份，所述碳纤维的用量为10-20重量份，所述酚醛树脂的用量为5-8重量份，所述青砖颗粒的用量为7-10重量份，所述四氧化三铁的用量为3-5重量份，所述水的用量为450-750重量份，所述可溶油的用量为9-13重量份和所述铝粉悬浮液的用量为1200-2000重量份。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述水泥为牌号325的硅酸盐水泥或牌号

425的硅酸盐水泥；所述碳纤维符合以下条件：长度为2-5cm，直径为1-3mm；所述铝粉或铝2

膏中固体颗粒的比表面积为4000-6000cm/g，所述酚醛树脂的重均分子量为14000-30000，所述青砖颗粒的粒径为0.01-0.03mm，所述砂的粒径为4-6mm。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，在步骤a中，所述第一混合满足以下条件：混合温度为40-50℃，混合时间为30-50min。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，在步骤a中，相对于1重量份的所述油酸，所述三乙醇胺的用量为2-5重量份，所述水的用量为30-40重量份。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，在步骤b中，所述第二混合满足以下条件：混合温度为50-60℃，混合时间为1-3min。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，在步骤b中，步骤b中，相对于1重量份的所述铝源，所述起泡剂的用量为0.8-1.5重量份，所述水的用量为15-25重量份。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，在步骤c中，所述第三混合满足以下条件：混合温度为20-40℃，混合时间为1-5min；

所述第四混合均满足以下条件：混合温度为20-40℃，混合时间为15-30min。

8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述发气满足以下条件：发气温度为

40-50℃，发气时间为15-30min。

9.一种碳纤维蒸压加气混凝土，其特征在于，所述碳纤维蒸压加气混凝土通过权利要求1-8中的任意一项所述的方法制备而成。

说明书

碳纤维蒸压加气混凝土及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及蒸压加气混凝土，具体地，涉及一种碳纤维蒸压加气混凝土及其制备方法。

背景技术

[0002] 蒸压加气混凝土是以水泥、石灰、硅砂等为主要原料的建筑原材料。利用蒸压加气混凝土制成的蒸压加气混凝土砌块或者板材均具有密度小、耐火、防火、隔音、隔热和保温等特性，但是，蒸压加气混凝土制成的建筑材料在机械强度上难以达到石料、红砖等其他建筑材料的机械强度，一旦出现地震等自然灾害，那么通过蒸压加气混凝土造成的建筑物则会容易出现坍塌的危险。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种碳纤维蒸压加气混凝土及其制备方法，通过碳纤维蒸压加气混凝土制成的建筑材料具有优异的机械强度、密度和抗冻性。

[0004] 为了实现上述目的，本发明提供了一种碳纤维蒸压加气混凝土的制备方法，所述方法包括：

[0005] a、将油酸、三乙醇胺和水进行第一混合制成可溶油；

[0006] b、将铝源、起泡剂和水进行第二混合制成铝粉悬浮液；

[0007] c、在磁场强度为0.002-0.003T的磁场的存在下，将水泥、石灰、砂、石膏、碳纤维、酚醛树脂、青砖颗粒、四氧化三铁和水进行第三混合，接着加入所述可溶油和所述铝粉悬浮液进行第四混合并浇注，然后发气制成碳纤维蒸压加气混凝土；

[0008] 其中，所述铝源为铝粉或铝膏，所述起泡剂为拉开粉、平平加、皂素粉、石蜡皂和洗衣粉中的一种或多种。

[0009] 本发明还提供了一种碳纤维蒸压加气混凝土，所述碳纤维蒸压加气混凝土通过上述的方法制备而成。

[0010] 通过上述技术方案，本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土在强磁场的存在下，通过铁磁性的四氧化三铁和其他原料的协同作用制得碳纤维蒸压加气混凝土，利用该碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有优异的机械强度、密度和抗冻性。

[0011] 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

[0012] 以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

[0013] 本发明提供了一种碳纤维蒸压加气混凝土的制备方法，所述方法包括：

[0014] a、将油酸、三乙醇胺和水进行第一混合制成可溶油；

[0015] b、将铝源、起泡剂和水进行第二混合制成铝粉悬浮液；

[0016] c、在磁场强度为0.002-0.003T的磁场的存在下，将水泥、石灰、砂、石膏、碳纤维、酚醛树脂、青砖颗粒、四氧化三铁和水进行第三混合，接着加入所述可溶油和所述铝粉悬浮液进行第四混合并浇注，然后发气制成碳纤维蒸压加气混凝土；其中，所述铝源为铝粉或铝膏，所述起泡剂为拉开粉、平平加、皂素粉、石蜡皂和洗衣粉中的一种或多种。

[0017] 在本发明中，水泥的种类可以在宽的范围内选择，但是为了使得通过本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有更优异的机械强度和密度，优选地，所述水泥为牌号为325的硅酸盐水泥或牌号为425的硅酸盐水泥。

[0018] 在本发明中，所述碳纤维的尺寸可以在宽的范围内选择，但是为了使得通过本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有更优异的机械强度和密度，优选地，所述碳纤维的符合以下条件：长度为2-5cm，直径为1-3mm。

[0019] 在本发明中，所述铝粉或铝膏可以在宽的范围内选择，但是为了使得通过本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有更优异的机械强度和密度，优选地，所2
述铝粉或铝膏中固体颗粒的比表面积为4000-6000cm/g。

[0020] 在本发明中，所述酚醛树脂的种类可以在宽的范围内选择，但是为了使得通过本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有更优异的机械强度和密度，优选地，所述酚醛树脂的重均分子量为14000-30000。

[0021] 在本发明中，所述青砖颗粒(将青砖破碎而成)的种类可以在宽的范围内选择，但是为了使得通过本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有更优异的机械强度和密度，优选地，所述青砖颗粒的粒径为0.01-0.03mm。

[0022] 在本发明中，所述砂的粒径可以在宽的范围内选择，但是为了使得通过本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有更优异的机械强度和密度，优选地，所述砂的粒径为4-6mm。

[0023] 在本发明中，所述第一混合的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得通过本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有更优异的机械强度和密度，优选地，在步骤a中，所述第一混合满足以下条件：混合温度为40-50℃，混合时间为30-50min。

[0024] 在本发明中，在步骤a中各物质的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得通过本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有更优异的机械强度和密度，优选地，在步骤a中，相对于1重量份的所述油酸，所述三乙醇胺的用量为2-5重量份，所述水的用量为30-40重量份。

[0025] 在本发明中，所述第二混合的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得通过本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有更优异的机械强度和密度，优选地，在步骤b中，所述第二混合满足以下条件：混合温度为50-60℃，混合时间为1-3min。

[0026] 在本发明中，在步骤b中各物质的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得通过本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有更优异的机械强度和密度，优选地，在步骤b中，步骤b中，相对于1重量份的所述铝源，所述起泡剂的用量为0.8-1.5重量份，所述水的用量为15-25重量份。

[0027] 在本发明中，所述第三混合的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得通过本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有更优异的机械强度和密度，优选地，在步骤c中，所述第三混合满足以下条件：混合温度为20-40℃，混合时间为1-5min。

[0028] 在本发明中，所述第四混合的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得通过本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有更优异的机械强度和密度，优选地，在步骤c中，所述第四混合均满足以下条件：混合温度为20-40℃，混合时间为15-30min。

[0029] 在本发明中，在步骤c中各物质的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得通过本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有更优异的机械强度和密度，优选地，在步骤c中，相对于100重量份的所述水泥，所述石灰的用量为100-300重量份，所述砂的用量为450-650重量份，所述石膏的用量为15-30重量份，所述碳纤维的用量为10-20重量份，所述酚醛树脂的用量为5-8重量份，所述青砖颗粒的用量为7-10重量份，所述四氧化三铁的用量为3-5重量份，所述水的用量为450-750重量份，所述可溶油的用量为9-13重量份和所述铝粉悬浮液的用量为1200-2000重量份。

[0030] 在本发明中，在步骤c中发气的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得通过本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土制得的建筑材料具有更优异的机械强度和密度，优选地，所述发气满足以下条件：发气温度为40-50℃，发气时间为15-30min。

[0031] 本发明还提供了一种碳纤维蒸压加气混凝土，所述碳纤维蒸压加气混凝土通过上述的方法制备而成。

[0032] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，机械强度、干体积密度和抗冻性指标参数通过JC1062-2007的方法测得。

[0033] 水泥为安徽海螺水泥股份有限的市售的牌号为42.5的硅酸盐水泥，石灰为黄石市同瑞矿业有限责任公司的市售品，砂为灵寿县开石矿产品加工厂的市售黄砂，石膏为的湖南宝隆科技发展有限公司市售品，碳纤维为苏州龙宇碳纤维有限公司的市售品，酚醛树脂为铜陵华新达工贸有限责任公司的市售品，四氧化三铁为济南凯创贸易有限公司的市售品，油酸为广州潮瑾圻化工有限公司的市售品，三乙醇胺为济南鑫创意化工有限公司的市售品，拉开粉为广州汇和化工有限公司的市售品，洗衣粉为上海嘉定洁敏洗涤剂厂的市售品，碳酸钠为上海誉洁贸易有限公司的市售品，硼砂为上海芮鑫实业有限公司的市售品，铝粉为北京兴荣源科技有限公司的市售品，铝膏为深圳市德彩颜料化工有限公司的市售品。

[0034] 实施例1

[0035] a、在45℃下，将油酸、三乙醇胺和水按照1：4：35的质量比进行第一混合40min后制成可溶油；

[0036] b、在55℃下，将铝粉(比表面积为5000cm2/g)、拉开粉和水按照1：1：20的质量比进行第二混合2min后制成铝粉悬浮液；

[0037] c、在30℃和磁场强度为0.0025T的磁场的存在下，将牌号为425的硅酸盐水泥100kg、石灰200kg、550kg砂(粒径为5mm)、石膏15kg、15kg碳纤维(长度为3cm，直径为
2mm)、6kg酚醛树脂(重均分子量为20000)、9kg青砖颗粒(粒径为0.02mm)、四氧化三铁
4kg和水550kg进行第三混合3min，接着加入可溶油11kg和铝粉悬浮液1700kg进行第四混合22min并浇注，然后在45℃下发气20min制成碳纤维蒸压加气混凝土。

[0038] d、将碳纤维蒸压加气混凝土在60℃下预养3h，然后进行切割，切割完成后将砌块在蒸压釜中按照80℃下蒸养4h，然后加压至1.0MPa再养护8h，最后在25℃下陈华5h制成碳纤维蒸压加气混凝土砌块A1。

[0039] 该碳纤维蒸压加气混凝土砌块的干体积密度、抗压强度和抗冻性指标见表1。

[0040] 实施例2

[0041] a、在40℃下，将油酸、三乙醇胺和水按照1：2：30的质量比进行第一混合30min后制成可溶油；

[0042] b、在50℃下，将铝粉(比表面积为4000cm2/g)、拉开粉和水按照1：0.8：15的质量比进行第二混合1min后制成铝粉悬浮液；

[0043] c、在20℃和磁场强度为0.002T的磁场的存在下，将牌号为425的硅酸盐水泥100kg、石灰100kg、450kg砂(粒径为4mm)、石膏20kg、10kg碳纤维(长度为2cm，直径为
1mm)、5kg酚醛树脂(重均分子量为14000)、7kg青砖颗粒(粒径为0.01mm)、四氧化三铁
3kg和水450kg进行第三混合1min，接着加入可溶油9kg和铝粉悬浮液1200kg进行第四混合15min并浇注，然后在40℃下发气15min制成碳纤维蒸压加气混凝土。

[0044] d、将碳纤维蒸压加气混凝土在60℃下预养3h，然后进行切割，切割完成后将砌块在蒸压釜中按照80℃下蒸养4h，然后加压至1.0MPa再养护8h，最后在25℃下陈华5h制成碳纤维蒸压加气混凝土砌块A2。

[0045] 该碳纤维蒸压加气混凝土砌块的干体积密度、抗压强度和抗冻性指标见表1。

[0046] 实施例3

[0047] a、在50℃下，将油酸、三乙醇胺和水按照1：5：40的质量比进行第一混合50min后制成可溶油；

[0048] b、在60℃下，将铝粉(比表面积为6000cm2/g)、拉开粉和水按照1：1.5：25的质量比进行第二混合3min后制成铝粉悬浮液；

[0049] c、在40℃和磁场强度为0.003T的磁场的存在下，将牌号为425的硅酸盐水泥100kg、石灰300kg、650kg砂(粒径为6mm)、石膏30kg、20kg碳纤维(长度为5cm，直径为
3mm)、8kg酚醛树脂(重均分子量为30000)、10kg青砖颗粒(粒径为0.03mm)、四氧化三铁
5kg和水750kg进行第三混合5min，接着加入可溶油13kg和铝粉悬浮液2000kg进行第四混合15-30min并浇注，然后在50℃下发气30min制成碳纤维蒸压加气混凝土。

[0050] d、将碳纤维蒸压加气混凝土在60℃下预养3h，然后进行切割，切割完成后将砌块在蒸压釜中按照80℃下蒸养4h，然后加压至1.0MPa再养护8h，最后在25℃下陈华5h制成碳纤维蒸压加气混凝土砌块A3。

[0051] 该碳纤维蒸压加气混凝土砌块的干体积密度、抗压强度和抗冻性指标见表1。

[0052] 实施例4

[0053] 按照实施例1的方法制得碳纤维蒸压加气混凝土砌块A4，不同的是，铝粉换为铝膏，结果如表1所示。

[0054] 实施例5

[0055] 按照实施例1的方法制得碳纤维蒸压加气混凝土砌块A5，不同的是，拉开粉换为洗衣粉，结果如表1所示。

[0056] 对比例1

[0057] 按照实施例1的方法制得碳纤维蒸压加气混凝土砌块B1，不同的是，无磁场存在，结果如表1所示。

[0058] 对比例2

[0059] 按照实施例1的方法制得碳纤维蒸压加气混凝土砌块B2，不同的是，磁场强度为0.005T，结果如表1所示。

[0060] 对比例3

[0061] 按照实施例1的方法制得碳纤维蒸压加气混凝土砌块B3，不同的是，不含有四氧化三铁，结果如表1所示。

[0062] 对比例4

[0063] 按照实施例1的方法制得碳纤维蒸压加气混凝土砌块B4，不同的是，不含有碳纤维，结果如表1所示。

[0064] 对比例5

[0065] 按照实施例1的方法制得碳纤维蒸压加气混凝土砌块B5，不同的是，不含有酚醛树脂，结果如表1所示。

[0066] 对比例6

[0067] 按照实施例1的方法制得碳纤维蒸压加气混凝土砌块B6，不同的是，不含有青砖颗粒，结果如表1所示。

[0068] 表1

[0069]

[0070] 由上述实施例和对比例可知，由本发明提供的碳纤维蒸压加气混凝土制成的建筑材料具有优异的机械强度、密度和抗冻性。

[0071] 以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

[0072] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

[0073] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本