本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种砌块及其制备方法。
背景技术：
目前，普通建筑工程常用的轻质砌块，是以水泥、石灰、矿渣、硅砂、粉煤灰、铝粉等为原料制成。虽然现有的砌块符合《蒸压加气混凝士砌块标准》gb11968-2006要求的轻质多孔硅酸盐制品，其具有质轻、保温、防火、可锯、能刨、加工方便等优点，但是还存在以下问题和缺陷：
1.需要高压蒸汽养护，因此需配置蒸压设备，造成设备购置、运行维护、安全环保管理投入大，相对成本高。
2.表面强度低，在搬运过程容易缺棱掉角，另外其表面粗糙，故需较厚的抹灰砂浆修补与找平，造成施工现场湿作业多、材料消耗大，人工成本高。
3.吸水高、表面强度低、易起粉，易造成砂浆失水快、与砂浆粘结性差，引致抹灰层开裂、空鼓甚至脱落的质量问题，因此对砂浆的保水、粘结、抗裂等性能，以及抹灰施工工艺有很高的要求。
4.砌筑结合面无定位榫槽，工人在砌筑时，需花较多时间控制墙体的平直度，人工成本高。
由此可见，现有的砌块仍然存在质量不高、施工作业要求高且维护成本高的问题。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种砌块，旨在解决现有的砌块质量不高、施工作业要求高且维护成本高的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种砌块，由以下重量百分比的组分制备而成：硅酸盐水泥29.02～35％、活性掺合料35～40％、惰性掺合料6～8％、膨胀剂2～4％、抗裂剂0.8～1.2％、化学外加剂0.2～0.5％、发泡剂0.08～0.1％和水20～22.4％。
本发明实施例还提供了一种砌块的制备方法，所述方法包括如下步骤：按照如权利要求1～8任意一项所述的砌块配方称取各原料，备用；
将硅酸盐水泥、活性掺合料、惰性掺合料和膨胀剂加入一级搅拌机中搅拌30～60秒，再加入化学外加剂和水，搅拌2～5分钟，得到一级搅拌混合物；
将所述一级搅拌混合物转移至二级搅拌机中，加入抗裂剂并搅拌1～2分钟，得到二级搅拌混合物；
将所述发泡剂制成泡沫后，加入所述二级搅拌混合物中，搅拌2～5分钟；得到待浇注混合物；
将所述待浇注混合物浇注到模具中，静停养护，得到砌块；
当检测到所述砌块的抗压强度≥0.5mpa时，将所述砌块从所述模具中挤压脱出，进行后期养护，待所述砌块达到预设的出厂强度后进行检测和包装。
本发明实施例提供的砌块以硅酸盐水泥、活性掺合料为主要原料，并加入合理用量的惰性掺合料、膨胀剂、抗裂剂、化学外加剂、发泡剂，经加水搅拌，浇注成型，脱模养护得到砌块产品，该砌块产品相较于传统的蒸压加气混凝士砌块，具有环保、节能、安全、强度高、体积稳定、配合精密、光洁平整、高效优质、节省成本的优点，是国家大力推广的环保健康墙材。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的砌块以硅酸盐水泥、活性掺合料为主要原料，并加入合理用量的惰性掺合料、膨胀剂、抗裂剂、化学外加剂、发泡剂，经加水搅拌，浇注成型，脱模养护得到砌块产品，该砌块产品相较于传统的蒸压加气混凝士砌块，具有环保、节能、安全、强度高、体积稳定、配合精密、光洁平整、高效优质、节省成本的优点，是国家大力推广的环保健康墙材。
本发明实施例提供了一种砌块，由以下重量百分比的组分制备而成：
硅酸盐水泥29.02～35％、活性掺合料35～40％、惰性掺合料6～8％、膨胀剂2～4％、抗裂剂0.8～1.2％、化学外加剂0.2～0.5％、发泡剂0.08～0.1％和水20～22.4％。
在本发明的一个优选实施例中，砌块由以下重量百分比的组分制备而成：
硅酸盐水泥29.64％、活性掺合料37.04％、惰性掺合料7.41％、膨胀剂2.29％、抗裂剂0.91％、化学外加剂0.31％、发泡剂0.09％和水22.31％。
优选的，所述活性掺合料为粉煤灰和矿渣粉的混合物。
优选的，所述惰性掺合料为陶瓷抛光粉。
优选的，所述膨胀剂为无水石膏。
优选的，所述抗裂剂为耐碱单丝短玻璃纤维或聚丙烯短纤维。
优选的，所述化学外加剂为聚羧酸高性能减水剂。
优选的，所述发泡剂为复合型动物蛋白发泡剂。
本发明实施例还提供了一种砌块的制备方法，包括如下步骤：
按照上述的砌块配方称取各原料，备用；
将硅酸盐水泥、活性掺合料、惰性掺合料和膨胀剂加入一级搅拌机中搅拌30～60秒，再加入化学外加剂和水，搅拌2～5分钟，得到一级搅拌混合物；
将所述一级搅拌混合物转移至二级搅拌机中，加入抗裂剂并搅拌1～2分钟，得到二级搅拌混合物；
将所述发泡剂制成泡沫后，加入所述二级搅拌混合物中，搅拌2～5分钟，得到待浇注混合物；
将所述待浇注混合物浇注到模具中，静停养护，得到砌块；
当检测到所述砌块的抗压强度≥0.5mpa时，将所述砌块从所述模具中挤压脱出，进行后期养护，待所述砌块达到预设的出厂强度后进行检测和包装。
在本发明实施例中，所述当检测到所述砌块的抗压强度≥0.5mpa时，将所述砌块从所述模具中挤压脱出，进行后期养护的步骤，具体包括：
当检测到所述砌块的抗压强度≥0.5mpa时，将所述砌块从所述模具中挤压脱出并放置于恒温恒湿的雾房中，进行后期养护。
在本发明实施例中，可将挤压脱出的砌块放置在温度不低于22℃，湿度不低于90％的雾房中进行后期养护；或者将砌块放置在不低于22℃的水中以保持其温湿度。
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案和技术效果做进一步的说明。
实施例1
按照下述配方称取各原料，备用：硅酸盐水泥29.64％、活性掺合料(粉煤灰25.93％+矿渣粉11.11％)37.04％、惰性掺合料(陶瓷抛光粉)7.41％、膨胀剂(无水石膏)2.29％、抗裂剂(聚丙烯短纤维)0.91％、化学外加剂(聚羧酸高性能减水剂)0.31％、发泡剂(复合型动物蛋白发泡剂)0.08％和水22.32％。
本实施例的砌块由以下步骤制备而成：
将硅酸盐水泥、活性掺合料、惰性掺合料和膨胀剂加入一级搅拌机(中速)中搅拌40秒，再加入化学外加剂和水，搅拌3分钟，得到一级搅拌混合物；
待一级搅拌混合物达到合适流动度之后，将一级搅拌混合物转移至二级搅拌机(低速)中，加入抗裂剂并搅拌1分钟，得到二级搅拌混合物；
将发泡剂制成泡沫后，加入二级搅拌混合物中，搅拌3分钟，得到待浇注混合物。具体的，利用发泡机将稀释的物理发泡剂制成泡沫，经流量计将其注入二级低速搅拌机的浆料中。
将待浇注混合物浇注到模具中，静停养护。具体的，利用转料斗，将二级低速搅拌机中已拌和好的待浇注混合物，浇注到模具中，得到砌块。
静停养护：采用自然养护，期间对浇注好浆料的模具做好保湿覆盖处理，并且做好标识，以更好地识别每组模具内浆料的凝结硬化状态，做生产记录。
当检测到砌块的抗压强度≥0.5mpa时，将砌块从所述模具中挤压脱出。
后期养护：将脱出的砌块放置在恒温恒湿的雾房中，其中雾房的温度控制在22℃，湿度控制在90％。
待砌块达到预设的出厂强度后，将砌块制品移出雾房，检查其外观尺寸，并用自动包装机进行包装，并将包装好的砌块制移至存货区码垛。
实施例2
按照下述配方称取各原料，备用：硅酸盐水泥29.10％、活性掺合料(粉煤灰25.47％+矿渣粉10.91％)36.38％、惰性掺合料(陶瓷抛光粉)7.28％、膨胀剂(无水石膏)3.83％、抗裂剂(耐碱单丝短玻璃纤维)0.65％、化学外加剂(聚羧酸高性能减水剂)0.31％、发泡剂(复合型动物蛋白发泡剂)0.08％和水22.37％。
本实施例的砌块制备方法与上述实施例1基本相同，其不同之处仅在于：
将硅酸盐水泥、活性掺合料、惰性掺合料和膨胀剂加入一级搅拌机(中速)中搅拌50秒，再加入化学外加剂和水，搅拌5分钟，得到一级搅拌混合物；
待一级搅拌混合物达到合适流动度之后，将一级搅拌混合物转移至二级搅拌机(低速)中，加入抗裂剂并搅拌2分钟，得到二级搅拌混合物；
将发泡剂制成泡沫后，加入二级搅拌混合物中，搅拌5分钟，得到待浇注混合物。具体的，利用发泡机稀释的物理发泡剂制成泡沫，经流量计将其注入二级低速搅拌机的浆料中。
后期养护：将脱出的砌块放置在恒温恒湿的雾房中，其中雾房的温度控制在32℃，湿度控制在100％。
实施例3：
按照下述配方称取各原料，备用：硅酸盐水泥29.64％、活性掺合料(粉煤灰25.93％+矿渣粉11.11％)37.04％、惰性掺合料(陶瓷抛光粉)7.41％、膨胀剂(无水石膏)2.29％、抗裂剂(耐碱单丝短玻璃纤维)0.91％、化学外加剂(聚羧酸高性能减水剂)0.31％、发泡剂(复合型动物蛋白发泡剂)0.09％和水22.31％。
本实施例的砌块制备方法与上述实施例1相同，其不同之处仅在于：
将硅酸盐水泥、活性掺合料、惰性掺合料和膨胀剂加入一级搅拌机(中速)中搅拌30秒，再加入化学外加剂和水，搅拌2分钟，得到一级搅拌混合物；
待一级搅拌混合物达到合适流动度之后，将一级搅拌混合物转移至二级搅拌机(低速)中，加入抗裂剂并搅拌2分钟，得到二级搅拌混合物；
将发泡剂制成泡沫后，加入二级搅拌混合物中，搅拌3分钟，得到待浇注混合物。具体的，利用发泡机稀释的物理发泡剂制成泡沫，经流量计将其注入二级低速搅拌机的浆料中。
后期养护：将脱出的砌块放置在恒温恒湿的雾房中，其中雾房的温度控制在27℃，湿度控制在95％。
实施例4
按照下述配方称取各原料，备用：硅酸盐水泥29.03％、活性掺合料(粉煤灰25.4％+矿渣粉10.89％)36.29％、惰性掺合料(陶瓷抛光粉)7.26％、膨胀剂(无水石膏)3.82％、抗裂剂(耐碱单丝短玻璃纤维)0.91％、化学外加剂(聚羧酸高性能减水剂)0.31％、发泡剂(复合型动物蛋白发泡剂)0.08％和水22.3％。
本实施例的砌块制备方法与上述实施例1相同，其不同之处仅在于：
将硅酸盐水泥、活性掺合料、惰性掺合料和膨胀剂加入一级搅拌机(中速)中搅拌60秒，再加入化学外加剂和水，搅拌2分钟，得到一级搅拌混合物；
待一级搅拌混合物达到合适流动度之后，将一级搅拌混合物转移至二级搅拌机(低速)中，加入抗裂剂并搅拌1分钟，得到二级搅拌混合物；
将发泡剂制成泡沫后，加入二级搅拌混合物中，搅拌4分钟，得到待浇注混合物。具体的，利用发泡机稀释的物理发泡剂制成泡沫，经流量计将其注入二级低速搅拌机的浆料中。
后期养护：将脱出的砌块放置在恒温恒湿的雾房中，其中雾房的温度控制在28℃，湿度控制在95％。
实施例5
按照下述配方称取各原料，备用：硅酸盐水泥30％、活性掺合料(粉煤灰27％+矿渣粉10％)37％、惰性掺合料(陶瓷抛光粉)7.5％、膨胀剂(无水石膏)2.3％、抗裂剂(耐碱单丝短玻璃纤维)0.9％、化学外加剂(聚羧酸高性能减水剂)0.3％、发泡剂(复合型动物蛋白发泡剂)0.09％和水21％。
本实施例的砌块制备方法与上述实施例1相同，其不同之处仅在于：
将硅酸盐水泥、活性掺合料、惰性掺合料和膨胀剂加入一级搅拌机(中速)中搅拌45秒，再加入化学外加剂和水，搅拌2分钟，得到一级搅拌混合物；
将发泡剂制成泡沫后，加入二级搅拌混合物中，搅拌5分钟，得到待浇注混合物。具体的，利用发泡机稀释的物理发泡剂制成泡沫，经流量计将其注入二级低速搅拌机的浆料中。
实施例6
按照下述配方称取各原料，备用：硅酸盐水泥35％、活性掺合料(粉煤灰24％+矿渣粉11％)35％、惰性掺合料(陶瓷抛光粉)6％、膨胀剂(无水石膏)2％、抗裂剂(耐碱单丝短玻璃纤维)1.2％、化学外加剂(聚羧酸高性能减水剂)0.2％、发泡剂(复合型动物蛋白发泡剂)0.09％和水20.51％。
本实施例的砌块的制备方法与上述实施例1相同。
实施例7
按照下述配方称取各原料，备用：硅酸盐水泥30％、活性掺合料(粉煤灰26％+矿渣粉12％)38％、惰性掺合料(陶瓷抛光粉)7％、膨胀剂(无水石膏)2.3％、抗裂剂(耐碱单丝短玻璃纤维)1.2％、化学外加剂(聚羧酸高性能减水剂)0.5％、发泡剂(复合型动物蛋白发泡剂)1％和水20％。
本实施例的砌块的制备方法与上述实施例3相同。
实施例8
按照下述配方称取各原料，备用：硅酸盐水泥30％、活性掺合料(粉煤灰28％+矿渣粉12％)40％、惰性掺合料(陶瓷抛光粉)6.5％、膨胀剂(无水石膏)2.22％、抗裂剂(耐碱单丝短玻璃纤维)1％、化学外加剂(聚羧酸高性能减水剂)0.2％、发泡剂(复合型动物蛋白发泡剂)0.08％和水20％。
本实施例的砌块的制备方法与上述实施例1相同。
实施例9
按照下述配方称取各原料，备用：硅酸盐水泥29.02％、活性掺合料(粉煤灰24.5％+矿渣粉10.5％)35％、惰性掺合料(陶瓷抛光粉)8％、膨胀剂(无水石膏)4％、抗裂剂(耐碱单丝短玻璃纤维)1.1％、化学外加剂(聚羧酸高性能减水剂)0.4％、发泡剂(复合型动物蛋白发泡剂)0.08％和水22.4％。
本实施例的砌块的制备方法与上述实施例1相同。
对比例1：
按照下述配方称取各原料备用：硅酸盐水泥39.5％、活性掺合料(粉煤灰19.7％+矿渣粉19.7％)38.5％、化学外加剂(聚羧酸高性能减水剂)0.4％、发泡剂0.09％和水21.51％。
对比例1的砌块的制备方法与上述实施例3基本相同，其不同之处仅在于：
后期养护：将脱出的砌块放置在至少22℃的水中，以保持砌块制品的养护温度和湿度。
对比例2：
按照下述配方称取各原料备用：硅酸盐水泥39.11％、活性掺合料(粉煤灰15.64％+矿渣粉15.64％)31.28％、惰性掺合料(石灰石粉)7.82％、化学外加剂(聚羧酸高性能减水剂)0.4％、发泡剂0.09％和水20.57％、抗裂剂(耐碱单丝短玻璃纤维)0.73％。
对比例2采用的砌块制备工艺与实施例3的不同之处还在于：
待一级搅拌混合物达到合适流动度之后，将一级搅拌混合物转移至二级搅拌机(低速)中，加入抗裂剂并搅拌1分钟，得到二级搅拌混合物。
对比例3：
按照下述配方称取各原料备用：硅酸盐水泥30.47％、活性掺合料(粉煤灰30.47％+矿渣粉15.23％)45.7％、化学外加剂(聚羧酸高性能减水剂)0.19％、发泡剂0.08％、水22.26％和抗裂剂(耐碱单丝短玻璃纤维)1.3％。
对比例3采用的砌块制备工艺与实施例3的不同之处还在于：
待一级搅拌混合物达到合适流动度之后，将一级搅拌混合物转移至二级搅拌机(低速)中，加入抗裂剂并搅拌1分钟，得到二级搅拌混合物。
对比例4：
按照下述配方称取各原料备用：硅酸盐水泥30.44％、活性掺合料(粉煤灰30.44％+矿渣粉11.42％)41.86％、化学外加剂(聚羧酸高性能减水剂)0.27％、发泡剂0.08％、水22.25％、抗裂剂(耐碱单丝短玻璃纤维)1.29％和膨胀剂(无水石膏)3.81％。
对比例4的砌块的制备方法与上述实施例3基本相同，其不同之处仅在于：
待一级搅拌混合物达到合适流动度之后，将一级搅拌混合物转移至二级搅拌机(低速)中，加入抗裂剂并搅拌1分钟，得到二级搅拌混合物；
后期养护：将脱出的砌块放置在恒温恒湿的雾房中，其中雾房的温度控制在22℃，湿度控制在90％。
为了进一步说明本发明的技术效果，以下结合具体试验例进一步做详细说明：
对本发明实施例1～9以及对比例1～4制备得到的砌块的干密度、耐火极限、防火等级、耐热性、隔音性、28天强度(包括抗压和抗折)、干缩值、表面裂纹以及吸水率进行测试，测试方法以及测试结果如下：
上述各项目的测试方法如下：
1、干密度：gb/t11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》。
2、耐火极限：gb/t9978.8-2008《建筑构件耐火试验方法》第8部分：非承重垂直分隔构件耐火性能测试方法。
3、防火等级：gb8624-2012建筑材料及制品燃烧性能分级。
4、耐热性：gb/t10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定》防护热板法。
5、隔音性：gb/t19889.3-2005《声学建筑和建筑构件隔声测量》第3部分：建筑构件空气声隔声的实验室测量。
6、28天强度(包括抗压和抗折)：gb/t11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》。
7、干缩值：gb/t11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》。
8、表面裂纹：目视检查单位面积内的裂纹数。
9、吸水率：gb/t11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》。
测试结果详见下表1：
表1
从上表1的试验结果可以得出，本发明实施例1～9制得的砌块与对比例1省略了膨胀剂、惰性掺合料和抗裂剂，并且后期养护工艺采用浸水养护保持砌块的湿度制得的砌块相比较，本发明实施例1～9的砌块的干密度较小，耐火极限增加、耐热性和隔音性能提升、28天的抗压和抗折强度明显有所提高，且干缩值变小，无表面裂纹、吸水率明显下降。该试验结果表明，本发明实施例1～9的砌块的质量明显优于对比例1的砌块，并且可以得出添加膨胀剂、惰性掺合料和抗裂剂，后期养护采用雾房调节砌块的温湿度，可以明显提升砌块的综合性能。
从上述对比例2与实施例3的比对结果中可以得出，对比例2中将惰性掺合料替换为石灰石粉，其制得的砌块与实施例3的砌块相比较，实施例3的砌块的干密度较小，耐火极限增加、耐热性和隔音性能提升、28天的抗压和抗折强度明显有所提高，且干缩值变小，无表面裂纹、吸水率明显下降。该实验结果表明了选用陶瓷抛光粉作为惰性掺合料，可明显提升砌块的各项综合性能。
从上述对比例3与实施例3的比对结果中可以看出，对比例3中的活性掺合料用量从37.04％提升至45.7％(增加了约9％)后制得的砌块与实施例3的砌块相比较，实施例3的砌块的干密度较小，耐火极限增加、耐热性和隔音性能提升、28天的抗压和抗折强度明显有所提高，且干缩值变小，无表面裂纹、吸水率明显下降。该实验结果表明，活性掺合料的用量对于砌块的质量有重要的影响。并且从实施例1～9与对比例3的比对结果可以得出，活性掺合料的用量优选为35～40％。
从上述对比例4与实施例3的比对结果中可以看出，对比例4中省略了惰性掺合料，活性掺合料的用量超过40％，抗裂剂的用量超过1.2％，其制得的砌块与实施例3的砌块相比较，实施例3的砌块的干密度较小，耐火极限增加、耐热性和隔音性能提升，且干缩值变小，无表面裂纹、吸水率下降，但28天的抗压和抗折强度与对比例3差异不大。由此可见，活性掺合料和抗裂剂的用量对于砌块的干密度、耐火极限、耐热性、隔音性能、干缩值、表面状态以及吸水率的影响较大，对于砌块的28天的抗压和抗折强度影响不大。
综上，本发明采用的原料种类及其配比科学合理，各原料及其含量之间具有协同效果，并且结合本发明提出的制备工艺，制备得到了各项性能指标明显优于传统砌块的砌块制品，具有良好的经济发展前景。
本发明提供的砌块以硅酸盐水泥、活性掺合料为主要原料，并加入合理用量的惰性掺合料、膨胀剂、抗裂剂、化学外加剂、发泡剂，经加水搅拌，浇注成型，脱模养护得到砌块产品，该砌块产品相较于传统的蒸压加气混凝士砌块具有下述优点：
环保、节能、安全。无需传统的高压蒸汽养护，取消锅炉、蒸压釜，减少燃料消耗、碳排放、以及特种设备运行的安全风险。
配合精密、光洁平整、高效优质、节省成本。浇注成型的榫槽，尺寸精准，利用3-5mm的薄层砂浆，即可让砌块配合精密，减少了放线定位的工作量，施工便捷高效，相比传统的蒸压加气混凝士砌块，砌筑效率提高30％以上。墙体光洁平整，墙面无需双面抹灰，即可刮腻子、刷涂料、贴墙纸或粘装饰面砖，可大大节省人工和材料成本，并避免了传统抹灰层开裂、空鼓甚至脱落的质量问题。
强度高、体积稳定。本发明制得的砌块的28天抗压、抗折强度分别超过10mpa、3mpa，断裂荷载大于300㎏，抗冲击力强，减少了在搬运过程易缺棱掉角、破损的问题。并且，其单点吊挂达40㎏以上，可在墙面上挂载吊柜、电视、厨卫设备等物品，增加了房屋空间的利用率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。