粉煤灰制砖及其使用的添加剂 本发明涉及建筑材料，尤指一种粉煤灰制砖及其使用的添加剂。
长期以来，国家有关部门及单位对粉煤灰有效利用的研究和引进先进技术设备，取得了一定的成就。“粉煤灰制砖的方法”已在中国专利公报上登载过，申请号“91106058.8”公布了一种“以粉煤灰和普通水泥及水溶性环氧(EPOXY)树脂水溶液混合压形成，并加蒸气养生制成的制砖法，其中粉煤灰与普通水泥的配比为90-60％比10-40％，粉煤灰的粗粉与细粉配比为90-50％比10-50％；水溶性环氧树脂分子量在400-8000范围”。这种制砖方法已在粉煤灰开发利用方面跨出了一大步，但至今使粉煤灰制砖的产品得不到推广和应用，主要问题是粉煤灰制砖工艺方面末取得满意效果，表现在冻融指标，强度指标达不到要求，而且制成的砖出现龟裂现象。
本发明的目的在于针对上述问题，着眼粉煤灰制砖的工艺及其使用专为粉煤灰研制的添加剂RH-100，研制出粉煤灰砖(实心砖、空心砖)两种均达到或超过国家规定的各项指标，实现建筑材料的革新和粉煤灰砖的推广应用。
本发明的目的是这样实现的：以粉煤灰和普通水泥及砂，RH-100添加剂水、溶液混合加压形成，并加蒸气养生制成的粉煤灰砖。其中粉煤灰，普通水泥，砂的配比为70-80％比9-10％比21-10％，添加剂RH-100为0.0003％-0.0005％(重量比)。
粉煤灰制砖的基本原理如下：粉煤灰是经过高温燃烧后生成的颗粒状球型固体，具有(POZZLaN)硅酸盐性活性体，粉煤灰产品一般具有向上浮动的特性，随着材龄地延长，产品后期强度继续增强，具有经久耐用的特点。由于原煤产地和煤质的不同所含的成份各异，所以各发电厂粉煤灰的性能有所差别，尤其是原煤的燃烧程度不同，所排放的粉煤灰的性能差异很大。
粉煤灰的构成成份与炭质有着显著的差异，一般来说其构成如下：
表1：粉煤灰的化学成分(重量％) 化学名称 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O A 44.66 32.66 6.38 2.44 0.44 0.73 0.22 0.80 B 49.59 34.37 4.77 3.43 1.19 1.89
粉煤灰是煤炭中的有机物GAS和热燃烧后剩下的无机酸化物，粉煤灰的主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3等，选料配比量为70％以上为佳。
MgO在混凝土内经中和反应产生[Mg(OH2)]，然而随着形成物的膨胀产生龟裂，为避免这一现象MgO的含量比不得大于5％。
SO3经中和反应产生磺酸盐，而与水泥所产生的(3CaO、Al2O3、12H2O)中的反应后形成(3CaO、Al2O3、3CaSO4、31H2O)，为避免膨胀引起的龟裂和PH值酸性转化，减退其耐久性，SO3含量应小于3％，另外(Na2O，K2O)在制品中也会起到上述反应，所以含量不要大于1.5％。
普通水泥对粉煤灰的POZZOLAN活性度有直接的影响，如表2
表2：普通水泥对粉煤灰的活性度
从上表试验结果看：无烟煤与有烟煤的粉煤灰品质，规格能够满足，特别是有烟煤粉灰表明的结果更好。
粉煤灰比普通混凝土凝结的时间长，延长凝结时间的重要原因是粉煤灰末燃炭素含量和V2O5成分多，从水泥和粉煤灰产品的凝结试验看与水泥的水和作用放出Ca(OH)2的量有关系，所以需要更多的时间。(见表-3、表-4)
表3：随V2O5含量水泥的凝结时间 V2O5含量％ (时—分) 初结 (时-分) 终结 325水泥 3.00 4.30 0.25 5.00 7.45 0.50 8.00 10.35 1.00 11.40 14.00 1.50 14.00 18.0 2.00 15.00 20.00
表4：水泥及粉煤灰产品的凝结时间 区 分 (时—分) 初结(时—分) 终结 备考 水 泥 1-35 3-32 粉煤灰产品 5-12 6-27
养生方法：粉煤灰产品的压缩强度伴随着“养生温度和养生条件显著变化”。
养生条件可以采用自然养生方法和高温养生方法，自然养生法对气象条件要注意，所用材龄的要求强度确保洒水，保持其产品的温润状态。
高温养生的产品初期强度大，但材龄的增加，强度增进不太明显。
本发明的养生方法在充分考虑生产量，工件条件，是用低温湿润养生温度在70℃左右，养生5小时后自然养生28天。
粉煤灰末燃炭粒在混凝过程中起着重要的作用，但是配比过大时也会起相反的作用，因为它在制品中对其它添加剂起着吸收的作用，它的配比大的同时添加剂比例随之增加，反之减少，强度也受到一定的损失。
本发明中使用的添加剂为PH-100。它的一般化学式如下：(R；-C2H5，-C4H9，-C6H17等)
PH-100添加剂是针对粉煤灰主要是不纯物粉尘(包括细粉末)对结合有障碍，造成产品质量低下的疑难问题而研制生产的一种添加剂。本品主要特点是使无机粉等不纯物抱容混合，使耐水性好的POLYMER形成皮膜，接着强度增强，耐久性向上；减少因干燥收缩而引起的龟裂现象。
该添加剂与其他国内混凝土外加剂产品相比，不仅具有一般防冻剂、早强剂和减水剂的综合性能特点，而且，突出的是具有改善或赋预粉煤灰制品多种性能，尤为表现在冻融指标，强度指标，易于进行粉煤灰砖生产质量控制，保证粉煤灰制砖的成功率。生产成本低，使用效果好的高效能添加剂。
而混凝土使用的砂和石在混凝土中成分反应，水分的共存下化合物生成后防水性低下，易发生龟裂的现象，原因是LIME(Ca(OH)为主因，而RH-100添加剂和LIME反应，使耐水性向上，龟裂现象减少。这是因为：RH-100LIM反应后生成的是有机物，其分子式为：
混凝土的强度，耐久性，水密性的最大关系是混凝土中的水泥的粘液度，水泥的比率及单位水量，所以单位水量与单位水泥量是影响产品质量的因素之一。
为获得强度，耐久性，单位水量选择合适工程WORKABiLiTY获流动性的范围内有必要少些单位水量是非常重要的。
单位水量少一些，单位水泥量也少，经济合理，少产生龟裂，对冻结融解与干燥收缩，抵抗力增加有好处，反之单位水量增大，单位水泥量也增多，非经济，材料易起分离内包很多问题，得不到满意的产品质量。
下面对本发明的具体实施例作进一步说明：
表5 各原料的配比表 配比 单位量(重量％) 添加剂 实施例 粉煤灰 水泥 砂 水 总重量％ A、实心砖 70 9 21 56 0.0003 B、空心砖 70 9 21 56 0.0005
选用粉煤灰70％、水泥9％、砂21％(Φ2.3-3.1，比重为2.62)或者(Φ1.8-2.8，比重为2.53)作为主要原料，外加56％的水和添加剂RH-100作为配料，对实心砖选用0.0003％，对空心砖选用0.0005％，搅拌混合，用高效率自动化砌块成型机，其参数为：表-6
表-6自动化砌块成型机
液压成型后，采用低温湿润养生温度在70℃左右养生5小时后自然养生28天，可得合格的制品。
本发明制成的粉煤灰砖，经过反复实验后得到的结论如下见表7、表8、表9、表10、表11。
表7：粉煤灰空心砖实验报告项 目单位标准值实测值砌块抗压强度五块平均值 MPa≥5.0 5.87单块最小值 MPa≥4.0 5.34砌块相对含水率 ％50-70 50砌块容重(干) Kg/m3109.11空心率 ％ 40软化系数≥0.8 0.8抗冻融性能-15℃/20℃经15次冻融循环后无开裂，缺角剥落等破损无破损，合格冻融后强度损失率 ％≤20 合格 吸水率 ％ 19.5 含水率 ％ 9.1 注：对于应用在水中或潮湿地方的建筑材料软化系数应在0.8以上检验结论及意见：以上检测的项目均符合标准中5.0标号的要求
表8粉煤灰实心砖试验报告 项目 指 标 实测 单项结论 抗压强度平均值不小于7.5MPa 10.6MPa合格单块值不小于5.6MPa 6.6MPa合格 抗折强度平均值不小于2.0MPa 2.8MPa合格单块值不小于1.5MPa 1.5MPa合格 抗冻性 -18℃抗压强度不小于6.0MPa 10.6MPa合格干质量损失单块值不小于2.0％ 0.1％合格 强度级别 7.5级 综合结论 合格
表9粉煤灰砖抗冻性试验报告试件尺寸：19×9×55 冻融温度：冻-15℃至-20℃融15℃至20℃冻融时间：5小时至20小时冻融试验结果 冻融次数试件冻融前重量试件冻融后重量重量损失相当令期强度冻融后强度强度损失 15平均1720(克)平均1720(克) 0％ 7.9MPa 12MPa试件冻前外观检查 试件冻后外观检查 此砖冻融15次无变化，产品合格
表10粉煤灰砖与其它砖的性能比较表 编 号 抗压强度 抗折强度 外观尺寸 干容重 抗 冻 性 干缩值10组平均值MPa MPa240×115×53mm 8/cm3 强度损失％ 重量损失％ m/mm粉煤灰砖10.6 2.8合格 合格 0.1粉煤灰双免砖11.7～15.6 2.5-3.51合格 2.1 17.1-27不稳定0.91粘土砖6.5-7.5 1.8不合格 1.8 75#以下不合格75#以下不合格粉煤灰蒸养砖5.5-7.5 1.5合格85％ 1.35 不合格不合格1-1.5蒸压矿渣砖10-15 2.3-3.1合格 2.3 不合格不合格
表11粉煤灰砖的各项性能指标 编号 抗压 强度 相对 含水率 外观 尺寸 干容重 空心率 软化 系数 抗冻融性能10组平均值 MPa ％ 240×390 ×190mm Kg/m3 ％ 强度 损失％ 吸水率％ 含水率％ -15℃至20℃ 15次冻融粉煤灰空心砌块 5.87 50 合格 109.11 40 0.8 合格 19.5 9.1 无破损 合格
注：粉煤灰砌块(细砂)抗冻试验仅此独家无法作比较说明。
综上所述利用粉煤灰制造的产品，经各项指标的测定结果表明。
1、粉煤灰产品中粉煤灰所占比例不少于70％时，其产品完全符合国家标准混凝土小型空心砌块砖“抗压强度3.5mpa的规定，完全可以使粉煤灰的空心砌块抗压强度达到5.0mpa，如在产品中适量注入添加剂RH-100，即可达到或超过上述规定标准，在粉煤灰产品的养生期30-70天的情况下，各项性能均超过指定标准，其产品长期材龄测试中显示，比传统的砖块及混凝土小型空心砌块强度明显增强。
2、抗冻和水溶解抵抗性，在长期材龄测试中，其特征接近或好于混凝土空心砌块。
3、粉煤灰产品在硬化过程中发生的“水和热”现象明显少于其它产品，所以粉煤灰产品的防寒、保温性能优于其它产品。
4、对有害化学物和海水有明显的抵抗性。
5、原材料粉煤灰本身末燃烧成份越多对产品的各种性能指数及强度明显下降。
6、生产粉煤灰产品，添加325#水泥做辅助原料，其效能均可达到425#号，525#水泥制品指标。