專利名稱：一種植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚及其制作方法。
背景技術(shù)：
我國房屋建筑材料中70％是墻體材料，實(shí)心粘土磚占據(jù)主導(dǎo)地位。實(shí)心粘土磚大量占用、破壞土地，消耗能源，污染環(huán)境，是一種資源消耗型產(chǎn)品。特別是近年來城鄉(xiāng)建設(shè)的快速發(fā)展，對建材產(chǎn)品的需求量急劇增加，生產(chǎn)粘土磚每年耗用粘土資源達(dá)十幾億立方米。同時，我國每年生產(chǎn)粘土磚消耗七千多萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如果實(shí)心粘土磚產(chǎn)量繼續(xù)增長，不僅增加墻體材料的生產(chǎn)能耗，而且導(dǎo)致新建建筑的采暖和空調(diào)能耗大幅度增加，將嚴(yán)重加劇能源供需矛盾。因此，淘汰實(shí)心粘土磚，加快推進(jìn)墻體材料革新和推廣新型墻體材料是我國“十五”墻體材料發(fā)展的重點(diǎn)。
我國每年產(chǎn)生各類工業(yè)固體廢物一億多噸，累計(jì)堆存量已達(dá)幾十億噸，不僅占用了大量土地，其中所含的有害物質(zhì)嚴(yán)重污染著周圍的土壤、水體和大氣環(huán)境。發(fā)展以煤矸石、粉煤灰、建筑渣土、冶金和化工廢渣等固體廢物為原料的節(jié)能環(huán)保型墻體材料，是提高資源利用率、改善環(huán)境、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要途徑，符合我國節(jié)約型、和諧社會的發(fā)展要求。
煤矸石是煤炭生產(chǎn)或加工過程中產(chǎn)生的一種廢棄巖石，其綜合利用途徑有(1)巷道回填，(2)燒制紅磚，(3)生產(chǎn)水泥，(4)提取硫酸鋁、氯化鋁等化工產(chǎn)品。除(1)外，其余的利用途徑會產(chǎn)生對環(huán)境的二次污染。
黃鐵礦燒渣是硫酸廠排放的一種工業(yè)廢渣，利用途徑主要有(1)生產(chǎn)水泥，(2)生產(chǎn)氧化鐵紅顏料，(3)生產(chǎn)硫酸亞鐵，(4)煉鐵，(5)生產(chǎn)絮凝劑等。但是，這些利用途徑或多或少的會產(chǎn)生對環(huán)境的二次污染。
粉煤灰、水渣、堿渣、電石灰是熱電廠、化肥廠、純堿廠、電石廠產(chǎn)生的廢渣，綜合利用發(fā)展較快。粉煤灰和水渣的主要利用有(1)生產(chǎn)水泥，(2)生產(chǎn)磁化肥，(3)生產(chǎn)燒結(jié)磚，(4)生產(chǎn)免燒磚，(5)生產(chǎn)混凝土砌塊，(6)生產(chǎn)陶粒，(7)生產(chǎn)玻璃等。堿渣的主要利用有(1)填海造地，(2)制作路基混合土，(3)生產(chǎn)肥料，(4)生產(chǎn)陶粒，(5)提取化工產(chǎn)品，(6)生產(chǎn)免燒磚等。電石灰的主要利用有(1)作為膠凝材料，(2)生產(chǎn)電石，(3)生產(chǎn)免燒磚，(4)生產(chǎn)混凝土砌塊，(5)生產(chǎn)硫酸鈣、碳酸鈣等化工產(chǎn)品等。
植物纖維是指麥秸桿、水稻桿、玉米桿、高粱桿、大豆桿、棉花桿、甘蔗渣、水稻殼、花生殼等農(nóng)作物的秸桿或種子外殼，由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生。目前，植物纖維綜合利用途徑主要有(1)造紙，(2)生產(chǎn)沼氣，(3)作動物食料，(4)作肥料，(5)生產(chǎn)復(fù)合纖維板等。目前，我國對這些植物纖維的綜合利用率還非常低，大量的秸桿和種子殼通常被作為廢物丟棄或燒掉，即造成浪費(fèi)，又污染環(huán)境。
由工業(yè)廢渣生產(chǎn)的灰渣磚在工業(yè)與民用建筑中已得到了應(yīng)用，灰渣磚是利用粉煤灰、堿渣、電石灰等工業(yè)廢渣中的一種或幾種與水泥、集料、外加劑等材料生產(chǎn)的一種新型墻體材料?；以u的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝是把灰渣、水泥、集料、外加劑等材料計(jì)量后，經(jīng)過攪拌、消化、輪碾、成型，再經(jīng)過加壓或常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)，即得成品。由傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的灰渣實(shí)心磚均為灰色或灰白色。且在傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中，由于需要消化、輪碾或蒸汽養(yǎng)護(hù)等工序，不僅工藝復(fù)雜，能量消耗大，而且設(shè)備投資較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚及其制作方法。利用植物纖維、黃鐵礦燒渣、粉煤灰、水渣、電石灰、堿渣和各類建筑垃圾等工(農(nóng))業(yè)廢渣，水泥和外加劑，生產(chǎn)用作建筑墻體材料的彩色灰渣實(shí)心磚，具有美觀、價廉、質(zhì)輕、高強(qiáng)、免燒、免蒸、保溫、節(jié)能、環(huán)保、利廢率高的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明是一種由植物纖維、黃鐵礦燒渣、粉煤灰、水渣、電石灰、堿渣、惰性建筑垃圾集料、水泥、外加劑為原料生產(chǎn)植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚的方法。其特征在于(1)將植物纖維作為一種增強(qiáng)纖維材料使用，用于提高灰渣磚的強(qiáng)度；(2)將黃鐵礦燒渣作為一種有用的顏料，替代化工產(chǎn)品鐵紅；(3)把粉煤灰、水渣、電石灰、堿渣等工業(yè)廢渣作為一種膠凝材料，替代部分水泥，生產(chǎn)植物纖維增強(qiáng)的彩色灰渣實(shí)心磚。(4)將廢磚、石、混凝土塊等建筑垃圾作為一種惰性集料，替代石子、石粉和黃沙。
本發(fā)明充分利用了植物纖維的纖維增強(qiáng)特性，黃鐵礦燒渣的顏色特性，工業(yè)廢渣的膠凝特性和廢磚、石、混凝土塊等建筑垃圾的惰性集料特性，變廢為寶。本發(fā)明除使用少量的水泥和外加劑外，其余材料均為各種工(農(nóng))業(yè)廢料(渣)，節(jié)約了大量的不可再生資源，保護(hù)了自然環(huán)境。而且采用無輪輾、免燒、免蒸的生產(chǎn)過程，具有工藝簡單、節(jié)約能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明中各原料的質(zhì)量配比為植物纖維2～10％、黃鐵礦燒渣10～20％、粉煤灰20～30％、水渣10～30％、電石灰5～15％、堿渣0～15％、水泥5～10％、惰性集料20～30％、外加劑2～3％。各固體原料的質(zhì)量總和為100％，水為固體物料總質(zhì)量的10～15％。
一種植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚，其特征在于植物纖維是由麥秸桿、水稻桿、玉米桿、高粱桿、大豆桿、棉花桿、甘蔗渣、水稻殼等農(nóng)作物的秸桿或種子外殼中的一種或幾種組成。經(jīng)粉碎后，纖維長度為5～15mm。
一種植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚，其特征在于在該纖維灰渣磚的制作中加入了彩色顏料，彩色顏料是由硫酸廠廢渣-黃鐵礦燒渣經(jīng)過干燥，粉碎而成。粉碎后的黃鐵礦燒渣直接用作紅色顏料，其細(xì)度不小于200目。
一種植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚，其特征在于惰性集料是由開采石灰?guī)r，礦山生產(chǎn)產(chǎn)生的廢矸石，工程建設(shè)產(chǎn)生的廢磚、石、混凝土塊等建筑垃圾或老城區(qū)改造產(chǎn)生類似建筑垃圾中的一種或幾種經(jīng)過加工而成。這些材料經(jīng)過破碎、分選，得到粗、細(xì)兩種集料，粗集料的粒度應(yīng)不大于12mm。惰性集料是由粗集料和細(xì)集料按2～5∶1質(zhì)量比組成。
一種植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚，其特征在于外加劑包括活性激發(fā)劑、增鈣劑與增鋁劑?；钚约ぐl(fā)劑是由堿金屬或堿土金屬的氫氧化物、氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽中的2種或數(shù)種組成。增鈣劑是由含鈣氧化物和硫酸鹽組成。增鋁劑是由含鋁硫酸鹽或氯化物組成?；钚约ぐl(fā)劑、增鈣劑和增鋁劑質(zhì)量之比為3～8∶2～5∶1。
本發(fā)明按照下列步驟實(shí)現(xiàn)(1)粉碎植物纖維；(2)干燥黃鐵礦燒渣，干燥方式可選用烘干機(jī)干燥也可選用自然干燥；(3)粉碎黃鐵礦燒渣；(4)將植物短纖維、黃鐵礦燒渣細(xì)粉、粉煤灰、水渣、電石灰、堿渣、水泥、惰性集料、外加劑、水按比例混合拌勻，得到拌合料；(5)將拌合料加入模具中，在液壓磚機(jī)上加壓成型；(6)脫模；(7)靜養(yǎng)；(8)碼垛；(9)常壓自然養(yǎng)護(hù)；(10)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)；(11)出廠。其中靜養(yǎng)時間為8～16小時，常壓自然養(yǎng)護(hù)可在室內(nèi)養(yǎng)護(hù)，也可在室外養(yǎng)護(hù)；室外養(yǎng)護(hù)時碼垛后的當(dāng)天、第3天和第7天應(yīng)灑水使磚吸水至飽和；常壓自然養(yǎng)護(hù)時間不低于14天。
本發(fā)明的植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚具有美觀、價廉、質(zhì)輕、高強(qiáng)、免燒、免蒸、保溫、節(jié)能、環(huán)保、利廢率高的優(yōu)點(diǎn)。植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚的質(zhì)量符合JC239-2001《粉煤灰磚》的要求。


附圖為本發(fā)明實(shí)施例的植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚的制作工藝流程圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例1植物短纖維3％、黃鐵礦燒渣細(xì)粉10％、粉煤灰20％、水渣25％、電石灰5％、堿渣10％、水泥5％、惰性集料20％、外加劑2％；水為固體總質(zhì)量的10％。
實(shí)施例2植物短纖維2％、黃鐵礦燒渣細(xì)粉15％、粉煤灰30％、水渣10％、電石灰5％、堿渣8％、水泥8％、惰性集料20％、外加劑2％；水為固體總質(zhì)量的15％。
實(shí)施例3植物短纖維5％、黃鐵礦燒渣細(xì)粉10％、粉煤灰20％、水渣20％、電石灰10％、堿渣0％、水泥8％、惰性集料25％、外加劑2％；水為固體總質(zhì)量的10％。
實(shí)施例4植物短纖維8％、黃鐵礦燒渣細(xì)粉15％、粉煤灰25％、水渣10％、電石灰10％、堿渣0％、水泥10％、惰性集料20％、外加劑2％；水為固體總質(zhì)量的12％。
實(shí)施例5植物短纖維2％、黃鐵礦燒渣10％、粉煤灰20％、水渣10％、電石灰5％、堿渣10％、水泥10％、惰性集料30％、外加劑3％；水為固體總質(zhì)量的10％。
實(shí)施例6植物短纖維5％、黃鐵礦燒渣細(xì)粉15％、粉煤灰25％、水渣15％、電石灰5％、堿渣5％、水泥7％、惰性集料20％、外加劑3％；水為固體總質(zhì)量的10％。
實(shí)施例7植物短纖維3％、黃鐵礦燒渣細(xì)粉20％、粉煤灰20％、水渣15％、電石灰5％、堿渣0％、水泥10％、惰性集料25％、外加劑2％；水為固體總質(zhì)量的15％。
實(shí)施例8植物短纖維2％、黃鐵礦燒渣細(xì)粉10％、粉煤灰20％、水渣30％、電石灰5％、堿渣5％、水泥5％、惰性集料20％、外加劑3％；水為固體總質(zhì)量的12％。
實(shí)施例9植物短纖維3％、黃鐵礦燒渣細(xì)粉10％、粉煤灰20％、水渣10％、電石灰15％、堿渣10％、水泥10％、惰性集料20％、外加劑2％；水為固體總質(zhì)量的10％。
實(shí)施例10植物短纖維2％、黃鐵礦燒渣細(xì)粉10％、粉煤灰20％、水渣15％、電石灰5％、堿渣15％、水泥10％、惰性集料20％、外加劑3％；水為固體總質(zhì)量的12％。
實(shí)施例11植物短纖維10％、黃鐵礦燒渣細(xì)粉13％、粉煤灰20％、水渣15％、電石灰5％、堿渣5％、水泥10％、惰性集料20％、外加劑2％；水為固體總質(zhì)量的10％。
實(shí)施例12植物短纖維6％、黃鐵礦燒渣細(xì)粉20％、粉煤灰20％、水渣10％、電石灰5％、堿渣7％、水泥10％、惰性集料20％、外加劑2％；水為固體物料總質(zhì)量的15％。
權(quán)利要求
1.一種植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚及其制作方法，其特征在于它是將植物短纖維、黃鐵礦燒渣細(xì)粉、粉煤灰、水渣、電石灰、堿渣、水泥、惰性集料、外加劑和水拌合均勻后，壓制成型，經(jīng)過靜養(yǎng)、碼垛、常壓自然養(yǎng)護(hù)而成。各種原材料質(zhì)量配比為植物短纖維2～10％、黃鐵礦燒渣細(xì)粉10～20％、粉煤灰20～30％、水渣10～30％、電石灰5～15％、堿渣0～15％、水泥5～10％、惰性集料20～30％、外加劑2～3％。各固體原料的質(zhì)量總和為100％，水為固體物料總質(zhì)量的10～15％。
2.如權(quán)利要求1的植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚及其制作方法。其特征在于將植物纖維作為一種纖維增強(qiáng)材料使用，植物纖維是由麥秸桿、水稻桿、玉米桿、高粱桿、大豆桿、棉花桿、甘蔗渣、水稻殼等農(nóng)作物的秸桿或種子外殼中的一種或幾種組成。經(jīng)粉碎后，纖維長度為5～15mm。
3.如權(quán)利要求1的植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚及其制作方法。其特征在于在該纖維灰渣磚的制作中加入了彩色顏料，彩色顏料是由硫酸廠廢渣-黃鐵礦燒渣經(jīng)過干燥，粉碎而成。粉碎后的黃鐵礦燒渣直接用作紅色顏料，其細(xì)度不小于200目。
4.如權(quán)利要求1的植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚及其制作方法。其特征在于將粉煤灰、水渣、電石灰等工業(yè)廢渣作為一種膠凝材料，部分代替水泥制作植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚。
5.如權(quán)利要求1的植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚及其制作方法。其特征在于惰性集料是由開采石灰石，礦山生產(chǎn)產(chǎn)生的廢矸石，工程建設(shè)產(chǎn)生的廢磚、石、混凝土塊等建筑垃圾或老城區(qū)改造產(chǎn)生的建筑垃圾中的一種或幾種組成。這些材料經(jīng)過破碎、分選，得到粗、細(xì)兩種集料，粗集料的粒度應(yīng)不大于12mm。惰性集料是由粗集料和細(xì)集料按2～5∶1質(zhì)量比組成。
6.如權(quán)利要求1的植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚及其制作方法。其特征在于外加劑包括活性激發(fā)劑、增鈣劑與增鋁劑?；钚约ぐl(fā)劑是由堿金屬或堿土金屬的氫氧化物、氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽中的2種或數(shù)種組成。增鈣劑是由含鈣氧化物和硫酸鹽組成。增鋁劑是由含鋁硫酸鹽或氯化物組成。活性激發(fā)劑、增鈣劑和增鋁劑質(zhì)量之比為3～8∶2～5∶1。
7.如權(quán)利要求1-6的植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚及其制作方法。其特征在于制作方法按照下列步驟實(shí)現(xiàn)(1)粉碎植物纖維；(2)干燥黃鐵礦燒渣，干燥方式可用烘干機(jī)干燥也可用自然干燥；(3)粉碎黃鐵礦燒渣；(4)將植物短纖維、黃鐵礦燒渣細(xì)粉、粉煤灰、水渣、電石灰、堿渣、水泥、惰性集料、外加劑、水按比例混合拌勻，得到拌合料；(5)將拌合料加入模具中，在液壓磚機(jī)上加壓成型；(6)脫模；(7)靜養(yǎng)；(8)碼垛；(9)常壓自然養(yǎng)護(hù)；(10)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)；(11)出廠。
8.如權(quán)利要求7的植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚及其制作方法。其特征在于靜養(yǎng)時間為8～16小時，常壓自然養(yǎng)護(hù)可在室內(nèi)養(yǎng)護(hù)，也可在室外養(yǎng)護(hù)；室外養(yǎng)護(hù)時碼垛后的當(dāng)天、第3天和第7天應(yīng)灑水使磚吸水至飽和；常壓自然養(yǎng)護(hù)時間不低于14天。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚及其制作方法。本發(fā)明按照下列步驟實(shí)現(xiàn)把植物纖維粉碎成5～15mm的短纖維，黃鐵礦燒渣粉碎成100～200目的細(xì)粉。把植物短纖維2～10％、黃鐵礦燒渣細(xì)粉10～20％、粉煤灰20～30％、水渣10～30％、電石灰5～15％、堿渣0～15％、水泥5～10％、惰性集料20～30％、外加劑2～3％(各固體原料的質(zhì)量總和為100％)，以及占固體物料總質(zhì)量10～15％的水混合，攪拌，加壓成型，脫模，靜養(yǎng)，碼垛，常壓自然養(yǎng)護(hù)，產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)，得到植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚成品，彩色灰渣磚的質(zhì)量符合JC239－2001《粉煤灰磚》的要求。本發(fā)明的植物纖維增強(qiáng)彩色灰渣實(shí)心磚具有美觀、價廉、質(zhì)輕、高強(qiáng)、免燒、免蒸、保溫、節(jié)能、環(huán)保、利廢率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C04B18/16GK101054280SQ20071005418
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月6日
發(fā)明者于水軍 申請人:河南理工大學(xué)