專利名稱：一種礦渣蒸養(yǎng)磚的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磚的制備方法，具體為一種礦渣蒸養(yǎng)磚的制備方法。
背景技術(shù)：
目前世界上大部分國家仍然是以燒結(jié)粘土磚作為最主要的墻體材料，在發(fā)展中國家，粘土磚占墻體材料的比例就高達70%以上。全球在建筑行業(yè)出現(xiàn)能源缺乏方面的壓力增長以及公眾環(huán)保意識的提高，對建筑材料生產(chǎn)商帶來了很大的壓力。因為各國政府不斷出臺新的政策和立法，規(guī)定建筑物的能源使用限度和二氧化碳排放量。我國傳統(tǒng)的墻體建筑材料紅磚，用土量大，燒制一百萬塊要破壞一畝土地，對于我國這樣一個人口眾多，耕地資源有限的國家而言，保護和節(jié)約每一寸田地意義重大。于是，對免燒砌筑墻體磚的需求顯的更加強烈。同時作為世界錳深加工產(chǎn)品的最主要生產(chǎn)國，我國近年來電解錳產(chǎn)量近百萬噸，現(xiàn)在的情況是廢渣并沒有被重視，而是做為廢棄物被白白扔掉，簡單將其堆放，其堆放占用大量土地資源，增加企業(yè)處置費用；其次，電解錳渣含有一定量的有害元素，任其排放將嚴(yán)重污染環(huán)境。于是，將錳礦渣用于制作免燒磚使錳礦渣得到合理、有效的利用這一技術(shù)難題愈加凸顯。目前已有相關(guān)人員利用鋼渣等工業(yè)廢渣為原料生產(chǎn)免燒磚，但是產(chǎn)品效果并不是很理想，質(zhì)量問題比較嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在:1.凍融試驗問題最為突出；2.抗壓強度問題嚴(yán)重；3.吸水率問題不容忽視；4.耐久性差、易老化；5.在實際的生產(chǎn)過程中，很多的企業(yè)降低了高壓過程中的壓強，這樣制成的免燒磚的強度會減少，這樣就很難使磚的強度達到人們的目標(biāo)，制出的磚也很容易被損壞；6.在選材上，免燒磚雖然只用到了工業(yè)廢料，但控制和管理原料的配比不合理，進而無法提高磚的強度；7.在養(yǎng)護方面，雖然在常壓下的養(yǎng)護，要比自然條件下的養(yǎng)護更好，但制出的產(chǎn)品，其質(zhì)量卻很難得到真正的提高。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供一種工藝簡單成本低廉利用錳礦渣外加蒸汽氧化制備免燒磚的方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:一種礦渣蒸養(yǎng)磚的制備方法，其采用下列步驟:(I)按比例向酸浸錳礦渣中加入生石灰，對酸浸錳礦渣進行預(yù)處理；(2)將經(jīng)過預(yù)處理的酸浸錳礦渣、水泥和骨料按一定比例混合后得到混合物；(3)按一定水固比向所述混合物中加入水，并攪拌，得到泥漿狀混合料；(4)將所述泥漿狀混合料放入自制模具中初步成型，將初步成型的磚坯采用電動油壓機壓頭從上至下單面垂直加壓成型，并保壓一段時間后得到高強度磚坯；(5)將所述高強度磚坯放置一段時間后放入恒溫水浴鍋中進行蒸氣養(yǎng)護，控制升溫速度，到達一定溫度時保持恒溫一段時間；(6)將經(jīng)蒸氣養(yǎng)護過的磚取出，放置室溫環(huán)境，采取灑水常溫保濕措施進行自然養(yǎng)護28天得到礦渣免燒磚。進一步地，步驟(1)中生石灰與酸浸錳礦渣的比例為1:3 5。進一步地，步驟(2)中所述骨料為經(jīng)過20目篩子篩之后天然河砂。進一步地，步驟(2)中所述水泥為普通硅酸鹽水泥。進一步地，步驟(2)中所述水泥和經(jīng)過預(yù)處理的酸浸錳渣混合比例為1:3.5 8。進一步地，經(jīng)過預(yù)處理的酸浸錳礦渣和水泥的質(zhì)量總和與河砂混合的質(zhì)量比例為1:0.67 1.2。進一步地，步驟(3)中所述水固比為2.5 3.5:10。作為優(yōu)選，步驟(4)中所述加壓為20 40MPa，保壓時間為90秒。作為優(yōu)選，步驟(5)中所述升溫速度為每分鐘10°C，所述一定溫度為100°C 120°C，所述一段時間為7 9小時。作為優(yōu)選，步驟(4)中所述自制模具為一種制備礦渣免燒磚模具，包括上模板、框架和下模板，所述下模板上設(shè)置有螺桿，上模板上設(shè)置有壓力傳感器，一螺母通過旋合在穿過上模板和壓力傳感器的所述螺桿上將免燒磚原料壓緊在上模板、框架和下模板圍成的空間內(nèi)，所述壓力傳感器將壓力信號傳遞至控制器，控制器根據(jù)信號控制螺母與螺桿的旋合長度，所述下模板上設(shè)有方型凸起塊。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:一、制備建筑用免燒磚，擯棄了傳統(tǒng)的高溫焙燒工藝，不僅避免了硫?qū)Νh(huán)境的二次污染，減少二氧化碳排放量，而且保護耕地，避免毀田，節(jié)約能源，降低能耗，對于我國這樣一個人口眾多、耕地資源有限的國家而言意義重大；二、以酸浸錳礦廢渣為原料不僅解決了錳礦加工企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的含錳廢渣因直接將礦渣堆放，占用大量的土地資源的同時，也對環(huán)境造成了破壞的難治理問題，而且變廢為寶，為企業(yè)和社會創(chuàng)造經(jīng)濟價值；三、生石灰的加入可以與錳礦渣中的水分迅速反應(yīng)并放出大量的熱，除去過多的水分可以破壞其原來膠體狀，達到分散的效果；四、采用普通硅酸鹽水泥使磚組織更加細密，強度更高；五、采用天然河砂充當(dāng)骨料不僅工業(yè)應(yīng)用簡單而且經(jīng)濟成本低；六、合適的配料比有益于免燒磚的成型、強度增加等非常重要的作用；七、合適的壓力和持續(xù)時間以利被壓縮的空氣排出和物料粒子的繼續(xù)移位、錯動和填充空隙使塑性變形增加，證了物料顆粒之間的物理化學(xué)作用能夠高效進行，為后期強度的形成提供了條件；八、采用蒸氣養(yǎng)護，對磚坯中的水份進行脫去，使磚坯中的顆粒相互靠緊，這樣脫水的過程可以避免由于水份的快速蒸發(fā)導(dǎo)致熱膨脹而損壞磚坯，除此之外，在蒸氣養(yǎng)護過程中，溫度逐漸升高，磚坯中可以生成硫酸鹽等物質(zhì)，從而增加了磚坯的強度；九、采用自制模具初步成型，可以使料漿長時間恒壓壓制，初步成型的磚坯的邊角部位堅實，有利于后續(xù)高強度壓制使其抗壓強度顯著提高，同時在后期養(yǎng)護時有利于加快水化反應(yīng)的速度，生成較多的水化產(chǎn)物，且改善水化產(chǎn)物的結(jié)晶度，磚的質(zhì)量得到進一步提高。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖；圖2是本發(fā)明自制模具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的成型壓力對免燒磚抗壓強度的影響圖；圖4是本發(fā)明的蒸氣養(yǎng)護溫度對免燒磚強度的影響圖5是本發(fā)明的蒸氣養(yǎng)護時間對免燒磚強度的影響圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示及實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參考圖1，本發(fā)明的一種礦渣蒸養(yǎng)磚的制備方法，其采用下列步驟:按比例向酸浸錳礦渣中加入生石灰，對酸浸錳礦渣進行預(yù)處理；將經(jīng)過預(yù)處理的酸浸錳礦渣、水泥和骨料按一定比例混合后得到混合物；按一定水固比向所述最終混合物中加入水，并攪拌，得到泥漿狀混合料；將所述泥漿狀混合料放入自制模具中初步成型，將初步成型的磚坯采用電動油壓機壓頭從上至下單面垂直加壓成型，并保壓一段時間后得到高強度磚坯；將所述高強度磚坯放置一段時間后放入恒溫水浴鍋中進行蒸氣養(yǎng)護，控制升溫速度，到達一定溫度時保持恒溫一段時間；將經(jīng)蒸氣養(yǎng)護過的磚取出，放置室溫環(huán)境，采取灑水常溫保濕措施進行自然養(yǎng)護28天得到礦渣免燒磚。參考圖2，本發(fā)明采用的自制模具，包括上模板1、框架2和下模板3，所述下模板3上設(shè)置有螺桿31，上模板上設(shè)置有壓力傳感器12，一螺母11通過旋合在穿過上模板和壓力傳感器的所述螺桿上將免燒磚原料壓緊在上模板、框架和下模板圍成的空間內(nèi)，所述壓力傳感器12將壓力信號傳遞至控制器4，控制器根據(jù)信號控制螺母與螺桿的旋合長度。向模具中加入料漿時，由于下模板上設(shè)有方型凸起塊，使得料漿成型出對應(yīng)的空心，螺母通過旋合在穿過上模板和壓力傳感器的所述螺桿上將免燒磚料漿壓緊在上模板、框架和下模板圍成的空間內(nèi)，所述壓力傳感器將壓力信號傳遞至控制器，先在控制器上設(shè)定好預(yù)期的較小壓力值，控制器根據(jù)信號控制螺母與螺桿的旋合長度，增加壓力，使得料漿向四周流動，填充滿模具，使料漿更加致密，當(dāng)控制器接收到壓力信號與預(yù)期的較小壓力值相同時，控制器控制螺母停止旋合，便可保持長時間對料漿的恒壓壓制，有利于磚坯更好的初步成型，為最終制成合格的磚坯奠定基礎(chǔ)，有利于磚坯后續(xù)高壓壓制增加抗壓強度，有利于養(yǎng)護加快水化反應(yīng)的速度，生成較多的水化產(chǎn)物，且改善水化產(chǎn)物的結(jié)晶度，使制品在短時間內(nèi)具有較聞的強。實驗1.設(shè)計正交實驗方案尋找最佳配合比:為了確定酸浸猛洛制備免燒磚原料的最佳配合比，按L16 (43)的正交表進行正交試驗，并根據(jù)基礎(chǔ)試驗結(jié)果確定因素與水平。由于各原料在一定程度上存在相互影響的作用，本次設(shè)計方案以添加酸浸錳渣4kg為參照。因素A 為骨料，其水平 A1=3kg，A2=4.2kg，A3=6.6kg，A4=7kg ；因素B 為水泥，其水平 B1=L 8kg，B2=L 4kg，B3=0.7kg，B4=0.5kg ；因素C 為生石灰，其水平 C1=L 4kg，C2=Ikg, C3=0.8kg，C4=0.6kg ；正交表的試驗安排及試驗結(jié)果見表I及表2:表I正交設(shè)計因素水平
權(quán)利要求
1.一種礦渣蒸養(yǎng)磚的制備方法，其采用下列步驟: (1)按比例向酸浸錳礦渣中加入生石灰，對酸浸錳礦渣進行預(yù)處理； (2)將經(jīng)過預(yù)處理的酸浸錳礦渣、水泥和骨料按一定比例混合后得到混合物； (3)按一定水固比向所述混合物中加入水，并攪拌，得到泥漿狀混合料； (4)將所述泥漿狀混合料放入自制模具中初步成型，將初步成型的磚坯采用電動油壓機壓頭從上至下單面垂直加壓成型，并保壓一段時間后得到高強度磚坯； (5)將所述高強度磚坯放置一段時間后放入恒溫水浴鍋中進行蒸氣養(yǎng)護，控制升溫速度，到達一定溫度時保持恒溫一段時間； (6)將經(jīng)蒸氣養(yǎng)護過的磚取出，放置室溫環(huán)境，采取灑水常溫保濕措施進行自然養(yǎng)護28天得到礦渣免燒磚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(I)中生石灰與酸浸錳礦渣的比例為1:3 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(2)中所述骨料為經(jīng)過2 0目篩子篩之后天然河砂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(2)中所述水泥為普通硅酸鹽水泥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(2)中所述水泥和經(jīng)過預(yù)處理的酸浸錳渣混合比例為1:3.5 8。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:經(jīng)過預(yù)處理的酸浸錳礦渣和水泥的質(zhì)量總和與河砂混合的質(zhì)量比例為1:0.67 1.2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(3)中所述水固比為2.5 3.5:10。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(4)中所述加壓為20 40MPa，保壓時間為90秒。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(5)中所述升溫速度為每分鐘10°C，所述一定溫度為100°C 120°C，所述一段時間為7 9小時。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(4)中所述自制模具為一種制備礦渣免燒磚模具，包括上模板、框架和下模板，所述下模板上設(shè)置有螺桿，上模板上設(shè)置有壓力傳感器，一螺母通過旋合在穿過上模板和壓力傳感器的所述螺桿上將免燒磚原料壓緊在上模板、框架和下模板圍成的空間內(nèi)，所述壓力傳感器將壓力信號傳遞至控制器，控制器根據(jù)信號控制螺母與螺桿的旋合長度，所述下模板上設(shè)有方型凸起塊。
全文摘要
一種礦渣蒸養(yǎng)磚的制備方法，其采用下列步驟按比例向酸浸錳礦渣中加入生石灰，對酸浸錳礦渣進行預(yù)處理；將經(jīng)過預(yù)處理的酸浸錳礦渣、水泥和骨料按一定比例混合后得到混合物；按一定水固比向所述最終混合物中加入水，并攪拌，得到泥漿狀混合料；將所述泥漿狀混合料放入自制模具中初步成型，將初步成型的磚坯采用電動油壓機壓頭從上至下單面垂直加壓成型，并保壓一段時間后得到高強度磚坯；將所述高強度磚坯放置一段時間后放入恒溫水浴鍋中進行蒸氣養(yǎng)護，控制升溫速度，到達一定溫度時保持恒溫一段時間；將經(jīng)蒸氣養(yǎng)護過的磚取出，放置室溫環(huán)境，采取灑水常溫保濕措施進行自然養(yǎng)護28天得到礦渣免燒磚。
文檔編號C04B18/14GK103193441SQ201310149020
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月26日
發(fā)明者袁明亮, 李康, 賴穎明, 明憲權(quán), 詹海青, 黎貴亮, 陳南雄, 黃冠漢, 鄧永光, 黎建新 申請人:中南大學(xué), 中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司