專利名稱：粉煤灰赤泥燒結(jié)磚及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦渣磚及其制造方法，特別是涉及粉煤灰赤泥燒結(jié)磚及其制造方法。
目前我國建筑行業(yè)仍使用大量的實(shí)心粘土磚(即紅磚)，生產(chǎn)這些磚浪費(fèi)了可貴的土地資源，大量的取土毀田已造成耕地面積的減少，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了嚴(yán)重的后果。為保護(hù)土地資源，1992年國務(wù)院頒布政令明確提出限制和取締粘土實(shí)心磚的生產(chǎn)和使用。嚴(yán)峻的形勢(shì)，迫使建材市場(chǎng)急切地需要新的墻體用磚以代替粘土實(shí)心磚。
我國利用粉煤灰生產(chǎn)建材磚，雖已有多年歷史，但目前有的是低比例粉煤灰磚(如摻和比為30-50％)，而剩余的則摻合粘土或水泥。這種磚存在許多問題，如質(zhì)量差，強(qiáng)度低，凍融性差等問題，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到建材標(biāo)準(zhǔn)。由于仍需大量的粘土，這種磚很快地被淘汰。
我國目前在赤泥的利用方面，例如在公開號(hào)為CN 1079452A，申請(qǐng)?zhí)枮?2104133.0，發(fā)明名稱為“赤泥復(fù)合磚及制備方法”的專利申請(qǐng)中，披露了一種赤泥復(fù)合磚，該磚配料時(shí)各組分的重量百分?jǐn)?shù)為赤泥∶粉煤灰∶石灰∶石膏∶砂∶水＝19-37∶4-13∶2-5∶4-8∶19-54∶15-35，從配料中可看出赤泥和粉煤灰的配比都較低。同時(shí)它是一種免燒磚，由于免燒，使這種磚具有抗凍融性差，吸水率高，抗壓強(qiáng)度低，保溫性能差等缺點(diǎn)。該申請(qǐng)也披露了這種磚的制備方法。
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的建材磚使用粘土并且粉煤灰和赤泥配比較低等缺點(diǎn)，提供一種不使用粘土、高比例粉煤灰和赤泥的燒結(jié)磚。本發(fā)明也提供這種燒結(jié)磚的制造方法。
本發(fā)明的粉煤灰赤泥燒結(jié)磚的組成，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包含35-92％的粉煤灰，1-50％的赤泥和2-15％的添加劑，并以粉煤灰+赤泥+添加劑為100％計(jì)，外加18-25％的水，以外加22％的水為宜。
所述添加劑為選自膨潤(rùn)土和硅藻土中的一種或兩種，當(dāng)添加劑為膨潤(rùn)土和硅藻土的混合物時(shí)，膨潤(rùn)土和硅藻土的混合比可為任意值，只要兩者之和滿足上述添加劑在整個(gè)燒結(jié)磚中的比例。
因?yàn)槌嗄嘀泻休^多的NaOH，在赤泥比例較高時(shí)，燒結(jié)磚有泛霜現(xiàn)象，加粉煤灰的目的是為了減少泛霜現(xiàn)象。因此在正式選用配比方案前，應(yīng)試驗(yàn)以不泛霜為準(zhǔn)。具體地在本發(fā)明的實(shí)例中控制赤泥的堿度為1-4，較好地為小于2.5。
本發(fā)明燒結(jié)磚的主要物化性能，如抗壓強(qiáng)度為20-29.5MPa，抗折荷重為11.0-17.2KN，吸水率為13-15.2％，容重為(1.2-1.7)×10-3kg/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.5582-0.5610w/(m·k)，并且本發(fā)明的燒結(jié)磚具有完全抗凍融，無石灰爆裂，無泛霜現(xiàn)象等特點(diǎn)。
本發(fā)明也提供了所述高比例粉煤灰赤泥燒結(jié)磚的制造方法，該方法的工藝流程圖如下
→擠出成型→自動(dòng)切坯機(jī)→養(yǎng)護(hù)窯→干燥室→焙燒窯→成品注1.在實(shí)際生產(chǎn)中，粉煤灰和赤泥可為瀝干狀，只要物料中的水份加上外加水達(dá)18-25％(以粉煤灰+赤泥+添加劑為100％計(jì))2.除有要求的設(shè)備外，其它均為制磚標(biāo)準(zhǔn)通用設(shè)備3.設(shè)備能力、干燥室和焙燒窯的具體尺寸視其具體的產(chǎn)量而定在上述工藝方法中，水是在攪拌下加入的，為了使粉煤灰、赤泥和添加劑充分地混勻，通常采用強(qiáng)力攪拌機(jī)，攪拌速度為28-32m3/h。將這樣獲得的混和物料經(jīng)輪碾、陳化(熟化)，送入雙軸攪拌機(jī)進(jìn)行二次攪拌。在擠出成型階段，采用ZK 70/6038型雙級(jí)真空擠壓機(jī)，壓強(qiáng)為3.8MPa，真空度為0.095MPa。這樣成型的預(yù)成品經(jīng)自動(dòng)切坯機(jī)切坯，送入養(yǎng)護(hù)窯養(yǎng)護(hù)，再進(jìn)入溫度為150-220℃的干燥室干燥，最后進(jìn)入焙燒窯燒結(jié)成產(chǎn)品，焙燒溫度為1050±50℃，焙燒時(shí)間為不小于8小時(shí)，通常為8小時(shí)。
本發(fā)明中，在粉煤灰、赤泥和添加劑混和之后加入水，由于赤泥含有大量的Na2O，當(dāng)加入水之后Na2O就轉(zhuǎn)化成NaOH，NaOH是一種活性物質(zhì)，而添加劑能吸附大量的Na和K等離子，一旦加入水，一部分所形成的NaOH便與粉煤灰中的Al2O3和SiO2反應(yīng)，經(jīng)起到壓實(shí)和促進(jìn)活化作用的輪碾等步驟之后，形成具有高粘結(jié)性、高塑性、高吸附性和膨脹性的溶膠懸浮狀物質(zhì)，充分激發(fā)Al2O3的活性，形成非常優(yōu)良的膠體狀粘結(jié)物，使之成型，經(jīng)高溫焙燒后就形成了具有很大強(qiáng)度的混和低熔點(diǎn)共晶體。
本發(fā)明的粉煤灰赤泥燒結(jié)磚是以發(fā)(熱)電廠排放的固體廢棄物粉煤灰和鋁冶煉廠排放的固體廢棄物赤泥為原料，不使用粘土和水泥等材料，因而從根本上解決了發(fā)(熱)電廠及鋁冶煉廠因廢棄物排放帶來的一系列危害及問題，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，具有極大的社會(huì)效益、環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。若將全國每年排放的粉煤灰、赤泥全部用于制造本發(fā)明的燒結(jié)磚替代實(shí)心粘土磚的話，可替代300億塊以上，若按每200萬塊實(shí)心粘土磚毀田2萬畝、粉煤灰赤泥堆積占地5萬畝計(jì)算，由本發(fā)明制造燒結(jié)磚可省地近百萬畝，最大限度地保護(hù)了國家土地資源。同時(shí)以年生產(chǎn)8000萬噸粉煤灰赤泥磚的磚廠為例，每年可獲直接經(jīng)濟(jì)效益700萬元以上，為廠家節(jié)省了處理廢棄物所花費(fèi)的百萬元以上的資金。
與已有的磚相比，本發(fā)明的燒結(jié)磚具有外形美觀(為粉紅色)，抗壓強(qiáng)度高，抗折強(qiáng)度高，吸水率低，完全抗凍融，無石灰爆裂，無泛霜現(xiàn)象及保溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，為建筑行業(yè)提供了一種新型的墻體材料。同時(shí)，本發(fā)明的制造方法具有原料易得，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)周期短，不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，為合理開發(fā)并充分利用粉煤灰和赤泥開辟了一條新途徑。
下面，本發(fā)明將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，應(yīng)明白的是本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。
按每塊磚為3000克重，外形尺寸為240×115×90(mm)，空隙度為30％進(jìn)行試驗(yàn)。
按下述原料配方進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)磚的制作試驗(yàn)
對(duì)每批試驗(yàn)磚隨機(jī)抽樣，均達(dá)200#磚標(biāo)準(zhǔn)，其產(chǎn)品性能檢測(cè)數(shù)據(jù)范圍如下1.外形美觀，尺寸誤差不大于0.04mm，顏色為粉紅色；2.抗壓強(qiáng)度為20-29.5Mpa，抗折荷重為11.0-17.2KN；3.吸水率為13-15.2％；4.完全抗凍融，干質(zhì)量損失為0.10-0.20％；5.無石灰爆裂，無泛霜現(xiàn)象；6.容重為(1.2-1.7)×10-3kg/cm3；7.導(dǎo)熱系數(shù)為0.5582-0.5610w/(m·k)。
權(quán)利要求
1.一種粉煤灰赤泥燒結(jié)磚，包括粉煤灰、赤泥和水，其特征在于，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，配料時(shí)各組分的含量分別為，粉煤灰35-92％，赤泥1-50％和添加劑2-15％，并以粉煤灰+赤泥+添加劑為100％計(jì)，外加18-25％的水。
2.如權(quán)利要求1所述的粉煤灰赤泥燒結(jié)磚，其特征還在于，所述添加劑為選自膨潤(rùn)土和硅藻土中的一種或兩種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的粉煤灰赤泥燒結(jié)磚，其特征還在于，所述赤泥的堿度為1-4。
4.如權(quán)利要求3所述的粉煤灰赤泥燒結(jié)磚，其特征還在于，所述赤泥的堿度為小于2.5。
5.如權(quán)利要求1所述的粉煤灰赤泥燒結(jié)磚，其特征還在于，以粉煤灰+赤泥+添加劑為100％計(jì)，外加22％的水。
6.一種制造如權(quán)利要求1所述的粉煤灰赤泥燒結(jié)磚的方法，包括配料、混和攪拌、輪碾、擠壓成型、養(yǎng)護(hù)和干燥，其特征在于，它還包括一焙燒過程。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征還在于，所述焙燒的溫度為1050±50℃，焙燒時(shí)間為不小于8小時(shí)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征還在于，所述攪拌的攪拌速度為28-32m3/h。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征還在于，所述擠壓成型的壓強(qiáng)為3.8MPa，真空度為0.095MPa。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種粉煤灰赤泥燒結(jié)磚,按重量百分?jǐn)?shù)計(jì),配料時(shí)各組分的含量分別為,粉煤灰35—92%,赤泥1—50%和添加劑2—15%,并以粉煤灰+赤泥+添加劑為100%計(jì),外加18—25%的水。其中添加劑為選自膨潤(rùn)土和硅藻土中的一種或兩種。本發(fā)明也提供了這種燒結(jié)磚的制造方法。本發(fā)明的燒結(jié)磚具有外形美觀,抗壓強(qiáng)度高,吸水率低,完全抗凍融,無泛霜現(xiàn)象及保溫性能好等優(yōu)點(diǎn),為建筑行業(yè)提供了一種新型的墻體材料。
文檔編號(hào)C04B18/04GK1181363SQ9612268
公開日1998年5月13日 申請(qǐng)日期1996年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月28日
發(fā)明者張桂茹, 劉德林, 劉光霞 申請(qǐng)人:上海申電實(shí)業(yè)公司水處理分公司