專利名稱：蒸養(yǎng)粉煤灰承重磚配方及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以粉煤灰為主要原料，配以石灰、石膏及骨料及壓制成型并經(jīng)蒸汽養(yǎng)護而制成的建筑承重磚及生產(chǎn)方法，其中蒸養(yǎng)的溫度不超過100℃。
中國發(fā)明專利申請公開說明書1997年7月9日公開的免燒承重磚(公開號CN1153752A)主要是以水泥建筑垃圾顆粒或爐渣顆粒、生石灰、粉煤灰，經(jīng)攪拌機脫水?dāng)嚢杞?jīng)壓制成型后，在自然條件下養(yǎng)護20-30天制成成品。這種承重磚所用的骨料建筑垃圾含有粉狀物，成分復(fù)雜，質(zhì)量不穩(wěn)定，強度低。其中有些生成物在制成成品后可能還要反應(yīng)分解，影響磚質(zhì)量的穩(wěn)定性。所用的生石灰在攪拌成型中及成型后能夠先熟化，后與粉煤灰水化反應(yīng)，但是半干狀態(tài)生石灰熟化的不徹底，與粉煤灰不易混合均勻充分，與粉煤灰水化反應(yīng)的不充分，大大影響了磚穩(wěn)定成份的生成。特別是在成型后，生石灰的細(xì)顆粒再熟化，易在磚內(nèi)產(chǎn)生破壞的內(nèi)應(yīng)力，如出現(xiàn)長裂等，導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。雖然采用了自然條件下的養(yǎng)護，節(jié)約了能源，但養(yǎng)護時間太長，使壓制成型的磚長時間處于成份不穩(wěn)定狀態(tài)，而最終實際達不到充分的水化反應(yīng)，使成品磚質(zhì)量不穩(wěn)定。自然養(yǎng)護不適應(yīng)于工業(yè)化生產(chǎn)。一般批量生產(chǎn)的磚強度只在7.5級。有的配比選擇范圍過寬，對于不同的粉煤灰成份，所選的范圍是不合適的，是達不到所述的效果的。特別是在生產(chǎn)粉煤灰磚的工藝過程中，原料一起混合，不能保證反應(yīng)物之間充分混合和接觸，導(dǎo)致實際生產(chǎn)中質(zhì)量不穩(wěn)定，出現(xiàn)某種原料在小部分集結(jié)。有的混合過程只是攪拌，有的先攪拌后碾壓或先碾壓后攪拌，都不能快速有效地混合充分。壓制過程所使用的壓強只有20MPa左右，不能使反應(yīng)物之間達到有效接觸的致密度。磚坯的養(yǎng)護是任意選擇自然養(yǎng)護，養(yǎng)護的任意性不能保證的反應(yīng)物充分溶解滲透，使反應(yīng)不完全，并要產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及裂紋。更主要的是，已有的技術(shù)只是在配料做了研究，而工藝過程則是任意的選擇，在生產(chǎn)過程工藝無法保證合理的配料有效充分反應(yīng)，形成穩(wěn)定高強度的粉煤灰磚。
本發(fā)明的目的在于提供一種水化反應(yīng)均勻充分，成份穩(wěn)定，強度質(zhì)量較高的粉煤灰承重磚，并提供一種制作這種粉煤灰承重磚的工藝。
本發(fā)明的蒸養(yǎng)粉煤灰承重磚，原料有粉煤灰、石灰、石膏、骨料。本發(fā)明的原料中不用水泥。本發(fā)明的骨料為電廠爐底渣或石灰石渣，石灰為消石灰(主要成分為Ca(OH)2)，并按粉煤灰53-60％、電廠爐底渣或石灰石渣21-30％。消石灰8-15％、石膏2-4％的重量配比碾壓混合。當(dāng)粉煤灰的成份中鈣含量達到CaO≥10％時重量配比為粉煤灰60-70％、電廠爐底渣或石灰石渣12-25％、消石灰12±2％石膏3±1％。其形狀為經(jīng)壓制成的磚形。物料優(yōu)選的重量配比為粉煤灰54-56％，電廠爐底渣或石灰石渣29-30％、消石灰11-13％、石膏2.5-3.5％。
本發(fā)明工藝過程是先將粉煤灰、消石灰(Ca(HO)2)、石膏混合，外加適量的水，形成半干狀態(tài)進行碾壓攪拌，即邊碾壓邊攪動，使消石灰、石膏與粉煤灰充分接觸混合，靠碾壓使消石灰、石膏與粉煤灰相互滲入，為互相水化反應(yīng)提供了充分接觸反應(yīng)的機會。然后再將做為骨料的電廠爐底渣或石灰石渣加入，進一步混合碾壓攪拌，使充分混合的消石灰、石膏與粉煤灰粉狀原料均勻地填充在骨料與骨料之間。將混合碾壓攪拌料經(jīng)壓制成磚坯，磚坯經(jīng)蒸養(yǎng)制成承重粉煤灰磚。這樣就有效避免了將骨料與粉煤灰、消石灰、石膏一起混合，粉煤灰、消石灰、石膏還沒有混合接觸，就分別粘附在骨料外及凹孔處，使粉煤灰、消石灰、石膏不能充分接觸混合反應(yīng)的現(xiàn)象。碾壓使各物料之間相互緊密混合，并為下一步壓制成型提供了條件，使得壓制的更加致密。也只有使粉煤灰與消石灰，石膏充分混合并滲透，壓制成型后在蒸養(yǎng)情況下，粉煤灰才能與消石灰及石膏充分的水化反應(yīng)，固化成穩(wěn)定的狀態(tài)，并將骨料粘接在一起。為了保證磚坯的致密度，確保各反應(yīng)物之間達到緊密接觸，形成有效水化反應(yīng)，壓制磚坯的壓強必須達到40MPa以上，以使蒸養(yǎng)成品的磚具有很好抗凍性能，特別是抗反復(fù)凍融性能較好?；旌夏雺簲嚢枋菍⒛雺汉蛿嚢韬蠟橥瑫r進行。為了進一步保證磚的強度、穩(wěn)定性及質(zhì)量，磚坯在蒸養(yǎng)前進行濕熱靜停3-4小時(一般是在40℃左右的環(huán)境中)，而且是利用蒸養(yǎng)室的余熱進行濕熱靜停，能充分利用能量。這可以使消石灰主要成份Ca(HO)2在提高溫度并有濕度保證的條件下進一步溶解，并充分滲透到混合接觸的粉煤灰中，以使進入高溫蒸汽加熱蒸養(yǎng)時，快速充分地水化反應(yīng)，形成很好的水化穩(wěn)定物。同時濕熱靜停使水化反應(yīng)初步進行，形成初步強度的磚坯，也防止較低強度的磚坯在蒸養(yǎng)高溫快速反應(yīng)過程引起裂紋和堆塌，從而提高產(chǎn)品合格率。蒸養(yǎng)加熱是先逐步升溫，在3-4小時內(nèi)升溫到95-98℃，并保持在此溫度范圍內(nèi)恒溫8小時，防止加溫過快在磚內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，而恒溫在95-98℃，能最有效地利用蒸汽的熱量又使磚坯在常壓下最快地水化反應(yīng)。在停蒸汽加熱恒溫后，先不開窯慢降溫2-3小時，使加熱的磚體水份析出，在高溫區(qū)域形成結(jié)晶體，而后則打開窯門使磚體快速自然降溫，使得未反應(yīng)物質(zhì)及不定形水化物迅速結(jié)晶，獲得高比例的穩(wěn)定水化物，并也都結(jié)晶在高溫區(qū)域，使低溫區(qū)域不出現(xiàn)大量結(jié)晶物。這樣有效地防止磚在使用過程常溫下出現(xiàn)不穩(wěn)定物，進一步保證了磚的穩(wěn)定性。
由于本發(fā)明采用了電廠爐底渣或石灰石渣的骨料。前者因高溫燃燒后具有活性，能參與反應(yīng)生成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，并加強強度。后者石灰石渣做骨料，機械強度高，而且與消石灰及水化產(chǎn)物比較親合，便于結(jié)合得牢，結(jié)合的彼此之間比較穩(wěn)定，不會產(chǎn)生反應(yīng)及分解，形成非常穩(wěn)定并有較高強度磚體。同時，所選用的消石灰(熟石灰)已經(jīng)熟化，并且不易自身形成顆粒，在攪拌碾壓過程能充分地與粉煤灰混合接觸。特別是在攪拌碾壓中，使集結(jié)粉煤灰分散，使粉煤灰表面積增大，消石灰及石膏能充分進入粉煤灰，在壓制成型時又使反應(yīng)物兩者之間充分接觸。在蒸汽養(yǎng)護過程中使粉煤灰充分水化反應(yīng)，保證了充分形成水化產(chǎn)物，并與骨料致密地結(jié)合在一起，構(gòu)成較高強度和具有穩(wěn)定性的磚體。特別是使消石灰(熟化的石灰)、石膏與粉煤灰先邊攪拌邊碾壓充分接觸混合，再加入骨料邊攪拌邊碾壓混合，使水化反應(yīng)物均勻充分混合接觸后，再填充在骨料(電廠爐底渣或石灰石渣)之間。在成型模中，將混合物料在等于或高于40MPa壓強壓力作用下壓制成磚坯，使各混合充分的物料致密接觸地結(jié)合到一起。磚坯經(jīng)95℃-100℃的蒸養(yǎng)，使消石灰與粉煤灰迅速的水化反應(yīng)，大比例的生成穩(wěn)定的水化物，形成穩(wěn)定的固體。濕熱靜停，使反應(yīng)物質(zhì)充分的接觸滲透，使得以后快速反應(yīng)時更加充分。蒸養(yǎng)過程升溫、恒溫、降溫合理，不會產(chǎn)生溫度應(yīng)力，有效保證磚的質(zhì)量。這樣形成的磚，抗壓強度和抗折強度都平均達到MU10級以上，抗融凍性、干燥收縮率都達到粉煤灰磚的國家標(biāo)準(zhǔn)。
下面結(jié)合實例進一步說明本發(fā)明。
實施例1取含鈣量達到CaO≥10％的粉煤灰700公斤，選用電廠排出的顆粒度在8MM以下的爐底渣130公斤作為骨料，選用消石灰(鈣質(zhì)白灰)135公斤、石膏35公斤。將粉煤灰、消石灰、石膏放到碾壓機內(nèi)，邊碾壓邊攪拌三分鐘。再加入骨料碎爐渣混合碾壓攪拌七分鐘。將混合的原料在40MPa壓力下壓制成磚坯。將磚坯放入蒸養(yǎng)室內(nèi)濕熱靜停4小時，再用蒸汽加熱升溫3小時，使溫度升至98℃，并在此溫度下恒溫8小時。而后停止蒸汽，自動降溫2-3小時，最后打開窯門自然降溫，制成強度平均為MU10級(JC239-91)的蒸養(yǎng)粉煤灰承重磚。
實施例2取出粉煤灰550公斤，選用鍋爐排出的顆粒度在8MM以下電廠爐底渣300公斤作為骨料，選用消石灰(鈣質(zhì)白灰)120公斤、石膏30公斤。將粉煤灰、消石灰、石膏放到碾壓攪拌機內(nèi)，邊碾壓邊攪拌三分鐘。再加入骨料碎爐渣混合碾壓攪拌七分鐘。將混合的原料在42MPa壓力下壓制成磚坯。將磚坯放入蒸養(yǎng)室內(nèi)濕熱靜停3小時，再用蒸汽加熱升溫3小時，使溫度升至96℃，并在此溫度下恒溫8小時。停止蒸汽加熱，自動降溫2-3小時，最后打開蒸汽室門自然降溫，制成蒸養(yǎng)粉煤灰承重磚強度最低也高于MU10級以上(JC23-91)。
實施例3取含鈣量達到CaO≥10％的粉煤灰600公斤，選用顆粒度在8MM以下廢石灰石渣250公斤作為骨料，選用消石灰(鈣質(zhì)白灰)120公斤、石膏30公斤。將粉煤灰、消石灰、石膏放到碾壓攪拌機內(nèi)，邊碾壓邊攪拌四分鐘。再加入骨料碎爐渣混合碾壓攪拌六分鐘。將混合的原料在42MPa以上的壓力下壓制成磚坯。將磚坯放入蒸養(yǎng)窯內(nèi)濕熱靜停4小時，再用蒸汽加熱升溫3小時，使溫度升至97℃，并在此溫度下恒溫8小時。最后停止蒸汽加熱，自動降溫2小時，在90℃前打開窯門迅速自然通風(fēng)降溫，制成強度可達到MU15級以上(JC239-91)的蒸養(yǎng)粉煤灰承重磚。
權(quán)利要求
1．一種蒸養(yǎng)粉煤灰承重磚，有粉煤灰、石灰、石膏、骨料，其特征在于骨料為電廠爐底渣或石灰石渣，石灰為消石灰，重量配比為粉煤灰53-60％、電廠爐底渣或石灰石渣21-30％、消石灰8-15％、石膏2-4％，當(dāng)粉煤灰的成份中鈣含量達到Cao≥10％時重量配比為粉煤灰60-70％、電廠爐底渣或石灰石渣12-25％、消石灰12±2％石膏3±1％。
2．如權(quán)利要求1所說的蒸養(yǎng)粉煤灰承重磚，其特征在于原料優(yōu)選的重量配比為，粉煤灰54-56％，電廠爐底渣或石灰石渣29-30％、消石灰11-13％、石膏2.5-3.5％。
3．一種制做粉煤灰承重磚的工藝其特征在于原料重量比例為粉煤灰53-70％、電廠爐底渣或石灰石渣12-30％、消石灰8-15％、石膏2-4％，先將粉煤灰、消石灰、石膏加水混合碾壓攪拌再加骨料電廠爐底渣或石灰石渣混合碾壓攪拌，將混合碾壓攪拌料經(jīng)壓制成磚坯，磚坯經(jīng)蒸養(yǎng)制成承重粉煤灰磚。
4．如權(quán)利要求3所說的工藝期特征在于蒸養(yǎng)前磚坯再經(jīng)蒸養(yǎng)后排出的蒸汽濕熱靜停3-4小時，再經(jīng)3-4小時的蒸汽升溫加熱，加熱到95-98℃后保持恒溫8小時，停蒸汽降溫2-3小時后開窯自然降溫。
5．如權(quán)利要求3所說的工藝，其特征在于壓制成磚坯的壓強為40MPa。
6．如權(quán)利要求3或4或5所說的工藝，其特征在于混合碾壓攪拌為碾壓和攪拌合為同時進行。
全文摘要
本發(fā)明涉及以粉煤灰53—70%、石灰石渣或電廠爐底渣12—30%、消石灰8—15%、石膏2—4%的重量配比,并將這些物料在半干狀態(tài)進行邊碾壓邊攪動,再將石灰石渣或電廠爐底渣加入,進一步混合碾壓攪拌,使充分混合的消石灰、石膏與粉煤灰粉狀原料均勻地填充在骨料外及骨料之間。將混合碾壓攪拌料經(jīng)壓制成磚坯,磚坯經(jīng)蒸養(yǎng)制成承重粉煤灰磚。
文檔編號C04B28/18GK1211550SQ9811431
公開日1999年3月24日 申請日期1998年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月10日
發(fā)明者張中柱, 陳曉林 申請人:大連市前進工業(yè)總公司