本發(fā)明涉及建筑砌塊技術領域，特別是涉及一種煤矸石燒結自保溫復合砌塊及其制備方法。

背景技術：

傳統(tǒng)的建筑用磚一般為粘土磚，由粘土制坯入窯后用煤炭焙燒而成，一方面粘土屬于我國稀缺資源，另一方面生產大量粘土磚勢必破壞大量的農田和消耗較多的煤炭能源。而工業(yè)廢料煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石，包括巷道掘進過程中的掘進矸石、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石。通常工業(yè)廢料煤矸石堆積如山，既占用放置空間也污染環(huán)境，為此人們開發(fā)出利用煤矸石來制作建筑用磚，利用煤矸石進行制造建筑材料，代替粘土來作為磚原來，可以少挖良田，燒磚時，利用煤矸石本身的可燃物，可以節(jié)約煤炭。但是目前的煤矸石燒結空心磚在進行建筑物砌筑的時候，由于空心磚之間的間隙十分的緊密，在通過水泥沙子等粘結劑將兩塊空心磚進行砌筑的時候，粘結劑會在間隙之間進行大量的堆積，需要操作工人將多余的粘結劑刮掉。另外，由于孔洞的分布方式不盡合理，使磚體在長度上保溫性能較低。

技術實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術存在的技術缺陷，本發(fā)明提供一種煤矸石燒結自保溫復合砌塊，便于砌筑并可在砌塊的長度方向和寬度方向均具有良好的保溫效果。

本發(fā)明采用的技術解決方案是：

一種煤矸石燒結自保溫復合砌塊，包括承重塊體、防護塊體及夾設在承重塊體和防護塊體之間的拉結件和保溫塊體；所述承重塊體具有兩兩相對的頂面、大面和條面，兩頂面之間垂直貫通設有一個長軸方向垂直于兩條面的腰型孔及兩組對稱設置在腰型孔長軸方向兩側的條孔組，每組條孔組的兩端分別相對腰型孔的短軸方向兩端凸出設置；朝向防護塊體的大面上間隔設置有兩個第一燕尾槽；其中一個條面上設有第一凸塊，另外一個條面上對應設置有與第一凸塊相配合的第一插槽，且所述第一插槽遠離防護塊體的側壁上間隔設置有多個第一排泥孔；所述防護塊體朝向承重塊體的側面上設有第二燕尾槽，所述第二燕尾槽對應位于兩個第一燕尾槽之間，所述拉結件適配插設在第二燕尾槽和兩個第一燕尾槽內而連接承重塊體和防護塊體；所述保溫塊體注塑設置在承重塊體和防護塊體之間并包覆所述拉結件。

優(yōu)選地，所述保溫塊體由聚苯乙烯顆粒注塑發(fā)泡而成。

優(yōu)選地，所述承重塊體由如下重量份數(shù)原料組成：煤矸石40～50份；高爐渣3～4份；粉煤灰20～25份；硅酸鈉0.5～1.0份；硅酸鹽水泥熟料10～15份；水琉璃2～3份；松香酸鈉0.3～0.5份；三聚磷酸鈉0.3～0.5份；塑化劑5～10份及適量水。

優(yōu)選地，所述塑化劑為礦物原料、有機成分和水按照(0.5～1)∶(0.1～0.5)∶4的質量比混合后研磨0.5h～2h制成，其中礦物原料為蒙皂石、累托石、綠泥石、海泡石和坡縷石中的一種或幾種，有機成分為鄰苯二甲酸酯類、脂肪酸酯類、烷基磺酸酯類、烷基苯磺酸酯和多元醇酯類中的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述防護塊體由如下重量份數(shù)原料制成：煤矸石30～35份、普通硅酸鹽水泥10～12份、明礬石粉1～1.2份、焦磷酸鈉1～1.5份、乳化瀝青3～5份、濃度為3%的甲基硅酸鉀0.8～1份、石灰石15～18份、膨脹?；⒅?～13份、粘土20～24份、增效劑15～18份以及適量水。

優(yōu)選地，所述增效劑由以下重量份的原料制備而成：硬脂酸鈣1～2份、聚乙烯醇縮甲醛膠黏劑1～1.5份、普通水泥4～6份、聚苯泡沫顆粒3～5份、苧麻纖維10～12份、棕櫚皮9～11份、玉米芯13～15份、落葉5～7份、竹炭3～5份、可再分散乳膠粉2～3份、聚乙烯吡咯烷酮1～2份、水15～20份。

優(yōu)選地，所述防護塊體的一側設有第二凸塊，另一側對應設置有與第二凸塊相配合的第二插槽。

優(yōu)選地，每組所述條孔組由四個呈2*2矩陣排列的第一孔體和一個居中設置在四個第一孔體所在矩陣中心處的第二孔體組成，所述第二孔體為長軸方向垂直于兩大面的橢圓孔。

本發(fā)明還提供一種煤矸石燒結自保溫復合砌塊的制備方法，包括如下具體步驟：

1）承重塊體的制備：將經(jīng)粉碎、混合攪拌和陳化完成后的承重混合漿料送入真空擠磚機，經(jīng)真空擠磚機的口模擠出成型具有腰型孔、條孔組、第一凸塊和第一插槽的空心磚坯，控制水分為14％～16％，擠出壓力為100Pa～150Pa，然后通過自動切坯機切割成大小均勻帶有第一排泥孔的磚坯，通過自動碼坯機放在窯車上，干燥至坯體含水率降到5％以下后進窯焙燒，焙燒溫度是1000～1100℃，焙燒時間為30～40分鐘；

2）防護塊體的制備：將經(jīng)粉碎和混合攪拌均勻的防護混合漿料送入液壓制磚機壓制成型，成型壓力控制在為20MPa～25MPa，然后在30℃～50℃養(yǎng)護10～24小時，最后脫模，將成型后的產品放在室溫下保濕養(yǎng)護28小時；

3）在步驟1）制得的承重塊體和步驟2）制得的防護塊體之間放入所述拉結件，所述拉結件的三個端部分別插設于承重塊體上的兩個第一燕尾槽和防護塊體上的第二燕尾槽內，固定好后通過注塑機將呈粘流態(tài)的保溫材料注射入承重塊體和防護塊體之間，固化成型。

優(yōu)選地，所述自動切坯機包括與真空擠出機輸出端相接的輸送平臺、位于輸送平臺寬度方向一側的液壓推進裝置、以及位于輸送平臺寬度方向另一側的切坯裝置和打孔裝置，所述切坯裝置靠近分坯機的一側延伸設置有緩沖臺，所述打孔裝置設置在緩沖臺邊緣的下方并由液壓升降機構控制向上打孔或向下縮放。

本發(fā)明的有益效果：

1.由于在承重塊體和防護塊體之間夾設有保溫塊體，通過該保溫塊體在內側的承重塊體與外側的防護塊體之間構成一可阻斷熱量傳導的隔熱帶層，從而賦予本發(fā)明復合砌塊在寬度方向上的良好保溫性能；又由于承重塊體的兩頂面之間垂直貫通設有一個腰型孔和兩組條孔組，每組條孔組的兩端分別相對腰型孔短軸方向兩端凸出設置，從而使得本發(fā)明復合砌塊在長度方向上的熱傳導路徑由傳統(tǒng)的直線優(yōu)化為曲折線，延長復合砌塊長度方向上的熱傳導距離，賦予復合砌塊長度方向上良好的保溫性能。

2.由于在承重塊體和防護塊體的相向面上設有燕尾槽，拉結件插設于燕尾槽內而將承重塊體和防護塊體有效良性連接在一起，可避免承重塊體和防護塊體脫離，與保溫塊體配合增強承重塊體和防護塊體之間的連接強度。

3.由于在承重塊體的兩條面上設有相互配合的第一凸塊和第一插槽，防護塊體兩側設有相互配合的第二凸塊和第二插槽，第一插槽的側壁上還設有第一排泥孔，通過第一凸塊與第一插槽的配合以及第二凸塊與第二插槽的配合實現(xiàn)橫向相鄰兩個復合砌塊之間的砌筑對位更加方便快捷且增強連接強度，并在砌筑的時候通過第一排泥孔將多余的粘結劑排出，減少了人工操作并降低施工人員對粘結劑量的掌握難度，提高砌筑效率。

4.本發(fā)明的承重塊體和防護塊體均可利用煤矸石、粉煤灰、高爐渣等制備而成，原料來源廣、將煤矸石變廢為寶、節(jié)約土地資源、消除煤矸石的污染、使用范圍廣、符合國家相關環(huán)保政策要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明復合砌塊結構示意圖。

圖2為本發(fā)明切坯機俯視圖。

圖3為本發(fā)明切坯機主視圖。

附圖標記說明：

10、承重塊體；11、腰型孔；12、條孔組；121、第一孔體；122、第二孔體；13、第一燕尾槽；14、第一凸塊；15、第一插槽；16、第一排泥孔；20、防護塊體；21、第二燕尾槽；22、第二凸塊；23、第二插槽；30、保溫塊體；40、拉結件；50、自動切坯機；51、輸送平臺；52、液壓推進裝置；53、切坯裝置；54、打孔裝置；55、緩沖臺。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

如圖1所示，本實施例提供一種煤矸石燒結自保溫復合砌塊，包括承重塊體10、防護塊體20及夾設在承重塊體10和防護塊體20之間的拉結件40和保溫塊體30。

在本實施例中，所述承重塊體10具有兩兩相對的頂面、大面和條面，兩頂面之間垂直貫通設有一個長軸方向垂直于兩條面的腰型孔11及兩組對稱設置在腰型孔11長軸方向兩側的條孔組12，每組條孔組12的兩端分別相對腰型孔11的短軸方向兩端凸出設置。每組所述條孔組12由四個呈2*2矩陣排列的第一孔體121和一個居中設置在四個第一孔體121所在矩陣中心處的第二孔體122組成。優(yōu)選地所述第一孔體121為方孔或圓孔，所述第二孔體122為長軸方向垂直于兩大面的橢圓孔。

在本實施例中，所述承重塊體10的朝向防護塊體20的大面上間隔設置有兩個第一燕尾槽13，所述防護塊體20朝向承重塊體10的側面上設有第二燕尾槽21，所述第二燕尾槽21對應位于兩個第一燕尾槽13之間，所述拉結件40適配插設在第二燕尾槽21和兩個第一燕尾槽13內而連接承重塊體10和防護塊體20，所述保溫塊體30注塑設置在承重塊體10和防護塊體20之間并包覆所述拉結件40，所述保溫塊體30由聚苯乙烯顆粒注塑發(fā)泡而成。

在本實施例中，所述承重塊體10的其中一個條面上設有第一凸塊14，另外一個條面上對應設置有與第一凸塊14相配合的第一插槽15，且所述第一插槽15遠離防護塊體20的側壁上間隔設置有多個第一排泥孔16，所述第一排泥孔16沿復合砌塊的高度方向間隔設置。所述防護塊體20的一側設有第二凸塊22，另一側對應設置有與第二凸塊22相配合的第二插槽23，優(yōu)選地所述第一凸塊14和第二凸塊22的橫截面形狀均呈平行短邊朝外的等腰梯形。本實施例通過第一凸塊14與第一插槽15的配合以及第二凸塊22與第二插槽23的配合實現(xiàn)橫向相鄰兩個復合砌塊之間的砌筑對位更加方便快捷且增強連接強度，并在砌筑的時候通過第一排泥孔16將多余的粘結劑排出，減少了人工操作并降低施工人員對粘結劑量的掌握難度，提高了砌筑的效率。

在本實施例中，所述承重塊體10由如下重量份數(shù)原料組成：煤矸石40～50份；高爐渣3～4份；粉煤灰20～25份；硅酸鈉0.5～1.0份；硅酸鹽水泥熟料10～15份；水琉璃2～3份；松香酸鈉0.3～0.5份；三聚磷酸鈉0.3～0.5份；塑化劑5～10份及適量水。其中，所述塑化劑為礦物原料、有機成分和水按照(0.5～1)∶(0.1～0.5)∶4的質量比混合后研磨0.5h～2h制成，其中礦物原料為蒙皂石、累托石、綠泥石、海泡石和坡縷石中的一種或幾種，有機成分為鄰苯二甲酸酯類、脂肪酸酯類、烷基磺酸酯類、烷基苯磺酸酯和多元醇酯類中的一種或幾種。本實施例承重塊體10將煤矸石、粉煤灰、高爐渣及塑化劑、松香酸鈉和三聚磷酸鈉充分混合，提高塑性指數(shù)，使得坯體更加致密，各種物料的均勻分散性能、反應速度、反應能力明顯增強，改善了干燥時開裂等現(xiàn)象，從而提高了磚體的耐久性，并通過添加與硅酸鈉混合球磨后的粉煤灰，顆粒度變小，強度增加，并且在高溫高壓和水的作用下反應，本實施例會產生具有凝膠性質的水合產物CSH和CAH，并轉化成穩(wěn)定的、分布均勻的托貝莫來石等高強度產物，其強度超過國家標注值，具有很強的承重強度。

在本實施例中，所述防護塊體20由如下重量份數(shù)原料制成：煤矸石30～35份、普通硅酸鹽水泥10～12份、明礬石粉1～1.2份、焦磷酸鈉1～1.5份、乳化瀝青3～5份、濃度為3%的甲基硅酸鉀0.8～1份、石灰石15～18份、膨脹?；⒅?～13份、粘土20～24份、增效劑15～18份以及適量水。其中，所述增效劑由以下重量份的原料制備而成：硬脂酸鈣1～2份、聚乙烯醇縮甲醛膠黏劑1～1.5份、普通水泥4～6份、聚苯泡沫顆粒3～5份、苧麻纖維10～12份、棕櫚皮9～11份、玉米芯13～15份、落葉5～7份、竹炭3～5份、可再分散乳膠粉2～3份、聚乙烯吡咯烷酮1～2份、水15～20份。增效劑的制備方法如下：首先將苧麻纖維、棕櫚皮、玉米芯、落葉、竹炭在50～60℃條件下烘干后與聚苯泡沫顆?；旌戏鬯槌?80～200目混合粉末，然后將可再分散乳膠粉、聚乙烯吡咯烷酮加入2～3倍量的水，攪拌均勻后加入混合粉末，再放入擠出機中造粒，最后將普通水泥以及其余剩余成分制成混合漿料，將漿料噴灑在顆粒表面，自然風干硬化即得增效劑。

本實施例的防護塊體20配方科學合理，添加明礬石粉與水泥共同作用，混合后防水防裂效果好；添加乳化瀝青、濃度為3%的甲基硅酸鉀的，具有良好的防水防滲的效果，同時透氣性好，配合膨脹?；⒅?，透氣保溫；添加特殊工藝制成的增效劑，具有質輕、抗?jié)B防水、保溫透氣、抗震、耐久等優(yōu)點。

本實施例還提供一種煤矸石燒結自保溫復合砌塊的制備方法，包括如下具體步驟：

1）承重塊體10的制備：將經(jīng)粉碎、混合攪拌和陳化完成后的承重混合漿料送入真空擠磚機，經(jīng)真空擠磚機的口模擠出成型具有腰型孔11、條孔組12、第一凸塊14和第一插槽15的空心磚坯，控制水分為14％～16％，擠出壓力為100Pa～150Pa，然后通過自動切坯機50切割成大小均勻帶有第一排泥孔16的磚坯，通過自動碼坯機放在窯車上，干燥至坯體含水率降到5％以下后進窯焙燒，焙燒溫度是1000～1100℃，焙燒時間為30～40分鐘；

2）防護塊體20的制備：將經(jīng)粉碎和混合攪拌均勻的防護混合漿料送入液壓制磚機壓制成型，成型壓力控制在為20MPa～25MPa，然后在30℃～50℃養(yǎng)護10～24小時，最后脫模，將成型后的產品放在室溫下保濕養(yǎng)護28小時；

3）在步驟1）制得的承重塊體10和步驟2）制得的防護塊體20之間放入所述拉結件40，所述拉結件40的三個端部分別插設于承重塊體10上的兩個第一燕尾槽13和防護塊體20上的第二燕尾槽21內，固定好后通過注塑機將呈粘流態(tài)的保溫材料注射入承重塊體10和防護塊體20之間，固化成型。

其中，如圖2和3所示，所述自動切坯機50包括與真空擠出機輸出端相接的輸送平臺51、位于輸送平臺51寬度方向一側的液壓推進裝置52、以及位于輸送平臺51寬度方向另一側的切坯裝置53和打孔裝置54，所述切坯裝置53靠近分坯機的一側延伸設置有緩沖臺55，所述打孔裝置54設置在緩沖臺55邊緣的下方并由液壓升降機構控制向上打孔或向下縮放，所述打孔裝置54頂部沿垂直于液壓推進裝置52推進方向的方向上間隔設置有多個打孔釘，所述液壓推進裝置52朝向輸送平臺51的一側設有推進平板，與推進平板相作用的承重塊體10側面為帶第一凸塊14的條面。

以上顯示和描述了本發(fā)明創(chuàng)造的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點，本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。