本發(fā)明涉及一種建筑用磚及其制備工藝，具體涉及一種大摻量利用余泥渣土制備的免燒磚及其制備工藝。
背景技術(shù)：
據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，近幾年中國每年建筑垃圾的排放總量約為15.5~24億噸之間，占城市垃圾的比例約為40%，這絕大部分是余泥渣土。這些數(shù)字還有增加的趨勢(shì)，在過去10年間，整個(gè)中國余泥渣土的增長速度幾乎能與經(jīng)濟(jì)的增長比肩。
城市面貌改變?nèi)绱酥?，鮮有人關(guān)心這些渣土如何消失，最后又去向哪里。而多數(shù)城市渣土受納場的建設(shè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上渣土產(chǎn)生的速度，同時(shí)又面臨多頭管理、監(jiān)管缺失、再利用率低的困境。最終，“渣土圍城”隱疾，成為很多城市的一個(gè)痛點(diǎn)?！霸羾恰钡睦Ь巢⒉粌H僅在深圳上演，北京、南京、濟(jì)南等城市，都存在類似情況。事實(shí)上，每一個(gè)不斷擴(kuò)張的城市，在其追求速度和擴(kuò)張的背后，都可能有一座建筑垃圾大山的存在。如何將余泥渣土進(jìn)行資源化利用，特別是純凈余土資源化利用，一直以來不僅是我國廣大科研工作者難以解決的技術(shù)瓶頸，更是我國亟待解決的社會(huì)發(fā)展問題。
因此，利用余泥渣土生產(chǎn)固化免燒磚，一方面可以變廢為寶、高附加值處理余泥渣土，減少渣土圍城和人為災(zāi)害；另一方面，固化免燒磚可以有效代替燒結(jié)磚，減少環(huán)境污染，具有顯著的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的之一是提供一種大摻量利用余泥渣土制備的免燒磚。該余泥渣土免燒磚具有強(qiáng)度高、水穩(wěn)性好、抗凍性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，特別適用市政磚、廣場磚、園林磚等。
本發(fā)明目的之二是提供上述余泥渣土免燒磚的制備工藝。
為實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種大摻量利用余泥渣土制備的免燒磚，由余泥渣土、水泥、細(xì)骨料、土壤固化劑和水經(jīng)攪拌混合后壓制成型，并經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)而成，各組分的質(zhì)量份配合比如下：余泥渣土70~95份、水泥4~15份、細(xì)骨料0~20份、土壤固化劑0.01~0.1份、水0~20份。
所述余泥渣土為工程建設(shè)過程中所產(chǎn)生的余泥、余土和余渣。余泥，是指建設(shè)工程現(xiàn)場產(chǎn)生的泥土和水混合而成的半流體狀物質(zhì)。余土，是指建設(shè)工程現(xiàn)場產(chǎn)生的不能利用需要外運(yùn)的表層土和深層土。余渣，是指建設(shè)工程現(xiàn)場產(chǎn)生的不能利用的棄料，如廢混凝土塊、廢瀝青、廢砂漿、廢砂石、廢瓷磚和廢磚瓦等。
所述水泥為強(qiáng)度等級(jí)不小于42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥。
所述細(xì)骨料包括但不限于細(xì)砂、石粉和尾礦中的一種或兩種以上的組合。
所述土壤固化劑為離子型土壤固化劑，是由多種表面活性劑和穩(wěn)定劑及高價(jià)離子交換混合硫化物組成，是多種化學(xué)物質(zhì)混合的高分子聚合成的化學(xué)混合物；其分子具有二元性（一端為親水基，另一端為憎水基），在水中可完全溶解。所述土壤固化劑由離子型表面活性劑20~50份、穩(wěn)定劑0~20份、分散劑0~20份、減水劑0~10份、增強(qiáng)劑0~10份、憎水劑0~20份、水30~50份等成分組成。所述離子型表面活性劑是離子硫酸化油和高級(jí)脂肪醇硫酸酯類，為月桂醇硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉中的至少一種；所述穩(wěn)定劑為十二烷基苯磺酸鈉、聚丙烯酰胺和硬脂酸鈉中的至少一種；所述分散劑為聚丙烯酸酯以及醋酸乙烯酯與乙烯共聚物中的至少一種；所述減水劑為聚羧酸類和木質(zhì)素磺酸鹽類中的至少一種；所述增強(qiáng)劑為鋁酸鈉、碳酸鋰和無水硫酸鈉中的一種或兩種以上混合；所述憎水劑為有機(jī)硅憎水劑、硅烷基憎水劑和硬脂酸鈣的一種或兩種以上混合。所述水為蒸餾水或自來水。
所述免燒磚為市政磚、透水磚、路面磚、標(biāo)準(zhǔn)磚中的一種。
本發(fā)明通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)第二個(gè)目的：上述利用余泥渣土制備的免燒磚的制備工藝，包括以下步驟：
（1）余泥渣土經(jīng)晾曬后，破碎至粒徑小于10mm，備用；
（2）按照配合比計(jì)量余泥渣土、水泥、細(xì)骨料、土壤固化劑和水；
（3）使用上料機(jī)將余泥渣土、水泥和細(xì)骨料加入攪拌槽，干混攪拌2~5min，得到干拌料；
（4）在干拌料中，加水及土壤固化劑繼續(xù)攪拌均勻，物料的含水率控制在10%~20%，濕混5~10min，得到濕拌料；
（5）將濕拌料送到磚機(jī)加入磨具中，以20~25mpa的壓力下靜壓成型，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)即得免燒磚。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）本發(fā)明是一種大摻量利用余泥渣土制備的免燒磚，余泥渣土免燒磚具有強(qiáng)度高、水穩(wěn)性好、抗凍性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)大量利用了建筑余泥渣土，變廢為寶，特別適用于市政磚、廣場磚、園林磚等。本技術(shù)方案首次提出大摻量使用余泥渣土生產(chǎn)免燒磚，余泥渣土摻量高達(dá)95%，使余泥渣土得到大量有效資源化利用，減少了對(duì)天然資源的砂石開采和能源消耗，實(shí)現(xiàn)了余泥渣土資源化高附加值利用，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
（2）本發(fā)明中，土壤固化劑是由多種表面活性劑和穩(wěn)定劑及高價(jià)離子交換混合硫化物組成，是多種化學(xué)物質(zhì)混合的高分子聚合成的化學(xué)混合物；其分子具有二元性，一端為親水基，另一端為憎水基，在水中可完全溶解。土壤固化劑通過親水基化學(xué)鍵吸附于土壤顆粒表面，并將附吸水從土顆粒排除，使土壤由親水性變成憎水性，使成品磚具有良好的耐水性；通過電化學(xué)的作用，降低電勢(shì)減薄雙電子層，降低土粒之間的相互排斥能，提高顆粒之間的聚集力和連結(jié)強(qiáng)度，增強(qiáng)了成品磚的強(qiáng)度；通過碾壓使水從土基層中排出，使土顆粒緊密，孔隙比變小、密實(shí)度增大；通過離子交換作用與化學(xué)反應(yīng)，高分子鏈橋搭接方式將土顆粒變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和巖化現(xiàn)象，使土壤固化后能永久穩(wěn)定且不易開裂。
（3）本發(fā)明中，土壤經(jīng)過粉碎、拌合和壓實(shí)，土體的基本單元在外力的作用下彼此靠近，從而減少土體的孔隙率，增加密實(shí)度，降低滲水性，土體的強(qiáng)度可隨著外界條件的改變會(huì)發(fā)生變化。另外，固化土壤的密實(shí)度和土壤固化劑在土體中的均勻性一樣，對(duì)強(qiáng)度的形成具有非常重要的作用，固化土壤的密實(shí)度增加，磚的強(qiáng)度得到增強(qiáng)。水泥通過水化反應(yīng)，增加了土顆粒粘結(jié)，使土顆粒固結(jié)變成牢固的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。細(xì)骨料的骨架作用，改善顆粒級(jí)配，使免燒磚更加密實(shí)，搭接更好，孔隙更少，有效提高免燒磚的強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述，所舉實(shí)施例只用于闡釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
土壤固化劑為離子型土壤固化劑，是由多種表面活性劑和穩(wěn)定劑及高價(jià)離子交換混合硫化物組成，是多種化學(xué)物質(zhì)混合的高分子聚合成的化學(xué)混合物；其分子具有二元性（一端為親水基，另一端為憎水基），在水中可完全溶解。所述土壤固化劑由離子型表面活性劑20~50份、穩(wěn)定劑0~20份、分散劑0~20份、減水劑0~10份、增強(qiáng)劑0~10份、憎水劑0~20份、水20~50份等成分組成。所述離子型表面活性劑是離子硫酸化油和高級(jí)脂肪醇硫酸酯類，為月桂醇硫酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的至少一種；所述穩(wěn)定劑為十二烷基苯磺酸鈉、聚丙烯酰胺、和硬脂酸鈉中的至少一種；所述分散劑為聚丙烯酸酯、和醋酸乙烯酯與乙烯共聚物中的至少一種；所述減水劑為聚羧酸類、木質(zhì)素磺酸鹽類中的至少一種；所述增強(qiáng)劑為鋁酸鈉、碳酸鋰、和無水硫酸鈉中的一種或兩種以上混合；所述憎水劑為有機(jī)硅憎水劑、硅烷基憎水劑、和硬脂酸鈣的一種或兩種以上混合。以下實(shí)施例中，余泥渣土為工程建設(shè)過程中所產(chǎn)生的余泥、余土和余渣。水泥為強(qiáng)度等級(jí)不小于42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥。細(xì)骨料為細(xì)砂、石粉和尾礦中的一種。土壤固化劑為離子型土壤固化劑。所述水為自來水。所述免燒磚為市政磚、透水磚、路面磚、標(biāo)準(zhǔn)磚中的一種。
實(shí)施例1
余泥渣土95份、水泥5份、細(xì)骨料0份、土壤固化劑0.1份、水15份。
上述余泥渣土免燒磚的制備工藝，包括以下步驟：
（1）將余泥渣土經(jīng)過晾曬后，破碎過10mm篩，粒徑小于10mm以下的篩下物備用，篩上物繼續(xù)破碎、過篩；
（2）按照配合比計(jì)量余泥渣土（過篩后的）、水泥、細(xì)骨料、土壤固化劑和水；
（3）使用上料機(jī)將余泥渣土、水泥和細(xì)骨料加入攪拌槽，干混攪拌2~5min得干拌料；
（3）在攪拌槽的干拌料中，加水及土壤固化劑，繼續(xù)攪拌均勻，物料的含水率控制在10%~20%，濕混5~10min的濕拌料；
（4）將濕拌料送到磚機(jī)加入磨具中，以20~25mpa的壓力下靜壓成型，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)得到余泥渣土免燒磚。
所得余泥渣土免燒磚的密度等級(jí)a級(jí)，強(qiáng)度為18mpa，干燥收縮率0.01%，最大吸水率2%，碳化系數(shù)0.95，軟化系數(shù)0.95，抗凍性：質(zhì)量損失1%、強(qiáng)度損失5%。
實(shí)施例2
余泥渣土70份、水泥15份、細(xì)骨料15份、土壤固化劑0.02份、水20份。
制備工藝同實(shí)施例1。
所得余泥渣土免燒磚的密度等級(jí)a級(jí)，強(qiáng)度為45mpa，干燥收縮率0.03%，最大吸水率5%，碳化系數(shù)0.90，軟化系數(shù)0.98，抗凍性：質(zhì)量損失0.5%、強(qiáng)度損失1%。
實(shí)施例3
余泥渣土76份、水泥4份、細(xì)骨料20份、土壤固化劑0.01份、水0份。
制備工藝同實(shí)施例1。
所得余泥渣土免燒磚的密度等級(jí)a級(jí)，強(qiáng)度為16mpa，干燥收縮率0.01%，最大吸水率1%，碳化系數(shù)0.98，軟化系數(shù)0.95，抗凍性：質(zhì)量損失2%、強(qiáng)度損失8%。
實(shí)施例4
余泥渣土90份、水泥8份、細(xì)骨料2份、土壤固化劑0.02份、水10份。
制備工藝同實(shí)施例1。
所得余泥渣土免燒磚的密度等級(jí)a級(jí)，強(qiáng)度為25mpa，干燥收縮率0.01%，最大吸水率1%，碳化系數(shù)0.96，軟化系數(shù)0.96，抗凍性（質(zhì)量損失1%、強(qiáng)度損失3%）。
實(shí)施例5
余泥渣土94份、水泥6份、細(xì)骨料0份、土壤固化劑0.03份、水15份。
制備工藝同實(shí)施例1。
所得余泥渣土免燒磚的密度等級(jí)a級(jí)，強(qiáng)度為22mpa，干燥收縮率0.01%，最大吸水率1%，碳化系數(shù)0.97，軟化系數(shù)0.95，抗凍性：質(zhì)量損失1%、強(qiáng)度損失4%。
對(duì)比例1
余泥渣土94份、水泥0份、細(xì)骨料6份、土壤固化劑0.03份、水15份。
制備工藝同實(shí)施例1。
所得余泥渣土免燒磚的密度等級(jí)a級(jí)，強(qiáng)度為1mpa，干燥收縮率0.01%，最大吸水率1%，碳化系數(shù)0.97，軟化系數(shù)0.1，抗凍性：質(zhì)量損失50%、強(qiáng)度損失100%。
對(duì)比例2
余泥渣土94份、水泥6份、細(xì)骨料0份、市售土壤固化劑（型號(hào)lyt-ion-1）0.03份、水15份。
制備工藝同實(shí)施例1。
所得余泥渣土免燒磚的密度等級(jí)a級(jí)，強(qiáng)度為5mpa，干燥收縮率0.03%，最大吸水率20%，碳化系數(shù)0.85，軟化系數(shù)0.50，抗凍性：質(zhì)量損失40%、強(qiáng)度損失70%。
對(duì)比例3
余泥渣土70份、水泥15份、細(xì)骨料15份、市售土壤固化劑（型號(hào)lyt-ion-1）0.02份、水20份。
制備工藝同實(shí)施例1。
所得余泥渣土免燒磚的密度等級(jí)a級(jí)，強(qiáng)度為10mpa，干燥收縮率0.05%，最大吸水率10%，碳化系數(shù)0.85，軟化系數(shù)0.60，抗凍性：質(zhì)量損失30%、強(qiáng)度損失60%。