本發(fā)明屬于磚生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
建筑廢棄材料和工業(yè)廢棄材料是城市垃圾的主要組成部分，約占城市垃圾總量的35％-45％。僅2004年我國就產(chǎn)生建筑和工業(yè)垃圾約90億噸，2010-2015年的數(shù)據(jù)肯定還遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此數(shù)。當(dāng)前對待建筑垃圾以傳統(tǒng)的露天堆放、深挖填埋為主，這種方式雖然處理量大、方便簡單、處理費(fèi)用低，但是實(shí)際占用了大量的土地資源，產(chǎn)生了無法挽回的環(huán)境污染。
磚作為一種建筑材料，由于其應(yīng)用范圍非常廣，日常原材的消耗量也巨大，迫切需要尋找其他替代材料，來節(jié)約原材的開發(fā)利用。
將建筑廢棄材料和工業(yè)廢料應(yīng)用于磚，不僅解決了磚材料消耗過大的問題，也解決了建筑廢棄材料和工業(yè)廢棄材料一直無法回收再利用的問題。
磚除了材料需求大，對其本身的性能也要求高。但目前的磚存在著抗壓強(qiáng)度低、抗折強(qiáng)度低、抗凍性差、制磚需水量大和原料攪拌時(shí)易短時(shí)間凝結(jié)的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有磚存在著不能廢物再利用、抗壓強(qiáng)度低、抗折強(qiáng)度低、抗凍性差、制磚需水量大和原料攪拌時(shí)易短時(shí)間凝結(jié)的問題，本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚及其制備方法，制得的磚具有節(jié)能環(huán)保、抗壓強(qiáng)度高、抗折強(qiáng)度高、抗凍性好、制磚需水量小和原料攪拌時(shí)不易短時(shí)間凝結(jié)的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：
一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚，包括以下重量份的原料：水泥16-28份、石英砂15-20份、碎石6-10份、骨料改良劑0.5-1.5份、爐渣10-15份、建筑廢棄木材粉末5-7份、玻璃粉末2-4份、黏土3-5份、煤渣20-25份、混凝土外加劑0.8-1.6份和水4-6份。
原料中添加了建筑廢棄木材粉末、玻璃粉末、黏土、爐渣和煤渣，這些建筑廢棄材料和工業(yè)廢棄材料是城市垃圾的重要組成部分，不但占用著大量的城市用地，還會(huì)對周圍的居民生活環(huán)境造成嚴(yán)重污染，現(xiàn)能夠作為磚的原料，解決了現(xiàn)有的磚不能廢物再利用的問題；此外由于爐渣和煤渣自身具有一定的硬度，這也提高了制得的磚的抗壓強(qiáng)度；由于建筑廢棄木材粉末、玻璃粉末和黏土的混入，提高了制得的磚的抗折強(qiáng)度。
優(yōu)選地，包括以下重量份的原料：水泥22份、石英砂17.5份、碎石8份、骨料改良劑1份、爐渣12.5份、建筑廢棄木材粉末6份、玻璃粉末3份、黏土4份、煤渣22.5份、混凝土外加劑1.2份和水5份，在該原料配方下制得的磚的節(jié)能環(huán)保、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗凍性、制磚需水量和原料攪拌時(shí)不易短時(shí)間凝結(jié)的性能上均達(dá)到了最優(yōu)。
優(yōu)選地，所述骨料改良劑為凹凸棒土、海泡石和硅藻土中的一種或幾種，凹凸棒土具有觸變性好、流平性好、耐候性好、絕熱性好和消毒殺菌性好的優(yōu)點(diǎn)，海泡石具有耐高溫性好、能夠吸收大于自身重量150％的水和良好的熱穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)，硅藻土具有除臭、吸附性好和隔熱的優(yōu)點(diǎn)，骨料改良劑主要對建筑廢棄材料和工業(yè)廢棄材料進(jìn)行消毒殺菌。
優(yōu)選地，所述骨料改良劑中凹凸棒土、海泡石和硅藻土的重量份比例為3:1.5:0.5，消毒殺菌的效果最好。
優(yōu)選地，所述建筑廢棄木材粉末的粒徑為1-3mm，使得建筑廢棄木材粉末能夠均勻地與其他原料混合。
優(yōu)選地，所述混凝土外加劑包括防凍劑、緩凝劑、引氣劑和減水劑，能夠改善混凝土的性能，同時(shí)減水劑的使用，也解決了制磚需水量大的問題。
優(yōu)選地，所述防凍劑為酸性磷酸酯胺鹽，能夠在低溫下防止混凝土中的水分結(jié)冰，提高制得的磚的抗凍性。
優(yōu)選地，所述緩凝劑為糖蜜緩凝劑，緩凝混凝土的初凝和終凝時(shí)間而不影響其后期強(qiáng)度，使得原料攪拌時(shí)不會(huì)短時(shí)間凝結(jié)，使得原料攪拌的更加均勻，制得的磚品質(zhì)完好。
優(yōu)選地，所述引氣劑為松香樹脂類引氣劑，改善混凝土磚的耐久性和流變性，調(diào)節(jié)混凝土磚的硬化性能和氣體含量。
一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚的制備方法，包括以下步驟：
(1)按照磚原料的重量份數(shù)稱取原料；
(2)將石英砂、碎石、爐渣、建筑廢棄木材粉末、玻璃粉末、黏土和煤渣混合攪拌4-5min,再加入骨料改良劑攪拌3-5min,靜置25-30h，得混合料；
(3)向步驟(2)中靜置后的混合料中加入水泥和混凝土外加劑攪拌6-10min，再加入水?dāng)嚢?-5min，得到混合漿料，使用全自動(dòng)磚機(jī)對混合漿料進(jìn)行壓制成型處理，成型壓力控制在29-30mpa，成型時(shí)間控制在12-15s，即得成型磚塊；
(4)將步驟(3)制備的成型磚塊在溫度為25-27℃，濕度為92-95％的條件下，進(jìn)行為期28-30天的養(yǎng)護(hù)處理，再對其表面進(jìn)行打磨和拋光處理，即得磚成品。
本發(fā)明的有益效果是：
1、本發(fā)明通過對磚原料配方和制備方法的研制，解決了現(xiàn)有磚存在著不能廢物再利用、抗壓強(qiáng)度低、抗折強(qiáng)度低、抗凍性差、制磚需水量大和原料攪拌時(shí)易短時(shí)間凝結(jié)的問題；
2、本發(fā)明的磚原料中添加了建筑廢棄木材粉末、玻璃粉末、黏土、爐渣和煤渣，這些建筑廢棄材料和工業(yè)廢棄材料是城市垃圾的重要組成部分，不但占用著大量的城市用地，還會(huì)對周圍的居民生活環(huán)境造成嚴(yán)重污染，現(xiàn)能夠作為磚的原料，解決了現(xiàn)有的磚不能廢物再利用的問題；此外由于爐渣和煤渣自身具有一定的硬度，這也提高了制得的磚的抗壓強(qiáng)度；由于建筑廢棄木材粉末、玻璃粉末和黏土的混入，提高了制得的磚的抗折強(qiáng)度；
3、本發(fā)明中的所述骨料改良劑為凹凸棒土、海泡石和硅藻土中的一種或幾種，凹凸棒土具有觸變性好、流平性好、耐候性好、絕熱性好和消毒殺菌性好的優(yōu)點(diǎn)，海泡石具有耐高溫性好、能夠吸收大于自身重量150％的水和良好的熱穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)，硅藻土具有除臭、吸附性好和隔熱的優(yōu)點(diǎn)，骨料改良劑主要對建筑廢棄材料和工業(yè)廢棄材料進(jìn)行消毒殺菌；
4、本發(fā)明中所述骨料改良劑中凹凸棒土、海泡石和硅藻土的重量份比例為3:1.5:0.5，消毒殺菌的效果最好；
5、本發(fā)明中所述建筑廢棄木材粉末的粒徑為1-3mm，使得建筑廢棄木材粉末能夠均勻地與其他原料混合；
6、本發(fā)明中所述骨料改良劑為硅藻土，具有吸收性強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐磨、耐熱、提高附著力和凈化空氣的優(yōu)點(diǎn)；
7、本發(fā)明中所述混凝土外加劑包括防凍劑、緩凝劑、引氣劑和減水劑，能夠改善混凝土的性能，同時(shí)減水劑的使用，也解決了制磚需水量大的問題；
8、本發(fā)明中所述防凍劑為酸性磷酸酯胺鹽，能夠在低溫下防止混凝土中的水分結(jié)冰，提高制得的磚的抗凍性；
9、本發(fā)明中所述緩凝劑為糖蜜緩凝劑，緩凝混凝土的初凝和終凝時(shí)間而不影響其后期強(qiáng)度，使得原料攪拌時(shí)不會(huì)短時(shí)間凝結(jié)，使得原料攪拌的更加均勻，制得的磚品質(zhì)完好；
10、本發(fā)明中所述引氣劑為松香樹脂類引氣劑，改善混凝土磚的耐久性和流變性，調(diào)節(jié)混凝土磚的硬化性能和氣體含量。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚，包括以下重量份的原料：水泥22份、石英砂17.5份、碎石8份、骨料改良劑1份、爐渣12.5份、建筑廢棄木材粉末6份、玻璃粉末3份、黏土4份、煤渣22.5份、混凝土外加劑1.2份和水5份。
在該原料配方下制得的磚的節(jié)能環(huán)保、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗凍性、制磚需水量和原料攪拌時(shí)不易短時(shí)間凝結(jié)的性能上均達(dá)到了最優(yōu)。
原料中添加了建筑廢棄木材粉末、玻璃粉末、黏土、爐渣和煤渣，這些建筑廢棄材料和工業(yè)廢棄材料是城市垃圾的重要組成部分，不但占用著大量的城市用地，還會(huì)對周圍的居民生活環(huán)境造成嚴(yán)重污染，現(xiàn)能夠作為磚的原料，解決了現(xiàn)有的磚不能廢物再利用的問題；此外由于爐渣和煤渣自身具有一定的硬度，這也提高了制得的磚的抗壓強(qiáng)度；由于建筑廢棄木材粉末、玻璃粉末和黏土的混入，提高了制得的磚的抗折強(qiáng)度。
骨料改良劑為凹凸棒土、海泡石和硅藻土中的一種或幾種，凹凸棒土具有觸變性好、流平性好、耐候性好、絕熱性好和消毒殺菌性好的優(yōu)點(diǎn)，海泡石具有耐高溫性好、能夠吸收大于自身重量150％的水和良好的熱穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)，硅藻土具有除臭、吸附性好和隔熱的優(yōu)點(diǎn)，骨料改良劑主要對建筑廢棄材料和工業(yè)廢棄材料進(jìn)行消毒殺菌。
骨料改良劑中凹凸棒土、海泡石和硅藻土的重量份比例為3:1.5:0.5，消毒殺菌的效果最好。
建筑廢棄木材粉末的粒徑為1-3mm，使得建筑廢棄木材粉末能夠均勻地與其他原料混合。
混凝土外加劑包括防凍劑、緩凝劑、引氣劑和減水劑，能夠改善混凝土的性能，同時(shí)減水劑的使用，也解決了制磚需水量大的問題。
防凍劑為酸性磷酸酯胺鹽，能夠在低溫下防止混凝土中的水分結(jié)冰，提高制得的磚的抗凍性。
緩凝劑為糖蜜緩凝劑，緩凝混凝土的初凝和終凝時(shí)間而不影響其后期強(qiáng)度，使得原料攪拌時(shí)不會(huì)短時(shí)間凝結(jié)，使得原料攪拌的更加均勻，制得的磚品質(zhì)完好。
引氣劑為松香樹脂類引氣劑，改善混凝土磚的耐久性和流變性，調(diào)節(jié)混凝土磚的硬化性能和氣體含量。
一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚的制備方法，包括以下步驟：
(1)按照磚原料的重量份數(shù)稱取原料；
(2)將石英砂、碎石、爐渣、建筑廢棄木材粉末、玻璃粉末、黏土和煤渣混合攪拌5min,再加入骨料改良劑攪拌5min,靜置30h，得混合料；
(3)向步驟(2)中靜置后的混合料中加入水泥和混凝土外加劑攪拌10min，再加入水?dāng)嚢?min，得到混合漿料，使用全自動(dòng)磚機(jī)對混合漿料進(jìn)行壓制成型處理，成型壓力控制在30mpa，成型時(shí)間控制在15s，即得成型磚塊；
(4)將步驟(3)制備的成型磚塊在溫度為27℃，濕度為95％的條件下，進(jìn)行為期30天的養(yǎng)護(hù)處理，再對其表面進(jìn)行打磨和拋光處理，即得磚成品。
實(shí)施例2
一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚，包括以下重量份的原料：水泥16份、石英砂15份、碎石6份、骨料改良劑0.5份、爐渣10份、建筑廢棄木材粉末5份、玻璃粉末2份、黏土3份、煤渣20份、混凝土外加劑0.8份和水4份。
原料中添加了建筑廢棄木材粉末、玻璃粉末、黏土、爐渣和煤渣，這些建筑廢棄材料和工業(yè)廢棄材料是城市垃圾的重要組成部分，不但占用著大量的城市用地，還會(huì)對周圍的居民生活環(huán)境造成嚴(yán)重污染，現(xiàn)能夠作為磚的原料，解決了現(xiàn)有的磚不能廢物再利用的問題；此外由于爐渣和煤渣自身具有一定的硬度，這也提高了制得的磚的抗壓強(qiáng)度；由于建筑廢棄木材粉末、玻璃粉末和黏土的混入，提高了制得的磚的抗折強(qiáng)度。
骨料改良劑為凹凸棒土、海泡石和硅藻土中的一種或幾種，凹凸棒土具有觸變性好、流平性好、耐候性好、絕熱性好和消毒殺菌性好的優(yōu)點(diǎn)，海泡石具有耐高溫性好、能夠吸收大于自身重量150％的水和良好的熱穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)，硅藻土具有除臭、吸附性好和隔熱的優(yōu)點(diǎn)，骨料改良劑主要對建筑廢棄材料和工業(yè)廢棄材料進(jìn)行消毒殺菌。
骨料改良劑中凹凸棒土、海泡石和硅藻土的重量份比例為3:1.5:0.5，消毒殺菌的效果最好。
建筑廢棄木材粉末的粒徑為1-3mm，使得建筑廢棄木材粉末能夠均勻地與其他原料混合。
混凝土外加劑包括防凍劑、緩凝劑、引氣劑和減水劑，能夠改善混凝土的性能，同時(shí)減水劑的使用，也解決了制磚需水量大的問題。
防凍劑為酸性磷酸酯胺鹽，能夠在低溫下防止混凝土中的水分結(jié)冰，提高制得的磚的抗凍性。
緩凝劑為糖蜜緩凝劑，緩凝混凝土的初凝和終凝時(shí)間而不影響其后期強(qiáng)度，使得原料攪拌時(shí)不會(huì)短時(shí)間凝結(jié)，使得原料攪拌的更加均勻，制得的磚品質(zhì)完好。
引氣劑為松香樹脂類引氣劑，改善混凝土磚的耐久性和流變性，調(diào)節(jié)混凝土磚的硬化性能和氣體含量。
一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚的制備方法，包括以下步驟：
(1)按照磚原料的重量份數(shù)稱取原料；
(2)將石英砂、碎石、爐渣、建筑廢棄木材粉末、玻璃粉末、黏土和煤渣混合攪拌4min,再加入骨料改良劑攪拌3min,靜置25h，得混合料；
(3)向步驟(2)中靜置后的混合料中加入水泥和混凝土外加劑攪拌6min，再加入水?dāng)嚢?min，得到混合漿料，使用全自動(dòng)磚機(jī)對混合漿料進(jìn)行壓制成型處理，成型壓力控制在29mpa，成型時(shí)間控制在12s，即得成型磚塊；
(4)將步驟(3)制備的成型磚塊在溫度為25℃，濕度為92％的條件下，進(jìn)行為期28天的養(yǎng)護(hù)處理，再對其表面進(jìn)行打磨和拋光處理，即得磚成品。
實(shí)施例3
一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚，包括以下重量份的原料：水泥28份、石英砂20份、碎石10份、骨料改良劑1.5份、爐渣15份、建筑廢棄木材粉末7份、玻璃粉末4份、黏土5份、煤渣25份、混凝土外加劑1.6份和水6份。
原料中添加了建筑廢棄木材粉末、玻璃粉末、黏土、爐渣和煤渣，這些建筑廢棄材料和工業(yè)廢棄材料是城市垃圾的重要組成部分，不但占用著大量的城市用地，還會(huì)對周圍的居民生活環(huán)境造成嚴(yán)重污染，現(xiàn)能夠作為磚的原料，解決了現(xiàn)有的磚不能廢物再利用的問題；此外由于爐渣和煤渣自身具有一定的硬度，這也提高了制得的磚的抗壓強(qiáng)度；由于建筑廢棄木材粉末、玻璃粉末和黏土的混入，提高了制得的磚的抗折強(qiáng)度。
骨料改良劑為凹凸棒土、海泡石和硅藻土中的一種或幾種，凹凸棒土具有觸變性好、流平性好、耐候性好、絕熱性好和消毒殺菌性好的優(yōu)點(diǎn)，海泡石具有耐高溫性好、能夠吸收大于自身重量150％的水和良好的熱穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)，硅藻土具有除臭、吸附性好和隔熱的優(yōu)點(diǎn)，骨料改良劑主要對建筑廢棄材料和工業(yè)廢棄材料進(jìn)行消毒殺菌。
骨料改良劑中凹凸棒土、海泡石和硅藻土的重量份比例為3:1.5:0.5，消毒殺菌的效果最好。
建筑廢棄木材粉末的粒徑為1-3mm，使得建筑廢棄木材粉末能夠均勻地與其他原料混合。
混凝土外加劑包括防凍劑、緩凝劑、引氣劑和減水劑，能夠改善混凝土的性能，同時(shí)減水劑的使用，也解決了制磚需水量大的問題。
防凍劑為酸性磷酸酯胺鹽，能夠在低溫下防止混凝土中的水分結(jié)冰，提高制得的磚的抗凍性。
緩凝劑為糖蜜緩凝劑，緩凝混凝土的初凝和終凝時(shí)間而不影響其后期強(qiáng)度，使得原料攪拌時(shí)不會(huì)短時(shí)間凝結(jié)，使得原料攪拌的更加均勻，制得的磚品質(zhì)完好。
引氣劑為松香樹脂類引氣劑，改善混凝土磚的耐久性和流變性，調(diào)節(jié)混凝土磚的硬化性能和氣體含量。
一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚的制備方法，包括以下步驟：
(1)按照磚原料的重量份數(shù)稱取原料；
(2)將石英砂、碎石、爐渣、建筑廢棄木材粉末、玻璃粉末、黏土和煤渣混合攪拌5min,再加入骨料改良劑攪拌5min,靜置30h，得混合料；
(3)向步驟(2)中靜置后的混合料中加入水泥和混凝土外加劑攪拌10min，再加入水?dāng)嚢?min，得到混合漿料，使用全自動(dòng)磚機(jī)對混合漿料進(jìn)行壓制成型處理，成型壓力控制在30mpa，成型時(shí)間控制在15s，即得成型磚塊；
(4)將步驟(3)制備的成型磚塊在溫度為27℃，濕度為95％的條件下，進(jìn)行為期30天的養(yǎng)護(hù)處理，再對其表面進(jìn)行打磨和拋光處理，即得磚成品。
對比例1
一種磚，包括以下重量份的原料：水泥16份、石英砂15份、碎石6份和水4份。
一種磚的制備方法，包括以下步驟：
(1)按照磚原料的重量份數(shù)稱取原料；
(2)將石英砂和碎石混合攪拌5min，得混合料；
(3)向步驟(2)中攪拌后的混合料中加入水泥攪拌10min，再加入水?dāng)嚢?min，得到混合漿料，使用全自動(dòng)磚機(jī)對混合漿料進(jìn)行壓制成型處理，成型壓力控制在30mpa，成型時(shí)間控制在15s，即得成型磚塊；
(4)將步驟(3)制備的成型磚塊在溫度為27℃，濕度為95％的條件下，進(jìn)行為期30天的養(yǎng)護(hù)處理，再對其表面進(jìn)行打磨和拋光處理，即得磚成品。
將實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和對比例1制備的磚進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果如表1所示：
從表1數(shù)據(jù)比較可以看出，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
1、一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚及其制備方法，從測得的磚28d抗壓強(qiáng)度值可以看出，實(shí)施例1-3的抗壓強(qiáng)度值均高于對比例1，說明該磚抗壓強(qiáng)度高。
2、一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚及其制備方法，從測得的磚28d抗折強(qiáng)度值可以看出，實(shí)施例1-3的抗折強(qiáng)度值均高于對比例1，說明該磚抗折強(qiáng)度高。
3、一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚及其制備方法，從測得的磚原料消耗減少率可以看出，實(shí)施例1-3的原料消耗減少率均高于對比例1，說明該磚的環(huán)保節(jié)能效果好。
4、一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚及其制備方法，從測得的磚的制磚用水減少率可以看出，實(shí)施例1-3的制磚用水減少率均高于對比例1，說明制磚的需水量減少了。
5、一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚及其制備方法，從測得的磚的最大凍融循環(huán)次數(shù)可以看出，實(shí)施例1-3的最大凍融循環(huán)次數(shù)均高于對比例1，說明該磚的抗凍性好。
6、一種節(jié)能環(huán)保的混凝土磚及其制備方法，從測得的磚在各個(gè)指標(biāo)的數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)施例1均優(yōu)于實(shí)施例2、實(shí)施例3和對比例1，說明該磚的原料配方和制備方法的合理性。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。