本發(fā)明屬于建筑材料墻體砌塊領(lǐng)域，具體指一種基于堿激發(fā)的赤泥-粉煤灰高強保溫砌塊及其制備方法。
背景技術(shù)：
粉煤灰是火力發(fā)電排出的大宗工業(yè)廢渣，我國年排放粉煤灰約2億噸，我國直接用于處理粉煤灰的年耗資達到數(shù)十億元。隨著對粉煤灰日益深入研究，人們正逐步認(rèn)識到粉煤灰不再是一種工業(yè)廢渣，而是一種可利用的資源。粉煤灰主要用于回填和筑路等，用于建筑材料也只能少量替代部分水泥，只有占總量20%左右的粉煤灰用于建筑材料，相比其他工業(yè)廢渣，粉煤灰的利用率和利用水平都不高。赤泥是用鋁土礦提煉氧化鋁生產(chǎn)過程中的一種不溶殘渣廢泥，每生產(chǎn)1噸氧化鋁排出赤泥1~2噸，國內(nèi)赤泥產(chǎn)出量超過350萬噸/年。目前國內(nèi)外氧化鋁廠大都將赤泥輸送到堆場，筑壩濕法堆存，該法易使大量廢堿液滲透到附近土壤中，造成土壤堿化。另一方面，粘土磚作為應(yīng)用廣泛的建筑材料在生產(chǎn)和生活中發(fā)揮了重要作用。雖然近年來各種新型建筑材料不斷涌現(xiàn)，但粘土磚目前仍然是我國主要的墻體材料。粘土磚的發(fā)展在很大程度上以毀壞可耕種的土地、消耗不可再生能源和污染環(huán)境為代價的。據(jù)估計，近六十年來，由于燒制粘土磚毀壞耕地17萬公頃，燒制粘土磚年耗煤7000萬噸，另外還伴隨著so2和co2等大量污染氣體的排放。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有存在技術(shù)的不足，主要目的是提供一種基于堿激發(fā)的赤泥-粉煤灰高強保溫砌塊及其制備方法，具有成型工藝簡單，常溫快速反應(yīng)固化，免燒結(jié)、免蒸壓的優(yōu)點，其制品抗壓強度高、抗干縮性強、抗?jié)B性能好，且長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象；還能大量利用工業(yè)廢料、節(jié)約能源和資源，成本低，能耗小。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種基于堿激發(fā)的赤泥-粉煤灰高強保溫砌塊，以工業(yè)廢料粉煤灰、赤泥為主要原料，水泥、生石灰作為輔料，粉煤灰陶砂或頁巖陶砂作為保溫材料。其質(zhì)量百分比組成為：赤泥18%-40%，粉煤灰18%-30%，陶砂25%-40%，水泥3%-8%，石灰3%-10%，秸稈纖維1%-3%，早強劑0.5%-2%，含水率10%-15%；經(jīng)過烘干、粉磨、稱量、配料混合及40mpa加壓成型、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護和自然養(yǎng)護工藝制成；具體方法過程如下：
（1）、烘干工藝：用烘干機將赤泥、粉煤灰和陶砂烘干，脫除其中的自由水分；
（2）、粉磨工藝：按原料配方對泥、粉煤灰和陶砂進行稱量配料，將這三種配料放入球磨機中進行粉磨至比表面積大于600m2/kg；其配比為赤泥18%-40%，粉煤灰18%-30%，陶砂25%-40%；
（3）、原料配比及陳化：赤泥18%-40%，粉煤灰18%-30%，陶砂25%-40%，水泥3%-8%，石灰3%-10%，秸稈纖維1%-3%，早強劑0.5%-2%，水占總質(zhì)量比的10%-15%；將所有原料放進攪拌機中充分?jǐn)嚢杌旌?，?0-15℃的室溫環(huán)境下陳化8-36h；
（4）、加壓成型：將拌合料澆筑入模，在40mpa壓力機作用下成型；
（5）、自然養(yǎng)護：將壓制成型的砌塊取出，運送到養(yǎng)護場地自然養(yǎng)護。
其中，赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁所產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，烘干破碎至其粒徑小于0.15mm。
粉煤灰為煤矸石經(jīng)破碎、磨粉、高細磨粉、高溫或燃燒處理時收集的粉煤灰。
石灰為生石灰。
水泥為普通硅酸鹽水泥。
陶砂為粉煤灰陶砂或頁巖陶砂。
早強劑為20%氯化鐵、40%碳酸鈉和40%三乙醇胺復(fù)配早強劑。
本發(fā)明根據(jù)燒結(jié)法赤泥具有強堿性、粒徑細以及含有發(fā)達毛孔的特性，利用燒結(jié)法赤泥作為堿激發(fā)劑和粉煤灰生產(chǎn)新型高強保溫砌塊材料，不僅節(jié)約土地和能源，大量消耗赤泥和粉煤灰等工業(yè)廢料，減少環(huán)境污染；同時也將克服粘土磚燒制所面臨的困境。
本發(fā)明的優(yōu)點如下：
1、以粉煤灰陶砂或頁巖陶砂作為保溫材料，使砌塊導(dǎo)熱性能降低，明顯提高保溫磚的保溫隔熱性能。
2、早期強度高，且后期強度也能達到國家標(biāo)準(zhǔn)。
3、基于堿激發(fā)的赤泥-粉煤灰，使活性粒子大量減少，使其制品更耐久、更環(huán)保。
4、保溫磚經(jīng)各施工工藝成型后，最終強度等級為26mpa-38mpa，具有高強度的特點。
5、本發(fā)明具有成型工藝簡單，常溫快速反應(yīng)固化，免燒結(jié)、免蒸壓的優(yōu)點，其制品抗壓強度高、抗干縮性強、抗?jié)B性能好，且長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。
6、大量利用工業(yè)廢料、節(jié)約能源和資源，成本低，能耗小，有明顯的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。
本發(fā)明設(shè)計合理，以工業(yè)廢料粉煤灰、赤泥為主要原料，水泥、生石灰作為輔料，粉煤灰陶砂或頁巖陶砂作為保溫材料，大量利用工業(yè)廢料，節(jié)約能源，保護耕地，減少污染，改善建筑功能，具有重大的社會經(jīng)濟效益。
附圖說明
圖1表示本發(fā)明的制備方法工藝流程。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的具體實施例進行詳細說明。
實施例1
將250g赤泥、250g粉煤灰、250g粉煤灰陶砂、50g水泥、50g石灰、20g秸稈纖維、10g早強劑、120g水混合（其中赤泥、粉煤灰、陶粒為脫水烘干后的，經(jīng)球磨后再加水和早強劑混合），充分?jǐn)嚢?，?0-15℃的室溫環(huán)境下陳化24h，將拌合料澆筑入模，在40mpa壓力機作用下成型，再將壓制成型的砌塊取出，運送到養(yǎng)護場地自然養(yǎng)護。
實施例2
將200g赤泥、250g粉煤灰、300g頁巖陶砂、40g水泥、70g石灰、15g秸稈纖維、8g早強減水劑、110g水混合（其中赤泥、粉煤灰、陶粒為脫水烘干后的，經(jīng)球磨后再加水和早強劑混合），充分?jǐn)嚢?，?0-15℃的室溫環(huán)境下陳化24h，將拌合料澆筑入模，在40mpa壓力機作用下成型，再將壓制成型的砌塊取出，運送到養(yǎng)護場地自然養(yǎng)護。
實施例3
將300g赤泥、200g粉煤灰、300g頁巖陶砂、60g水泥、50g石灰、20g秸稈纖維、13g早強劑、125g水混合（其中赤泥、粉煤灰、陶粒為脫水烘干后的，經(jīng)球磨后再加水和早強減水劑混合），充分?jǐn)嚢瑁?0-15℃的室溫環(huán)境下陳化24h，將拌合料澆筑入模，在40mpa壓力機作用下成型，再將壓制成型的砌塊取出，運送到養(yǎng)護場地自然養(yǎng)護。
實施例4
將350g赤泥、250g粉煤灰、350g頁巖陶砂、55g水泥、80g石灰、25g秸稈纖維、18g早強劑、140g水混合（其中赤泥、粉煤灰、陶粒為脫水烘干后的，經(jīng)球磨后再加水和早強減水劑混合），充分?jǐn)嚢瑁?0-15℃的室溫環(huán)境下陳化24h，將拌合料澆筑入模，在40mpa壓力機作用下成型，再將壓制成型的砌塊取出，運送到養(yǎng)護場地自然養(yǎng)護。
參照國家標(biāo)準(zhǔn)《砌墻磚試驗方法》gb/t2542-2012進行試驗與性能檢測。將混合料加入水放入攪拌機充分?jǐn)嚢瑁搓惢瘯r間進行陳化后，將拌合料澆筑入模，在40mpa壓力機作用下成型，再將壓制成型的砌塊取出，運送到養(yǎng)護場地自然養(yǎng)護至28天即可得到成品磚。
表1為各實施例配比及力學(xué)性能測試
國家標(biāo)準(zhǔn)對免燒磚力學(xué)性能的合理判定值及分級如下表2所示。
表2強度等級判定標(biāo)準(zhǔn)
按照表1的配比做出來的免燒磚經(jīng)28天的養(yǎng)護，外觀整潔、憑證、無缺損，且制品抗壓強度高、抗干縮性強、抗?jié)B性能好，且長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象，實驗結(jié)果表示該免燒磚能夠滿足國家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于mu15、mu20的強度要求。
本發(fā)明的特點在于以粉煤灰陶砂或頁巖陶砂作為保溫材料，使砌塊導(dǎo)熱性能降低，明顯提高保溫磚的保溫隔熱性能；早期強度高，且后期強度也能達到國家標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明具有成型工藝簡單，常溫快速反應(yīng)固化，免燒結(jié)、免蒸壓的優(yōu)點，其制品抗壓強度高、抗干縮性強、抗?jié)B性能好，且長期放置不出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象。大量利用工業(yè)廢料、節(jié)約能源和資源，成本低，能耗小，有明顯的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。
最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照本發(fā)明實施例進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋權(quán)利要求保護范圍中。