CN101205126A - 赤泥粉煤灰免烧砖 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料。提出的赤泥粉煤灰免烧砖其原料组份及重量百分比为：赤泥22～40，粉煤灰20～35，骨料20～40，石灰8～12，石膏1～3。本发明以达到赤泥的最大利用量和节约成本为目的，通过研究试验，以赤泥、粉煤灰作为主料，外加粗砂、碎石渣作为骨料，提高制品的抗压强度；以外加石灰、石膏来提高坯料塑性、半成品砖坯强度及制品的抗压强度，既能够满足制品的使用性能，同时完全达到了国家标准的要求，在更大意义上解决了赤泥的排放对环境的污染问题。

Description

赤泥粉煤灰免烧砖
技术领域
本发明属于建筑材料，主要提出一种赤泥粉煤灰免烧砖。
背景技术
随着氧化铝工业生产的不断发展，生产过程中所产生的废渣——赤泥量也大幅度上升，对赤泥的堆放处置问题，现已成为氧化铝生产一大难题。它不仅增加生产成本，而切占用耕地，对环境造成严重污染。因此，赤泥的资源利用问题已成为制约铝工业发展的障碍。国外一般采用排海来处置赤泥，国内企业都在内陆，海洋处置费用太高，虽有许多对赤泥资源利用的研究，包括制备水泥、生产陶瓷、塑料填料等，但因用渣量小或生产成本高、能耗量大，影响推广利用。利用赤泥制备生产新型材料——赤泥粉煤灰免烧砖，是一个被看好的解决赤泥资源利用问题的新途径，具有重大的社会经济效益和环境效益。
国务院办公厅[1999]72号文件和国家建材局[1999]295号文件明确规定：自2000年6月1日起，170个大中城市率先在住宅建筑中禁止使用实心黏土砖瓦，限时日期为2003年6月30日。黏土烧结砖不但破坏土地，而且在烧结过程中排放SO2污染环境，现大部分砖瓦厂已被关停。开发赤泥粉煤灰免烧砖符合国家产业政策和发展方向，具有较好的市场前景和环境效益。
发明内容
本发明提出赤泥粉煤灰免烧砖其目的就在于解决氧化铝生产过程中所产生的废渣——赤泥的堆放对环境的污染问题，并且达到赤泥的资源利用。
本发明所提出赤泥粉煤灰免烧砖其原料组份及重量百分比为：赤泥22～40，粉煤灰20～35，骨料20～40，石灰8～12，石膏1～3。
烧结法赤泥：是用苛性钠碱浸提生产氧化铝而排放的工业废渣，新鲜赤泥外观呈红色，故称之为赤泥。实验中的赤泥均取自排放时间为1月以内的新鲜赤泥，含水30％左右。
烧结法赤泥的粒径小，塑性指数高，其制造免烧砖成型容易，砖的外观整齐，赤泥中的Al2O3、CaO等(具体成分见表1)，都是免烧砖强度形成的有用因素，特别是CaO，它不但能激发混合料中的活性，同时能与其它物质反应，生成对砖最终强度有较大贡献的水化硅酸钙和水化硅酸铝等，然而新鲜赤泥碱性大，所以对赤泥进行预处理，即将赤泥用锅炉脱硫塔循环水(酸性)化浆，将赤泥中附着的Na2O中和掉，以此来消除赤泥中残余的附碱对砖质量的影响，然后过滤，备用。
表1主原料化学成分/％
  样品名   SiO2   Fe2O3   Al2O3   CaO   MgO   TiO2   Na2O   K2O
  一月赤泥   20.12   10.88   9.00   36.40   2.14   3.55   3.60   0.43
  粉煤灰   42.66   8.05   25.00   1.48   0.52   0.98   0.55   0.97
粉煤灰取自锅炉旋风除尘收集的细煤灰，均为干排。结合表1赤泥和粉煤灰的化学成分可知，赤泥和粉煤灰中的CaO、SiO2和Al2O3等相互搭配，从而达到二者间的劣势互补，优势协同，这些化学成分的配合，充分利用了废渣，节约了激发剂，即生石灰的用量，为砖的强度形成起到了较大作用，也节约了制砖成本。除此之外，粉煤灰本身具有许多有利于制砖的性质，例如其颗粒粒径小，有利于原料间的充分混合；密度小，对免烧砖密度普遍偏大的缺点有一定的补偿作用；其矿物中含有很大一部分的莫来石，在激发剂的作用下，可与Ca(OH)2生成CAH和CSH等，对砖的强度形成有较大的贡献。
石灰：取自石灰窑新鲜石灰，其活性氧化钙有效成分75％以上，球磨细度至+180目≤2％。石灰可选用有生石灰、熟石灰、消石灰，还可将其中两种结合使用。为了寻求性能和经济上最优的原料种类，石灰和石膏种类的选择进行了相关的条件试验。石灰种类试验结果见表2，石灰为生石灰粉、熟石灰、消石灰粉；由试验可知，用生石灰对砖的强度影响比较明显，因此优先选用生石灰来配料。
表2不同石灰种类的试验结果
  石灰种类   28d强度/Mpa   7d强度/Mpa
  生石灰   21.12   11.28
  消石灰   15.85   9.22
  熟石灰   12.75   8.34
石膏：取自生石膏矿，球磨细度至+180目≤2％，其石膏有效成分在80％以上。对石膏种类的选择也进行了相关的条件试验，石膏为α-半水石膏、β-半水石膏和生石膏粉，试验结果见表3，由试验结果可知，α-半水石膏的效果稍稍优于β-半水石膏，用生石膏明显比用α-半水石膏和β-半水石膏的效果好，特别是28d的强度，其差异比较明显。因此生产中优先选用生石膏，加之生石膏较成品石膏价格低，这样既保证了产品质量同时使成本较低。
表3不同石膏种类的试验结果
  石膏种类   28d强度/Mpa   7d强度/Mpa
  α-半水石膏   16.19   11.38
  β-半水石膏   14.85   10.92
  生石膏矿   20.25   11.96
对石膏、石灰进行预处理，即将二者按配料比例进行破碎(颚破)，然后一起加入磨机中研磨，磨到要求的细度。
骨料：粗砂或石灰石矿剥离后的碎石渣，也可两者同时使用，筛分后最大粒径控制在5mm以下，最小粒径为0.8mm以上；粗砂和石灰石矿剥离后的碎石渣在产品中所起作用相同，二者同时使用时各自用量没有限制，即二者同时使用时在骨料中所占比例没有要求，考虑充分利用石灰石矿剥离后的碎石渣，其在骨料中所占比例可以大一些。
本发明以达到赤泥的最大利用量和节约成本为目的，通过研究试验，以赤泥、粉煤灰作为主料，外加粗砂、碎石渣作为骨料，提高制品的抗压强度；以外加石灰、石膏来提高坯料塑性、半成品砖坯强度及制品的抗压强度，既能够满足制品的使用性能，同时完全达到了国家标准的要求，在更大意义上解决了赤泥的排放对环境的污染问题。试验结果表明，生产出的制品完全可以替代黏土烧结砖。赤泥粉煤灰免烧砖的制造对赤泥、粉煤灰等工业废渣进行了综合利用，其环境效益突出；同时，由于其主要是利用的是工业废渣为原料，成本低，经济效益也较明显。完全可以实现工业化生产。
附图说明
附图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
结合附图，说明本发明的具体实施例。
实施例1：
其原料及加入量的重量百分比(所有配料均为各种原料的干料比例)赤泥40，粉煤灰29，骨料20，生石灰10，生石膏1；其骨料中，粗砂10，碎石渣10。
其生产工艺流程如附图1所示：将上述原料(除骨料外)按比例加入混合后，其中，赤泥为湿料(含水45％左右，配料时扣除水份再计算重量)，其它为干料；轮碾，陈化(将混合均匀的物料，用塑料布盖严后静置一定时间)，加入骨料，再轮碾，成型(配好的物料含水10-14％用压砖机直接加压成型)，养护，得到制品，其中，陈化时间控制在24小时左右，成型压力均为20Mpa。经试验检测结果，其7d强度为13.77Mpa，28d强度为15.38Mpa。
实施例2：
其原料及加入量的重量百分比(所有配料均为各种原料的干料比例)赤泥30，粉煤灰20，骨料40，生石灰8，生石膏2；其骨料中，粗砂10，碎石渣30。
其生产工艺流程同实施例1，经试验检测结果，其7d强度为26.68Mpa，28d强度为28.90Mpa。
实施例3：
其原料及加入量的重量百分比(所有配料均为各种原料的干料比例)赤泥22，粉煤灰33，骨料30，生石灰12，生石膏3。其骨料中，粗砂5，碎石渣25。
其生产工艺流程同实施例1，经试验检测结果，其7d强度为23.41Mpa，28d强度为29.50Mpa。

Claims (4)

1.一种赤泥粉煤灰免烧砖，其特征是：其原料组份及重量百分比为：赤泥22～40，粉煤灰20～35，骨料20～40，石灰8～12，石膏1～3。
2.根据权利要求1所述的赤泥粉煤灰免烧砖，其特征是：所述骨料为粗砂。
3.根据权利要求1所述的赤泥粉煤灰免烧砖，其特征是：所述骨料为石灰石矿剥离后的碎石渣。
4.根据权利要求1所述的赤泥粉煤灰免烧砖，其特征是：所述骨料为粗砂和石灰石矿剥离后的碎石渣的混合物。
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