CN101372414B

CN101372414B - 利用湖泊污泥制备环保陶瓷清水砖的方法

Info

Publication number: CN101372414B
Application number: CN2008101970349A
Authority: CN
Inventors: 吴建锋; 李炎成; 徐晓虹; 雷宜欣; 冷光辉; 柯治良
Original assignee: Zhongbo Construction Group Co Ltd; Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Zhongbo Construction Group Co Ltd; Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: CN101372414A

Abstract

本发明涉及陶瓷清水砖的制备方法。利用湖泊污泥制备环保陶瓷清水砖的方法，其特征在于它包括如下步骤：1)坯料制备：将湖泊污泥脱水成泥饼，再干燥至含水量小于5wt％，然后破碎至粒径为1mm或1mm以下，得颗粒状湖泊污泥；将助熔剂、熟料分别破碎至1～1.5mm；按重量百分比为：颗粒状湖泊污泥70～80％，粉煤灰5～10％，助熔剂5～10％，熟料10％，选取颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料；然后将颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料加水混合搅拌，用真空练泥机练泥，并切成泥饼，陈化24小时后，得坯料；2)釉浆的制备；3)塑压成型；4)干燥；5)施釉；6)烧成；得环保陶瓷清水砖。本发明制备的清水砖具有规整度高、强度高、可以直接用于墙体砌筑而不需要外装饰的特点。

Description

利用湖泊污泥制备环保陶瓷清水砖的方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及陶瓷清水砖的制备方法。

背景技术

陶瓷清水砖(facing brick)是集装饰、保温、承重等功能为一体的烧结类墙体材料，由于陶瓷清水砖墙体具有吸湿与排出水分的呼吸功能，自然调节湿度、温度，隔热隔音效果好。人们居住在这种环境里感觉很舒适。陶瓷清水砖砌筑的建筑和景观具有哑光自然、风格典雅、庄重耐用、美观大方、个性鲜明的特点。一般认为，陶瓷清水砖的规整度高(误差为±1mm以内)，吸水率低(6～8％)，抗压强度高(30MPa以上)。我国目前广泛使用的红砖和普通烧结砖达不到这样的要求，因此建筑物的砖墙砌筑完以后还要再贴一层外墙砖或涂一层外墙涂料，浪费大量的人力和物力。

湖泊污泥是湖泊清淤产生的固体废料。目前，清淤挖出的污泥主要通过掩埋和堆放处理。由于污泥细小且寄生大量细菌，有些还含有重金属离子，因此掩埋和堆放都不是有效妥善的处理方式。一方面，堆放和掩埋污泥需要大量空间，耗费人力物力，占用土地资源；另一方面，污泥中的有害物质在雨水的冲刷下溶出，会污染地下水和土壤，危及农作物生长，进而危害人体健康。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用湖泊污泥制备环保陶瓷清水砖的方法，该方法制备的环保陶瓷清水砖具有规整度高、强度高和具有直接外装饰功能的特点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：利用湖泊污泥制备环保陶瓷清水砖的方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)坯料制备：将湖泊污泥脱水成泥饼，再干燥至含水量小于5wt％(重量)，然后破碎至粒径为1mm或1mm以下，得颗粒状湖泊污泥；将助熔剂、熟料分别破碎至1～1.5mm；

按重量百分比为：颗粒状湖泊污泥70～80％，粉煤灰5～10％，助熔剂5～10％，熟料10％，选取颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料；然后将颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料加水混合搅拌，水的加入量为颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料总重量的20～22％，用真空练泥机练泥，并切成泥饼，陈化24小时后，得坯料，备用；

所述的助熔剂为钾长石、钠长石、硅灰石、锂瓷石中的任意一种或任意两种以上(含任意两种)的混合，任意两种以上混合时为任意配比；熟料为清水砖的废品或陶瓷墙地砖的废品；

2)釉浆的制备：将市售的低温熔块破碎，过250目筛(万孔筛余小于1％)，加水在球磨机中充分混合，外加低温熔块重量0.3wt％的羧甲基纤维素(CMC)，配成含水率为45～50％的釉浆；

3)成型：将坯料放入石膏模具内，采用塑压法成型砖坯，施加7～8MPa压力，保压5秒钟，得砖坯；

4)干燥：砖坯于100～120℃干燥24～48小时；

5)施釉：采用喷釉法在砖坯的一侧施釉，得施釉砖坯；

6)烧成：将施釉砖坯放置24小时后，在隧道窑中于1050～1150℃烧成，烧制时间为36～48小时；得环保陶瓷清水砖。

所述的颗粒状湖泊污泥的化学成份的重量百分比范围为：SiO₂：55～59％；Al₂O₃：14～19％；CaO：1～3％；MgO：1～2％；K₂O：2～3％；Na₂O：1～2％；Fe₂O₃：6～9％；烧失量(I.L)12～18％。

本发明与季国华的发明专利——利用淤泥制造粘土的方法(公开号CN1562864A)比较，有以下两个不同：①砖坯配方不同，后者未加入助熔剂，而本发明加入了助熔剂(钾长石、钠长石、硅灰石、锂瓷石中的任意一种或任意两种以上的混合)，有助于砖坯在高温烧成过程中形成较多的液相，各种固体颗粒牢固粘连，得到陶瓷清水砖所需的高强度；②烧成温度不同，后者在烘房中焙烧至250～260℃，而本发明在隧道窑中烧成至1050～1150℃，因此本发明的砖体密度大、吸水率低、强度高、抗冻性能好。

本发明与贾守富的发明专利——利用淤泥粉煤灰页岩煤矸石生产的烧成砖及其制备工艺(公开号CN785879)比较，有以下两个不同：①成型方法不同，后者采用挤出成型法成型砖坯，挤出压力一般小于3MPa，对湖泊污泥这种容易保水变形的砖坯而言，难以得到高规整度的砖坯(砖的规整度是指砖的六个面相互垂直的程度以及相互平行的边线尺寸误差的大小，本发明所指的高规整度是相互平行的边线尺寸误差较小--小于1毫米，而即使国家标准中的优等品，其尺寸误差是小于2毫米)，而本发明采用塑压方法成型砖坯，采用液压压砖机7～8MPa压力，保压5秒钟，使固体颗粒紧密粘连，且采用石膏模压制可以进一步减少砖坯水分，使其在干燥、堆码和烧成等工艺过程中不变形，确保清水砖成品规整光滑。②后者制备的砖坯不施釉，容易露出污泥烧结砖常出现的黑点和黄斑等缺陷，而本发明采用专门配制的熔块釉浆喷在砖的一侧，可有效覆盖其色斑，且可调成各种颜色，使建筑物外墙色彩斑斓，美观大方。

本发明的有益效果是：

①首次采用一种或多种高温助熔剂与湖泊污泥一道配制陶瓷清水砖配方，可以在1050～1150℃烧结得到吸水率低至6～8％的高强度砖体，即强度高；

②首次采用塑压方法成型污泥砖坯，使用液压压砖机和石膏模压制砖坯，使其在加工过程中不变形，确保清水砖成品规整光滑，即规整度高；

③首次采用专门配制的熔块釉覆盖污泥砖坯体，具有直接外装饰功能；有助于拓宽污泥清水砖的应用范围，提高其装饰档次，增加其附加值。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

利用湖泊污泥制备环保陶瓷清水砖的方法，它包括如下步骤：

1)坯料制备：将武汉东湖的湖泊污泥脱水成泥饼，在链板干燥机上干燥，干燥至含水量小于5wt％(重量)，然后用对辊式破碎机破碎至粒径为1mm，得颗粒状湖泊污泥；将助熔剂、熟料分别破碎至1mm；

按重量百分比为：颗粒状湖泊污泥80％，粉煤灰5％，助熔剂5％，熟料10％，选取颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料；然后将颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料用双轴搅拌机加水混合搅拌，水的加入量为颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料总重量的21％，用真空练泥机练泥，并切成泥饼，陈化24小时后，得坯料，备用；

所述的助熔剂为钾长石和硅灰石的混合，钾长石、硅灰石各占助熔剂重量的50％；熟料为清水砖的废品；

2)釉浆的制备：将市售的低温熔块破碎，过250目筛(万孔筛余小于1％)，加水在球磨机中充分混合，外加低温熔块重量0.3wt％的羧甲基纤维素(CMC)，配成含水率为50％的釉浆；

3)成型：将水份含量为21wt％的坯料放入石膏模具内，采用塑压法成型砖坯，由500吨液压压砖机施加7MPa压力，保压5秒钟，得砖坯；

4)干燥：砖坯在热风干燥器中于120℃干燥28小时；

5)施釉：采用喷釉法在砖坯的一侧施釉，得施釉砖坯；

6)烧成：将施釉砖坯放置24小时后，在隧道窑中于1120℃烧成，烧制时间为40小时；得环保陶瓷清水砖。

经测试，制得的环保陶瓷清水砖的尺寸误差为±0.8mm，吸水率为6％，抗压强度35MPa，其他指标均符合国家标准《烧结多孔砖》(GB13544-2000)中规定的优等品指标。

实施例2：

1)坯料制备：将广东珠江的湖泊污泥脱水成泥饼，在链板干燥机上干燥，干燥至含水量小于5wt％(重量)，然后用对辊式破碎机破碎至粒径为0.8mm，得颗粒状湖泊污泥；将助熔剂、熟料分别破碎至1.5mm；

按重量百分比为：颗粒状湖泊污泥70％，粉煤灰10％，助熔剂10％，熟料10％，选取颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料；然后将颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料用双轴搅拌机加水混合搅拌，水的加入量为颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料总重量的22％，用真空练泥机练泥，并切成泥饼，陈化24小时后，得坯料，备用；

所述的助熔剂为钾长石、钠长石和锂瓷石的混合，钾长石、钠长石各占助熔剂重量的40％，锂瓷石占助熔剂重量的20％；熟料为陶瓷墙地砖的废品；

2)釉浆的制备：将市售的低温熔块破碎，过250目筛(万孔筛余小于1％)，加水在球磨机中充分混合，外加低温熔块重量0.3wt％的羧甲基纤维素(CMC)，配成含水率为45％的釉浆；

3)成型：将水份含量为22wt％的坯料放入石膏模具内，采用塑压法成型砖坯，由500吨液压压砖机施加8MPa压力，保压5秒钟，得砖坯；

4)干燥：砖坯在热风干燥器中于100℃干燥48小时；干燥至含水量为1～1.5wt％；

5)施釉：采用喷釉法在砖坯的一侧施釉，得施釉砖坯；

6)烧成：将施釉砖坯放置24小时后，在隧道窑中于1060℃烧成，烧制时间为48小时；得环保陶瓷清水砖。

经测试，制得的陶瓷清水砖的尺寸误差为±1mm，吸水率为8％，抗压强度32MPa，其他指标均符合国家标准《烧结多孔砖》(GB13544-2000)中规定的优等品指标。

实施例3：

1)坯料制备：将湖泊污泥脱水成泥饼，在链板干燥机上干燥，干燥至含水量为4.9wt％(重量)，然后用对辊式破碎机破碎至粒径为1mm，得颗粒状湖泊污泥；将助熔剂、熟料分别破碎至1mm；

按重量百分比为：颗粒状湖泊污泥70％，粉煤灰10％，助熔剂10％，熟料10％，选取颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料；然后将颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料用双轴搅拌机加水混合搅拌，水的加入量为颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料总重量的20％，用真空练泥机练泥，并切成泥饼，陈化24小时后，得坯料，备用；

所述的助熔剂为钾长石；熟料为清水砖的废品；

所述的颗粒状湖泊污泥的化学成份的重量百分比范围为：SiO₂：55～59％；Al₂O₃：14～19％；CaO：1～3％；MgO：1～2％；K₂O：2～3％；Na₂O：1～2％；Fe₂O₃：6～9％；烧失量(I.L)12～18％；

3)成型：将水份含量为20wt％的坯料放入石膏模具内，采用塑压法成型砖坯，由500吨液压压砖机施加7MPa压力，保压5秒钟，得砖坯；

4)干燥：砖坯在热风干燥器中于100℃干燥24小时；干燥至含水量为1～1.5wt％；

5)施釉：采用喷釉法在砖坯的一侧施釉，得施釉砖坯；

6)烧成：将施釉砖坯放置24小时后，在隧道窑中于1050℃烧成，烧制时间为36小时；得环保陶瓷清水砖。

实施例4：

1)坯料制备：将湖泊污泥脱水成泥饼，在链板干燥机上干燥，干燥至含水量为3wt％(重量)，然后用对辊式破碎机破碎至粒径为0.6mm，得颗粒状湖泊污泥；将助熔剂、熟料分别破碎至1.2mm；

按重量百分比为：颗粒状湖泊污泥75％，粉煤灰7％，助熔剂8％，熟料10％，选取颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料；然后将颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料用双轴搅拌机加水混合搅拌，水的加入量为颗粒状湖泊污泥、粉煤灰、助熔剂和熟料总重量的21％，用真空练泥机练泥，并切成泥饼，陈化48小时后，得坯料，备用；

所述的助熔剂为钠长石；熟料为陶瓷墙地砖的废品；

2)釉浆的制备：将市售的低温熔块破碎，过250目筛(万孔筛余小于1％)，加水在球磨机中充分混合，外加低温熔块重量0.3wt％的羧甲基纤维素(CMC)，配成含水率为48％的釉浆；

3)成型：将水份含量为21wt％的坯料放入石膏模具内，采用塑压法成型砖坯，由500吨液压压砖机施加7.8MPa压力，保压5秒钟，得砖坯；

4)干燥：砖坯在热风干燥器中于120℃干燥48小时；

5)施釉：采用喷釉法在砖坯的一侧施釉，得施釉砖坯；

6)烧成：将施釉砖坯放置48小时后，在隧道窑中于1150℃烧成，烧制时间为48小时；得环保陶瓷清水砖。

Claims

1.利用湖泊污泥制备环保陶瓷清水砖的方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)坯料制备：将湖泊污泥脱水成泥饼，再干燥至含水量小于5wt％，然后破碎至粒径为1mm或1mm以下，得颗粒状湖泊污泥；将助熔剂、熟料分别破碎至1～1.5mm；

所述的助熔剂为钾长石、钠长石、硅灰石、锂瓷石中的任意一种或任意两种以上的混合，任意两种以上混合时为任意配比；熟料为清水砖的废品或陶瓷墙地砖的废品；

2)釉浆的制备：将市售的低温熔块破碎，过250目筛，加水在球磨机中充分混合，外加低温熔块重量0.3wt％的羧甲基纤维素，配成含水率为45～50％的釉浆；

4)干燥：砖坯于100～120℃干燥24～48小时；

5)施釉：采用喷釉法在砖坯的一侧施釉，得施釉砖坯；

2.根据权利要求1所述的利用湖泊污泥制备环保陶瓷清水砖的方法，其特征在于：所述的颗粒状湖泊污泥的化学成份的重量百分比范围为：Si0₂：55～59％；Al₂0₃：14～19％；CaO：1～3％；MgO：1～2％；K₂O：2～3％；Na₂O：1～2％；Fe₂O₃：6～9％；烧失量12～18％。