CN101565287B - 一种免烧墙体材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料领域，涉及利用工业或/和建筑废料生产的免烧墙体材料及其制备方法。本发明免烧墙体材料的各原料组分和按质量百分比含量为：高硫石油焦灰渣：含量为10％～40％；骨料：含量为30％～70％；粉煤灰：含量为15％～40％；激发剂：含量为0.5％～5％。本发明为合理、清洁地利用建筑垃圾和粉煤灰、高硫石油焦灰渣等工业废料提供了一种新的途径，其制备方法操作简单，切实可行，生产过程采用免烧工艺，更加节能环保，经济性好；本发明的墙体建材产品既可用于维护结构墙体，也可用于承重结构墙体，应用范围十分广泛，具有显著的经济和社会意义，应用前景非常广阔。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，涉及一种墙体材料，特别是一种利用工业或/和建筑废料生产的免烧墙体材料及其制备方法。
背景技术
随着资源和环境保护意识的提高，传统建材以资源的大量消耗和生态环境的严重破坏为代价换取的非持续性发展已越来越不能满足社会的要求，新型绿色建材是新形势、新理念下建筑业的发展方向。
石油焦是炼油厂延迟焦化装置的产品，具有热值高、灰分低、氮硫含量高和挥发分低等特点。根据含硫量的不同，可分高硫焦(硫含量3％以上)和低硫焦(含硫量3％以下)。上世纪90年代以前，我国炼油行业主要加工低硫含量的原油，生产的石油焦具有良好的工业应用性能，可代替焦炭用于生产优质钢材，也可以生产电解铝、电解铜等行业中使用的电极。由于国内的原油不足，近年来大量增加了进口原油数量，在沿海地区所建的炼油厂主要加工中东高硫原油。随着世界石油的大量开采，原油的品质越来越差，延迟焦化装置生产的石油焦的含硫量高达5～8％，用于钢铁行业会降钢铁质量，用于电解铝行业会降低生产效率，不适合用于要求较高的化工和冶金工业，目前高硫石油焦主要用作工业锅炉的燃料。
据统计，2008年我国原油进口量达到了17888万吨，比上年增长9.6％，而且将会逐年增加。高硫石油焦产量约为焦化原料油的25％-30％，每年将达到4000-5000万吨，目前主要用作循环流化床锅炉(CFB)的燃料。循环流化床燃烧技术是近年来迅速发展的高效、低污染的清洁燃烧技术，其主要特点在于燃料及脱硫剂石灰石经多次循环低温燃烧和脱硫反应，脱硫效率超过90％，能达到环保标准。但循环流化床锅炉燃烧高硫石油焦的优点和缺点都很明显。其优点是在燃烧的同时完成脱硫过程，不需要煤粉制备过程，其缺点是钙硫摩尔比高，以高硫石油焦含硫量为5％～6％为例，石灰石用量约为石油焦的40％～50％，需要配套建设石灰石制粉、输送系统，排渣量与石灰石用量大体相同，镇海炼化公司两台CFB锅炉年耗高硫石油焦296kT，年消耗石灰石130kT，排渣量约130kT，目前排渣的利用价值不高。随着这种清洁燃烧技术的推广，循环流化床锅炉(CFB)燃烧产物——高硫石油焦灰渣的产量也越来越大，如何清洁合理地利用这些新生工业废料，避免新的环境污染，成为一个新的问题。
此外，近些年来，随着全国各地城市化进程的推进，城市建设中的旧房改造、楼房拆迁、改建、扩建工程所带来的建筑垃圾已成为各地建筑部门和城管部门十分头痛的问题。除了需要缴纳大量的征地费用及运输费用外，还会污染环境和破坏人文景观。建筑垃圾作为一种新型污染源，其治理工作正日益受到人们的重视。
如何才能更好地实现高硫石油焦灰渣的清洁利用，如何避免建筑垃圾带来的环境污染，如何变废为宝，将这些工业及建筑废料变成有效的再生资源，创造更多的经济效益和社会效益，是一个亟待解决的社会难题。
发明内容
本发明的一个目的在于克服上述缺陷，提供一种高性能的、可以综合利用高硫石油焦灰渣和多种废料的免烧墙体材料。
研究分析表明，循环流化床锅炉(CFB)燃烧产生的高硫石油焦灰渣的主要矿物相为α-石英、硬石膏和石灰等，并含有少量的赤铁矿、长石，以及粘土矿物，甚至含有硅酸二钙、铁酸钙等矿物，具有很好的活性，具有良好的胶凝性能，完全可以用于建筑材料的生产。
本发明免烧墙体材料是这样实现的，其各原料组分和按质量百分比含量为：
1)高硫石油焦灰渣：为高硫石油焦脱硫燃烧产生的废渣，包括炉底渣和收尘设备收集下来的飞灰，含量为10％～40％；
2)骨料：为建筑垃圾再生骨料、天然骨料、工业废渣骨料中的任一种或者是一种以上的混合料，含量为30％～70％，所述天然骨料包括碎石、卵石或砂，建筑垃圾再生骨料包括废弃混凝土、砂浆、砖瓦或石材的粉碎料及其组合，工业废渣骨料包括高炉矿渣、锅炉渣以及金矿、铜矿、铁矿或石墨矿的尾矿砂；
3)粉煤灰：包括干排灰、湿排灰或两者的混合料，含量为15％～40％；
4)激发剂：为水泥、石膏、元明粉、食盐中的任一种或者是一种以上的混合料，含量为0.5％～5％；
根据实际需要，产品的最终外观形式可以是标准砖，也可以是砌块或墙板。按照目前的生产工艺，高硫石油焦脱硫燃烧产生的高硫石油焦灰渣，包括炉底渣和收尘设备收集下来的飞灰，都可以直接用于本发明免烧墙体材料的生产，应用于生产时，炉底渣和飞灰可以分别单独使用，也可以混合使用。为了进一步提高产品的性能，还可以将炉底渣磨细后再使用。此外，本发明免烧墙体材料中的骨料，以粒径不超过10mm为宜。
本发明的另一个目的在于提供一种免烧墙体材料的制备方法，包括如下步骤：
1)骨料制备：粒径不超过10mm的建筑垃圾再生骨料、天然骨料、工业废渣骨料可直接作为生产用骨料使用；对于尺寸较大的建筑垃圾再生骨料，需将建筑垃圾中的无机硬质材料——包括废弃混凝土、砂浆、砖瓦、石材，通过破碎、筛分制备成粒径不超过10mm的颗粒作为生产用骨料；对于尺寸较大的天然骨料或工业废渣骨料，需将天然骨料或工业废渣骨料通过破碎、筛分制备成粒径不超过10mm的颗粒作为生产用骨料；或者将粒径不超过10mm的建筑垃圾再生骨料、天然骨料或工业废渣骨料中至少两种材料混合后作为生产用骨料；
2)称料：将各原料组分按质量配合比称量备用；
3)搅拌：将称量好的各种原料混合，加入的水搅拌均匀，根据原料的种类和含量不同，所需水的质量为固体物料质量的10％～25％；
4)成型：利用成型设备压制成型，成型压力为10MPa-30MPa；
5)养护：养护工艺采用蒸压养护或蒸汽养护；
6)出釜：将养护好的制品取出，即为成品。
在生产本发明墙体材料的过程中，采用蒸压养护时，如果使用饱和蒸汽，其工艺参数为：升压/温不少于2小时，恒压/温4-10小时，降压/温不少于2小时，恒定蒸汽压力为0.8MPa-1.6MPa；采用蒸汽养护时，应在80℃-100℃蒸汽下养护6-24小时。在搅拌过程中，为了使各种原料搅拌均匀，可以按原料用量多少的顺序加入。此外，由于本发明免烧墙体材料中激发剂含量较小，因此，为使其充分发挥效用，保证产品性能，在搅拌时一定要将其搅拌均匀，保证激发剂均匀地分散在混合料中。再有，根据使用的骨料、粉煤灰及高硫石油焦灰渣的种类及配比不同，搅拌时需水量也有所差别，一般情况下要加入质量为固体物料质量10％～25％的水。另外，成型后的制品在养护前可以静停放置一段时间，目的是使制品具有一定强度，以抵御在养护升温时由于温度变化和水分迁移引起的应力，防止制品产生裂缝。静停消化期间，混合料中的CaO和水H2O发生反应后变成熟石灰，制品产生初始强度。所述静停一般采用自然静停，避光放置，该阶段的环境温度不宜低于5℃，根据制品的尺寸不同，静停所需时间不等。
利用蒸压釜对成型后的制品进行蒸压养护时，蒸压釜的压力表上反映出的压力是蒸汽和空气两个分压力之和，在蒸养之前需要排冷空气或抽真空。若采用排冷空气方式，应保证有大量蒸汽喷出至少20分钟后再关闭排气阀；若采用抽真空方式，优选的将真空度控制在-0.06～-0.07MPa。降温阶段是高温生成矿物向低温稳定矿物转变的过程，这一阶段的物理及化学动力，对于制品最终的矿物组成与结构构造至关重要，需要缓慢进行，所以降温一般不少于2h。
建筑垃圾、工业废渣如不合理利用将严重危害社会环境，本发明免烧墙体材料为合理、清洁地利用建筑垃圾和粉煤灰、高硫石油焦灰渣等工业废料提供了一种新的途径。本发明免烧墙体材料的制备方法，操作简单，切实可行，由于生产过程中采用免烧工艺，因此更加节能环保，经济性更好。根据不同的质量配比和养护方法，按照本发明方法生产的砖形式的免烧墙体材料的产品强度等级可达到MU10、MU15、MU20，甚至更高；砌块产品的强度等级可达到MU5.0、MU7.5、MU10，甚至更高；墙板产品性能(横向荷载、轴向荷载、冲击荷载等)均可达到规范要求值，因此按本发明制备方法得到的墙体建材产品既可用于维护结构墙体，也可用于承重结构墙体，应用范围十分广泛。本发明免烧墙体材料的制备方法以高硫石油焦脱硫燃烧废渣为胶结材料，并综合利用建筑垃圾及其他工业废渣，采用蒸压或蒸汽养护工艺制成本发明免烧墙体材料，所得到的本发明免烧墙体材料不仅强度高，而且利废、环保，节约资源，完全可以替代现有的同类型墙体建材，具有显著的经济意义和社会意义，应用前景非常广阔。
具体实施方式
实施例一
下面以高硫石油焦灰渣质量百分比含量为15％制作标准砖形式的本发明免烧墙体材料为例进行说明，采用以下配方，各组分及其质量百分比含量如下：
1)高硫石油焦灰渣：15％，具体为炉底渣；
2)骨料：60％，为建筑垃圾再生骨料，具体为砖瓦、废砂浆和混凝土混合骨料；
3)粉煤灰：23％，为普通湿排灰；
4)激发剂：2％，为水泥；
具体制作方法如下：
(1)骨料制备：将建筑垃圾中废弃砖瓦、废砂浆和混凝土合为一类，经PEF250*400型颚式破碎机一次破碎，将其破碎成为直径小于8mm的小块碎块，筛分出其中粒径小于8mm的碎块颗粒作为骨料，将剩余粒径大于8mm的碎块再经PEF150*250颚式破碎机二次破碎处理，收集粒径小于8mm的颗粒作为骨料；
(2)按上面配方所列质量配合比称量出骨料、粉煤灰、高硫石油焦灰渣及激发剂；
(3)将步骤(2)称量好的各种原料混合，并加入约占固体物料总质量15％的水搅拌均匀。在搅拌过程中，为了使各种原料搅拌均匀，按原料用量多少的顺序加入，即：建筑垃圾骨料、粉煤灰、高硫石油焦灰渣、激发剂。由于激发剂用量比例少，一定要充分搅拌，保证激发剂均匀地分散在混合料中；
(4)将步骤(3)中搅拌均匀的原料，利用制砖机采用15MPa压力压制成型；
(5)将经步骤(4)成型后的砖坯制品送入蒸压釜中，排除冷空气，利用饱合蒸汽进行蒸压养护，养护过程采用升温2小时，1.0MPa蒸汽压力下蒸养6h，降温4小时；
(6)将养护好的砖坯制品取出，即为成品。
按这个配方及方法制成的标准砖强度等级可以达到MU15水平。成型后的制品在养护前可以静停放置一段时间，目的是使制品具有一定强度，以抵御在养护升温时由于温度变化和水分迁移引起的应力，防止制品产生裂缝。因此，在本例中，如条件允许，可以将步骤(4)压制成型的砖坯在20℃室温下避光静停放置4小时后，再进行蒸压养护，所得到的最终产品质量更佳。
若不改变其他条件，仅将炉底渣磨细至200目以下再使用，强度等级可以提高到MU20水平；此外，不改变其他条件，仅适当提高蒸气压力或/和蒸压时间，也都可以提高砖制品的强度，例如，将实施例一步骤(5)中的养护制度改为采用升温2小时，1.2MPa蒸汽压力下蒸养8h，降温4小时，所得制品强度可以提高至MU20水平。
依据本例所述质量配比和制作方法，骨料也可以采用天然骨料，例如碎石、卵石或砂等，还可以采用工业废渣骨料，例如高炉矿渣、锅炉渣、金矿、铜矿、铁矿或石墨矿的尾矿砂等，当然，也可以将所述天然骨料、建筑垃圾再生骨料和工业废渣骨料的组合使用；此外，粉煤灰除采用湿排灰外，也可以采用干排灰，甚至是二者的混合物，都可以满足本发明免烧墙体材料的使用要求，但需要注意，骨料粒径以不超过10mm为宜；另外，激发剂除使用水泥外，还可以使用石膏、元明粉、食盐等材料，当然也可以将所提到的这几种激发剂材料相互组合使用，利用这些材料制成的本发明免烧墙体材料砖材，其产品性能至少可以达到MU10水平。例如，在不改变实施例一的其他条件，按不利于强度的极限条件将其配方修改为：
1)高硫石油焦灰渣：10％，具体为炉底渣；
2)骨料：70％，为建筑垃圾再生骨料，具体为砖瓦、废砂浆和混凝土混合骨料；
3)粉煤灰：19.5％，为普通湿排灰；
4)激发剂：0.5％，为水泥。
或者按不利于强度的极限条件，增加粉煤灰的用量将配方改为：
1)高硫石油焦灰渣：10％，具体为炉底渣；
2)骨料：49.5％，为建筑垃圾再生骨料，具体为砖瓦、废砂浆和混凝土混合骨料；
5)粉煤灰：40％，为普通湿排灰；
6)激发剂：0.5％，为水泥。
最终所得本发明标准砖的产品强度等级都达到了MU10水平。如果按有利于强度的极限条件将配方修改为：
1)高硫石油焦灰渣：40％，具体为炉底渣；
2)骨料：30％，为建筑垃圾再生骨料，具体为砖瓦、废砂浆和混凝土混合骨料；
7)粉煤灰：25％，为普通湿排灰；
8)激发剂：5％，为水泥。
或者按有利于强度的极限条件，减少粉煤灰的用量将配方改为：
1)高硫石油焦灰渣：40％，具体为炉底渣；
2)骨料：40％，为建筑垃圾再生骨料，具体为砖瓦、废砂浆和混凝土混合骨料；
3)粉煤灰：15％，为普通湿排灰；
4)激发剂：5％，为水泥。
最终所得本发明标准砖的产品强度等级均超过了MU20。
本例给出了骨料制备的一般方法，但并不局限于这个方法，在实际生产中也可以采用其他设备来破碎或粉碎骨料，此外，建筑垃圾再生骨料中也允许包含石材，只要经细化和筛选后的骨料能满足粒径不大于10mm的使用要求，都可以应用于本发明免烧墙体材料的生产，具有同样的使用效果。
实施例二
与实施例一不同，采用以下配方，各组分及其质量百分比含量如下：
1)高硫石油焦灰渣：20％，具体为炉底渣13％，飞灰7％；
2)骨料：50％，为建筑垃圾再生骨料，具体为砖瓦、废砂浆和混凝土混合骨料；
3)粉煤灰：28％，为普通干排灰；
4)激发剂：2％，为食盐。
根据如下方法生产标准砖：
(1)骨料制备：将建筑垃圾中废弃砖瓦、废砂浆和混凝土合为一类，经PEF250*400型颚式破碎机一次破碎，将其破碎成为直径小于8mm的小块碎块，筛分出其中粒径小于8mm的碎块颗粒作为骨料，将剩余粒径大于8mm的碎块再经PEF150*250颚式破碎机二次破碎处理，收集粒径小于8mm的颗粒作为骨料；
(2)按上面配方所列质量配合比称量出骨料、粉煤灰、高硫石油焦灰渣及激发剂；
(3)将步骤(2)称量好的各种原料混合，并加入约占固体物料总质量20％的水搅拌均匀；
(4)将步骤(3)中搅拌均匀的原料，利用制砖机采用15MPa压力压制成型；
(5)将步骤(4)压制成型的砖坯制品在20℃的环境温度下避光静停，放置4小时；
(6)将经步骤(5)静停处理后的砖坯制品送入养护室内，采用100℃蒸汽养护10h；
(7)将养护好的砖坯制品取出，即为成品。
按照上述配方和方法制成的标准砖产品性能达到了MU10的要求。试验表明，适当提高硫石油焦灰渣用量，或适当提高成型压力，或适当延长蒸汽养护时间都能提高产品强度。如将高硫石油焦灰渣用量增加50％，其余条件不变，砖的强度可以达到MU15水平；若利用制砖机采用20MPa压力压制成型，采用100℃蒸汽养护14h，其余条件不变，制品的强度可以达到MU20水平。
需要指出的是，由于本例中使用了飞灰形式的高硫石油焦灰渣和干排灰形式的粉煤灰，因此需水量有所提高。在本发明免烧墙体材料的生产过程中，由于原料的多样性和干湿程度差异，在搅拌过程中需水量会有所不同，一般情况下加入水的质量为固体混合料质量的10％～25％，在生产时应视实际情况给予调整。
实施例三
本发明免烧墙体材料可以同时利用多种形式的骨料、高硫石油焦渣、粉煤灰及激发剂，例如采用以下配方，各组分及质量百分比含量如下：
1)高硫石油焦灰渣：18％，其中飞灰8％，磨细至小于200目的炉底渣10％；
2)骨料：60％，其中包括天然骨料20％，具体为粒径小于10mm的砂粒；建筑垃圾再生骨料20％，具体为粒径小于5mm的混凝土颗粒；工业废渣骨料20％，具体为粒径小5mm的高炉矿渣；
3)粉煤灰：20％，其中干排灰和湿排灰各10％；
4)激发剂：2％，其中包括石膏和水泥各1％。
以生产标准砖为例，制作步骤如下：
(1)按质量配合比称量出三种骨料、两种粉煤灰、炉底渣、飞灰、水泥及石膏；
(2)将(1)称量好的各种原料混合，加水搅拌均匀；
(3)将步骤(2)中混合均匀的原料，利用制砖机采用15MPa压力压制成型；
(4)将(3)压制成型的砖坯制品在15℃的环境温度下避光放置4小时；
(5)将步骤(4)所得砖坯制品送入蒸压釜中，抽真空将蒸压釜内的压力控制在-0.06～-0.07MPa，利用饱合蒸汽进行蒸压养护，养护过程采用采用升温2小时，0.8MPa蒸汽压力下蒸养6h，降温4小时；
(6)将养护好的砖坯制品取出，即为成品。
按上述配方和生产方法得到的标准砖形式的本发明免烧墙体材料，其产品性能达到了MU20的要求。试验研究表明，骨料采用不同粒径，在不影响成型的前提下，合理的级配有利于改善产品的最终性能，此外，高硫石油焦灰渣磨细后使用反应更充分，使用效果更佳。另外需要说明的是，为避免材料受冻并保证各种化学物质保持良好的活性，静停阶段的环境温度不宜低于5℃。
实施例四
本发明免烧墙体材料的最终产品形式也可以是砌块，以高硫石油焦灰渣质量百分比含量为20％为例，采用以下配方，各组分及其质量百分比含量如下：
1)高硫石油焦灰渣：20％，具体为炉底渣；
2)骨料：50％，为工业废渣骨料，具体为锅炉渣；
3)粉煤灰：28％，为普通湿排灰；
4)激发剂：2％，为水泥。
制作步骤如下：
(1)按配合比(质量)称量出骨料、粉煤灰、高硫石油焦灰渣和水泥；
(2)将(1)称量好的各种原料混合，加水搅拌均匀；
(3)将(2)混合均匀的原料，利用砌块成型机采用15MPa压力压制成型。
(4)将步骤(3)得到的成型后的制品送入养护室内，采用80℃蒸汽养护16h；
(5)将养护好的制品取出，即为成品。
按照上述配方及方法制成的砌块形式的本发明免烧墙体材料，其产品强度达到了MU7.5水平。依据本例所述质量配比和制作方法，骨料也可以采用天然骨料，例如碎石、卵石或砂等；或者筑垃圾再生骨料包括废弃混凝土、砂浆、砖瓦或石材的粉碎料及其组合；还可以采用其他工业废渣骨料，例如高炉矿渣、金矿、铜矿、铁矿或石墨矿的尾矿砂等，当然，也可以将所述天然骨料、建筑垃圾再生骨料和工业废渣骨料的组合使用，需要注意的是，骨料粒径以不超过10mm为宜；此外，粉煤灰除采用湿排灰外，也可以采用干排灰，甚至是二者的混合物，都可以满足使用要求；另外，激发剂除使用水泥外，还可以使用石膏、元明粉、食盐等材料，当然也可以将所提到的这几种激发剂材料相互组合使用，利用这些材料制成的砌块形式的本发明免烧墙体材料，其产品性能至少可以达到MU5.0水平。
与生产标准砖形式的本发明免烧墙体材料相似，通过将炉底渣磨细后再使用，或适当提高硫石油焦灰渣用量，或适当提高蒸气温度或/和蒸养时间，或适当提高成型压力，或者优化骨料级配也都可以提高砖制品的强度。例如，将15％的炉底渣磨细至200目再使用，其余条件不变，产品强度可以达到MU10水平；将高硫石油焦灰渣的用量从15％增大到20％，同时将粉煤灰用量从28％降低到23％，其余条件不变，产品强度可以达到MU10水平；若利用饱合蒸汽进行蒸压养护，采用升温2小时，1.0MPa蒸汽压力下蒸养12h，降温6小时，其他条件不变，产品强度可以达到MU10水平。
实施例五
仍以生产砌块为例，若采用以下配方，各组分及其质量百分比含量如下：
1)高硫石油焦灰渣：20％，包括飞灰10％和炉底渣10％；
2)骨料：50％，均为建筑垃圾再生骨料，具体为粒径小于5mm的混凝土颗粒骨料；
3)粉煤灰：26％，为普通干排灰；
4)激发剂：4％，其中包括石膏2％和食盐2％。
按如下步骤制作：
(1)按配合比(质量)称量出骨料、粉煤灰、高硫石油焦灰渣、石膏、食盐；
(2)将(1)称量好的各种原料混合，加水搅拌均匀；
(3)将(2)混合均匀的原料，利用砌块成型设备采用25MPa压力压制成型。
(4)将(3)压制成型的制品避光放置4小时；
(5)将步骤(4)所得制品送入蒸压釜中，抽真空将蒸压釜内的压力控制在-0.06～-0.07MPa，利用饱合蒸汽进行蒸压养护，采用升温2小时，1.0MPa蒸汽压力下蒸养12h，降温6小时；
(6)将养护好的制品取出，即为成品。
按上述配方及步骤所得砌块产品性能达到了MU10的要求。与生产标准砖相似，不改变其他条件，适当提高蒸气压力及蒸压时间，也可以进一步提高产品的强度等级。
实施例六
本发明免烧墙体材料的产品形式也可以是墙板，以高硫石油焦灰渣质量百分比含量为30％为例，采用以下配方，各组分及其质量百分比含量如下：
1)高硫石油焦灰渣：30％，其中磨细至小于200目的炉底渣20％，飞灰10％；
2)骨料：40％，为建筑垃圾再生骨料，具体为砖瓦和混凝土混合骨料；
3)粉煤灰：28％；
4)激发剂：2％，为水泥。
制作步骤如下：
(1)按配合比(质量)称量出骨料、高硫石油焦灰渣、粉煤灰和水泥；
(2)将(1)称量好的各种原料混合，加水搅拌均匀；
(3)将(2)混合均匀的原料，利用墙板机采用30MPa压力挤出成型。
(4)将步骤(3)得到的成型后的制品送入蒸压釜内，排出冷空气，利用饱合蒸汽进行蒸压养护，养护过程采用采用升温2小时，0.8MPa蒸汽压力下蒸养12h，降温4小时；
(5)将养护好的制品取出，即为成品。
按照上述配方及方法制成的墙板形式的本发明免烧墙体材料，其产品横向荷载达到2.23kN/m2，超过横向荷载允许值1.95kN/m2；轴向荷载达到4.6Mpa，超过轴向荷载允许值为3.5Mpa；抗冲击性能也符合标准板承受10kg砂袋自落高度为1m的冲击大于100次不断裂的要求。依据本例所述质量配比和制作方法，骨料也可以采用天然骨料，例如碎石、卵石或砂等；还可以采用其他工业废渣骨料，例如高炉矿渣、金矿、铜矿、铁矿或石墨矿的尾矿砂等，当然，也可以将所述天然骨料、建筑垃圾再生骨料和工业废渣骨料的组合使用，需要注意的是，骨料粒径以不超过10mm为宜；其产品性能均可达到墙板规范要求值。在本例所述生产过程中，养护工艺也可以采用蒸汽养护的方法，在80℃-100℃蒸汽下养护6-24小时，所得墙板制品也都可以满足规范要求值。
与生产标准砖形式的本发明免烧墙体材料相似，通过适当提高硫石油焦灰渣用量，或适当提高蒸气温度或/和蒸养时间，或适当提高成型压力，或者优化骨料级配也都可以提高墙板制品的性能水平。
本发明免烧墙体材料的养护方式，也可以采用或部分采用自然养护，例如在实施例二所述生产过程中，在养护阶段采用蒸汽养护6h，然后再自然养护14天，其他条件不变，最终所得标准砖产品强度等级也可以达到MU10水平，但由于此类生产方案生产周期过长，且需要占用大量的生产场地，经济性和可操作性较差，因此，本发明中不作重点推荐。
本发明免烧墙体材料的制备方法，工艺简单，可操作性强，据此生产的本发明免烧墙体材料，可以综合利用粉煤灰、高硫石油焦灰渣、建筑垃圾和多种工业废渣，其各项性能良好，绿色环保，是理想的新型墙体材料。而且，推广应用这种墙体材料既可以缓解资源不足，又可以改善城市环境，具有更为显著的社会和经济意义。
Claims (8)
1.一种免烧墙体材料，其特征在于各原料组分和质量百分比含量为：
1）高硫石油焦灰渣：为高硫石油焦脱硫燃烧产生的废渣，包括炉底渣和收尘设备收集下来的飞灰，含量为10%~40%；
2）骨料：为建筑垃圾再生骨料、天然骨料、工业废渣骨料中的一种以上的混合料，含量为30%~70%，所述天然骨料包括碎石、卵石或砂粒，建筑垃圾再生骨料包括废弃混凝土、砂浆、砖瓦、石材的粉碎料或其组合，工业废渣骨料包括高炉矿渣、锅炉渣以及金矿、铜矿、铁矿或石墨矿的尾矿砂；
3）粉煤灰：包括干排灰、湿排灰或两者的混合料，含量为15%~40%；
4）激发剂：为水泥、石膏、元明粉、食盐中的一种以上的混合料，含量为0.5%~5%。
2.根据权利要求1所述的免烧墙体材料，其特征在于炉底渣直接使用，或磨细后使用。
3.根据权利要求1所述的免烧墙体材料，其特征在于骨料的粒径不超过10mm。
4.一种权利要求1所述的免烧墙体材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1）骨料制备：粒径不超过10mm的建筑垃圾再生骨料、天然骨料或工业废渣骨料可直接作为生产用骨料使用；对于尺寸较大的建筑垃圾，需将建筑垃圾中的无机硬质材料——包括废弃混凝土、砂浆、砖瓦、石材，通过破碎、筛分制备成粒径不超过10mm的颗粒作为生产用骨料；对于尺寸较大的天然骨料或工业废渣骨料，需将天然骨料或工业废渣骨料通过破碎、筛分制备成粒径不超过10mm的颗粒作为生产用骨料；或者将粒径不超过10mm的建筑垃圾再生骨料、天然骨料或工业废渣骨料中至少两种材料混合后作为生产用骨料；
2）称料：将各原料组分按质量配合比称量备用；
3）搅拌：将称量好的各种原料混合，加水搅拌均匀，根据原料的种类和含量不同，所需水的质量为固体物料质量的10%~25%；
4）成型：利用成型设备压制成型，成型压力为10MPa-30MPa；
5）养护：养护工艺采用蒸压养护或蒸汽养护；
6）出釜：将养护好的制品取出，即为成品。
5.根据权利要求4所述的免烧墙体材料的制备方法，其特征在于采用蒸汽养护时，应在80℃-100℃蒸汽下养护6-24小时。
6.根据权利要求4所述的免烧墙体材料的制备方法，其特征在于养护前将成型后的制品避光静停。
7.根据权利要求6所述的免烧墙体材料的制备方法，其特征在于静停过程中的环境温度不低于5℃。
8.根据权利要求4所述的免烧墙体材料的制备方法，其特征在于利用蒸压釜对成型后的制品进行蒸压养护之前，蒸压釜需要排冷空气或抽真空。
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