CN101838130A - 一种保温砌块及其制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保温砌块，以干法脱硫灰为主要原料，还包含有重量百分含量30％～50％的微粉矿渣废料或粉煤灰。本发明利用干法脱硫灰与矿渣或粉煤灰作为主要原料保温砌块，充分利用了干法脱硫灰原有相对湿度较小特点，通过控制合适的湿度，再通过蒸压养护得到一定的适宜干体积密度的轻质保温砌块。本发明利用干法脱硫灰和微粉矿渣或者粉煤灰原料合成骨料，无需添加其它骨料从而减少了生产设备磨损，简化了加工工艺，最终实现了干法脱硫灰固体废弃物的综合利用的同时，利用干法脱硫灰材质本身导热系数低，保温效果好的特点，实现产品的节能保温。

Description

一种保温砌块及其制作工艺
技术领域
本发明涉及一种建筑材料，尤其是一种保温砌块，以及该砌块的制作工艺。
背景技术
燃煤发电厂、供热电厂锅炉以及钢铁厂烧结机等系统燃烧过程会产生大量的二氧化硫污染物。目前处理二氧化硫污染物的流行方法为干法脱硫法，主要由于干法脱硫工艺节水、节能的特点，使该脱硫工艺受到越来越多的用户欢迎。干法脱硫法是通过向含有粉尘和二氧化硫的烟气中喷射熟石灰干粉和反应助剂来实现脱硫的。二氧化硫和熟石灰在反应助剂的辅助下充分发生化学反应，形成固态硫酸钙(CaSO4)，附着在粉尘上或凝聚成细微颗粒，随粉尘一起被袋式除尘器收集下来。实际生产中产生的脱硫灰是一种高钙灰，还含有半水硫酸钙、半水亚硫酸钙、碳酸钙、氢氧化钙等成分。如果不对干法脱硫灰加以综合利用，将会占用大量的土地。目前，针对干法脱硫灰的应用，国内外已经有不少研究，均集中在重大工程如公路高速公路建设、港口码头建设等领域。
武汉理工大学2008年硕士毕业论文，作者张丽英，研究了干法、半干法脱硫灰的性质及其用于生产蒸养砖的工艺，提出在生产蒸压砖的时候需要加入大量的外加剂、硅铝材料和骨料，其中骨料的掺加量需要达到20％～25％。这个工艺所制作的蒸养砖的保温性能和自身重量上都没有得到很好的解决。
此外，现有的保温砌块主要材料有以下几种：水泥-矿渣-砂、水泥-石灰-砂和水泥-石灰-粉煤灰，同时加入铝粉和烧碱来反应发泡。此生产过程中，水泥和石灰都是优质的建材原材料，相对生产成本较高。
发明内容
本发明针对不足，提出一种保温砌块，导热系数小，保温效果；同时还提出了该保温砌块的制作工艺，过程简单，操作简便。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种保温砌块，以干法脱硫灰为主要原料，还包含有重量百分含量30％～50％的微粉矿渣废料或粉煤灰。
该保温砌块还包含有重量百分含量3％～10％的吸水性物质，所述吸水性物质为水泥或高吸水树脂。
优选的，所述吸水性物质为水泥。
上述保温砌块的制作工艺，包括以下步骤：
(1)、将保温砌块的原料按重量比混合均匀；
(2)、往步骤(1)中混匀料中加适量水搅拌，制作出砌块；
(3)、将步骤(2)中得到的砌块在蒸汽中蒸养6小时～10小时，冷却至常温。
优选的，所述蒸养条件为：压力为0.3MPa～0.6MPa，温度为120℃～180℃。
优选的，所述蒸养条件为：压力为0.4MPa，温度为150℃。
与现有技术相比，本发明利用干法脱硫灰与矿渣或粉煤灰作为主要原料保温砌块，充分利用了干法脱硫灰原有相对湿度较小特点，通过控制合适的湿度，再通过蒸压养护得到一定的适宜干体积密度的轻质保温砌块。
本发明利用干法脱硫灰和微粉矿渣或者粉煤灰原料合成骨料，无需添加其它骨料从而减少了生产设备磨损，简化了加工工艺，最终实现了干法脱硫灰固体废弃物的综合利用的同时，利用干法脱硫灰材质本身导热系数低，保温效果好的特点，实现产品的节能保温。
本发明方法的优势在于：
1、实现了干法脱硫工艺中干法脱硫灰的“零排放”；
2、生产出来的免烧砌块强度均超过5MPa，超过国家加气混凝土砌块的标准A5.0指标(指标为：单块最小值不小于4MPa)，处理效果好；
3、整个过程不产生二次污染，最大程度的实现环保节能的目的，同时实现了资源综合利用；
4、充分利用干法脱硫灰的反应活性，避免传统生产过程中需要添加大量密度较高的骨料；
5、工艺简单只需要对传统生产过程进行局部的少量改动，投资及处理费用低；
6、具有普适性，技术经济性优，十分适合各类钙基干法脱硫工艺的干法脱硫灰的综合利用、生产的产品市场需求量大，前景广阔。
具体实施方式
一种基于干法脱硫灰和粉煤灰或高炉水渣、矿渣、等微粉矿渣为原材料来制备高强度保温砌块，既解决干法脱硫灰综合利用问题，同时使生产出来的高强度保温砌块还具有质量轻，强度高的特点。
首先把干法脱硫灰和处理好的微粉矿渣混合搅拌，在搅拌过程中加入水，也可根据用户需求再加入少量添加剂(如高吸水树脂)，然后在3MPa到8MPa的压力之下自动成型生产砌块坯，最终送入压力为0.4MPa，温度为150℃的蒸汽中蒸养。在蒸养过程中，干法脱硫灰本身发生自反应的同时，部分物料和微粉矿渣反应，同时过量的水在高温，高压下蒸发产生孔洞。
保温砌块的主要原材料为干法脱硫灰，微粉矿渣废料或粉煤灰的重量百分含量为30％～50％，或/和3％～10％的高吸水树脂添加剂或硅酸盐水泥。高吸水树脂含淀粉系、纤维系或合成聚合物系(合成聚合物系常用的有：聚丙烯酸系、聚乙烯醇系、聚氧乙烯系)高吸水树脂；本发明中上述高吸水树脂可替换使用。本发明利用电厂锅炉或者钢铁厂烧结机脱硫系统的干法脱硫灰含大量的亚硫酸钙、硫酸钙、氢氧化钙和碳酸钙等微粉钙盐的特点和微粉矿渣含有硅类材料及铝类材料的特点，制备高强度保温砌块。由于在生产过程中通过加水，部分水和原料反应生成二水化合物，部分水留在材料中，灾蒸养过程水分蒸发形成孔洞，使生产的成品密度较小。产品不仅具有更高的强度，同时质量较轻，同时对干法脱硫灰废弃物进行综合利用。
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
实施例1
某电厂已建设干法脱硫工艺，年产脱硫副产物2万吨，利用循环流化床干法脱硫灰，在密封容器按重量比干法脱硫灰50％，微粉矿渣45％及水泥5％混合均匀，然后加入水搅拌。利用传统免烧砖设备制备出砌块。再利用电厂余热蒸汽，在蒸压釜控制蒸压温度在150℃，在0.4MPa压力下蒸养6小时。待温度冷却下来，把成品出釜，各项参数均满足国家建材加气混凝土砌块的标准要求。其中抗压强度单块在5MPa以上，密度达到蒸压加气混凝土B07(最大密度0.725吨/立方米)要求。年产蒸压砌块约2000万块标砖量，销售价格在600万元以上。
实施例2
某钢厂已建设烧结机干法脱硫系统，年产脱硫副产物1.5万吨。利用循环流化床干法脱硫灰，在密封容器把重量比70％干法脱硫灰，30％粉煤灰混合均匀，然后加入水搅拌。利用传统免烧砖设备制备出砌块。再利用电厂余热蒸汽，在蒸压釜控制蒸压温度在180℃，在0.3MPa压力下蒸养10小时。待温度冷却下来，把成品出釜，各项参数均满足国家建材加气混凝土砌块的标准要求。其中抗压强度单块在5MPa以上，密度达到蒸压加气混凝土B07(最大密度0.725吨/立方米)要求。年产蒸压砌块约1500万块标砖量，销售价格在450万元以上。
实施例3
某供热电厂，年产脱硫副产物0.5万吨。利用循环流化床干法脱硫灰，在密封容器把重量比干法脱硫灰60％，粉煤灰30％及聚丙烯酸系高吸水树脂10％混合均匀，然后加入水搅拌。利用传统免烧砖设备制备出砌块。再利用电厂余热蒸汽，在蒸压釜控制蒸压温度在120℃，在0.6MPa压力下蒸养10小时。待温度冷却下来，把成品出釜，各项参数均满足国家建材加气混凝土砌块的标准要求。其中抗压强度单块在5MPa以上，密度达到蒸压加气混凝土B07(最大密度0.725吨/立方米)要求。年产蒸压砌块约1000万块标砖量，销售价格在350万元以上。
实施例4
某燃煤发电厂，年产脱硫副产物3.5万吨。利用循环流化床干法脱硫灰，在密封容器把重量比干法脱硫灰57％，粉煤灰40％及水泥3％混合均匀，然后加入水搅拌。利用传统免烧砖设备制备出砌块。再利用电厂余热蒸汽，在蒸压釜控制蒸压温度在150℃，在0.5MPa压力下蒸养8小时。待温度冷却下来，把成品出釜，各项参数均满足国家建材加气混凝土砌块的标准要求。其中抗压强度单块在5MPa以上，密度达到蒸压加气混凝土B07(最大密度0.725吨/立方米)要求。年产蒸压砌块约5000万块标砖量，销售价格在750万元以上。
对比试验
采用本发明实施例1至4得到的砌块，与尺寸相同的现有砌块(水泥-矿渣-砂、水泥-石灰-砂和水泥-石灰-粉煤灰)进行对比，结果如下表所示。
  重量(kg/m3)   50℃，导热系数(W/m·℃)
  水泥-矿渣-砂   625   0.18
  重量(kg/m3)   50℃，导热系数(W/m·℃)
  水泥-石灰-砂   655   0.20
  水泥-石灰-粉煤灰   595   0.22
  实施例1   590   0.10
  实施例2   580   0.09
  实施例3   300   0.06
  实施例4   350   0.10
通过上述对比试验的结果可以发现，不仅可以利用该配方生产出和目前现有加气混凝土砌块的同等密度的砌块，同时导热系数也和现有加气混凝土砌块相当甚至低于部分加气混凝土砌块的导热系数。并且本发明可以根据需要生产出密度更轻、导热系数更低的保温砌块，满足严寒地区高保温的效果。丰富了保温建材材料配方，使生产材料来源更广，更为关键的是解决了干法脱硫副产物出路问题，实现了固体废弃物的综合利用。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种保温砌块，以干法脱硫灰为主要原料，还包含有重量百分含量30％～50％的微粉矿渣废料或粉煤灰。
2.根据权利要求1所述的保温砌块，其特征在于：该保温砌块还包含有重量百分含量3％～10％的吸水性物质，所述吸水性物质为水泥或高吸水树脂。
3.根据权利要求2所述的保温砌块，其特征在于：所述吸水性物质为水泥。
4.根据权利要求1、2或3所述的保温砌块的制作工艺，包括以下步骤：
(1)、将保温砌块的原料按重量比混合均匀；
(2)、往步骤(1)中混匀料中加适量水搅拌，制作出砌块；
(3)、将步骤(2)中得到的砌块在蒸汽中蒸养6小时～10小时，冷却至常温。
5.根据权利要求4所述的制作工艺，其特征在于：所述蒸养条件为：压力为0.3MPa～0.6MPa，温度为120℃～180℃。
6.根据权利要求5所述的制作工艺，其特征在于：所述蒸养条件为：压力为0.4MPa，温度为150℃。
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