CN102126869A - 页岩秸秆烧结保温轻体砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种页岩秸秆烧结保温轻体砖，其是以页岩、农作物秸秆和工业废渣为原料制备得到的，所述原料的质量比例为页岩40-70份、农作物秸秆18-30份、工业废渣20-40份，还提供其烧结制备方法。本发明除获得密度小、强度高、可保温隔音隔热新型砖外，还具有明显节能效果。

Description

页岩秸秆烧结保温轻体砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及建材领域，具体来说是以页岩、农作物秸秆和工业废渣为原料制备的保温隔音轻体砖及其制备方法。

背景技术

砖是建筑行业不可缺少的一种建材，无论外墙还是框架结构或钢架结构内墙，大多用砖作为砌体结构。过去的砖都是用粘土压制成坯块再经高温烧结而成。改革开放以来，我国的建筑行业飞跃发展，砖的需求量剧增，传统方法制砖不仅浪费大量土地，也浪费能源造成环境污染。国家已下令禁止用粘土制砖。于是人们不断寻找新的制砖原料，如用粉煤灰矿渣等。由于这些原料粘结性差，还必须加足够量的粘土，而且制成的砖无保温、隔音功能。

近些年，已有人利用植物纤维来提高砖的保温隔音效果，如申请号为03111926.3和申请号为200410035982.4的专利发明。但由于植物纤维添加量只有3-6％，而且所用主体材料的粘性不够，仍然需要用重量比高达30-50％的粘土，未能解决国家禁止使用粘土制砖的禁令。由于添加有机物的量太小，其节能、保温和隔音效果不大。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种采用页岩、农作物秸秆和工业废渣为原料制备的保温、隔音的轻体砖。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种页岩秸秆烧结保温轻体砖，其是以页岩、农作物秸秆和工业废渣为原料烧结制备而成的，所述原料的质量比例为页岩40-70份、农作物秸秆18-30份、工业废渣20-40份。

其中所述页岩是一种由氧化铝和氧化硅组成的矿物质，内含一定量的有机物。本发明所采用的页岩为铁质页岩或硅质页岩，产地遍布四川、贵州、云南等地。

所述农作物秸秆为玉米秆、麦秆、稻秆或壳、高粱秆、棉花秆或壳、油菜秆以及野生植物秆中的一种或多种混合物。

所述工业废渣为各种矿渣、煤渣和工业污泥中的一种或任意比例混合物。

本发明还提供所述页岩秸秆烧结保温轻体砖的制备方法，具体包括如下步骤：

1)备料：

a.用磨机分别将页岩和工业废渣磨成粒径为2-5mm的细粉；

b.用粉碎机将农作物秸秆粉碎成粒径为5-10mm秸秆粉；

c.用制浆机将农作物秸秆制成径长比为1∶5-15的秸秆机械浆；

2)混料：

将页岩粉40-70份、工业废渣粉20-40份、秸秆粉和秸秆机械浆的混合物18-30份加入到混料机内混合均匀；其中，秸秆粉与秸秆机械浆的重量比例为2∶1-4∶1，优选为3∶1。

3)成型：

将混合后的物料，用压力为3-3.5MPa的真空挤压机，制成各种不同规格，不同用途的砖坯；

4)烧结：

先将砖坯进入烘干室烘干后，再进入隧道窑于950-1050℃烧结成成品。

其中所述秸秆机械浆优选可以采用申请号为200910229530.2的发明专利中公开的秸秆机械法清洁制浆工艺制备得到，采用该方法制备得到的秸秆机械浆不含化学物质，清洁无污染。不采用机械浆则页岩粉、秸秆粉及工业废渣粉混合成砖坯时不宜成型，而将秸秆机械浆以一定比例与这些粉状物充分混合后易成型、烧结后不易开裂。

本发明采用的主体材料为页岩，其粘性好，并含有3-6％的有机物，无需用粘土。秸秆粉或秸秆机械浆添加量高达18-30％，在烧结过程中，所有的有机物在1000多度高温下除炭化外，还可以与页岩或工业废渣中某些物质发生化学反应，生成胶结性物质，附着在有机物烧结后所形成的微孔的内壁上，增加砖的强度。如此多的有机物在烧结过程中，将产生大量的热，增加窑内温度，节约能耗。因此本发明除获得密度小、强度高、可保温隔音隔热新型砖外，还具有明显节能效果。所用原料除页岩外，农作物秸秆和工业废渣都是国家急需解决出炉的无用资源，真正实现了变废为宝。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，决不限制本发明的保护范围。

实施例1

原料：铁质页岩，产地四川；农作物秸秆为玉米秆；工业废渣为煤渣。

1)备料：

a.用磨机分别将页岩和工业废渣磨成粒径为2-5mm的细粉；

b.用粉碎机将农作物秸秆粉碎成粒径为5-10mm秸秆粉；

c.用制浆机将农作物秸秆制成长径比为1∶5-15的秸秆机械浆。

2)混料：

将上述页岩粉40kg；农作物秸秆粉12.0kg，秸秆机械浆6.0kg；工业废渣粉20kg，加入到混料机内混合均匀。

3)成型：

将混合后的物料，用压力为3MPa的真空挤压机，制成砖坯；

4)烧结：

先将上述砖坯进入烘干室烘干后，再进入隧道窑于950-1050℃烧结成成品。

实施例2

原料：硅质页岩，产地四川；农作物秸秆为玉米秆、麦秆、高粱秆、棉花秆和棉花壳的混合物；工业废渣为矿渣、煤渣和工业污泥的混合物。

1)备料：

a.用磨机分别将油母页岩和工业废渣磨成粒径为2-5mm的细粉；

b.用粉碎机将农作物秸秆粉碎成粒径为5-10mm秸秆粉；

c.用申请号为200910229530.2的发明专利中公开的秸秆机械法清洁制浆工艺，将农作物秸秆制成纤维径长比为1∶5-15的秸秆机械浆，具体如下：

秸秆用输送带送入撕裂机，利用撕裂机将秸秆切成长3-5cm的丝状，通过撕裂机的出口每吨秸秆加800公斤的水进行充分润湿，堆积48小时，通过堆积自身产生的热量使秸秆自然糖化；

将上述自然糖化后的秸秆利用皮带输送机输送至秸秆预处理机进行湿润、溶涨、碎解，向秸秆预处理机中加入水，使秸秆水混合液重量百分浓度控制在9.5％，秸秆预处理机中具有可旋转的刀片，可以将秸秆进一步碎解；

将上述秸秆水混合液输送到螺旋脱水机进行脱水，水脱到秸秆水混合液重量百分比浓度为38％时，再送入秸秆分解机进行木质素降解，秸秆分解机采用双磨盘，其中定磨盘采用非金属金刚石砂磨盘，动磨盘采用钢制磨盘，且动、定磨盘相对于接触面为非对称设置，其撕裂搓磨能力极强，使原料始终在保持纤维状态下进行木质素降解，在两层磨盘的摩擦作用下，磨盘内可产生120-140度的高温，由于非金属材料不导热，磨盘内可保持该高温，草料携带的水分变为蒸汽状态，相当于蒸煮的作用，有益于秸秆中木质素软化、降解；

将上述木质素降解的秸秆水混合液送入第一浆池进行消遣使秸秆充分舒展，消遣后再送入园网洗浆机进行清洗、浓缩，当重量百分浓度浓缩至5％时再送入双磨盘中进行磨浆，然后再进入压力筛进行筛选，良浆进入挤浆机挤掉大部分水，得到重量百分浓度为60％的成品秸秆机械浆。

2)混料：

将油母页岩粉70kg，农作物秸秆粉24.0kg，秸秆机械浆6.0kg，工业废渣粉40kg加入到混料机内混合均匀。

3)成型：

将混合后的物料，用压力为3MPa的真空挤压机，制成砖坯；

4)烧结：

先将砖坯进入烘干室烘干后，再进入隧道窑于950-1050℃烧结成成品。

实施例3

原料：硅质页岩，产地四川；农作物秸秆为玉米秆、麦秆、高粱秆、油菜秆的混合物；工业废渣为煤渣和工业污泥的混合物。

1)备料：

a.用磨机分别将硅质页岩和工业废渣磨成粒径为2-5mm的细粉；

b.用粉碎机将农作物秸秆粉碎成粒径为5-10mm秸秆粉；

c.用申请号为200910229530.2的发明专利中公开的秸秆机械法清洁制浆工艺，将农作物秸秆制成纤维径长比为1∶5-15的秸秆机械浆，具体如下：

秸秆用输送带送入撕裂机，利用撕裂机将秸秆切成长3-5cm的丝状，通过撕裂机的出口每吨秸秆加800公斤的水进行充分润湿，堆积48小时，通过堆积自身产生的热量使秸秆自然糖化；

将上述自然糖化后的秸秆利用皮带输送机输送至秸秆预处理机进行湿润、溶涨、碎解，向秸秆预处理机中加入水，使秸秆水混合液重量百分浓度控制在9.5％，秸秆预处理机中具有可旋转的刀片，可以将秸秆进一步碎解；

将上述秸秆水混合液输送到螺旋脱水机进行脱水，水脱到秸秆水混合液重量百分比浓度为38％时，再送入秸秆分解机进行木质素降解，秸秆分解机采用双磨盘，其中定磨盘采用非金属金刚石砂磨盘，动磨盘采用钢制磨盘，且动、定磨盘相对于接触面为非对称设置，其撕裂搓磨能力极强，使原料始终在保持纤维状态下进行木质素降解，在两层磨盘的摩擦作用下，磨盘内可产生120-140度的高温，由于非金属材料不导热，磨盘内可保持该高温，草料携带的水分变为蒸汽状态，相当于蒸煮的作用，有益于秸秆中木质素软化、降解；

将上述木质素降解的秸秆水混合液送入第一浆池进行消遣使秸秆充分舒展，消遣后再送入园网洗浆机进行清洗、浓缩，当重量百分浓度浓缩至5％时再送入双磨盘中进行磨浆，然后再进入压力筛进行筛选，良浆进入挤浆机挤掉大部分水，得到重量百分浓度为60％的成品秸秆机械浆。

2)混料：

将硅质页岩粉55kg，农作物秸秆粉15kg，秸秆机械浆5kg，工业废渣粉30kg加入到混料机内混合均匀。

3)成型：

将混合后的物料，用压力为3MPa的真空挤压机，制成砖坯；

4)烧结：

先将砖坯进入烘干室烘干后，再进入隧道窑于950-1050℃烧结成成品。

试验例1

将实施例1-3制备得到的砖抽样进行检测，由国家建筑材料工业墙体屋面材料质量监督检验测试中心，按GB13544-2000《烧结多孔砖》标准进行检验，出具报告如下：

外观：自然干燥状态，块状，圆形多孔

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种页岩秸秆烧结保温轻体砖，是以页岩、农作物秸秆和工业废渣为原料烧结制备而成的，所述原料的质量比例为页岩40-70份、农作物秸秆18-30份、工业废渣20-40份。

2.根据权利要求1所述的页岩秸秆烧结保温轻体砖，其中所述页岩为铁质页岩或硅质页岩。

3.根据权利要求1所述的页岩秸秆烧结保温轻体砖，其中所述农作物秸秆为玉米秆、麦秆、稻秆或壳、高粱秆、棉花秆或壳、油菜秆以及野生植物秆中的一种或多种混合物。

4.根据权利要求1所述的页岩秸秆烧结保温轻体砖，其中所述工业废渣为各种矿渣、煤渣和工业污泥中的一种或任意比例的混合物。

5.制备权利要求1-4所述页岩秸秆烧结保温轻体砖的方法，具体包括如下步骤：

1)备料：

a.用磨机分别将页岩和工业废渣磨成粒径为2-5mm的细粉；

b.用粉碎机将农作物秸秆粉碎成粒径为5-10mm秸秆粉；

c.用制浆机将农作物秸秆制成秸秆纤维径长比为1∶5-15的秸秆机械浆；

2)混料：

将页岩粉40-70份、工业废渣粉20-40份、秸秆粉和秸秆机械浆的混合物18-30份加入到混料机内混合均匀；其中，秸秆粉与秸秆机械浆的重量比例为2∶1-4∶1；

3)成型：

将混合后的物料，用压力为3-3.5MPa的真空挤压机，制成各种不同规格，不同用途的砖坯；

4)烧结：

先将砖坯进入烘干室烘干后，再进入隧道窑于950-1050℃烧结成成品。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中所述秸秆机械浆的制备采用如下方法：

秸秆用输送带送入撕裂机，利用撕裂机将秸秆切成长3-5cm的丝状，通过撕裂机的出口每吨秸秆加800公斤的水进行充分润湿，堆积48小时，通过堆积自身产生的热量使秸秆自然糖化；

将上述自然糖化后的秸秆利用皮带输送机输送至秸秆预处理机进行湿润、溶涨、碎解，向秸秆预处理机中加入水，使秸秆水混合液重量百分浓度控制在9.5％，秸秆预处理机中具有可旋转的刀片，可以将秸秆进一步碎解；

将上述秸秆水混合液输送到螺旋脱水机进行脱水，水脱到秸秆水混合液重量百分比浓度为38％时，再送入秸秆分解机进行木质素降解，秸秆分解机采用双磨盘，其中定磨盘采用非金属金刚石砂磨盘，动磨盘采用钢制磨盘，且动、定磨盘相对于接触面为非对称设置，其撕裂搓磨能力极强，使原料始终在保持纤维状态下进行木质素降解，在两层磨盘的摩擦作用下，磨盘内可产生120-140度的高温，由于非金属材料不导热，磨盘内可保持该高温，草料携带的水分变为蒸汽状态，相当于蒸煮的作用，有益于秸秆中木质素软化、降解；

将上述木质素降解的秸秆水混合液送入第一浆池进行消遣使秸秆充分舒展，消遣后再送入园网洗浆机进行清洗、浓缩，当重量百分浓度浓缩至5％时再送入双磨盘中进行磨浆，然后再进入压力筛进行筛选，良浆进入挤浆机挤掉大部分水，得到重量百分浓度为60％的成品秸秆机械浆。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其中所述秸秆粉与秸秆机械浆的重量比例为3∶1。