CN102161577A - 一种用含硅废渣制造的建筑用砖及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料技术领域，具体地，涉及一种用含硅废渣制造的建筑用砖及其制造方法，其中所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣。本发明提供了用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣制造建筑用砖的用途。用含硅废渣制造的建筑用砖，其含有的成分及各成分的质量百分含量如下：含硅废渣25～50％，河沙35～65％，水泥10％，其还含有占上述原料总质量0.1-0.5％减水剂和占上述原料总质量5-20％的水；其中，所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重所得。该建筑用砖具有抗压强度和抗折强度高、隔音、隔热、低成本、防火等特点。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体地，涉及一种用含硅废渣制造的建筑用砖及其制造方法，其中所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣。
背景技术
目前，国内关于用工业废渣制造建筑用砖的专利有很多，例如申请号为200410062270.1的中国发明专利公开了一种利用工业废渣制造的免烧免蒸建筑用砖及制造方法，该方法将50-95％的钢渣，5-40％的粉煤灰，0-10％的水泥投入搅拌机内，加入5-6％的水，搅拌均匀，然后经制砖机振压成型，成型后砖垛养护7-28天。申请号为201010300556.4的中国发明专利公开了一种烧结固化处理工业废渣的方法，将经干燥至恒重的锰渣、页岩、粉煤灰、镉渣和铁渣及钙渣按一定配比混合磨成粉或分别磨成粉后再混合，并按一定级配要求过筛后得到废渣混合固化烧结砖的制备原料，然后加入一定量的腐植酸钠稳定剂和清水搅拌均匀并陈化一段时间，再经真空挤出机制成样块，最后经干燥、焙烧、冷却等热处理工序得到废渣混合物，并固化烧结成建筑用砖。申请号为200410062270.1的中国发明专利公开了利用工业废渣制造的免烧免蒸建筑用砖主要成分为钢渣，粉煤灰，钢渣来源于炼铁、炼钢排放的废渣，粉煤灰来源于热电厂排放的粉尘，将这两种工业废渣与重量百分比为0-10％的水泥混合在一起，经制砖机振压成型，得到的免烧免蒸建筑用砖生产成本低，产品质量好，而且其抗冻性好，特别适合北方地区使用。但这种免烧免蒸建筑用砖主要原料为钢渣，粉煤灰，制造的免烧免蒸建筑用砖中两者百分含量较高，而起粘结作用的外加水泥含量较低，仅为0-10％，因此其强度较低，同时养护时间较长，用水量也相应较多。申请号为201010300556.4的中国发明专利公开了用烧结固化处理工业废渣制造建筑用砖，其工业废渣包括锰渣、页岩、粉煤灰、镉渣和铁渣及钙渣，通过配料-预处理-制模-干燥-焙烧-冷却等生产工艺，制备出了一种能固化重金属废渣的废渣混合固化烧结砖。这种烧结固化处理方法不仅需要将各种不同比例的废渣混合在一起，而且工艺复杂，同时高温烧结需要大量能源。
然而，目前国内外并没有利用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅工业废渣制砖的技术和专利。硅溶胶是精密铸造中熔模铸造粘接剂，硅溶胶的主要工业生产方法之一是单质硅碱溶法，即由非金属单质硅与氢氧化钠溶液在高温下反应而制备。非金属单质硅主要来源于电解石英焦炭还原法制备高纯硅的次等品及边角下料，其中硅的含量达90％以上，而含有的约10％的杂质包括未反应的二氧化硅和反应副产物碳化硅，以及石英中原有的氧化铝，氧化铁，氧化钙，氧化镁等。因此，单质硅碱溶法制备硅溶胶的生产过程中会产生大量的废渣，其废渣产量为0.1-0.2吨/吨，废渣中硅含量达20-40％，这些含硅废渣的积累，不仅占用土地，而且还会影响环境。
为此，有必要开发利用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅工业废渣制造建筑用砖的技术。
发明内容
为此，本发明的目的之一是提供用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣制造建筑用砖的应用。
本发明的目的之二是提供用含硅废渣制造的建筑用砖，其中所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣，该建筑用砖具有抗压强度和抗折强度高、隔音、隔热、低成本、防火等特点。
本发明的目的之三是提供所述用含硅废渣制造的建筑用砖的制备方法。
本发明的技术方案如下：用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣制造建筑用砖的用途。
一种用含硅废渣制造的建筑用砖，其中所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣，其含有的成分及各成分的质量百分含量如下：
含硅废渣 25～50％，
河沙 35～65％，
水泥 10％，
其还含有占上述原料总质量0.1-0.5％减水剂和占上述原料总质量5-20％的水；
其中，所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重所得。
一种用含硅废渣制造的建筑用砖的制备方法，所用原料包括所述单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣、河沙和水泥，其制造建筑用砖的方法包括如下步骤：
步骤A：将所述单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重；
步骤B：将步骤A所得的含硅废渣与河沙和水泥按质量比例为25～50∶35～65∶10混合均匀，然后加入占上述原料总重量0.1-0.5％的减水剂和占上述原料总重量5-20％的水，搅拌均匀，室温陈化3～24小时得到混合原料；
步骤C：将步骤B所得混合原料再经制砖机挤压成的样块，定期给水养护约7-15天，即得所述建筑用砖。
所用原料还包括粒径为5～15mm的碎石。
步骤B中所用的各原料的质量比例如下：含硅废渣∶河沙∶碎石∶水泥＝45～50∶20～35∶10～20∶10。
制砖机挤压成的样块的尺寸为240mmX115mmX53mm。
所用原料还包括粒径为5-15mm的碎石，各成分的质量百分含量如下：
含硅废渣 45～50％，
河沙 20～35％，
碎石 10～20％，
水泥 10％。
本发明所述技术方案为了解决含硅工业废渣粒度较细的问题，加入细骨料河沙增加其粒度，加入水泥增加强其粘结强度，必要时加入粗骨料碎石，从而使制造的建筑用砖具有较高强度。各原料混合后经过制砖机高压成型，使砖坯致密结实。另外，在原料中加入一定量的减水剂，有效减少用水量并缩短了建筑用砖挤压成型后所需的保养时间。
本发明所述用含硅废渣制造的建筑用砖及其制造方法，有效地解决了目前单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅工业废渣的问题，生产的建筑用砖具有抗压强度和抗折强度高、隔音、隔热、低成本、防火等特点，不仅具有较高的经济效益，还能解决占用土地和避免环境影响等问题，具有很好的生态和社会效益。
具体实施方式
实施例1：
一种用含硅废渣制造的建筑用砖，其中所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣，其含有的成分及各成分的质量百分含量如下：
含硅废渣 25％，
河沙 65％，
水泥 10％，
其还含有占上述原料总质量0.5％减水剂和占上述原料总质量10％的水；
其中，所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重所得。
上述用含硅废渣制造的建筑用砖的制备方法，包括如下步骤：
步骤A：将所述单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重；
步骤B：将步骤A所得的含硅废渣与河沙和水泥按质量比例为25∶65∶10混合均匀，然后加入占上述原料总重量0.5％的减水剂和占上述原料总重量10％的水，搅拌均匀，室温陈化12小时得到混合原料；
步骤C：将步骤B所得混合原料再经制砖机挤压成尺寸为240mmX115mmX53mm的样块，定期给水养护约7天，即得所述建筑用砖。
实施例2：
一种用含硅废渣制造的建筑用砖，其中所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣，其含有的成分及各成分的质量百分含量如下：
含硅废渣 40％，
河沙 50％，
水泥 10％，
其还含有占上述原料总质量0.1％减水剂和占上述原料总质量20％的水；
其中，所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重所得。
用含硅废渣制造的建筑用砖的制备方法，包括如下步骤：
步骤A：将所述单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重；
步骤B：将步骤A所得的含硅废渣与河沙和水泥按质量比例为40∶50∶10混合均匀，然后加入占上述原料总重量0.1％的减水剂和占上述原料总重量20％的水，搅拌均匀，室温陈化24小时得到混合原料；
步骤C：将步骤B所得混合原料再经制砖机挤压成尺寸为240mmX115mmX53mm的样块，定期给水养护约15天，即得所述建筑用砖。
实施例3：
一种用含硅废渣制造的建筑用砖，其中所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣，其含有的成分及各成分的质量百分含量如下：
含硅废渣 45％，
河沙 45％，
水泥 10％，
其还含有占上述原料总质量0.3％减水剂和占上述原料总质量5％的水；
其中，所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重所得。
上述用含硅废渣制造的建筑用砖的制备方法，包括如下步骤：
步骤A：将所述单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重；
步骤B：将步骤A所得的含硅废渣与河沙和水泥按质量比例为45∶45∶10混合均匀，然后加入占上述原料总重量0.3％的减水剂和占上述原料总重量5％的水，搅拌均匀，室温陈化8小时得到混合原料；
步骤C：将步骤B所得混合原料再经制砖机挤压成尺寸为240mmX115mmX53mm的样块，定期给水养护约7天，即得所述建筑用砖。
实施例4：
一种用含硅废渣制造的建筑用砖，其中所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣，其含有的成分及各成分的质量百分含量如下：
含硅废渣 50％，
河沙 40％，
水泥 10％，
其还含有占上述原料总质量0.4％减水剂和占上述原料总质量12％的水；
其中，所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重所得。
上述用含硅废渣制造的建筑用砖的制备方法，包括如下步骤：
步骤A：将所述单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重；
步骤B：将步骤A所得的含硅废渣与河沙和水泥按质量比例为50∶40∶10混合均匀，然后加入占上述原料总重量0.4％的减水剂和占上述原料总重量12％的水，搅拌均匀，室温陈化4小时得到混合原料；
步骤C：将步骤B所得混合原料再经制砖机挤压成尺寸为240mmX115mmX53mm的样块，定期给水养护约10天，即得所述建筑用砖。
实施例5：
一种用含硅废渣制造的建筑用砖，其中所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣，其含有的成分及各成分的质量百分含量如下：
含硅废渣 45％，
河沙 35％，
碎石 10％，
水泥 10％，
其还含有占上述原料总质量0.2％减水剂和占上述原料总质量16％的水；
其中，所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重所得；
其中所用碎石的粒径为15mm。
上述用含硅废渣制造的建筑用砖的制备方法，包括如下步骤：
步骤A：将所述单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重；
步骤B：将步骤A所得的含硅废渣与河沙、碎石和水泥按质量比例为45∶35∶10∶10混合均匀，然后加入占上述原料总重量0.2％的减水剂和占上述原料总重量16％的水，搅拌均匀，室温陈化16小时得到混合原料；
步骤C：将步骤B所得混合原料再经制砖机挤压成尺寸为240mmX115mmX53mm的样块，定期给水养护约8天，即得所述建筑用砖。
实施例6：
一种用含硅废渣制造的建筑用砖，其中所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣，其含有的成分及各成分的质量百分含量如下：
含硅废渣 50％，
河沙 20％，
碎石 20％，
水泥 10％，
其还含有占上述原料总质量0.3％减水剂和占上述原料总质量8％的水；
其中，所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重所得；
其中所用碎石的粒径为5mm。
上述用含硅废渣制造的建筑用砖的制备方法，包括如下步骤：
步骤A：将所述单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重；
步骤B：将步骤A所得的含硅废渣与河沙、碎石和水泥按质量比例为50∶20∶20∶10混合均匀，然后加入占上述原料总重量0.3％的减水剂和占上述原料总重量8％的水，搅拌均匀，室温陈化10小时得到混合原料；
步骤C：将步骤B所得混合原料再经制砖机挤压成尺寸为240mmX115mmX53mm的样块，定期给水养护约10天，即得所述建筑用砖。
检测实施例1-6所制备的建筑用砖的抗压强度和和抗折强度，所得数据如表1所示：
表1.实施例1-6所制备的建筑用砖的抗压强度和和抗折强度
| 实施例 | 抗压强度(Mpa) | 抗折强度(Mpa) |
| 实施例1 | 18.8 | 6.9 |
| 实施例2 | 16.9 | 5.7 |
| 实施例3 | 15.5 | 5.2 |
| 实施例4 | 14.1 | 4.9 |
| 实施例5 | 21.1 | 8.7 |
| 实施例6 | 19.8 | 7.6 |
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (7)
1.用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣制造建筑用砖的用途。
2.一种用含硅废渣制造的建筑用砖，其特征在于，其中所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣，所述建筑用砖含有的成分及各成分的质量百分含量如下：
含硅废渣 25～50％，
河沙 35～65％，
水泥 10％，
其还含有占上述原料总质量0.1-0.5％减水剂和占上述原料总质量5-20％的水；
其中，所述含硅废渣为用单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重所得。
3.如权利要求2所述的用含硅废渣制造的建筑用砖，其特征在于，所用原料还包括粒径为5-15mm的碎石，各成分的质量百分含量如下：
含硅废渣 45～50％，
河沙 20～35％，
碎石 10～20％，
水泥 10％。
4.如权利要求2-3所述的用含硅废渣制造的建筑用砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A：将所述单质硅碱溶法生产硅溶胶产生的含硅废渣干燥至恒重；
步骤B：将步骤A所得的含硅废渣与河沙和水泥按质量比例为25～50∶35～65∶10混合均匀，然后加入占上述原料总重量0.1-0.5％的减水剂和占上述原料总重量5-20％的水，搅拌均匀，室温陈化3～24小时得到混合原料；
步骤C：将步骤B所得混合原料再经制砖机挤压成的样块，定期给水养护约7-15天，即得所述建筑用砖。
5.如权利要求4所述的用含硅废渣制造的建筑用砖的制备方法，其特征在于，制砖机挤压成的样块的尺寸为240mmX115mmX53mm。
6.如权利要求4所述的用含硅废渣制造的建筑用砖的制备方法，其特征在于，所用原料还包括粒径为5～15mm的碎石。
7.如权利要求4所述的用含硅废渣制造的建筑用砖的制备方法，其特征在于，步骤B中所用的各原料的质量比例如下：含硅废渣∶河沙∶碎石∶水泥＝45～50∶20～35∶10～20∶10。
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