CN102276219B - 蒸压赤泥砖及其制备方法 - Google Patents

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本发明公开了一种蒸压赤泥砖及其制备方法，属于建筑材料领域，解决现有技术中拜耳法赤泥做砖时由于拜耳法赤泥含碱量大导致碱会在墙体砖中以化合物析出造成泛霜的问题。原料干重量百分比为：拜耳法赤泥35-43％、胶结材料12-20％、高炉矿渣粉2-10％、活性材料27-35％。所述的胶结材料为生石灰、水泥、石膏或电石泥中的至少一种，所述的活性材料为硅砂、粉煤灰、炉渣、粒状高炉矿渣、磷渣或人工砂中的至少一种，所述的活性材料要求SiO2＞45％。主要用于拜耳法赤泥蒸压做砖。

Description

蒸压赤泥砖及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种蒸压赤泥砖及其制备方法。
背景技术
赤泥是炼铝企业从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废渣，每生产1吨氧化铝约生产1.5吨以上的赤泥。目前我国排放的赤泥以拜耳法赤泥为多，其pH值＞10，主要化学成分为：SiO2 3-20％、Al2O3 10-20％、Fe2O3 30-60％、CaO 2-8％、Na2O 2-10％、TiO2微量-10％、烧失量10-15％。由于目前国内外尚无有效的工业处理方法，只有筑埧堆放或排入大海，成为一道世界性环保难题。筑坝堆放不仅占用了大量土地，对土壤、水源、大气等造成污染，而且会为危及人民生命财产安全。我国作为世界第四大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数千万吨(3000万吨以上)，大量赤泥的排放已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接地影响，所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化利用已迫在眉睫。加之我国墙体材料革新、禁止毁地制砖，严禁生产和使用烧结粘土砖，而国家建设和人民居住条件要改善，又急需大量的建筑用墙体材料。在此情况下，用赤泥制墙体砖可谓是一举多得，利国利民的好事。
现在也有一些用赤泥做砖的文献，公开号为CN 101215142A的中国专利公开了一种拜耳法赤泥复合砖及其生产方法，其复合砖由以下原料混合制成，拜耳法赤泥20-35份，粉煤灰15-34份，电石渣5-15份，炉渣30-40份，水泥5-12份，石膏0-5份。该发明虽然利用了拜耳法赤泥做成了复合砖，强度也达到了国家强度等级10级及以上要求，但拜耳法赤泥中含碱量大，有的高达10％以上。这些碱会在墙体砖中以化合物析出造成严重泛霜，使制成的墙体砖无法使用，该发明也存在着问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有技术中拜耳法赤泥做砖时由于拜耳法赤泥含碱量大导致碱会在墙体砖中以化合物析出造成严重泛霜的问题。
本发明的技术方案是：一种蒸压赤泥砖，其原料干重量百分比为：拜耳法赤泥35-43％、胶结材料12-20％、高炉矿渣粉2-10％、活性材料27-35％；所述的胶结材料为生石灰、水泥、石膏或电石泥中的至少一种，所述的活性材料为硅砂、粉煤灰、炉渣、粒状高炉矿渣、磷渣或人工砂中的至少一种，所述的活性材料要求SiO2＞45％。
其中，所述生石灰为活性CaO＞65％、MgO＜5.0％、消化速度＜10分钟、消化温度＞60℃的新鲜生石灰粉；所述水泥是标号为42.5及以上的通用硅酸盐水泥或氯氧镁水泥，优选为标号42.5的普通硅酸盐水泥。
其中，上述所述高炉矿渣粉为碱性高炉矿渣粉。
其中，上述所述的活性材料为SiO2＞45％的硅砂、粉煤灰、炉渣中的至少一种。
本发明还提供一种蒸压赤泥砖的制备方法，将干重量百分比为35-43％拜耳法赤泥、12-20％胶结材料、27-35％活性材料的原料进行配料，加水搅拌、消化后，再加入原料干重量百分比为2-10％高炉矿渣粉混合碾练，压制成型和饱和蒸汽养护而成；所述的胶结材料为生石灰、水泥、石膏、电石泥中的至少一种；所述的活性材料为硅砂、粉煤灰、炉渣、粒状高炉矿渣、磷渣或人工砂中的至少一种，所述的活性材料要求SiO2＞45％；所述消化的时间为至少1.5小时以上，所述混合碾练过程中需加入水，使坯料含水率为8-10％；所述饱和蒸汽养护是指将压制成型的砖坯送入蒸压釜内，抽尽釜内空气并通入表压1.5MPa的饱和蒸汽，养护条件为升温1.5-2小时，恒温6-7小时，降温1-1.5小时。
其中，所述生石灰为活性CaO＞65％、MgO＜5.0％、消化速度＜10分钟、消化温度＞60℃的新鲜生石灰粉；所述水泥是标号为42.5及以上的通用硅酸盐水泥或氯氧镁水泥，优选为标号为42.5的普通硅酸盐水泥。
其中，上述所述高炉矿渣粉为碱性高炉矿渣粉。
其中，上述所述活性材料为SiO2＞45％的硅砂、粉煤灰、炉渣中的至少一种。
针对拜耳法赤泥中碱含量大的问题，本发明是在砖的配方中加入高炉矿渣粉与拜耳法赤泥中的碱反应生成碱矿渣胶凝材料，这样不但增加了胶结料量，而且也消耗了赤泥中的碱，使拜耳法赤泥用来制砖成为现实，从而可大量用来制砖，解决了赤泥资源化利用的一个重大难题。
本发明制备的蒸压赤泥砖抗压强度MU≥15MPa，干缩值＜0.4mm/m，抗冻性35次循环试验合格，基本上不泛霜，具有优良的耐候性及耐久性，是替代粘土砖极好的材料，可广泛用于工业和民用建筑的墙体及基础。
具体实施方式
一种蒸压赤泥砖，其原料干重量百分比为：拜耳法赤泥35-43％、胶结材料12-20％、高炉矿渣粉2-10％、活性材料27-35％；所述的胶结材料为生石灰、水泥、石膏或电石泥中的至少一种，所述的活性材料为硅砂、粉煤灰、炉渣、粒状高炉矿渣、磷渣或人工砂中的至少一种，所述的活性材料要求SiO2＞45％。
其中，所述生石灰为活性CaO＞65％、MgO＜5.0％、消化速度＜10分钟、消化温度＞60℃的新鲜生石灰粉；所述水泥是标号为42.5及以上的通用硅酸盐水泥或氯氧镁水泥，优选为标号42.5的普通硅酸盐水泥。
其中，上述所述高炉矿渣粉为碱性高炉矿渣粉。
其中，上述所述的活性材料为SiO2＞45％的硅砂、粉煤灰、炉渣中的至少一种。
蒸压赤泥砖的制备方法
将干重量百分比为35-43％拜耳法赤泥、12-20％胶结材料、27-35％活性材料的原料进行配料，加水搅拌、消化后，再加入原料干重量百分比为2-10％高炉矿渣粉混合碾练，压制成型和饱和蒸汽养护而成；所述的胶结材料为生石灰、水泥、石膏、电石泥中的至少一种；所述的活性材料为硅砂、粉煤灰、炉渣、粒状高炉矿渣、磷渣或人工砂中的至少一种，所述的活性材料要求SiO2＞45％；所述消化的时间为至少1.5小时以上，所述混合碾练过程中需加入水，使坯料含水率为8-10％；所述饱和蒸汽养护是指将压制成型的砖坯送入蒸压釜内，抽尽釜内空气并通入表压1.5MPa的饱和蒸汽，养护条件为升温1.5-2小时，恒温6-7小时，降温1-1.5小时。
其中，所述生石灰为活性CaO＞65％、MgO＜5.0％、消化速度＜10分钟、消化温度＞60℃的新鲜生石灰粉；所述水泥是标号为42.5及以上的通用硅酸盐水泥或氯氧镁水泥，优选为标号为42.5的普通硅酸盐水泥。
其中，上述所述高炉矿渣粉为碱性高炉矿渣粉。
其中，上述所述活性材料为SiO2＞45％的硅砂、粉煤灰、炉渣中的至少一种。
实施例1制备本发明的蒸压赤泥砖
1称取干赤泥1000kg，生石灰粉250kg，水泥200Kg，硅砂600kg，粉煤灰250Kg。
2将上述材料放入搅拌机内，加入250kg水，搅拌2分钟后放入消化仓内消化2小时。
3把消化仓内放出料再加入中性高炉矿渣粉200Kg，送入行星式轮碾混合机内进行3分钟的混合碾练，压实，并加水使混合料含水为10％的坯料。
4把步骤3的坯料送入HF1100型自动压砖机内压制成砖坯，再由MD64型自动码坯机按一定堆码方式从压砖机上取下砖坯堆码在蒸压小车上。
5将已堆码砖坯的蒸压小车编组成列，由牵引机牵引送入蒸压釜内，关闭釜盖，抽尽釜内空气，按已定的蒸压养护周期(升温1.7小时，恒温6.5小时，降温1.3小时)向蒸压釜送入1.5MPa(表压)的饱和蒸汽，养护完毕，打开釜门，即得所需的蒸压赤泥砖。
检验结果：
抗压强度 16.8MPa；
砖自重 2590g；
干燥收缩 0.36mm/m；
抗冻性 合格(35次循环)；
泛霜性能合格(轻微泛霜)；
碳化性能 0.87。
实施例2制备本发明的蒸压赤泥砖
1称取干赤泥1075kg，生石灰200kg，水泥200kg，硅砂850kg
2将上述材料送入专用搅拌机内进行搅拌，边搅拌边加水250kg，搅拌3分钟后，即可将混合料送入消化仓内消化2.5小时。
3把从消化仓内放出的混合料再加入酸性高炉矿渣粉175kg，并送入行星式轮碾混合机内进行3分钟的混合碾练，压实并加水至使混合料成为含水9％的坯料。
4把步骤3已制得的坯料送入HF1100型自动液压压砖机内压制成砖坯，再由MD64型自动码坯机按规定的堆码方式从压砖机上取下砖坯堆码在蒸压小车上。
5将已堆码砖坯的蒸压小车编组成列，由牵引机牵引送入蒸压釜内，关闭两端的釜盖，抽尽釜内空气，按已定的蒸压养护周期(升温2.0小时、恒温6.0小时、降温1.0小时)向蒸压釜内送入1.5MPa(表压)的饱和蒸汽，养护完毕打开釜门即为成品。
检验结果：
抗压强度 15.2MPa；
砖自重 2550g；
干燥收缩 0.39mm/m；
抗冻性 合格(35次循环)；
泛霜性能合格(中等泛霜)；
碳化性能 0.86。
实施例3制备本发明的蒸压赤泥砖
1称取干赤泥925kg，生石灰250kg，水泥200kg，硅砂650kg，炉渣225Kg
2将上述材料送入专用的搅拌机内，边搅拌边加水250kg，搅拌2分钟后送入消化仓内消化2.5小时。
3把从消化仓内放出的混合料再加入碱性高炉矿渣粉250kg，并送入行星式轮碾混合机内，进行3分钟的混合碾练，压实并加水使混合料成为含水为8％的坯料。
4把步骤3的坯料送入HF1100型自动液压压砖机内压制成砖坯再由MD64型自动码坯机按规定堆码方式从压砖机上取下砖坯堆码在蒸压小车上。
5将已堆码砖坯的蒸压小车编组成列，由牵引机牵引送入蒸压釜内，关闭釜盖，抽尽釜内空气，按已定养护周期(升温1.5小时，恒温7.0小时，降温1.5小时)向蒸压釜内送入1.5MPa(表压)的饱和蒸汽，养护完毕打开釜门，即得成品。
检验结果：
抗压强度 20.7MPa；
砖自重 2680g；
干燥收缩 0.32mm/m；
抗冻性合格(35次循环)；
泛霜性能良好(极轻微泛霜)；
碳化性能 0.90。
实施例4不加高炉矿渣的对比试验
1称取干赤泥925kg，生石灰250kg，水泥200kg，硅砂650kg，炉渣225Kg
2将上述材料送入专用的搅拌机内，边搅拌边加水250kg，搅拌2分钟后送入消化仓内消化2.5小时。
3把从消化仓内放出的混合料送入行星式轮碾混合机内，进行3分钟的混合碾练，压实并加水使混合料成为含水为8％的坯料。
4把步骤3的坯料送入HF1100型自动液压压砖机内压制成砖坯再由MD64型自动码坯机按规定堆码方式从压砖机上取下砖坯堆码在蒸压小车上。
5将已堆码砖坯的蒸压小车编组成列，由牵引机牵引送入蒸压釜内，关闭釜盖，抽尽釜内空气，按已定养护周期(升温1.5小时，恒温7.0小时，降温1.5小时)向蒸压釜内送入1.5MPa(表压)的饱和蒸汽，养护完毕打开釜门，即得成品。
检验结果：
抗压强度 15.5MPa；
砖自重 2650g；
干燥收缩 0.35mm/m；
抗冻性 合格(35次循环)；
不合格(严重泛霜)；
碳化性能 0.88。

Claims (10)

1.蒸压赤泥砖，其特征在于：其原料干重量百分比为：拜耳法赤泥35-43％、胶结材料12-20％、高炉矿渣粉2-10％、活性材料27-35％；所述的胶结材料为生石灰、水泥、石膏或电石泥中的至少一种，所述的活性材料为硅砂、粉煤灰、炉渣、粒状高炉矿渣、磷渣或人工砂中的至少一种，所述的活性材料要求SiO2＞45％。
2.根据权利要求1所述的蒸压赤泥砖，其特征在于：所述生石灰为活性CaO＞65％、MgO＜5.0％、消化速度＜10分钟、消化温度＞60℃的新鲜生石灰粉；所述水泥是标号为42.5及以上的通用硅酸盐水泥或氯氧镁水泥。
3.根据权利要求2所述的蒸压赤泥砖，其特征在于：所述水泥为标号42.5的普通硅酸盐水泥。
4.根据权利要求1所述的蒸压赤泥砖，其特征在于：所述高炉矿渣粉为碱性高炉矿渣粉。
5.根据权利要求1所述的蒸压赤泥砖，其特征在于：所述的活性材料为SiO2＞45％的硅砂、粉煤灰、炉渣中的至少一种。
6.蒸压赤泥砖的制备方法，其特征在于：将干重量百分比为35-43％拜耳法赤泥、12-20％胶结材料、27-35％活性材料的原料进行配料，加水搅拌、消化后，再加入原料干重量百分比为2-10％高炉矿渣粉混合碾练，压制成型和饱和蒸汽养护而成；所述的胶结材料为生石灰、水泥、石膏、电石泥中的至少一种；所述的活性材料为硅砂、粉煤灰、炉渣、粒状高炉矿渣、磷渣或人工砂中的至少一种，所述的活性材料要求SiO2＞45％；所述消化的时间为至少1.5小时以上，所述混合碾练过程中需加入水，使坯料含水率为8-10％；所述饱和蒸汽养护是指将压制成型的砖坯送入蒸压釜内，抽尽釜内空气并通入表压1.5MPa的饱和蒸汽，养护条件为升温1.5-2小时，恒温6-7小时，降温1-1.5小时。
7.根据权利要求6所述的蒸压赤泥砖的制备方法，其特征在于：所述生石灰为活性CaO＞65％、MgO＜5.0％、消化速度＜10分钟、消化温度＞60℃的新鲜生石灰粉；所述水泥是标号为42.5及以上的通用硅酸盐水泥或氯氧镁水泥。
8.根据权利要求7所述的蒸压赤泥砖的制备方法，其特征在于：所述水泥为标号42.5的普通硅酸盐水泥。
9.根据权利要求6所述的蒸压赤泥砖的制备方法，其特征在于：所述高炉矿渣粉为碱性高炉矿渣粉。
10.根据权利要求6所述的蒸压赤泥砖的制备方法，其特征在于：所述活性材料为SiO2＞45％的硅砂、粉煤灰、炉渣中的至少一种。
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