CN102276289A

CN102276289A - 免烧结页岩多孔砖

Info

Publication number: CN102276289A
Application number: CN2011101960387A
Authority: CN
Inventors: 李超强; 任子明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2011-12-14

Abstract

本发明公开了一种免烧结页岩多孔砖，其特征在于，包括总量为100的如下质量比的主材料：页岩粉粒70-95、抗裂增强掺料0-15和水泥5-15，将上述主材料外掺入水，搅拌混合均匀挤压成型为砖块坯料，经过养护固结过程而成为成品。制成的免烧结页岩多孔砖，各项性能指标良好，具有制造能耗低、性能良好的各项性能。

Description

免烧结页岩多孔砖

技术领域

本发明涉及一种建筑用墙材，特别是一种免烧结页岩多孔砖。

背景技术

砌体结构在我国广为应用，墙体材料量大面广，是建筑的主要材料，其产值占建材工业的三分之一，能耗占建材工业的二分之一，它不仅与建筑施工、构造、建筑物自身紧密相关，而且在很大程度上决定了建筑围护结构的使用能耗。随着节能、利废、改善建筑功能的墙改工作的深入发展，砖混建筑中的普通烧结砖将逐步被多孔砖和其他新型墙材所替代；而且随着建筑节能工程的逐步深入和开展，各种轻质且具有优良保温隔热的材料不断涌现，以满足市场及社会发展的需要，其中就包括各种多孔砖。

利用多孔砖砌筑的墙体具有自重轻、隔热保温性能好等优点。多孔砖的密度比普通粘土砖低30%左右，由于砖本身有很多孔洞，因而减少砖的导热性，190mm厚的多孔砖墙的保温性能，相当于240mm厚的普通粘土砖墙，多孔砖墙的厚度减薄了1/5，约等于增加建筑面积2%-3%，节约制砖用土20%，多孔砖比普通粘土转厚，就相应减少了灰缝的数量，从而可提高砌筑效率30%，节约砂浆20%-30%。同时，也增强了砖的抗折强度，弥补了孔洞率对于砖的强度影响。

随着经济的快速发展，建筑行业发展迅猛，墙体的需求量增长迅速，而且自从08年开始禁止红砖以来，一直存在较大的供需矛盾-可替代红砖的墙材产品短缺。而目前，基于上述情况，很多地区大量生产使用的建筑墙材主要为烧结页岩多孔砖和混凝土多孔砖，其中，烧结页岩多孔砖在生产过程中需燃烧大量的煤等资源，能耗高，同时排出大量的二氧化碳等空气污染物，严重污染厂区的周围环境，不符合国家的节能减排政策，烧结页岩砖行业不具有可持续发展性。混凝土砖较为经济、环保，但个别物理性能略逊于页岩砖，同时其主要材料石粉由于受其它基建需求大的影响，其供应容易出现波动。

而在很多地区，其页岩材料供应充足、品质较好，页岩砖容易得到市场的接受，现有产量远未能满足市场的需求，要想增加供给，又不能大幅提高排放和污染，必须从根本上改变原有的生产方式，如何提供一种符合上述要求的新型页岩多孔砖已经成为一重要课题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种生产能耗低、性能良好的免烧结页岩多孔砖。

本发明采取的技术方案是：

免烧结页岩多孔砖，其特征在于，包括总量为100的如下质量比的主材料：页岩粉粒70-95、抗裂增强掺料0-15和水泥5-15，将上述主材料外掺入水，搅拌混合均匀挤压成型为砖块坯料，经过养护固结过程而成为成品。

进一步，在主材料的基础上外加入有土质固化剂，掺加固化剂的免烧结页岩多孔砖的各项性能满足强度和收缩率的要求，使用固化剂，可以减少水泥的用量和提高免烧结页岩多孔砖的强度。

优选，土质固化剂占重量的0.008%-0.03%。所述土质固化剂为TG系列土质固化剂。

优选，所述外掺入的水占总重量的4-8%，如4%、5%、6%、7%或者8%。

优选，挤压成型的成型压力为20MPa -40MPa，可以是20MPa、30MPa 或者40MPa等。

优选，所述抗裂增强掺料为石渣、废弃瓷砂、中砂中的一种或多种混合物，材料来源简单，优选为5-12。

进一步，页岩粉粒的粒度小于3mm，粒度小于2mm的粉料占85%以上，含水率小于20%。

优选地，养护固结过程为自然养护方式或者封闭自然养护方式，即第一种方式为纯自然的养护方式，而另外一种方式为先进行封闭养护，再进行自然养护的方式，根据在养护固结过程中检测得出的砖块的强度和收缩率而确定其养护时间，过程简单、成本低廉。砖块由生产成型至出厂龄期应不少于28天。

对于先封闭养护，再进行自然养护的方式具体可以是砖块成型后，用薄膜覆盖，保持温度在20℃或以上和湿度88%-92%条件下封闭养护5-7天，理想为放置6天，除去表面覆盖在自然条件下放置22天以上，理想为放置28天。

当然，除了上述养护方式，还可以是前6天同样采用封闭养护的方式，而后期则改为在室内放置，质量更稳定，当然，成本会稍为上升。

优选地，所述水泥为硅酸盐水泥。

本发明的有益效果是：以页岩为主要材料，掺加适量的水泥作为主要胶凝材料，加水搅拌、加压成型、养护固结，制成的免烧结页岩多孔砖，各项性能指标良好，具有如下多项优点，1、利用页岩生产的免烧结页岩多孔砖，是一种节土、节能、利废而且具有较好使用性能的新型墙体材料，与普通烧结页岩砖相比，其具有能耗低，不产生空气污染、具有可持续性发展等优点；2、生产免烧结页岩多孔砖，由于采用挤压成型，免去烧结环节，既可以达到节能减排的目的，又有效降低造价，而且成型质量也得到提高，生产页岩免烧多孔砖具有投资省、建厂规模灵活、见效快等优点；3、基本性能已经达到甚至超过一般产品标准的要求，且该产品与普通烧结砖相比具有较好的保温隔热性能。

另外，当在主要材料中掺加有抗裂增强掺料的情况下，改善多孔砖抗裂性能，防止多孔砖在凝结过程中收缩开裂，性能进一步提高。

附图说明

图1是发明具体生产工艺流程图。

具体实施方式

一、原材料的选择及分析：

1、本产品是以破碎页岩为主要材料，掺以一定量的水泥及土质固化剂（另外的实施方式，也可不掺固化，还可加入抗裂增强掺料），加水搅拌、挤压成型、养护固结而制成多排小孔的页岩砖。

⑴ 水泥：

为了确保产品的质量，可以采用标号为32.5R或者更高标号的水泥，具体可以采用佛山三水路路通水泥有限公司的P.C32.5R旋窑水泥，其主要性能指标要求如下：

细度：80μm筛余≤10% 实测：1.3%

初凝时间：≥45min 实测：3h27min

终凝时间：≤10h 实测：4h12min

安定性：-- 实测：合格

抗折强度：3天≥3.5MPa 实测：5.0MPa

抗压强度：3天≥15.0MPa 实测：23.2MPa

原则上标号越高，使用效果越好，但成本会相应提高。

⑵ 页岩：

粉碎后的页岩粉粒的粒度小于3mm，粒度小于2mm的粉料占85%以上，含水率小于20%。实测可以优选为5-8%。

页岩是沉积岩中分布最广的一种岩石，它是地面低温、低压的环境下，主要受外力的影响形成。也就是说它是粘土岩的构造变种，它具有页理构造（即岩石平行层理方面可分裂成层状或纸片状）的粘土岩。页岩成分比较复杂，除粘土矿物外，常有很多碎屑矿物和次生矿物，如长石、云母等。

自然状态存在的页岩一般含有一定量的游离水，该类水的重量占湿页岩重量的百分比称作页岩的相对自然含水率。一般以相对自然含水率表示，通常其含水率在于5-8%。

（3）抗裂增强掺料

可以选为石渣、废弃瓷砂、中砂等中的一种或者几种混合，主要目的在于改善多孔砖抗裂性能，防止多孔砖在凝结过程中收缩开裂。

（4）固化剂：

土质固化剂，优选为TG系列土质固化剂，使用固化剂，强度可以高10%或以上，否则提高水泥的用量；

PH值≤1

溶解性：完全溶解

密度：1.26±0.1g/cm³

固含量≥37%。

（5）水：（普通饮用水）。

2、产品的配比及质量：

产品材料配比：

通过大量的实验室小试和小批量的中试，最后确定了合理配比，根据不同的性能要求，最终形成可指导生产的工艺参数和配比指标。

二、主要生产设备

1、猪笼型振筛机——

筛网规格：3500㎜×1200㎜；

筛孔规格：6㎜；

生产能力：30-60吨/小时。

2、4-6型一级破碎机，功率30KW；

SCF600×400型二级破碎机，功率：22KW、18.5KW；

破碎能力：20～30M³/小时。

3、搅拌机

主要技术参数：

出料容量：750L；

进料容量：1200L；

生产率：45M³/小时；

搅拌时间：30S；

骨料最大粒径：45㎜；

搅料轴转速：20r/min。

4、液压自动砌块成型机

为液压传动，压力为1000吨，带有振动成型，以液压可完成降模、升压头、送料、退料、降压头、加压、升模、制品挤出等，通过机械运作，可实现自动送板、送砖等。

产品规格及产量：240×180×90MM，18块/板多孔砖；

240×115×90MM，15块/板多孔砖；

240×115×53MM， 44块/板实心砖。

成型周期：15～25秒/板；

生产率：45 M³（理论设计值）；

振动频率：2800r/min；

贮料斗有效容积：0.8 M³；

加料小车有效容积：0.1 M³；

核定压力：40Mpa。

三、下面结合图1和如下列表中的配比实例，进一步说明本发明。

首先，如图1，所有的实例可经过如下步骤制作免烧结页岩多孔砖：

先将页岩原料堆场；

进行二级粉碎、过筛，使得页岩的粉粒粒度符合要求；

页岩粉粒堆场；

将页岩粉粒、水泥以及适量的水（占总重量的4-8%）通过搅拌机搅拌均匀，如涉及固化剂和抗裂增强掺料，则将这些材料一同放入搅拌均匀；

将上述混匀的原料放入液压成型机中，通过20 MPa-40 MPa-的成型压力成型为砖块坯料；

将上述砖块坯料转移堆场，经过封闭养护6天和自然养护龄期达到或超过28天后固结而成为成品。

上述步骤为免烧结页岩多孔砖的具体制作工艺过程，可以配合如下表格中的实施例进行说明。

（一）、未掺固化剂时的多个实例及其性能列表

采用固定成型压力40MPa，固定加水量（6%），不添加抗裂增强掺料

（二）掺固定配比固化剂时的多个实例及其性能列表

采用固定成型压力40MPa，固定加水量（6%），掺加0.01%固化剂，不添加抗裂增强掺料

（三）不同固化剂掺量时免烧结页岩砖的多个实例及其性能指标

通过上述实例的数据可知，原材料中水泥掺量和固化剂的掺量对指标影响较大。

页岩粉粒与水泥掺量对免烧结页岩多孔砖抗压强度的影响。

免烧结页岩多孔砖的抗压强度随着页岩粉粒掺量的升高而呈降低的趋势，而随着水泥掺量的升高而呈增大趋势，在同种配比下，掺加固化剂的免烧结页岩多孔砖的抗压强度均高于未掺加固化剂的免烧结页岩多孔砖的抗压强度。即掺加固化剂能明显改善免烧结页岩多孔砖的性能。

当页岩粉粒与水泥配比为90：10，在掺加固化剂的情况下，其抗压强度可以达到10.2 MPa，能满足强度等级为MU10.0的要求。

页岩粉粒与水泥掺量对免烧结页岩多孔砖体积密度的影响。

免烧结页岩多孔砖的体积密度随着页岩粉粒掺量的升高呈降低趋势，而随着水泥掺量的升高呈增大趋势；在同种配比的情况下，掺加固化剂的免烧结页岩多孔砖的体积密度小于未掺加固化剂的免烧结页岩多孔砖的体积密度，这说明掺加固化剂能明显降低免烧结页岩多孔砖的体积密度，从而提高免烧结页岩多孔砖的施工性能。在掺加固化剂的情况下，当页岩粉粒的掺量不小于88%，水泥掺量不大于12%时，免烧结页岩多孔砖的体积密度小于1500Kg/m³，能很好满足规定的要求。

页岩粉粒与水泥掺量对免烧结页岩多孔砖导热系数的影响。

免烧结页岩多孔砖的导热系数随着页岩粉粒掺量的升高呈降低趋势，而随着水泥掺量的升高呈增大趋势；在同种配比的情况下，掺加固化剂的免烧结页岩多孔砖的导热系数均小于未掺加固化剂的免烧结页岩多孔砖的导热系数，这说明掺加固化剂能明显降低免烧结页岩多孔砖的导热系数，从而提高免烧结页岩多孔砖的保温隔热性能。

页岩粉粒与水泥掺量对免烧结页岩多孔砖干燥收缩率的影响。

免烧结页岩多孔砖的干燥收缩率随着页岩粉粒掺量的升高呈降低趋势，而随着水泥掺量的升高呈增大趋势；在同种配比的情况下，掺加固化剂的免烧结页岩多孔砖的干燥收缩率均小于未掺加固化剂的免烧结页岩多孔砖的干燥收缩率，这说明掺加固化剂能明显降低免烧结页岩多孔砖的干燥收缩率，从而提高免烧结页岩多孔砖的性能。在掺加固化剂的情况下，当页岩粉粒的掺量不小于88%，水泥掺量不大于12%时，免烧结页岩多孔砖的干燥收缩率小于0.03%，能很好满足规定的要求。

固化剂掺量对对免烧结页岩多孔砖的性能影响。

固化剂掺量对对免烧结页岩多孔砖抗压强度的影响。

在页岩粉粒与水泥掺量固定不变的前提下，免烧结页岩多孔砖的抗压强度随着固化剂掺量的升高呈增大趋势，这说明增加固化剂的掺量能提高免烧结页岩多孔砖的抗压强度性能。当页岩粉粒与水泥配比为90：10，在固化剂掺量不大于0.01%的情况下，其抗压强度可以达到10.2 MPa，能满足强度等级为MU10.0的要求。

固化剂掺量对对免烧结页岩多孔砖体积密度的影响。

在页岩粉粒与水泥掺量固定不变的前提下，免烧结页岩多孔砖的体积密度随着固化剂掺量的升高呈增大趋势。当页岩粉粒与水泥配比为90：10，在固化剂掺量不大于0.015%的情况下，其体积密度能满足免烧结页岩多孔砖体积密度小于等于1500Kg/m³的要求。

固化剂掺量对对免烧结页岩多孔砖导热系数的影响。

在页岩粉粒与水泥掺量固定不变的前提下，免烧结页岩多孔砖的导热系数随着固化剂掺量的升高呈增大趋势。这说明固化剂的掺量增大并不利于免烧结页岩多孔砖的保温隔热性能，所以在实际生产中应适当降低固化剂的掺量。

固化剂掺量对对免烧结页岩多孔砖干燥收缩率的影响。

在页岩粉粒与水泥掺量固定不变的前提下，免烧结页岩多孔砖的干燥收缩率随着固化剂掺量的升高呈增大趋势。当页岩粉粒与水泥配比为90：10，在固化剂掺量不大于0.015%的情况下，其干燥收缩率能满足免烧结页岩多孔砖体积密度小于等于0.03%的要求。

通过上述实例，可以得知生产免烧结页岩多孔砖的最佳配比为：当页岩粉粒与水泥配比=90:10，固化剂掺量为0.01%，成型压力为40MPa，外掺水量为6%时，其抗压程度可以达到10.2MPa，能满足免烧结页岩多孔砖强度等级MU10.0的要求。且采用半干法-加压成型页岩多孔砖，确保了坯体规格尺寸统一，克服了传统页岩砖挤出成型由于含水率较高产生较大收缩变形的缺点。

另外，除了上述表格中的实施例之外，还可以用质量比为抗裂增强掺料0-15，代替页岩粉粒，比如用质量比为10～15的石渣，或者质量比为10～15的中砂等，可以进一步改善多孔砖抗裂性能，防止多孔砖在凝结过程中收缩开裂。

当然，本发明除了上述具体实施例之外，还有其它所组合的实施例，在此不再一一叙述。

Claims

1.免烧结页岩多孔砖，其特征在于，包括总量为100的如下质量比的主材料：页岩粉粒70-95、抗裂增强掺料0-15和水泥5-15，将上述主材料外掺入水，搅拌混合均匀挤压成型为砖块坯料，经过养护固结过程而成为成品。

2.根据权利要求1所述的免烧结页岩多孔砖，其特征在于，在主材料的基础上外加入有土质固化剂。

3.根据权利要求2所述的免烧结页岩多孔砖，其特征在于，土质固化剂占重量的0.008%-0.03%。

4.根据权利要求2或者3所述的免烧结页岩多孔砖，其特征在于，所述土质固化剂为TG系列土质固化剂。

5.根据权利要求1所述的免烧结页岩多孔砖，其特征在于，所述外掺入的水占总重量的4-8%。

6.根据权利要求1所述的免烧结页岩多孔砖，其特征在于，挤压成型的成型压力为20MPa-40MPa。

7.根据权利要求1所述的免烧结页岩多孔砖，其特征在于，所述抗裂增强掺料为石渣、废弃瓷砂、中砂中的一种或多种混合物。

8.根据权利要求1所述的免烧结页岩多孔砖，其特征在于，页岩粉粒的粒度小于3mm，粒度小于2mm的粉料占85%以上，含水率小于20%。

9.根据权利要求1所述的免烧结页岩多孔砖，其特征在于，养护固结过程为自然养护方式或者封闭自然养护方式，根据在养护固结过程中检测得出的砖块的强度和收缩率而确定其养护时间。

10.根据权利要求1所述的免烧结页岩多孔砖，其特征在于，水泥为硅酸盐水泥。