CN102431080B

CN102431080B - 一种利用湖泊污泥制备彩色蒸压砖的方法

Info

Publication number: CN102431080B
Application number: CN 201110250174
Authority: CN
Inventors: 吴建锋; 卫信; 徐晓虹; 袁华欣; 倪杨; 魏锋; 华全; 魏波; 方斌正; 洪巍
Original assignee: HUBEI ZHONGWEI ENGINEERING Co Ltd; Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: HUBEI ZHONGWEI ENGINEERING Co Ltd; Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2031-08-29
Also published as: CN102431080A

Abstract

本发明涉及以湖泊污泥为主要原料制备具有装饰性的彩色蒸压砖方法。一种利用湖泊污泥制备彩色蒸压砖的方法，其特征在于它包括如下步骤：1)基层坯料的配制：基层坯料中各原料所占重量百分比为：湖泊污泥40-50％，骨料30-50％，生石灰8-15％，石膏2-5％；按水固的重量比为0.10～0.18，将湖泊污泥、骨料、生石灰和石膏四种原料与水混合，再搅拌后，得到基层坯料，备用；2)色层坯料的配制：按无机颜料的加入量为基层坯料重量的5-10wt％，将无机颜料加入到基层坯料中，再次搅拌均匀，即得到色层坯料，备用；3)消化；4)轮碾；5)二次布料压制成型；6)蒸压养护，即得彩色蒸压砖。该方法制备的彩色蒸压砖具有自身装饰功能，且环保。

Description

一种利用湖泊污泥制备彩色蒸压砖的方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及以湖泊污泥为主要原料制备具有装饰性的彩色蒸压砖方法。

背景技术

为了改善湖泊水质，我国湖泊较多的城市（如武汉）正在大规模展开湖泊清淤工程，由此产生了大量的湖泊污泥。这些湖泊污泥目前主要的处置方式是掩埋或堆放，容易产生对环境的二次污染，还占用宝贵的土地资源。因此，利用湖泊污泥制备建筑材料是消纳湖泊污泥的一个重要途径。

蒸压砖是一种用途最广泛的建筑材料，既可用于高层建筑框架结构的填充墙，也可用于砖混结构建筑的承重墙等。蒸压砖一般多以粉煤灰为原料制备，如李升宇“高性能高掺量粉煤灰蒸压砖的研究和应用”（《砖瓦》2004年第7期）和李庆繁“高性能蒸压粉煤灰砖生产工艺综述”(《砖瓦世界》2010年第2期)等文章所述。近年来，采用除粉煤灰之外的其他固体废料制备蒸压砖成为研究和发明的热点。如李玉光《用污泥制造蒸压灰砂砖或粉煤灰砖及化肥、油脂的方法》（中国发明专利CN101830613A），采用污水处理厂的浓缩污泥或江河湖泊的污泥为原料制造蒸压砖，配料中污泥干粉掺量为12～22%；罗娜《一种铁矿尾砂墙体蒸压砖及其制备方法》（中国发明专利CN101725206A），采用铁矿尾砂制造蒸压砖，配料中铁矿尾砂掺加量达70～90%。但上述蒸压砖，都不具备装饰的功能，限制了其应用的范围，而且没有明确以消纳城市湖泊污泥作为主要目标，在建筑材料配料中掺加量偏小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用湖泊污泥制备彩色蒸压砖的方法，该方法制备的彩色蒸压砖具有自身装饰功能，环保。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种利用湖泊污泥制备彩色蒸压砖的方法，其特征在于它包括如下步骤：

1）基层坯料的配制：基层坯料中各原料所占重量百分比为：湖泊污泥40-50%，骨料30-50%，生石灰8-15%，石膏2-5%；

按水固的重量比为0.10～0.18，将湖泊污泥、骨料、生石灰和石膏四种原料（固）与水混合，再搅拌后，得到基层坯料，备用；

2）色层坯料的配制：按无机颜料的加入量为基层坯料重量的5-10wt%，将市售的无机颜料加入到基层坯料中【此处取步骤1）的部分基层坯料】，再次搅拌均匀，即得到色层坯料，备用；

3）消化：将步骤1）的基层坯料（余下的部分基层坯料）和步骤2）的色层坯料分别送入连续式消化仓进行消化，消化时间为2-4h，得到消化后基层坯料和消化后色层坯料；

4）轮碾：将消化后基层坯料和消化后色层坯料分别送入轮碾机中轮碾，轮碾时间为2-4min；将轮碾后的基层坯料和轮碾后的色层坯料分别提升到不同的两个料仓中备用；

5）二次布料压制成型：按各原料占重量百分比为：轮碾后的色层坯料15-25%、轮碾后的基层坯料75－85%，先将轮碾后的色层坯料（占每块砖所需坯料的15-25wt%）铺布于压机钢模中，再将轮碾后的基层坯料（占每块砖所需坯料的85-75wt%）铺布于压机钢模中，然后压制成带色层的砖坯，成型压力为15-25MPa；如在钢模底部刻线槽或凹凸纹，与添加到色层坯料中的多种无机颜料相配合，则可以压制成仿石材或其他艺术化的砖坯；压制后，采用码坯机将砖坯整齐码放到蒸压小车上，静停2-8h，得到砖坯；

6）蒸压养护：将装有砖坯的蒸压小车推入蒸压釜中以190-200℃（Tmax），0.8-1.3MPa，8-14h进行高压蒸汽养护，即得彩色蒸压砖（产品）。

所述的湖泊污泥是经压滤、烘干和对辊碾磨后的干泥，过80-100目筛，含水率为4-6wt%。

所述的骨料为碎石或河砂，如采用碎石作为骨料，则需将碎石经对辊碾磨，使其颗粒度不大于1mm（颗粒度≤1mm）；如采用河砂，则可作为骨料直接使用。

所述的湖泊污泥成份为Al₂O₃5－15wt%、SiO₂40－60wt%、I.L（烧失）15－30wt%，其他10－15wt%。

所述的无机颜料为灰色颜料、绿色颜料或红色颜料等，比如市售的上海一品颜料公司的R15A灰自然色颜料、R14A绿自然色颜料或R08A砖红自然色颜料等。

经测试，本发明的彩色蒸压砖（或称湖泊污泥彩色蒸压砖）的抗压强度为15-20MPa，抗冻性等其他性能均符合《非烧结垃圾尾矿砖》标准（JC/T422-2007）。

本发明的有益效果是：该方法制备的彩色蒸压砖具有自身装饰功能，这种彩色蒸压砖可以用作室内装饰性的文化墙和隔断墙，还可用于公园和其他城市景观的装饰墙面砌筑；其表面可以喷涂透明防水材料，以提高其防水性和耐候性。由于本发明制备的彩色蒸压砖采用湖泊污泥作为主要原料，因此还具有环保的意义。

附图说明

图1是实施例1的彩色蒸压砖的面装饰效果图。

图2是实施例2的彩色蒸压砖的面装饰效果图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

一种利用湖泊污泥制备彩色蒸压砖(灰色仿石蒸压砖)的方法，它包括如下步骤：

1）基层坯料的配制：基层坯料中各原料所占重量百分比为：湖泊污泥45%，河砂35%，生石灰15%，石膏5%。湖泊污泥是经压滤、烘干和对辊碾磨后的干泥，过80目筛，含水率为5wt%。将湖泊污泥、河砂、生石灰和石膏四种原料与水混合（水固比为0.12），再搅拌后制成基层坯料，备用；

所述的湖泊污泥成份为Al₂O₃12wt%、SiO₂53wt%、I.L（烧失）22wt%、其他13wt%。取自武汉南湖的污泥。

2）色层坯料的配制：按灰色颜料的加入量为基层坯料重量的10wt%，将市售的R15A灰自然色颜料加入到基层坯料中【此处取步骤1）的部分基层坯料】，再次搅拌均匀即得到灰色的色层坯料，备用；

3）消化：将步骤1）的基层坯料（余下的基层坯料）和步骤2）灰色的色层坯料分别送入连续式消化仓进行消化，消化时间为2.5h，得到消化后基层坯料和消化后色层坯料；

4）轮碾：将消化后基层坯料和消化后色层坯料分别送入轮碾机中轮碾，轮碾时间为2.5min；将轮碾后的基层坯料和轮碾后的色层坯料分别提升到不同的两个料仓中备用；

5）二次布料压制成型：按各原料占重量百分比为：轮碾后的色层坯料20%、轮碾后的基层坯料80%，先将轮碾后的色层坯料（占每块砖所需坯料的20wt%）铺布于压机钢模中，再将基层坯料（占每块砖所需坯料的80wt%）铺布于压机钢模中，然后压制成带灰色层的砖坯，成型压力为20MPa。钢模底部刻有凹凸纹，故能压制成仿石效果的灰色砖坯。压制后，采用码坯机将砖坯整齐码放到蒸压小车上，静停5h；

6）蒸压养护：将装有砖坯的蒸压小车推入蒸压釜中以195℃（Tmax），1.1MPa，14h进行高压蒸汽养护，即得本发明的灰色仿石蒸压砖产品（见效果图1）。

经测试，本发明的湖泊污泥灰色蒸压砖的抗压强度为18MPa，抗冻性等其他性能均符合《非烧结垃圾尾矿砖》标准（JC/T422-2007）。

这种灰色仿石蒸压砖可用于室内装饰的隔断墙，在其表面可以喷涂一层透明防水材料，施工简单，经久耐用，美化环境。

实施例2：

一种利用湖泊污泥制备彩色蒸压砖（红色仿古蒸压砖）的方法，它包括如下步骤：

1）基层坯料的配制：基层坯料中各原料所占重量百分比为：湖泊污泥40%，碎石45%，生石灰12%，石膏3%。湖泊污泥是经压滤、烘干和对辊碾磨后的干泥，过80目筛，含水率为4wt%。将碎石经对辊碾磨，使其颗粒度不大于1mm。将湖泊污泥、碎石、生石灰和石膏四种原料与水混合（水固比为0.16），再搅拌后制成基层坯料，备用；

2）色层坯料的配制：按红色颜料的加入量为基层坯料重量的8wt%，将市售的R08A砖红自然色颜料加入到基层坯料中，再次搅拌均匀即得到红色的色层坯料，备用；

3）消化：将步骤1）的基层坯料（余下的基层坯料）和步骤2）红色的色层坯料分别送入连续式消化仓进行消化，消化时间为3h，得到消化后基层坯料和消化后色层坯料；

4）轮碾：将消化后基层坯料和消化后色层坯料分别送入轮碾机中轮碾，轮碾时间为3min；将轮碾后的基层坯料和轮碾后的色层坯料分别提升到不同的两个料仓中备用；

5）二次布料压制成型：按各原料占重量百分比为：轮碾后的色层坯料22%、轮碾后的基层坯料78%，先将轮碾后的色层坯料（占每块砖所需坯料的22wt%）铺布于压机钢模中，再将基层坯料（占每块砖所需坯料的78wt%）铺布于压机钢模中，然后压制成带红色层的砖坯，成型压力为25MPa。钢模底部刻有条状斜线槽，故可压制成仿石材的红色砖坯。压制后，采用码坯机将砖坯整齐码放到蒸压小车上，静停5h；

6）蒸压养护：将装有砖坯的蒸压小车推入蒸压釜中以190℃（Tmax），0.8MPa，14h进行高压蒸汽养护，即得本发明的红色仿古蒸压砖产品（砌筑效果见图2）。

经测试，本发明的湖泊污泥红色蒸压砖的抗压强度为20MPa，抗冻性等其他性能均符合《非烧结垃圾尾矿砖》标准（JC/T422-2007）。

这种红色仿古蒸压砖可以用作城市景观的装饰墙面砌筑；其表面可以一层喷涂透明防水材料，以提高其防水性和耐候性。

实施例3：

一种利用湖泊污泥制备彩色蒸压砖（绿色蒸压砖）的方法，它包括如下步骤：

1）基层坯料的配制：基层坯料中各原料所占重量百分比为：湖泊污泥50%，碎石30%，生石灰15%，石膏5%。湖泊污泥是经压滤、烘干和对辊碾磨后的干泥，过100目筛，含水率为6wt%。将碎石经对辊碾磨，使其颗粒度不大于1mm（颗粒度≤1mm）。将湖泊污泥、碎石、生石灰和石膏四种原料与水混合（水固比为0.10），再搅拌后制成基层坯料，备用；

2）色层坯料的配制：按蓝色颜料的加入量为基层坯料重量的5wt%，将市售的R14A绿自然色颜料加入到基层坯料中，再次搅拌均匀即得到绿色的色层坯料，备用；

3）消化：将步骤1）的基层坯料（余下的基层坯料）和步骤2）绿色的色层坯料分别送入连续式消化仓进行消化，消化时间为2h，得到消化后基层坯料和消化后色层坯料；

4）轮碾：将消化后基层坯料和消化后色层坯料分别送入轮碾机中轮碾，轮碾时间为2min；将轮碾后的基层坯料和轮碾后的色层坯料分别提升到不同的两个料仓中备用；

5）二次布料压制成型：按各原料占重量百分比为：轮碾后的色层坯料15%、轮碾后的基层坯料85%，先将轮碾后的色层坯料（占每块砖所需坯料的15wt%）铺布于压机钢模中，再将轮碾后的基层坯料（占每块砖所需坯料的85wt%）铺布于压机钢模中，然后压制成带绿色层的砖坯，成型压力为15MPa。钢模底部刻点状线槽，可以压制成仿石材的绿色砖坯。压制后，采用码坯机将砖坯整齐码放到蒸压小车上，静停8h；

6）蒸压养护：将装有砖坯的蒸压小车推入蒸压釜中以190℃（Tmax），1.1MPa，10h进行高压蒸汽养护，即得本发明的绿色蒸压砖产品。

经测试，本发明的绿色蒸压砖的抗压强度为16MPa，抗冻性等其他性能均符合《非烧结垃圾尾矿砖》标准（JC/T422-2007）。

这种绿色蒸压砖可用于公园内的装饰墙面砌筑，其表面喷涂一层透明防水材料，施工简单，美化环境。

实施例4：

一种利用湖泊污泥制备彩色蒸压砖（红色仿石蒸压砖）的方法，它包括如下步骤：

1）基层坯料的配制：基层坯料中各原料所占重量百分比为：湖泊污泥45%，碎石45%，生石灰8%，石膏2%。湖泊污泥是经压滤、烘干和对辊碾磨后的干泥，过90目筛，含水率为5wt%。将碎石经对辊碾磨，使其颗粒度不大于1mm。将湖泊污泥、碎石、生石灰和石膏四种原料与水混合（水固比为0.18），再搅拌后制成基层坯料，备用；

2）色层坯料的配制：按红色颜料的加入量为基层坯料重量的9wt%，将市售的R08A砖红自然色颜料加入到基层坯料中【此处取步骤1）的部分基层坯料】，再次搅拌均匀即得到红色的色层坯料，备用；

3）消化：将步骤1）的基层坯料（余下的基层坯料）和步骤2）红色的色层坯料分别送入连续式消化仓进行消化，消化时间为4h，得到消化后基层坯料和消化后色层坯料；

4）轮碾：将消化后基层坯料和消化后色层坯料分别送入轮碾机中轮碾，轮碾时间为4min；将轮碾后的基层坯料和轮碾后的色层坯料分别提升到不同的两个料仓中备用；

5）二次布料压制成型：按各原料占重量百分比为：轮碾后的色层坯料25%、轮碾后的基层坯料75%，先将轮碾后的色层坯料铺布于压机钢模中，再将基层坯料铺布于压机钢模中，然后压制成带红色层的砖坯，成型压力为25MPa。钢模底部刻有条状斜线槽，故可压制成仿石材的红色砖坯。压制后，采用码坯机将砖坯整齐码放到蒸压小车上，静停2h；

6）蒸压养护：将装有砖坯的蒸压小车推入蒸压釜中以200℃（Tmax），1.3MPa，8h进行高压蒸汽养护，即得本发明的红色仿石蒸压砖产品。

这种红色仿石蒸压砖可以用作城市景观的装饰墙面砌筑；其表面可以一层喷涂透明防水材料，以提高其防水性和耐候性。

实施例5：

与实施例1基本相同，不同之处在于：

所述的湖泊污泥的成份为Al₂O₃12wt%、SiO₂54wt%、I.L（烧失）24wt%，其他10wt%，取自武汉沙湖。

实施例6：

与实施例1基本相同，不同之处在于：

所述的湖泊污泥的成份为Al₂O₃15wt%、SiO₂55wt%、I.L（烧失）20wt%，其他10wt%，取自武汉东湖。

本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims

1.一种利用湖泊污泥制备彩色蒸压砖的方法，其特征在于它包括如下步骤：

按水固的重量比为0.10～0.18，将湖泊污泥、骨料、生石灰和石膏四种原料与水混合，再搅拌后，得到基层坯料，备用；

2）色层坯料的配制：按无机颜料的加入量为基层坯料重量的5-10wt%，将无机颜料加入到基层坯料中，再次搅拌均匀，即得到色层坯料，备用；

3）消化：将步骤1）的基层坯料和步骤2）的色层坯料分别送入连续式消化仓进行消化，消化时间为2-4h，得到消化后基层坯料和消化后色层坯料；

5）二次布料压制成型：按各原料占重量百分比为：轮碾后的色层坯料15-25%、轮碾后的基层坯料75－85%，先将轮碾后的色层坯料铺布于压机钢模中，再将轮碾后的基层坯料铺布于压机钢模中，然后压制成带色层的砖坯，成型压力为15-25MPa；压制后，采用码坯机将砖坯整齐码放到蒸压小车上，静停2-8h，得到砖坯；

6）蒸压养护：将装有砖坯的蒸压小车推入蒸压釜中以190-200℃，0.8-1.3MPa， 8-14 h进行高压蒸汽养护，得到彩色蒸压砖。

2.根据权利要求1所述的一种利用湖泊污泥制备彩色蒸压砖的方法，其特征在于：所述的湖泊污泥是经压滤、烘干和对辊碾磨后的干泥，过80-100目筛，含水率为4-6wt%。

3.根据权利要求1所述的一种利用湖泊污泥制备彩色蒸压砖的方法，其特征在于：所述的骨料为碎石或河砂。

4.根据权利要求1或2所述的一种利用湖泊污泥制备彩色蒸压砖的方法，其特征在于：所述的湖泊污泥成份为Al₂O₃5－15 wt %、SiO₂40－60 wt %、I.L 15－30 wt %，其他10－15 wt %。

5.根据权利要求1所述的一种利用湖泊污泥制备彩色蒸压砖的方法，其特征在于：所述的无机颜料为灰色颜料、绿色颜料或红色颜料。

6.根据权利要求3所述的一种利用湖泊污泥制备彩色蒸压砖的方法，其特征在于：采用碎石作为骨料，则需将碎石经对辊碾磨，使其颗粒度不大于1mm。