CN102515635A

CN102515635A - 一种陶粒保温砖及其制备方法

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Publication number: CN102515635A
Application number: CN2011103721925A
Authority: CN
Inventors: 赵汝雄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-11-21
Also published as: CN102515635B

Abstract

本发明涉及建筑材料及其制造工艺，尤其涉及一种含有陶粒的保温砖及其制备方法。本发明的技术方案为提供一种陶粒保温砖，包括如下重量份比原料组成：陶粒：20-40份；钢铁炉渣：20-40份；萤石矿尾砂：5-10份；粉煤灰：8-9份；白泥：5-10份；水泥：5-10份；活化剂：1-3份。本发明的有益效果为：1、建筑使用该砖块做墙体，比采用传统粘土砖减轻自重约30％，减少地基基础建筑费用，降低工程造价；2、抗压强度高；3、保温隔热隔音性能好；4、具有耐火抗震性能、耐久性好；5、不爆裂、抗冻性能好。该保温砖在使用中实用性强，由于质轻、强度高，所以施工效率高并适用于各种建筑结构。

Description

一种陶粒保温砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料及其制造工艺，尤其涉及一种含有陶粒的保温砖及其制备方法。

背景技术

用粘土配料、制胚、焙烧而成的普通红砖虽然能用于承重墙体，但是已属严禁范围，而且保温性能差，不符合节能要求。普通和轻质混凝土空心砌块已经被广泛应用。其中普通混凝土空心砌块主要以卵石和碎石等粗集料、工程砂为细集料、普通硅酸盐水泥为胶结料，加水搅拌，经振动成型及养护而成。它表观密度仍然较大，且保温性能差，不能有效的取代普通红砖。

普通轻混凝土空心砌块多以煤渣、煤矸石、浮石、陶粒为粗集料，粉煤灰、矿渣、工程砂为细集料，普通硅酸盐水泥为胶结料，加水搅拌，经振动成型及养护而成。虽然表观密度比普通混凝土砌块小，保温性能也比普通混凝土砌块好，但是仍然达不到建设部规定的比红砖节能的技术标准。更主要的不足在于，大多只能用作为保温砌块或结构保温砌块，而无法作为承重砌块使用。其抗压强度大都在3.5-9Mpa左右，所以在承重墙体的使用上，它无法取代普通红砖。

虽然普通轻混凝土建筑砌块因其具有重量轻、隔热、隔音、防火、不渗透和施工适应性强等优点而受到广泛关注、且国内也都在积极推广和投入使用，但是普通轻混凝土建筑砌块不能承重的缺点限制了它的应用领域。由于砌块具有重量轻、强度高，因此可以部分取代粘土砖和加气混凝土砌块，降低建筑工程造价等。但是它的耐久性和抗水性不可能达到理想取代普通红砖的技术水平，它的抗压强度也还是达不到承重墙体的要求。

中国发明申请200810062179.8公开了一种陶粒加气混凝土砌块的配方及其制造方法，其配方组成成份的重量比是：水泥12-26，粉煤灰26-46，陶粒16-28，矿渣2-6，煤渣2-6，水16-26，添加剂2；此配方制出的陶粒加气混凝土砌块容重较大，收缩率高而且抗压强度较低，小于12MPa。

总之，一直困扰学术界多年所不能解决的具有承重、高强，就难以保温、轻质；而具有轻质、保温，就难以高强、承重的这个大难题至今也没有解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种产品所使用的原材料，采用的是工矿企业的工业废弃填料，变废为宝，充分利用了自然资源，使废料优用，并使废料杜绝了二次污染，也彻底介决了造纸废料的出路；此外由该产品替代粘土砖，从而减少了泥土用量，保护了耕地。还具有较高抗压强度，自身密度低，隔热、隔音、防潮性能好的陶粒保温砖。

本发明的技术方案为提供一种陶粒保温砖，包括如下重量份比的原料组成：

陶粒：20-40份；钢铁炉渣：20-40份；萤石矿尾砂：5-10份；粉煤灰：8-9份；白泥：5-10份；水泥：5-10份；活化剂：1-3份。

优选的，作为本发明的改进，所述原料重量份比为：陶粒：30份；钢铁炉渣：30份；萤石矿尾砂：30份；粉煤灰：8份；白泥：8份；水泥：8份；活化剂：1份。

优选的，作为本发明的改进，所述陶粒以珍珠岩、凝灰岩、凝灰质砂页岩为原料，经过粉碎、焙烧，筛粉而成。

优选的，作为本发明的改进，所述活化剂为苹果酸。

本发明还提供了另一技术方案为提供一种陶粒保温砖的制备方法，包括以下步骤：

a、按以下重量份比称取原料，陶粒：20-40份；钢铁炉渣：20-40份；萤石矿尾砂：5-10份；粉煤灰：8-9份；白泥：5-10份；水泥：5-10份；活化剂：1-3份；

b、先将钢铁炉渣去铁质，然后将陶粒，钢铁炉渣，萤石矿尾砂，粉煤灰，白泥，水泥，活化剂，混合细磨成混合物；

c、将上述混合物进行搅拌，搅拌均匀后，浇注在模具内成型，成型后进行脱模，最后进行养护。

优选的，作为本发明的改进，上述陶粒保温砖的制备方法包括以下步骤：

a、按以下重量份比称取原料，陶粒：30份；钢铁炉渣：30份；萤石矿尾砂：30份；粉煤灰：8份；白泥：8份；水泥：8份；活化剂：1-3份；

b、先将钢铁炉渣去铁质，然后将钢铁炉渣，萤石矿尾砂，粉煤灰，白泥，水泥，活化剂，混合细磨成混合物；

c、将上述混合物和陶粒进行搅拌，搅拌均匀后，浇注在模具内成型，成型后进行脱模，最后进行养护。

优选的，作为本发明的改进，上述陶粒保温砖的制备方法中所述步骤c中养护方式为自然养护、蒸汽养护或养护机养护。

本发明的有益效果为本发明陶粒保温砖：1、绝对干容量为900-1000kg/m3，重量是普通混凝土产品的三分之一到四分之一，建筑使用该砌块做墙体，比采用传统粘土砖减轻自重约30％，减少地基基础建筑费用，降低工程造价。2、抗压强度高≥12MPa，比水泥制品高2倍(普通民用建筑用砖7.5MV)。3、保温隔热隔音性能好。由于陶粒的特殊结构形式及原材料的特殊性能，该产品保温、隔热隔音性能较普通粘土砖和混凝土砖好很多。4、具有耐火抗震性能。本发明产品采用的原材料均是不燃性材料，在高温下不会降低强度，在火焰中不会释放有毒气体，不会燃烧，耐火(最高使用温度可达1000-1150℃左右，使用该产品由于质轻而减轻了建筑物的自重，提高建筑物的抗震性能。并适合用于高烟囱、烟道的耐火砌体材料。5、耐久性好。由于所用原材料的特殊性，使产品能长期强度稳定、耐老化、耐酸碱、耐腐蚀。6、不爆裂、抗冻性能好。该产品在使用中实用性强，由于质轻、强度高，所以施工效率高并适用于各种建筑结构。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。

本发明可用的材料：

1)陶粒：

陶粒是以精选的天然岩石如珍珠岩、凝灰岩、凝灰质砂页岩等为原料，经破碎、筛分、成形、由回转窗焙烧而成。

陶粒外部具有坚硬的外表，内部具有封闭式的微孔结构，具有体轻、高强、隔热、耐火、耐水、耐化学及细菌腐蚀以及抗冻、抗震、隔音等优良性能。

陶粒原料的化学成分主要是SiO₂和AL2O₃，在原料中占约3/4，是成陶的主要成分；另外Na₂O、K₂O、CaO、MgO等熔剂氧化物，生产陶粒过程中起助熔作用；FeS₂、白云石、方解石、CaSO₄(石膏)、C碳等是发气物质，能使主体物质发泡形成微孔结构。

从耐火保温方面来看，目前比较通用的材料除了页岩外，还有石棉、玻璃棉。但玻璃棉由于随着湿度的增大，热导本随之上升，耐高温及保温效果较差，不适合在此产品中应用。而从环保角度考虑，石棉材料对人体有害，目前在欧美被禁止使用，我国对此也有使用限制。而以天然岩石为材料制成的陶粒原料，具有不燃无毒、导热系数低，吸音性能好、绝缘、化学稳定性能好，使用时间长等特点，是国外公认的理想保温耐火材料。最高使用温度可达1000-1150℃左右，耐火性能很好。由于在常温条件下(25℃左右)，陶粒的热导本通常在0.03-0.047W/(mok)之间，所以产品的绝热性能好。由于产品具有多孔性结构，当声波通过时，由于流阻的作用产生磨擦，使声能一部分为材料吸收。阻碍了声波的传递达到隔音和吸声性能优良的效果。

我公司生产的这种新型砖，原材料虽大部分是利用工矿企业生产过程中的废弃的废料，但原料中又加入有特殊性能的优良陶粒，使该新型砖充分体现了陶粒的优良特性，使此新型砖具有节能、环保、耐火、隔热、隔音、保温、耐酸碱等优良功能。

(2)钢铁炉渣：

钢铁炉渣中含有少量铁渣及大量矿物质原料、如炭、二氧化硅等。钢铁炉渣中先得铁屑等金属物质经过筛选、清理除净、剩余部分都是二氧化硅SiO₂、灰分、及少量氧化钙CaO等物质，而这些物质又是制造砖瓦的优质原料，与采用粘土生产的粘土砖瓦相比，其优质粘土中所含有的物质与此相近。

(3)萤石矿尾矿：

萤石(也称氟石)是一种溶点较低的矿物。萤石的化学成分为氟化钙(CaF₂)，并且常含有氯、稀土元素、赤铁矿、铅、锌、沥青等杂质。此外，萤石是一种多成因的矿物，在伴生有用矿产中，常伴生有重晶石、石膏、方解石、白云石及铅锌硫化物等。萤石矿床中的萤石，往往需要经过机械选矿后方能满足工业要求。我们所采用的原料之一就是萤石矿选矿过后的废料——尾矿。

在萤石矿的尾矿中含有大量的方解石、白云石、石灰石、叶腊石、粘土等物质，并含有少量的萤石矿粉、稀土元素等物质。尾矿是萤石矿选矿后的废料弃物，而该工艺中把这项废料用作制环保砖的原料之一，具有重要作用。因为叶腊石、方解石、石灰石、萤石原本是陶瓷工业的重要原料及配料，在此项制造环保砖的技术中，由于叶腊石具有耐火性能，使我厂的环保砖与其他砖类产品比有很高的耐火性。由于氟元素的特殊化学性能，使此环保砖具有超强度的特性。由于稀土元素具有与气体的作用，用作“去气剂”，减少砖块中的气体；具有与杂质的作用，可以脱硫，用以防脆，此外，少量的稀土元素还可以大大提高抗氧化性。所以，由于萤石矿尾矿作为原料使用，使产品具有超强、耐久、稳定、防火的优良特性。

(4)粉煤灰：

粉煤灰是火电厂的固体废渣，具有火山灰的活性，具质轻(与同类产品比，重量约轻20％)，导热系数小，能改善物理性质。

(5)造纸废弃物(白泥)

目前我国造纸生产多采用草浆造纸法，为了减少造纸废液对环境的污染，一般要对废液进行回收处理，但在回收工艺中产生大量残渣(即白泥)，会造成二次污染。

白泥以CaCO₃为主要成分，将造纸工业废料综合利用，作为该生产的主要原料之一。由于白泥呈强碱性，具有很强的固氟效果，对提高产品的质量起一定作用。

(6)水泥：用作为粘合固化剂

(7)苹果酸：(少量)

苹果酸又名2-羟基丁二酸，分子或C₄H₆O₅在原料配比中加入少量的苹果酸可起到活化的剂的作用，并对于配方中的各种化学成分之间起到固化的作用。

(8)陶粒：所述陶粒为珍珠岩、凝灰岩、凝灰质砂页岩为原料，经过粉碎，焙烧，筛粉而成。具体可为如下步骤：

1、选择优质原料，开采舍有粘土矿物成分总量大于40％的以伊利石、蒙托石为主，高岭石、沸石为辅组成的凝灰质砂页岩或珍珠岩、凝灰岩；

2、将上述原料加入10％的水，放入搅拌机进行充分搅拌，使物料水份混合均匀，将已搅拌均匀，总含水量在40％的物料送入挤粒机造粒；

3、经筛选将合格颗粒送入回转窖经预热带和烧成带进行烧制，预热带温度从120℃开始逐渐升温，预热40分钟进入烧成带，烧成带温度在1300，烧成时间2～5分钟；回转窖的转速控制在1.5转/分，排风量为27000～31000立方米/分，此时页岩颗粒充分膨胀，制成陶粒；

4、烧成后的页岩陶粒流入冷却滚筒，冷却时间为5～8分钟，使页岩陶粒的温度降至100℃以下，经检验即可入库。

实施例1

一种陶粒保温砖的制备方法，包括以下步骤：

a、按以下重量份比称取原料，陶粒：20份；钢铁炉渣：20份；萤石矿尾砂：20份；粉煤灰：8份；白泥：5份；水泥：5份；活化剂：1份；

c、将上述混合物和陶粒进行搅拌，搅拌均匀后，浇注在模具内成型，成型后进行脱模，最后进行养护。养护方式为自然养护、蒸汽养护或养护机养护。

实施例2

一种陶粒保温砖的制备方法，包括以下步骤：

a、按以下重量份比称取原料，陶粒：40份；钢铁炉渣：40份；萤石矿尾砂：30份；粉煤灰：9份；白泥：10份；水泥：10份；活化剂：3份；

实施例3

一种陶粒保温砖的制备方法，包括以下步骤：

a、按以下重量份比称取原料，陶粒：30份；钢铁炉渣：30份；萤石矿尾砂：30份；粉煤灰：8份；白泥：8份；水泥：8份；活化剂：3份；

上述实施例1到实施例3得到的产品，产品规格：6000×2000×2400(mm)经检测，各取实施例1到实施例3的1000块陶粒保温砖，测量的各项数据的平均值如表1所示：

表一

1、产品绝对干容量为900-1000kg/m3，重量是普通混凝土产品的三分之一到四分之一，建筑使用该砌块做墙体，比采用传统粘土砖减轻自重约30％，减少地基基础建筑费用，降低工程造价。

2、抗压强度高≥12MPa，比水泥制品高2倍(普通民用建筑用砖7.5MV)。

3、保温隔热隔音性能好。

由于陶粒的特殊结构形式及原材料的特殊性能，该产品保温、隔热隔音性能较普通粘土砖和混凝土砖好很多。

4、具有耐火抗震性能。

由于该产品采用的原材料均是不燃性材料，在高温下不会降低强度，在火焰中不会释放有毒气体，不会燃烧，耐火(最高使用温度可达1000-1150℃左右)，使用该产品由于质轻而减轻了建筑物的自重，提高建筑物的抗震性能。并适合用于高烟囱、烟道的耐火砌体材料。

5、耐久性好。

由于所用原材料的特殊性，使产品能长期强度稳定、耐老化、耐酸碱、耐腐蚀。

6、不爆裂、抗冻性能好。

该产品在使用中实用性强，由于质轻、强度高，所以施工效率高并适用于各种建筑结构。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种陶粒保温砖，其特征在于：包括如下重量份比的原料：

2.根据权利要求1所述的陶粒保温砖，其特征在于，所述原料的重量份比为：陶粒：30份；钢铁炉渣：30份；萤石矿尾砂：30份；粉煤灰：8份；白泥：8份；水泥：8份；活化剂：3份。

3.根据权利要求1所述的陶粒保温砖，其特征在于，所述陶粒以珍珠岩、凝灰岩、凝灰质砂页岩为原料，经过粉碎，焙烧，筛粉而成。

4.根据权利要求1所述的陶粒保温砖的制备方法，其特征在于，所述活化剂为苹果酸。

5.一种陶粒保温砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的陶粒保温砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、按以下重量份比称取原料，陶粒：30份；钢铁炉渣：30份；萤石矿尾砂：30份；粉煤灰：8份；白泥：8份；水泥：8份；苹果酸：3份；

7.根据权利要求6所述的高掺量粉煤灰轻质保温砖块的制备方法，其特征在于，所述步骤c中养护方式为自然养护、蒸汽养护或养护机养护。