CN102633476B

CN102633476B - 一种植物纤维工业灰渣混凝土砌块材料及其生产工艺

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Publication number: CN102633476B
Application number: CN2012101422139A
Authority: CN
Inventors: 林建平; 胡晏义; 张兰英; 娄霓; 胡修坤; 何建清; 高宝林; 陈静
Original assignee: HUBEI TIANRANJU WALL MATERIAL CO Ltd; China Architecture Design and Research Group Co Ltd
Current assignee: HUBEI TIANRANJU WALL MATERIAL CO Ltd; China Architecture Design and Research Group Co Ltd
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2032-05-09
Also published as: CN102633476A

Abstract

本发明涉及一种植物纤维工业灰渣混凝土砌块材料及其生产工艺，各配料组分和含量（重量）为：植物纤维15%~30%、工业灰渣35%~45%、河砂或石屑粉20%~30%、水泥6%~8%，含有0.5~1.0%外加剂的水。其中，所述的工业灰渣为石膏渣、粉煤灰，和炉渣和其它工业灰渣，所述的工业灰渣按下述比例配制：石膏渣占工业灰渣40-60%（重量），粉煤灰占工业灰渣20-30%（重量），其余为炉渣或其它工业灰渣，且石膏渣与粉煤灰的重量比为2：1。其生产工艺中坯体仅需静停30min。本发明披露的砌块重量轻，且保温、隔热、隔音性能良好，不仅实现资源的重复循环，而且避免了生态系统的破坏和环境的污染。同时砌块生产采用无污染免烧工艺路线，无“三废”排放。

Description

一种植物纤维工业灰渣混凝土砌块材料及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种植物纤维工业灰渣混凝土砌块材料，属于建筑材料技术领域。

背景技术

建筑墙体材料是一长线产品，资源、能源、环境、经济和性能是建筑材料工业发展必须综合考虑的问题。现在人类已开始面临自然资源的日渐枯竭的威胁，对自然资源的过量消耗和废弃势必带来生态系统的破坏和环境污染。随着墙材革新与建筑节能设计标准的不断提高，市场对新型墙体材料在品种、性能及使用功能上的要求也在不断提高。

在砌块材料利废方面，多是回收工业无机废料，如CN102276159A，提出了一种利用电石生产烟道灰制作砌块的配方及方法，其所用的电石烟道灰与粒状惰性固体工业废料属于矿物无机废料，CN201972295U公开了一种建筑垃圾再生混凝土空心砌块，砌块体采用的建筑垃圾及铁矿山废弃排岩亦属矿物无机废料。生产该类墙材的原料均受大工业置业发展限制。墙体材料是长线产品，要保障墙体材料源源不断供给，必须考虑再生资源的利用。CN101885596A公开了一种植物纤维水泥基砌块材料及其制备方法，此发明砌块材料虽包含有机废料植物纤维，但含量较低，为4%~8%（重量比），且只用于密肋复合墙结构体系的填充砌块，尚不能用于承重墙体，应用范围较窄。

中国专利文献CN1948216A披露了一种植物纤维石膏渣空心砌块的生产方法，具体步骤为：（1）将配料混合，配料包括植物纤维、石膏渣、水泥、河砂或石屑粉，配料各组分的重量百分比为：植物纤维21－31％、石膏渣35－45％、水泥6－8％、河砂或石屑粉25－35％；（2）加入含有0.8－1.2％外加剂的水搅拌成粘稠状；（3）放入砌块成型机中挤压成型；（4）养护风干，成品。该专利文献所述的植物纤维石膏渣空心砌块重量轻且有较好的隔音、隔热、保温效果。但是，其采用水泥与石膏渣为胶结料，其胶结性能不好，在制作过程中胚体需要静停的时间较长，不利于工业化生产。

中国专利文献CN101830672A披露了一种建筑材料，其包括如下重量份的原料：植物颗粒30-120份、粉煤灰30-120份、炉渣18-72份、水泥70-280份和添加剂2-8份。该专利文献所述的的建筑材料具有轻质、隔音、隔热等优点，且满足一定强度，可以用作隔热垫层，墙体填充材料，屋面板填充材料，内外隔墙的浇筑料等，其组分中的粉煤灰作为掺合料，但由于炉渣通常体积较大，作为骨料影响混合料的整体性能。该建筑材料中未采用石膏渣，混合料的胶结性能更差，在制作过程中胚体需要静停的时间更长，不利于工业化生产。

中国期刊《新型建筑材料》2006年第8期中《植物纤维石膏渣空心砌块的生产》文章披露了一种植物纤维石膏渣空心砌块生产工艺（参见其第26页第2项生产工艺中的工艺流程图1）。其中具体公开了将植物纤维、河沙、水泥、石膏渣粉计量，与外加剂混合搅拌，模压成型，移动坯体托盘静停40分钟，堆垛自然养护12-15天后检验出厂。该工艺中坯体托盘需要静停40分钟，静停时间较长，不利于生产效率的提高。

发明内容

针对目前新型墙材废弃物利用只局限于利用大工业废弃物置业的产业布局，从可持续发展的战略角度出发，充分开发利用农业废弃物等再生资源，拓宽农业废弃物回收应用途径，有效改善植物纤维粉屑集料松散，塑性差，不易成型，且成型后强度低等问题，提出一种容重小，强度高，保温隔热性能好的绿色植物纤维工业灰渣混凝土砌块。利用工业灰渣、农业废弃物（如稻草、麦草、谷壳、棉梗等）、粉煤灰为掺合料，水泥与石膏渣为胶结料，配以其它辅助及调剂材料，经搅拌、振动、加压成型，制作出的容重小，强度高，保温隔热性能好的绿色墙体砌块，既可用于承重墙体，也可用于非承重墙体。尤其是，为了缩短在制作过程中胚体静停的时间，通过大量实验确定各组分的比例。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述一种植物纤维工业灰渣混凝土砌块的材料，其特征在于：各配料组分和含量为：植物纤维15%~30%（重量）、工业灰渣35%~45%（重量）、河砂或石屑粉20%~30%（重量）、水泥6%~8%（重量），含有0.5~1.0%（重量）外加剂的水。其中，所述的工业灰渣为石膏渣、粉煤灰，炉渣和其它工业灰渣，所述的工业灰渣按下述比例（下述百分比指占工业灰渣的百分比）配制：石膏渣40-60%（重量比），粉煤灰20-30%（重量比），其余为炉渣和/或其它工业灰渣，且石膏渣与粉煤灰的重量比为2∶1。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

（1）植物纤维工业灰渣混凝土砌块体质轻。秸秆粉屑、谷壳等的掺入，降低了制品的容重，从而降低建筑基础和主体材料费用，同时还提高了建筑物抗震能力。

（2）植物纤维工业灰渣混凝土砌块砌筑省工省料，加快施工速度。在工艺上把砌块的空心不穿透，产品为盲孔砌块，保留了完整的铺浆面。

（3）植物纤维工业灰渣混凝土砌块隔声效果好。使用该砌块在相同的隔音效果下，可增大建筑物使用面积。

（4）植物纤维工业灰渣混凝土砌块建筑居住空间更舒适。砌块中石膏尾矿渣粉的应用，可以自行调节空间水分，改善微环境。

（5）植物纤维工业灰渣混凝土砌块吃钉力好，可给居民带来生活便利。

（6）植物纤维工业灰渣混凝土砌块为绿色墙体材料。砌块原料是对工农商业废弃物的综合利用，不仅实现资源的重复循环，而且避免了生态系统的破坏和环境的污染。

（7）采用石膏渣与粉煤灰的石膏渣与粉煤灰的重量比为2∶1，使得胶结料和掺合料的比例得到优化，大大缩短了混合料制成胚体所需的静停时间，提高了生产效率。

本发明特征还在于提供一种生产效率高的植物纤维工业灰渣混凝土砌块生产工艺，其技术方案如下：

A．采用前述组分和比例配制混合料，放进搅拌机中进行搅拌，搅拌时间不低于60秒。

B．再放入模压成型机中进行模压成型，模压成型时间为15—20秒。

C．接着将装有空心砌块产品的模型托板从固定成型机中去除，移动坯体静停30min。

D．放入到养护车间养护，养护期间头两天需每天浇水两次，养护车间温度保持在35到40摄氏度。

E．养护28天后检验出厂。

与现有技术相比，该生产工艺中坯体静停时间缩短，大大提高了生产效率。

具体实施方式

（一）植物纤维工业灰渣混凝土砌块具体实施方式

一种植物纤维工业灰渣混凝土砌块的材料，其特征在于：各配料组分和含量为：植物纤维15%~30%（重量）、工业灰渣35%~45%（重量）、河砂或石屑粉20%~30%（重量）、水泥6%~8%（重量），含有0.5~1.0%（重量）外加剂的水。

实施例一

一种植物纤维水泥基砌块材料配合比见表一：

表一MU2.5～MU3.5级配比

物料

秸秆粉屑

谷壳

河砂

膏渣粉

水泥

外加剂

配比%

17.8

13.0

25

31.5

8

360-400L/m³

上表中的膏渣粉至少包括石膏渣与粉煤灰，且石膏渣占膏渣粉总重量的40%，粉煤灰占膏渣粉总重量的20%，其余为炉渣。

步骤一：按照表一所述的植物纤维工业灰渣混凝土砌块材料的组分和含量称取材料，其中植物纤维（秸秆粉屑、谷壳）呈长细状，粉碎后长度为6mm~12mm的纤维体积比占40%以上。

步骤二：按照步骤一所称取的材料组分加入搅拌机中，加水搅拌至粘稠状。

步骤三：将步骤二中粘稠状混合物放入砌块成型机中模压成型；

步骤四：将步骤三中模压成型试件养护风干，成品。

试验证明，按照生产工艺步骤，产品的平均抗压强度为2.5MPa~3.5MPa，表观密度600kg/m³以下。

实施例二

一种植物纤维水泥基砌块材料配合比见表二：

表二MU5.0级配比

物料

秸秆粉屑

谷壳

河砂

轻烧镁粉

膏渣粉

外加剂

配比%

16.0

10.2

26

8

35

380-420L/m³

上表中的膏渣粉至少包括石膏渣与粉煤灰，且石膏渣占膏渣粉总重量的60%，粉煤灰占膏渣粉总重量的30%，其余为炉渣。

步骤一：按照表二所述的植物纤维水泥基砌块材料配合比的组分和含量称取材料。

其他工艺同实施例一，试验证明，按照生产工艺步骤，产品的平均抗压强度为5.0MPa，表观密度800kg/m³以下。

实施例三

一种植物纤维水泥基砌块材料配合比见表三：

表三MU10.0级配比

物料

秸秆粉屑

谷壳

河砂

水泥

膏渣粉

外加剂

配比%

13.0

8.5

30

10

35.5

420-450L /m³

上表中的膏渣粉至少包括石膏渣与粉煤灰，且石膏渣占膏渣粉总重量的50%，粉煤灰占膏渣粉总重量的25%，其余为炉渣。

步骤一：按照表三所述的植物纤维水泥基砌块材料配合比的组分和含量称取材料。

其他工艺同实施例一，试验证明，按照生产工艺步骤，产品的平均抗压强度为10.0MPa，表观密度1000kg/m3以下。

对比实验数据如下：

实验表明，采用上述组分且采用石膏渣与粉煤灰的重量比为2∶1，混合料制成胚体所需的静停时间大大缩短，有利于工业化生产，大大提高了生产效率。

（二）生产工艺的实施方式

实施例一：

将水泥10份（重量），植物纤维30份（重量），工业灰渣55份（重量），河砂或石屑粉15份（重量），水8份（重量），所述的工业灰渣按下述比例（下述百分比指占工业灰渣的百分比）配制：石膏渣60%（重量），粉煤灰30%（重量），其余为炉渣或其它工业灰渣，且石膏渣与粉煤灰的重量比为2∶1，加入适量外加剂放进搅拌机中进行搅拌，搅拌时间不低于60秒，取出后放在模型托板上，再放入固定成型机中进行模压成型，模压成型时间为15~20秒，接着将装有空心砌块产品的模型托板从固定成型机中去除，移动坯体静停30min后放入到养护车间养护，养护期间头两天需每天浇水两次，养护车间温度保持在35到40摄氏度，养护28天后检验出厂。390mm×240mm×190mm、390mm×190mm×190mm。

实施例二：

将水泥15份（重量），植物纤维20份（重量），工业灰渣35份（重量），河砂或石屑粉35份（重量），水7份（重量），所述的工业灰渣按下述比例（下述百分比指占工业灰渣的百分比）配制：石膏渣50%（重量），粉煤灰25%（重量），其余为炉渣或其它工业灰渣，且石膏渣与粉煤灰的重量比为2∶1加入适量外加剂放进搅拌机中进行搅拌，搅拌时间不低于60秒，取出后放在模型托板上，再放入固定成型机中进行模压成型，模压成型时间为15~20秒，接着将装有空心砌块产品的模型托板从固定成型机中去除，移动坯体静停30min后放入到养护车间养护，养护期间头两天需每天浇水两次，养护车间温度保持在35到40摄氏度，养护28天后检验出厂。规格为390mm×240mm×190mm、390mm×190mm×190mm。

实施例三：

将水泥15份（重量），植物纤维15份（重量），工业灰渣25份（重量），河砂或石屑粉45份（重量），水6份（重量），所述的工业灰渣按下述比例（下述百分比指占工业灰渣的百分比）配制：石膏渣40%（重量），粉煤灰20%（重量），其余为炉渣或其它工业灰渣，且石膏渣与粉煤灰的重量比为2∶1，加入适量外加剂放进搅拌机中进行搅拌，搅拌时间不低于60秒，取出后放在模型托板上，再放入固定成型机中进行模压成型，模压成型时间为15~20秒，接着将装有空心砌块产品的模型托板从固定成型机中去除，移动坯体静停30min后放入到养护车间养护，养护期间头两天需每天浇水两次，养护车间温度保持在35到40摄氏度，养护28天后检验出厂。规格为390mm×190mm×190mm。

Claims

1.一种植物纤维工业灰渣混凝土砌块材料，其特征在于：各配料组分和含量为：植物纤维15%～30%（重量比）、工业灰渣35%～45%（重量比）、河砂或石屑粉20%～30%（重量比）、水泥6%～8%（重量比），含有0.5～1.0%（重量比）外加剂的水，其中，所述的工业灰渣为石膏渣、粉煤灰，和炉渣和其它工业灰渣，所述的工业灰渣按下述比例配制：石膏渣占工业灰渣40%（重量比），粉煤灰占工业灰渣20%（重量比），其余为炉渣或其它工业灰渣，且石膏渣与粉煤灰的重量比为2：1，所述水泥为早强水泥，制造过程中胚体所需的静停时间为25-30分钟；所述的植物纤维包括秸秆、稻草、麦草、谷壳、棉梗中的至少一种；所述的植物纤维呈长细状，粉碎后长度为6mm～12mm的纤维体积比占40%以上；所述的工业灰渣包括煤渣、炉渣、煤矸石、石膏尾矿渣中的至少一种；粗河砂和石膏尾矿渣的细度要求为110目；所述外加剂含有聚羧酸减水剂，防腐剂，对砌块中的植物纤维起到防腐作用，对砌块成型起到快速凝结作用。