CN102690093A - 一种高强耐水磷石膏蒸养砖及其制备方法 - Google Patents

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薛俊
王培雄
邹志鹏
李先福
赖小莹
梁永忠
曹宏
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Abstract

本发明涉及一种蒸养砖及其制备方法。一种高强耐水磷石膏蒸养砖,其特征在于它由细砂、胶凝材料、硅灰(或煅烧高岭土)和添加剂制备而成,其中,细砂:胶凝材料:硅灰(或煅烧高岭土)的质量比为0.1~1∶1∶0.1~0.2;所述胶凝材料由磷石膏、石灰、粉煤灰、水泥和水混合制成,其中,磷石膏、石灰、粉煤灰和水所占重量百分数为:磷石膏34~60%,石灰9~15%,粉煤灰24~50%,水7~9%;水泥为磷石膏、石灰、粉煤灰和水的质量总和的10%;添加剂的添加量为胶凝材料中粉煤灰质量的0.5~1.5%,所述添加剂选自三乙醇胺、水玻璃中的一种或者二者按任意配比的混合物。该方法原料易得,生产工艺简单,所制备的蒸养砖的抗压和抗折强度高。

Description

一种高强耐水磷石膏蒸养砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种蒸养砖及其制备方法,具体涉及一种利用磷石膏制成的蒸养砖及其制备方法,属于建筑材料制备技术领域。
背景技术
磷石膏是湿法生产磷酸过程中产生的一种工业副产物,据报道,每生产1吨磷酸要排出4~5吨的磷石膏,而目前世界上磷石膏年排量约为11000~13000万吨,其中只有少量得到了利用,日本、澳大利亚等一些国家由于土地资源紧张、缺乏天然石膏等,发展了很多磷石膏循环再利用的技术,磷石膏的利用率很高。在我国,随着化学工业的发展,磷石膏的排放量在不断地增加,但是回收利用率偏低,不足20%,导致磷化工厂周围的磷石膏堆积如山,不仅占用了大量的土地资源,而且对生态环境也造成严重影响。因此,如何变废为宝将磷石膏资源化利用成了人们越来越关注的问题。
同时,为了改变我国建材行业中长期以粘土为原料生产烧结砖这一大量浪费土地资源、破坏耕地的做法,我国于2003年6月30日起禁止生产、使用、销售实心粘土砖,并提倡研究使用工业废料作为新型建材。于是,很多学者开始着手研究利用磷石膏作为主要原料来制备各种建筑用材料,并取得了一定的研究成果,如四川大学和瓮福集团联合研究在石膏基材料中掺入水泥类粘合剂得到高强度砌块,又如在2009年,贵州的开磷集团建成了新型磷石膏标砖生产线,每年可以生产一亿块标砖以及20万吨建筑石膏粉。除此之外,还产生了不少利用磷石膏制砖的专利技术,如公开号为CN 101497516A(高强磷石膏墙体材料及采用该材料制砖的方法)、公开号为CN 101508556A(工业废渣磷石膏免烧砖及其生产方法)、公开号为CN 101830677A(免煅烧脱硫石膏·磷石膏,石膏砖、砌块及其生产方法)、公开号为CN 101265067A(一种耐水高强石膏基混凝土砖或砌块及其生产方法)、公开号为CN 1915894A(一种磷石膏复合砖及其生产方法)等专利文献。但以磷石膏为主要原料制备的各种免烧砖或强度不高,或耐水性难以达到令人满意的效果,这严重阻碍了磷石膏砖的广泛推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强耐水磷石膏蒸养砖及其制备方法,该方法原料易得,生产工艺简单,所制备的蒸养砖(产品)的抗压和抗折强度高。
为了达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:一种高强耐水磷石膏蒸养砖,其特征在于它由细砂、胶凝材料、硅灰(或煅烧高岭土)和添加剂制备而成,其中,细砂:胶凝材料:硅灰(或煅烧高岭土)的质量比为0.1~1:1:0.1~0.2;
所述胶凝材料由磷石膏、石灰、粉煤灰、水泥和水混合制成,其中,磷石膏、石灰、粉煤灰和水所占重量百分数为:磷石膏34~60%,石灰9~15%,粉煤灰24~50%,水7~9%,各原料所占重量百分数之和为100%;水泥为磷石膏、石灰、粉煤灰和水的质量总和的10%;
添加剂的添加量为胶凝材料中粉煤灰质量的0.5~1.5%,所述添加剂选自三乙醇胺、水玻璃中的一种或者二者按任意配比的混合物。
所述硅灰可用煅烧高岭土来代替。
上述一种高强耐水磷石膏蒸养砖的制备方法,其特征在于它包括以下步骤:
1)按各原料所占重量百分数为:磷石膏34~60%,石灰9~15%,粉煤灰24~50%,水7~9%,各原料所占重量百分数之和为100%;水泥为磷石膏、石灰、粉煤灰和水的质量总和的10%,选取磷石膏、石灰、粉煤灰、水泥和水;将磷石膏、石灰、粉煤灰和水混合后,再加入水泥搅拌均匀,制得胶凝材料,备用;
2)按细砂:胶凝材料:硅灰(或煅烧高岭土)的质量比为0.1~1:1:0.1~0.2,选取细砂、胶凝材料和硅灰(或煅烧高岭土),混合,得到混合料A;
3)按添加剂的添加量为胶凝材料中粉煤灰质量的0.5~1.5%,向混合料中加入添加剂,搅拌,得到混合料B;
4)将上述搅拌好的混合料B倒入模具中放在振动台上振动3~8分钟后,在20~30MPa的压力下压制成型,得到砖坯;
5)将砖坯先在温度为25~30℃、相对湿度为90~95%的条件下养护一天,然后在90℃的温度下蒸养一天,再在室温下喷水养护五天,得到高强耐水磷石膏蒸养砖(产品)。
本发明的有益效果是:制砖用的原料简单易得,可根据工业废料就地取材,无须远程运输,而且制砖的生产工艺简单,制得的产品结构致密、质量好,其抗压强度的平均值在25Mpa以上(抗压强度高),抗折强度在5Mpa左右(抗折强度高),吸水率为15~18%,耐水性也得到明显提高,各项标准均符合JC/T422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》的要求。
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的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1~17,步骤1)、制备胶凝材料,按照以下表一中各原料组分的重量百分比进行配料:
表一
配料 磷石膏(wt%) 石灰(wt%) 粉煤灰(wt%) 水(wt%) 水泥为磷石膏、石灰、粉煤灰和水的质量总和(wt%)
实施例1 35 9 49 7 10
实施例2 35 9 47 9 10
实施例3 35 15 43 7 10
实施例4 35 15 41 9 10
实施例5 54 9 30 7 10
实施例6 52 9 30 9 10
实施例7 48 15 30 7 10
实施例8 46 15 30 9 10
实施例9 35 12 45 8 10
实施例10 50 12 30 8 10
实施例11 44 9 39 8 10
实施例12 41 15 36 8 10
实施例13 43 12 38 7 10
实施例14 42 12 37 9 10
实施例15 47 15 30 8 10
实施例16 34 9 50 7 10
实施例17 60 9 24 7 10
将上述实施例中称量好的磷石膏、石灰、粉煤灰和水充分混合后,再加入水泥搅拌均匀,制成胶凝材料,备用。
步骤2)、制备磷石膏蒸养砖,按照以下表二中各物料组分的质量比例进行配料:
表二
配料 胶凝材料 细砂 硅灰(或者煅烧高岭土)
实施例1 1 1 0.1
实施例2 1 0.5 0.15
实施例3 1 1 0.2
实施例4 1 0.8 0.1
实施例5 1 0.3 0.2
实施例6 1 1 0.1
实施例7 1 0.5 0.15
实施例8 1 1 0.2
实施例9 1 0.8 0.1
实施例10 1 0.3 0.2
实施例11 1 1 0.1
实施例12 1 0.5 0.15
实施例13 1 1 0.2
实施例14 1 0.8 0.1
实施例15 1 0.3 0.2
实施例16 1 0.1 0.1
实施例17 1 0.1 0.2
将细砂和硅灰按上述实施例1~5中的比例加入备用的胶凝材料中,并加入占粉煤灰质量1%的添加剂,添加剂选自三乙醇胺,加入添加剂后搅拌均匀,再将拌和好的混合料倒入模具中放在振动台上振动5分钟后,在25MPa的压力下压制成型;将成型得到的砖坯先在温度为25~30℃、相对湿度为90~95%的条件下养护一天,然后在90℃的温度下蒸养一天,再在室温下喷水养护五天,得到高强耐水磷石膏蒸养砖(产品)。对按照上述方法制得的高强耐水磷石膏蒸养砖进行强度及砖块吸水率测试,测得其抗压强度的平均值在25Mpa以上,抗折强度在5Mpa左右,吸水率为15~18%,耐水性也得到明显提高,各项标准均符合JC/T422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》的要求。
将细砂和硅灰按上述实施例6~10中的比例加入备用的胶凝材料中,并加入占粉煤灰质量0.5%的添加剂,添加剂选自水玻璃,加入添加剂后搅拌均匀,再将拌和好的混合料倒入模具中放在振动台上振动3分钟后,在20MPa的压力下压制成型;将成型得到的砖坯先在温度为25~30℃、相对湿度为90~95%的条件下养护一天,然后在90℃的温度下蒸养一天,再在室温下喷水养护五天,得到高强耐水磷石膏蒸养砖(产品)。对按照上述方法制得的高强耐水磷石膏蒸养砖进行强度及砖块吸水率测试,测得其抗压强度的平均值在25Mpa以上,抗折强度在5Mpa左右,吸水率为15~18%,耐水性也得到明显提高,各项标准均符合JC/T422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》的要求。
将细砂和硅灰按上述实施例11~15中的比例加入备用的胶凝材料中,并加入占粉煤灰质量1.5%的添加剂,添加剂选自三乙醇胺和水玻璃中的混合物,三乙醇胺和水玻璃的质量各占一半,加入添加剂后搅拌均匀,再将拌和好的混合料倒入模具中放在振动台上振动8分钟后,在30MPa的压力下压制成型;将成型得到的砖坯先在温度为25~30℃、相对湿度为90~95%的条件下养护一天,然后在90℃的温度下蒸养一天,再在室温下喷水养护五天,得到高强耐水磷石膏蒸养砖(产品)。对按照上述方法制得的高强耐水磷石膏蒸养砖进行强度及砖块吸水率测试,测得其抗压强度的平均值在25Mpa以上,抗折强度在5Mpa左右,吸水率为15~18%,耐水性也得到明显提高,各项标准均符合JC/T422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》的要求。
将细砂和煅烧高岭土按上述实施例16~17中的比例加入备用的胶凝材料中,并加入占粉煤灰质量1.5%的添加剂,添加剂选自三乙醇胺和水玻璃中的混合物,三乙醇胺和水玻璃的质量各占一半,加入添加剂后搅拌均匀,再将拌和好的混合料倒入模具中放在振动台上振动6分钟后,在30MPa的压力下压制成型;将成型得到的砖坯先在温度为25~30℃、相对湿度为90~95%的条件下养护一天,然后在90℃的温度下蒸养一天,再在室温下喷水养护五天,得到高强耐水磷石膏蒸养砖(产品)。对按照上述方法制得的高强耐水磷石膏蒸养砖进行强度及砖块吸水率测试,测得其抗压强度的平均值在25Mpa以上,抗折强度在5Mpa左右,吸水率为15~18%,耐水性也得到明显提高,各项标准均符合JC/T422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》的要求。
本发明中各原料组分的上下限取值以及区间取值,都有能实现本发明,在此不一一列举实施例。

Claims (2)

1.一种高强耐水磷石膏蒸养砖,其特征在于它由细砂、胶凝材料、硅灰(或煅烧高岭土)和添加剂制备而成,其中,细砂:胶凝材料:硅灰(或煅烧高岭土)的质量比为0.1~1:1:0.1~0.2;
所述胶凝材料由磷石膏、石灰、粉煤灰、水泥和水混合制成,其中,磷石膏、石灰、粉煤灰和水所占重量百分数为:磷石膏34~60%,石灰9~15%,粉煤灰24~50%,水7~9%,各原料所占重量百分数之和为100%;水泥为磷石膏、石灰、粉煤灰和水的质量总和的10%;
添加剂的添加量为胶凝材料中粉煤灰质量的0.5~1.5%,所述添加剂选自三乙醇胺、水玻璃中的一种或者二者按任意配比的混合物。
2.一种制备权利要求1所述的高强耐水磷石膏蒸养砖的方法,其特征在于它包括以下步骤:
1)按各原料所占重量百分数为:磷石膏34~60%,石灰9~15%,粉煤灰24~50%,水7~9%,各原料所占重量百分数之和为100%;水泥为磷石膏、石灰、粉煤灰和水的质量总和的10%,选取磷石膏、石灰、粉煤灰、水泥和水;将磷石膏、石灰、粉煤灰和水混合后,再加入水泥搅拌均匀,制得胶凝材料,备用;
2)按细砂:胶凝材料:硅灰(或煅烧高岭土)的质量比为0.1~1:1:0.1~0.2,选取细砂、胶凝材料和硅灰(或煅烧高岭土),混合,得到混合料A;
3)按添加剂的添加量为胶凝材料中粉煤灰质量的0.5~1.5%,向混合料中加入添加剂,搅拌,得到混合料B;
4)将上述搅拌好的混合料B倒入模具中放在振动台上振动3~8分钟后,在20~30MPa的压力下压制成型,得到砖坯;
5)将砖坯先在温度为25~30℃、相对湿度为90~95%的条件下养护一天,然后在90℃的温度下蒸养一天,再在室温下喷水养护五天,得到高强耐水磷石膏蒸养砖。
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