CN102924027B - 一种高可塑成型的粉煤灰蒸养砖 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高可塑成型的粉煤灰蒸养砖，含有下述重量百分比的成分：粉煤灰75-80%，炉渣10-15%、水泥2.5-3.5%、生石灰4.5-5.5%、石膏0.4-0.6%，粉煤灰塑化剂2.3-2.7%。本发明的专用粉煤灰砖坯料塑化剂，用量小且塑化效果好，能使粉煤灰砖的掺量大幅度的提高，在生产上操作简易，可降低生产成本，原料来源广泛，价格低，可以大大降低生产成本。同时本发明提供制备高掺量粉煤灰蒸养砖的配方及其生产工艺，此工艺结合粉煤灰砖坯料塑化剂的使用，采用蒸养的方法制备粉煤灰砖在设备投资上资金投入少，产品耗能少，有效地降低产品的总成本，具有较高的经济、社会效益。

Description

一种高可塑成型的粉煤灰蒸养砖

技术领域

本发明属建筑材料领域，尤其涉及一种高可塑成型的粉煤灰蒸养砖。

背景技术

从2000年6月1目起，一些沿海城市和土地资源缺少的城市已开始禁止使用粘土砖，并根据条件限制其他粘土制品的生产和使用。针对这种情况，用粉煤灰代替粘土生产烧结砖十分必要。

粉煤灰是经过高温处理的原料，是一种瘠性材料，没有塑性，仅用粉煤灰一种原料是不能生产烧结砖的，这是由于它的不紧密堆积性和松散性及缺乏粘结性，而导致不能成型，必须加入适量的粘结剂。

粉煤灰免烧砖，一般采用蒸压或蒸养的方法制备。粉煤灰免烧砖一般需要外加入水泥、石灰、石膏、赤泥、等材料。现有技术的粉煤灰砖多数粉煤灰掺量都比较低，一般不超过50％，粘结剂多采用高塑性优质粘土。同时粉煤灰砖掺量低时仍需大量的粘土材料，既不符合国家有关保护耕地和自然生态及墙体材料改革的政策，也不能真正达到粉煤灰治理的要求。

因此免烧砖必须充分挖掘粉煤灰活性，减少粘结料的用量，而蒸压的方法在设备投资上占用了大量资金，同时也带来了产品耗电多，产品成本高的必然结果，以使其最终达到降低成本、减少投资的目的，因此，对能可塑成型的高掺量粉煤灰蒸养砖的制备的研究非常重要。

近来有文献和专利公开的关于“高掺量粉煤灰烧结建筑用砖及其制备方法”，其粉煤灰掺量可高达85-95%重量份，其所用的粘接剂为钠基澎润土和由硫化镁、三氧化二铁、氧化亚铁组成的改性添加剂。其中价格较贵的钠基膨润土和改性添加剂至少为13.64％，其产成品成本显然较高，难以在市场立足。

另有采用其余3.5％的水玻璃作为粘接剂，该粉煤灰砖的粉煤灰含量可达95％以上，其存在的不足是水玻璃含量太高。令市场难以承受。同样其干燥时间也较长，在人工环境下，利用干燥介质进行干燥，仍需要36-48小时。焙烧时间在17-20小时左右，而且焙烧过程中温度需阶梯式提高，其过程控制不易掌握，砖的质量难以保证。

研究表明：蒸压成型砖能生成结晶度较好的托贝莫来石等水化产物，它的收缩性小，建筑中应用比较好；但蒸压的方法在设备投资上占用了大量资金，同时也带来了产品耗电多，产品成本高的必然结果。

蒸养成型砖强度没有问题，但制品收缩大，墙体易开裂，这是因为其主要的水化产物是C-S-H等凝胶。因此，要做好蒸养成型制品必须控制胶料和骨料的比，控制单位体积的胶凝材料用量，同时在蒸养升温制度上控制好，降低砖的开裂状况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种价格低廉，粉煤灰掺量高达80wt％时，塑化效果好的高掺量粉煤灰砖坯料复合塑化剂。

本发明的另外一个目的是提供制备高掺量粉煤灰蒸养砖的配方及其生产工艺。

为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：

一种高可塑成型的粉煤灰蒸养砖，其特征在于，含有下述重量百分比的成分：粉煤灰75-80%，炉渣10-15%、水泥2.5-3.5%、生石灰4.5-5.5%、石膏0.4-0.6%，粉煤灰塑化剂2.3-2.7%。

所述的一种高可塑成型的粉煤灰蒸养砖，其特征在于：

所述的粉煤灰塑化剂包括有占粉煤灰蒸养砖原料0.9-1.1wt％的萘磺酸钠、占粉煤灰蒸养砖原料0.9-1.1 wt％的水玻璃和占粉煤灰蒸养砖原料0.4-0.6wt％的木质素磺酸钙。

所述的一种高可塑成型的粉煤灰蒸养砖，其特征在于：

所述的粉煤灰塑化剂的制备方法为：取占粉煤灰蒸养砖原料总量0.9-1.1wt％的萘磺酸钠，并加入占粉煤灰蒸养砖原料总量l4-16wt％的水，控制溶液温度为50-80℃，充分搅拌水解，在得到水解液中加入占粉煤灰蒸养砖原料总量0.4-0.6wt％的木质素磺酸钙和占粉煤灰蒸养砖原料0.9-1.1wt％的水玻璃充分搅拌，即得。

所述的高可塑成型的粉煤灰蒸养砖的制备方法，其特征在于：

（1）按重量百分比取除粉煤灰塑化剂外原料，置于搅拌器内，与粉煤灰塑化剂混合并强力搅拌，使之充分混合，再静置陈化3-5小时；

（2）将静置陈化后的粉煤灰混合料放入模具中挤出或压制成型得到粉煤灰砖坯料；

（3）煤灰砖坯料放入蒸养箱内蒸养后，即得。

所述的一种高可塑成型的粉煤灰蒸养砖的制备方法，其特征在于：

蒸养升温分为三段：

A、升温到60℃左右，保温3小时左右；

B、再升温到80℃左右，保温3小时左右；

C、再升温到100℃，保温6小时左右。

本发明选用萘磺酸钠、水玻璃和木钙来组成复合塑化剂，提高粉煤灰砖坯料的塑性，磺酸基为主要亲水基团，是具有阴离子表面活性剂结构特征的高分子化合物。 萘磺酸钠的结构单元上连有各种功能基团，如苯环上的甲氧基、反应性能活泼的羟基和羧基等，这些功能基团的存在使木质素具有很强的反应活性。粉煤灰表面本身颗粒由于一些桥键或晶格断裂形成不饱合键，很容易和萘磺酸钠的功能基团连接，当粉煤灰颗粒吸附萘磺酸盐后，使其本身疏水性较强的表面改为亲水性，并形成具有一定厚度水化膜的荷电粒子，在静态时能通过各种微观作用，形成相对稳定的三维空间结构，而且未被吸附、未参与形成紧密水化膜的自由水，就分布在这种三维结构的空隙中，这种浆体必将有高的起始粘度和态稳定性。当加入水玻璃和木钙这些胶体或类胶体物质时，本身可作为粉煤灰颗粒粘接剂，通过搅拌分散后，分布在煤粒之间, 增强颗粒之间的粘接，并使复合颗粒间形成相对松散的静态三维结构，从而提高整个粉煤灰体系的塑性。

在制备工艺上，采用控制胶料和骨料的比，控制单位体积的胶凝材料用量，炉渣掺量10-15%、水泥掺量3%、生石灰掺量5%、石膏掺量0.5%。同时在蒸养升温制度上采用不同时间段的升温制度，降低砖的开裂状况。

本发明的有益效果：本发明的专用粉煤灰砖坯料塑化剂，用量小且塑化效果好，能使粉煤灰砖的掺量大幅度的提高，在生产上操作简易，可降低生产成本，原料来源广泛，价格低，可以大大降低生产成本。同时本发明提供制备高掺量粉煤灰蒸养砖的配方及其生产工艺，此工艺结合粉煤灰砖坯料塑化剂的使用，采用蒸养的方法制备粉煤灰砖在设备投资上资金投入少，产品耗能少，有效地降低产品的总成本，具有较高的经济、社会效益。

附图说明

 图1 为本发明的粉煤灰蒸养砖的制备工艺流程。

具体实施方式、

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

实施例1

1）备料：粉煤灰、炉渣、水泥等干料1000g于搅拌器内，其中粉煤灰含量800g，炉渣掺量90g、水泥掺量30g、生石灰掺量50g、石膏掺量5g；

2）复合塑化剂配制：取10g萘磺酸钠，并加入150g的水，控制溶液温度为60℃，充分搅拌水解，在水解液中加入5g的木钙和10g的水玻璃充分搅拌，即得到高掺量粉煤灰砖坯料复合塑化剂；

3）搅拌：将粉煤灰等干料与步骤2得到的高掺量粉煤灰砖坯料复合塑化剂混合并强力搅拌，使之充分混合，得到粉煤灰砖坯料；

4）陈化：将步骤3）得到的粉煤灰砖坯料静置陈化3-5小时。

5）成型：将粉煤灰砖坯料放入模具中挤出或压制成型得到粉煤灰砖坯料

6）蒸养：粉煤灰砖坯料放入蒸养箱内，蒸养升温制度分为三段：

A、升温到60℃，保温3小时；

B、再升温到80℃，保温3小时；

C、再升温到100℃，保温6小时。

最后得到粉煤灰掺量80%的蒸养砖

实施例2

1）备料：粉煤灰、炉渣、水泥等干料1000g于搅拌器内，其中粉煤灰含量770g，炉渣掺量120g、水泥掺量30g、生石灰掺量50g、石膏掺量5g；

2）复合塑化剂配制：取10g萘磺酸钠，并加入150g的水，控制溶液温度为60℃，充分搅拌水解，在水解液中加入5g的木钙和10g的水玻璃充分搅拌，即得到高掺量粉煤灰砖坯料复合塑化剂；

3）搅拌：将粉煤灰等干料与步骤2得到的高掺量粉煤灰砖坯料复合塑化剂混合并强力搅拌，使之充分混合，得到粉煤灰砖坯料；

4）陈化：将步骤3）得到的粉煤灰砖坯料静置陈化3-5小时。

5）成型：将粉煤灰砖坯料放入模具中挤出或压制成型得到粉煤灰砖坯料

6）蒸养：粉煤灰砖坯料放入蒸养箱内，蒸养升温制度可分为三段：

A、升温到60℃，保温3小时；

B、再升温到80℃，保温3小时；

C、再升温到100℃，保温6小时。

最后得到粉煤灰掺量77%的蒸养砖。

Claims (1)

1.一种高可塑成型的粉煤灰蒸养砖，其特征在于，含有下述重量百分比的成分：粉煤灰75-80%，炉渣10-15%、水泥2.5-3.5%、生石灰4.5-5.5%、石膏0.4-0.6%，粉煤灰塑化剂2.3-2.7%；所述的粉煤灰塑化剂包括有占粉煤灰蒸养砖原料0.9-1.1wt％的萘磺酸钠、占粉煤灰蒸养砖原料0.9-1.1 wt％的水玻璃和占粉煤灰蒸养砖原料0.4-0.6wt％的木质素磺酸钙；

所述的高可塑成型的粉煤灰蒸养砖的制备方法，其特征在于：

    （1）按重量百分比取除粉煤灰塑化剂外原料，置于搅拌器内，与粉煤灰塑化剂混合并强力搅拌，使之充分混合，再静置陈化3-5小时；

（2）将静置陈化后的粉煤灰混合料放入模具中挤出或压制成型得到粉煤灰砖坯料；

（3）煤灰砖坯料放入蒸养箱内蒸养后即得，蒸养升温分为三段：

A、升温到60℃左右，保温3小时左右；

B、再升温到80℃左右，保温3小时左右；

C、再升温到100℃，保温6小时左右。

2.根据权利要求1所述的一种高可塑成型的粉煤灰蒸养砖，其特征在于：

所述的粉煤灰塑化剂的制备方法为：取占粉煤灰蒸养砖原料总量0.9-1.1wt％的萘磺酸钠，并加入占粉煤灰蒸养砖原料总量l4-16wt％的水，控制溶液温度为50-80℃，充分搅拌水解，在得到水解液中加入占粉煤灰蒸养砖原料总量0.4-0.6wt％的木质素磺酸钙和占粉煤灰蒸养砖原料0.9-1.1wt％的水玻璃充分搅拌，即得。

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