CN103058628B - 利用废渣制造的砌块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用废渣制造的砌块，其特征是重量配比如下：酸性高炉矿渣为44％～46％、镁渣为32％～34％、氟石膏为2％～3％，聚羧酸减水剂为0.5％～1％，松香引气剂为0.25～0.5％，水为17～19％；制作步骤包括：(1)粉磨；(2)干搅拌；(3)加水湿拌；(4)陈化；(5)轮碾；(6)成型，成型时间为9～11秒；在成型工艺方面采用分阶段加压，分预压、成型压、保压三个阶段；(7)静停；(8)养护；(9)堆放，砌块堆放时间确定为42d。本发明制成的砌块力学性能好、而且利用了工业废渣，社会效益好。
Description
技术领域
本发明涉及一种砌块，特别涉及一种利用废渣制造的砌块。
背景技术
酸性高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣。在冶炼生铁时，加入高炉的原料，除了铁矿石和燃料(焦炭)外，还有助熔剂。当炉温达到1400℃～1600℃时，助熔剂与铁矿石发生高温反应生成生铁和矿渣。酸性高炉矿渣是由脉石、灰分、助熔剂和其他不能进入生铁中的杂质所组成的易熔混合物。从化学成分上看，酸性高炉矿渣是属于二氧化硅含量较高的硅酸盐质材料。
镁渣是冶炼金属镁过程中产生的废渣，根据其生产工艺及化学成分的不同，镁渣的成分也有区别，其化学成分波动的范围为：CaO含量为40％～50％、SiO2含量为20％～30％、Al2O3含量为2％～5％、MgO含量为6％～10％；Fe2O3含量为9％，镁渣中以CaO、SiO2、MgO等为主要成分，所以镁渣是制造砌块的良好原料之一。但是MgO与水反应会生成膨胀性的产物Mg(OH)2，体积膨胀较大，在砌块制造环节中要特别注意处理好MgO的膨胀问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用废渣制造且力学性能好的砌块。
为此，本发明提供的砌块的重量配比为：酸性高炉矿渣为44％～46％、镁渣为32％～34％、氟石膏为2％～3％，聚羧酸减水剂为0.5％～1％，松香引气剂为0.25～0.5％，水为17～19％。
氟石膏来源于制造氢氟酸和氟硅酸的副产品。在使用氟石膏前，应以碎石灰中和，使其呈微碱性。氟石膏的作用是：①提高砌块的强度，实验表明物料加入1％～2％的氟石膏，可增加砌块的抗压强度30％～40％；②镁渣中加入氟石膏后，能降低镁渣的消解温度和延长消化时问，限制镁渣消化时体积的膨胀，混合料中，镁渣用量越大，这种影响越显著；③提高砌块的碳化和抗冻性能，掺入氟石膏后，砌块的碳化性能、抗冻后的强度比不掺氟石膏时高得多。
聚羧酸减水剂所起的不仅是起表面活性，而是封堵水的通路，防止水分子渗入颗粒内部，使混合料拌合用水量降低，从而达到减水早强的效果。这样在砌块坯体成型时，固相颗粒间的接触会变得紧密密实，全面提升了砌块的品质。
表3为聚羧酸减水剂对强度的影响，从试验结果可以看出，掺加聚羧酸减水剂后，物料的需水量大大降低，成型时所需的拌合用水量可以减少，同时凝结时间加快，强度增长迅速，与无减水剂对照组相比，效果显著，后期强度也提高很多。从成本角度综合考虑，聚羧酸减水剂用量选用0.3％～0.4％。
表3聚羧酸减水剂对强度的影响
松香引气剂在砌块中形成的封闭空隙，为MgO水化提供自由的膨胀空间，降低膨胀引起的应力，从而减轻膨胀性危害。
本发明还提供了上述砌块的制造方法，包括以下制作步骤：
(1)粉磨
酸性高炉矿渣细度大于200目，镁渣细度大于100目。
酸性高炉矿渣和镁渣进行磨细处理，可以提高镁渣中CaO和MgO的活性，增大其与水接触的面积，提高水化速度，促进早期水化，从而减轻或消除体积膨胀性危害和膨胀滞后性。
(2)干搅拌
将物料通过混合料螺旋输送机先进行初次混合，提高拌合料的均匀程度。然后将物料进入双轴搅拌机进行干搅拌。
(3)加水湿拌
为了使物料得到较好的混合，可以通过改变双轴搅拌机内叶片与固定轴的倾角或把部分叶片反装来控制。当叶片与轴的倾角变小时，物料混合时的移动速度减慢，在搅拌机内停留的时间延长，叶片与轴的倾角保持在20～25度可以使物料搅拌更充分。隔2个叶片反装1个叶片，可使前后料交叉运动，这有利于提高混合料的均匀性。
(4)陈化
混合料陈化时间为1.5小时。
(5)轮碾
碾轮质量为3000kg，轮碾时间为6min～7min。
(6)成型
成型时间为9～11秒。在成型工艺方面采用分阶段加压，分预压、成型压、保压三个阶段，预压压力为12MPa，成型压压力为20MPa，保压压力为25MPa；
本发明成型压力高，压制时间长，有利于排出坯料中空气，减少了压缩空气造成的回弹膨胀，从而提高了砌块坯体的密度和强度，有利于湿热反应，形成有益于产品强度的水化产物。
(7)静停
砌块坯体在蒸压养护前，需要放置一段时间。目的是使砌块坯体在蒸压养护之前达到一定的强度，以便在蒸压养护时能抵御因温度变化和水分迁移产生的应力，防止砌块坯体出现裂缝。
将砌块坯体置于专门的干热静停养护室内，室内设有干热管道，蒸气通入干热管道内，通过干热管道散热加热空气，使砌块坯体脱水而获得一定强度。
(8)养护
1烘干阶段
烘干可以使砌块坯中的自由水逐渐脱去，坯体颗粒彼此紧缩靠拢，这样可消除或减少水分急剧蒸发引起的热膨胀破坏作用。与此同时，随着温度的升高，有利于生成提高砌块坯强度的水化硫铝酸盐类早强产物。
2升温阶段
从室温至125℃，升温速度为每小时15℃。
3恒温阶段
恒温是坯体发生水化和水热合成而使强度增长了的主要阶段。随着慢温时间的延长，水化产物越来越多，强度的增长也越来越快。但恒温达到一定时间后，强度增长缓慢下来。恒温温度为125℃，恒温时间为7h。
4降温阶段
随意打开养护室的门，采取快速降温，将导致砌块体表里之间产生温差应力，使表层受拉，易形成微裂纹。所以，一定要控制降温速度，30min的降温不超过10℃，养护室内外的温度差不大于30℃。
(9)堆放
为了避免镁渣膨胀性危害，砌块堆放时间确定为42d。
本发明制成的砌块力学性能好、而且利用了工业废渣，社会效益好。
具体实施方式
本实施例中砌块的重量配比为：酸性高炉矿渣为45％、镁渣为33％、氟石膏为2.5％，聚羧酸减水剂为0.75％，松香引气剂为0.25％，水为18.5％。
氟石膏来源于制造氢氟酸和氟硅酸的副产品。在使用氟石膏前，应以碎石灰中和，使其呈微碱性。
制作步骤包括：
(1)粉磨
酸性高炉矿渣细度大于200目，镁渣细度大于100目。
(2)干搅拌
将物料通过混合料螺旋输送机先进行初次混合，提高拌合料的均匀程度。然后将物料进入双轴搅拌机进行干搅拌。
(3)加水湿拌
双轴搅拌机叶片与轴的倾角保持在20～25度，双轴搅拌机隔2个叶片反装1个叶片。
(4)陈化
混合料陈化时间为1.5小时。
(5)轮碾
碾轮质量为3000kg，轮碾时间为6min～7min。
(6)成型
成型时间为9～11秒。在成型工艺方面采用分阶段加压，分预压、成型压、保压三个阶段，预压压力为12MPa，成型压压力为20MPa，保压压力为25MPa；
(7)静停
将砌块坯体置于专门的干热静停养护室内，室内设有干热管道，蒸气通入干热管道内，通过干热管道散热加热空气，使砌块坯体脱水而获得一定强度。
(8)养护
1烘干阶段
2升温阶段
从室温至125℃，升温速度为每小时15℃。
3恒温阶段
恒温温度为125℃，恒温时间为7h。
4降温阶段
30min的降温不超过10℃，养护室内外的温度差不大于30℃。
(9)堆放
砌块堆放时间确定为42d。
Claims (2)
1.一种利用废渣制造的砌块，其特征是重量配比如下：酸性高炉矿渣为44％～46％、镁渣为32％～34％、氟石膏为2％～3％，聚羧酸减水剂为0.5％～1％，松香引气剂为0.25～0.5％，水为17～19％；
制作步骤包括：
(1)粉磨
酸性高炉矿渣细度大于200目，镁渣细度大于100目；
(2)干搅拌
将物料通过混合料螺旋输送机先进行初次混合，提高拌合料的均匀程度；然后将物料进入双轴搅拌机进行干搅拌；
(3)加水湿拌
双轴搅拌机叶片与轴的倾角保持在20～25度，双轴搅拌机隔2个叶片反装1个叶片；
(4)陈化
混合料陈化时间为1.5小时；
(5)轮碾
碾轮质量为3000kg，轮碾时间为6min～7min；
(6)成型
成型时间为9～11秒；在成型工艺方面采用分阶段加压，分预压、成型压、保压三个阶段，预压压力为12MPa，成型压压力为20MPa，保压压力为25MPa；
(7)静停
将砌块坯体置于专门的干热静停养护室内，室内设有干热管道，蒸气通入干热管道内，通过干热管道散热加热空气，使砌块坯体脱水而获得一定强度；
(8)养护
1烘干阶段
2升温阶段
从室温至125℃，升温速度为每小时15℃；
3恒温阶段
恒温温度为125℃，恒温时间为7h；
4降温阶段
30min的降温不超过10℃，养护室内外的温度差不大于30℃；
(9)堆放
砌块堆放时间确定为42d。
2.根据权利要求1所述的利用废渣制造的砌块，其特征是氟石膏来源于制造氢氟酸和氟硅酸的副产品；在使用氟石膏前，应以碎石灰中和，使其呈微碱性。
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