CN103351117B - 一种蒸压青砖或青瓦及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蒸压青砖或青瓦及其制造方法，所述蒸压青砖或青瓦由河沙或页岩、煤矸石、石灰或水泥为原料制备而成，各原料的重量百分比为河沙或页岩58%~83%，煤矸石10%~30%，石灰或水泥7%~12%，经过煤矸石焙烧、淬水、原料处理、配料搅拌、消化、压制成型、蒸压养护、成品等步骤制得。本发明利用煤矸石作为青砖或青瓦的制作原料，减少了环境污染，提高了废弃物的利用率，降低了生产成本，是替代烧结粘土制品的新型青砖或青瓦材料；本发明利用废弃煤矸石作为原料制造青砖或青瓦，其焙烧工艺在工艺第一步进行，且直接利用煤矸石自身燃烧特性，点燃自身之后不需其他燃料，可以节省燃料，区别于传统工艺要焙烧2次，工序简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒸压青砖或青瓦及其制造方法，具体涉及一种利用煤矸石的青砖或青瓦及其制造方法。
背景技术
传统烧制工艺中主要以粘土为原料，制坯成型后经过窑焙烧烧制青砖或青瓦，对于粘土产生过度使用，政府采取相关强制措施命令禁止以粘土为原料生产建材，且传统工艺烧制青砖或青瓦周期长，成本高。
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。
如果把煤矸石当作废弃物直接处理掉，一方面会污染环境，因为煤矸石中的硫元素逸出后会污染大气，或者是对土地造成一定影响，这样就对环境影响很大；另一方面，煤矸石还会引起自燃，造成意外事故。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用煤矸石实现废物再利用的蒸压青砖或青瓦。
本发明的另一目的在于提供一种蒸压青砖或青瓦的制造方法。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种蒸压青砖或青瓦，由河沙或页岩、煤矸石、石灰或水泥为原料制备而成，各原料的重量百分比为：河沙或页岩58% ~ 83%，煤矸石10% ~ 30%，石灰或水泥7% ~ 12%。
优选的，各原料的重量百分比为：河沙或页岩65% ~ 78%，煤矸石15 %~ 25%，石灰或水泥7% ~ 10%。
一种蒸压青砖或青瓦的制造方法，包括以下步骤：
（1）煤矸石焙烧：采取逐层焙烧，燃烧一层后依次叠加焙烧，利用煤矸石自身燃烧特性，点燃自身之后不需其他燃料，可以节省燃料；
（2）淬水：在烧制过程中加水冷却进行高温淬水，Fe2O3被还原生成低价铁（FeO）而呈青色；
（3）原料处理：将煤矸石和河沙或页岩进行机械粉碎，球磨机粉磨；
（4）配料搅拌：按重量百分比将各原料加水进行均匀混合，在搅拌机中进行搅拌；
（5）消化：搅拌后的混合料加入连续式消化仓进行消化；
（6）压制成型：通过连续式消化仓后的混合料经压砖机压制成砖坯；
（7）蒸压养护：将成型后的砖坯置于蒸压釜内，向蒸压釜内通入水蒸汽，进行高温蒸压养护，通过水蒸汽蒸压，硅钙元素反应，提高了青砖强度；
（8）成品：经过蒸压后的青砖自然降温、出釜，即为成品。
本发明的进一步的技术方案，所述步骤（1）的焙烧温度为≥800℃，焙烧时间为8 ~ 15 h。
本发明的进一步的技术方案，所述步骤（3）的原料粉磨至颗粒大小≤2.5 mm。
本发明的进一步的技术方案，所述步骤（4）各原料的重量百分比为：河沙58% ~ 83%，煤矸石10% ~ 30%，石灰7% ~ 12%。
本发明的进一步的技术方案，所述步骤（5）的消化时间为≤2.5 h。
本发明的进一步的技术方案，所述步骤（7）的蒸压温度为180℃~220℃，蒸汽压力为1.0 ~ 1.2 MPa，保压时间为7 ~ 10 h。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：1）本发明利用煤矸石作为青砖或青瓦的制作原料，减少了环境污染，提高了工业废弃物的利用率，降低了生产成本，是替代烧结粘土制品的新型青砖或青瓦材料；2）本发明以煤矸石为原料制青砖或青瓦，煤矸石作为结合剂，其抗压强度、抗折强度、耐酸性能以及耐碱性能都优于粘土青砖或青瓦；3）从建筑用砖的成本方面来看，砌墙及粉刷前不用浇水，可节省用水费及人工费，同时，由于硬度高，产品在运输中的损耗比粘土青砖或青瓦低；4）本发明利用废弃煤矸石作为原料制造青砖或青瓦，其焙烧工艺在工艺第一步进行，且直接利用煤矸石自身燃烧特性，点燃自身之后不需其他燃料，可以节省燃料，区别于传统工艺要焙烧2次；5）本发明在焙烧之后直接进行高温淬水，工艺简单，对环境条件的要求更低。
具体实施方式
实施例1：
一种蒸压青砖，由河沙、煤矸石、石灰为原料制备而成，各原料的重量百分比为：河沙58%，煤矸石30%，石灰12%。
上述蒸压青砖的制造方法，包括以下步骤：（1）煤矸石焙烧：逐层焙烧，燃烧一层后依次叠加焙烧，焙烧温度为800℃，焙烧时间为15 h；（2）淬水：在烧制过程中加水冷却进行高温淬水；（3）原料处理：将煤矸石和河沙进行机械粉碎，球磨机粉磨至颗粒大小为2.5 mm；（4）配料搅拌：按重量百分比将各原料加水进行均匀混合，在搅拌机中进行搅拌；（5）消化：搅拌后的混合料加入连续式消化仓进行消化，消化时间为2.0 h；（6）压制成型：通过连续式消化仓后的混合料经压砖机压制成砖坯；（7）蒸压养护：将成型后的砖坯置于蒸压釜内，向蒸压釜内通入水蒸汽，进行高温蒸压养护，蒸压温度为220℃，蒸汽压力为1.0 MPa，保压时间为7 h；（8）成品：经过蒸压后的青砖自然降温、出釜，即为成品。
实施例2：
一种蒸压青砖，由页岩、煤矸石、石灰为原料制备而成，各原料的重量百分比为：页岩83%，煤矸石10%，石灰7%。
上述蒸压青砖的制造方法，包括以下步骤：（1）煤矸石焙烧：逐层焙烧，燃烧一层后依次叠加焙烧，焙烧温度为1000℃，焙烧时间为12 h；（2）淬水：在烧制过程中加水冷却进行高温淬水；（3）原料处理：将煤矸石和河沙进行机械粉碎，球磨机粉磨至颗粒大小为2.0 mm；（4）配料搅拌：按重量百分比将各原料加水进行均匀混合，在搅拌机中进行搅拌；（5）消化：搅拌后的混合料加入连续式消化仓进行消化，消化时间为2.5 h；（6）压制成型：通过连续式消化仓后的混合料经压砖机压制成砖坯；（7）蒸压养护：将成型后的砖坯置于蒸压釜内，向蒸压釜内通入水蒸汽，进行高温蒸压养护，蒸压温度为180℃，蒸汽压力为1.1 MPa，保压时间为10 h；（8）成品：经过蒸压后的青砖自然降温、出釜，即为成品。
实施例3：
一种蒸压青瓦，由河沙、煤矸石、水泥为原料制备而成，各原料的重量百分比为：河沙70%，煤矸石20%，水泥10%。
上述蒸压青瓦的制造方法，包括以下步骤：（1）煤矸石焙烧：逐层焙烧，燃烧一层后依次叠加焙烧，焙烧温度为1200℃，焙烧时间为15 h；（2）淬水：在烧制过程中加水冷却进行高温淬水；（3）原料处理：将煤矸石和河沙进行机械粉碎，球磨机粉磨至颗粒大小为2.3 mm；（4）配料搅拌：按重量百分比将各原料加水进行均匀混合，在搅拌机中进行搅拌；（5）消化：搅拌后的混合料加入连续式消化仓进行消化，消化时间为2.2 h；（6）压制成型：通过连续式消化仓后的混合料经压砖机压制成砖坯；（7）蒸压养护：将成型后的砖坯置于蒸压釜内，向蒸压釜内通入水蒸汽，进行高温蒸压养护，蒸压温度为200℃，蒸汽压力为1.2 MPa，保压时间为8 h；（8）成品：经过蒸压后的青砖自然降温、出釜，即为成品。
经检测以上三个实施例制得的蒸压青砖或青瓦的抗压强度均大于15 MPa，抗折强度大于4.0 MPa，能经受25次冻融循环的抗冻要求。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种蒸压青砖或青瓦，其特征在于：所述蒸压青砖由河沙或页岩、煤矸石、石灰或水泥为原料制备而成，各原料的重量百分比为：河沙或页岩58% ~ 83%，煤矸石10% ~ 30%，石灰或水泥7% ~ 12%；所述蒸压青砖由以下步骤制成：
（1）煤矸石焙烧：利用煤矸石自身燃烧特性，点燃后逐层焙烧，燃烧一层后依次叠加焙烧；
（2）淬水：在烧制过程中加水冷却进行高温淬水；
（3）原料处理：将煤矸石和河沙或页岩进行机械粉碎，球磨机粉磨；
（4）配料搅拌：按重量百分比将各原料加水进行均匀混合，在搅拌机中进行搅拌；
（5）消化：搅拌后的混合料加入连续式消化仓进行消化；
（6）压制成型：通过连续式消化仓后的混合料经压砖机压制成砖坯；
（7）蒸压养护：将成型后的砖坯置于蒸压釜内，向蒸压釜内通入水蒸汽，进行高温蒸压养护；其中蒸压温度为180℃~220℃，蒸汽压力为1.0 ~ 1.2 MPa，保压时间为7 ~ 10 h；
（8）成品：经过蒸压后的青砖自然降温、出釜，即为成品。
2.根据权利要求1所述的蒸压青砖或青瓦，其特征在于：各原料的重量百分比为：河沙或页岩65% ~ 78%，煤矸石15 %~ 25%，石灰或水泥7% ~ 10%。
3.如权利要求1所述的一种蒸压青砖或青瓦的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）煤矸石焙烧：利用煤矸石自身燃烧特性，点燃后逐层焙烧，燃烧一层后依次叠加焙烧；
（2）淬水：在烧制过程中加水冷却进行高温淬水；
（3）原料处理：将煤矸石和河沙或页岩进行机械粉碎，球磨机粉磨；
（4）配料搅拌：按重量百分比将各原料加水进行均匀混合，在搅拌机中进行搅拌；
（5）消化：搅拌后的混合料加入连续式消化仓进行消化；
（6）压制成型：通过连续式消化仓后的混合料经压砖机压制成砖坯；
（7）蒸压养护：将成型后的砖坯置于蒸压釜内，向蒸压釜内通入水蒸汽，进行高温蒸压养护；其中蒸压温度为180℃~220℃，蒸汽压力为1.0 ~ 1.2 MPa，保压时间为7 ~ 10 h；
（8）成品：经过蒸压后的青砖自然降温、出釜，即为成品。
4.根据权利要求3所述的蒸压青砖或青瓦的制造方法，其特征在于：所述步骤（1）的焙烧温度为≥800℃，焙烧时间为8 ~ 15 h。
5.根据权利要求3所述的蒸压青砖或青瓦的制造方法，其特征在于：所述步骤（3）的原料粉磨至颗粒大小≤2.5 mm。
6.根据权利要求3所述的蒸压青砖或青瓦的制造方法，其特征在于：所述步骤（4）各原料的重量百分比为：河沙或页岩58% ~ 83%，煤矸石10% ~ 30%，石灰或水泥7% ~ 12%。
7.根据权利要求3所述的蒸压青砖或青瓦的制造方法，其特征在于：所述步骤（5）的消化时间为≤2.5 h。
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