CN1035172C - 建筑制品制造方法和设备 - Google Patents

Abstract

建筑制品按下述方法制造：将粘土；以及粘土、石灰石和煤在制粒机(21，22)上制成两种粘度的颗粒，然后在煅烧装置(31)中用上述的煤把两种颗粒燃烧到不同的温度，煅烧装置(31)的特征在于没有炉衬，将煅烧过的产品润湿，混合，在压力机(49)上制成砖，将这种砖在蒸压釜或湿热处理室(51)中进行处理，制成的砖很美观，在煅烧装置(31)中，不用炉村，还可以制得带添加剂的波特兰水泥，本发明的制品具有高的抗冻性，并可在保持高强度的条件下与灰浆有良好的粘结性。

Description

建筑制品制造方法和设备

本发明涉及建筑材料的制造，具体来说，涉及建筑制品、制造该制品的方法和设备，涉及煅烧含粘土的原料的方法和设备，以及制造建筑制品的配料。

本发明适用于制造墙体材料和其他建筑制品，尤其是粘土制品例如砖和砌块等，并适用于制造像灰浆之类的建筑材料。

众所周知，像砖和砌块之类的墙体材料应符合如下看来是相互矛盾的要求：一方面要求其外表面无孔隙，以保证良好的外观形貌和高的抗冻性，另一方面，又要求它们在砌筑时，具有高的强度并与建筑灰浆可良好粘接。所谓抗冻性就是制品经受住一定次数的冷冻-解冻的循环性能。

现在，具有类似性能的最好的普通建筑制品均采用复杂的工艺来制取，尤其是制品成形后要经过规定的长时间的高温处理，可是，在此情况下所得到的性能良好的制品却不兼有与建筑灰浆良好地粘结的性能。例如，从使用特性和建筑美学的观点来看，用含粘土的原料制得的陶瓷砖或陶瓷块是最华贵的建筑制品，而这种砖块是这样制得的：用预先准备的原料制成砖坯，然后在100-150℃下干燥2-4昼夜，再在900-1000℃下焙烧2-3昼夜。为了制成面砖，必须采用单矿物粘土或砂质粘土，或者，要把含粘土的原料混匀和搅拌，这就要在使用大量设备的情况下消耗许多能量，在这方法中不允许加入多于1-3％粒度大于1-2mm的石灰石或白云石，因为焙烧的砖在增湿过程中会破坏。砖要经长时间焙烧以保证它们在如下条件下坚持若干小时，即砖的表面加热不高于烧结温度范围的上限，在远离砖的表面的区域加热不低于烧结温度范围的下限。砖焙烧时需要长时间的升温和降温以防止产生缺陷。上述特点造成了一系列问题：生产周期长-不小于15天，在干燥和焙烧时需耗费大量热能，设备的材料用量大，及成本高，因而使砖的价格昂贵。

采用水硬化机理代替硅酸盐烧结硬化机理的工艺具有生产周期较短的特征，其基本工艺如下。

硅酸盐砖、块、硅酸盐混凝土砌块的工艺包括：用湿润的石英砂和石灰混合料制成制品的原料，通常不加其他粘结料；将成形的半成品置于蒸压釜中处理，压力为饱和蒸汽压0.8-1.6Mpa，相应温度为175-200℃，处理时间为7-12小时。这个工艺的特征是：需要预先在石灰煅烧炉中制得石灰，必须采用没有有害杂质的砂子，例如含粘土的砂子；在大多数情况下要磨碎石英砂或磨碎其一部分，生产中出现一定的尘埃污染，务必采用蒸压釜和高压蒸汽。这种石灰-硅砂类制品在使用中的美观性较差。故用硅酸盐砖砌的建筑物都要经盖面修饰或刷上涂料。像陶瓷砖那样，硅酸盐砖与建筑灰浆的粘结性随其抗冻性的增加而降低，反之亦然，因为这种性能取决于制品表面的开口孔隙度。

建筑制品也以水泥粘结料例如波特兰水泥为基制造的。这种制品既可在热压条件下硬化，也可在常温下硬化，但是，制造水泥需要消耗大量热量，并在1500℃左右煅烧原料混合料，需要耗费大量的电来细磨合碳酸盐-粘土的原料，特别是强度很高的熟料-煅烧产品，而且在生产和使用水泥时灰尘大，此外，设备的材料用量也大，首先是有衬炉的材料的用量大。以水泥为基的制品不加修饰时美观性也较差。

除了上述工艺外，还有采用含有粘土的原料或其它成分或组分来制备制品的方法是人所共知的：

——已知，(

epoB等，《硅酸盐普通工艺学》，1987，建筑工业出版社(莫斯科)，C115，194)，粘土和砂质粘土只有在热压条件和有石灰的情况下才是有水硬活性的，而在常温下却没有活性；

——已知，(

epoB等，《硅酸盐普通工艺学》，1987，建筑工业出版社(莫斯科)，C155，194)，磨碎的焦岩石、燃料的灰分、烧粘土(粘土在800℃以下煅烧的产物)在有石灰的情况下，无论在热压条件下还是常温下都是活性的；

——已知，(

BpkuH等，《工业废料制成的建筑材料》，1989，高等教育出版社(基辅)，G.101)，在500-600℃煅烧的含粘土的岩石具有最大的活性，而在800-1000℃焙烧的岩石活性大为降低；

——人们也知道含石灰-粘土的粘结料(

BopkuH等，《工业废料制成的建筑材料》，1989，高等教育出版社(基辅)，C.101；B.M.Ko

δacoB等，《粘结材料工艺学》，1987，建筑工业出版社(莫斯料)，C.391，120)；

——已知石灰质-矿渣粘结料(

epoB等，《硅酸盐普通工艺学》，1987，建筑工业出版社(莫斯科)，C.115，194)，这种粘结料含大量玻璃状的硅酸铝；

——已知石灰质-硅酸盐粘结料(B.M.KOδ

COB等，《粘结材料工艺学》，建筑工业出版社，1987，C.391，120)，这种粘结料是用天然的或人造的石灰质-硅土混合料或石灰质-粘土混合料在1000-1200℃焙烧而成的；

——已知含有矿质添加剂(如：焦岩石、灰分)的波特兰水泥(T、

epoB等，《硅酸盐普通工艺学》，1987，建筑工业出版社(莫斯科)，C.115.194；B.M.等，《粘结材料工艺学》，1987，建筑工业出版社(莫斯科)，C.391，120)。

所有上述粘结料要求严格地磨碎，所以用水量很大，并且在硬化时体积有变化。不允许在非热压条件下硬化时加入普通的填料(如在含有水泥混凝土的情况那样)来降低吸水性和体积变化，因为无水泥的粘结料不与普通采用的各种粒度的填料起作用，而且，那样做也是没有效果的。

已知一种制造粘土熟料-石灰质制品的方法，(苏联发明证书.No.107385，C04B1/00，1957)，预先将粘土和石灰石在950-1000℃下煅烧，将煅烧产物润湿并磨碎，制成产品，并在0.8-1.6Mpa条件下进行蒸压处理。该方法的一种方案，是在成形配料中加入10-30％未煅烧的粘土，其作用是要提高坯料和制品的致密度、降低其开口孔隙度、提高抗冻性。在该方法的第三种方案中，将未煅烧粘土或其一部分以粉浆的形式加入。

已知实施上述方法的工艺设备(苏联发明证书No.1305043，B28B 15/00，1987)，实现这种方法是在转式炉中在煅烧的粘土和石灰石混含料中加入可烧掉的添加剂。

按照这种方法(苏联发明证书No.107385 C04 B1/00,1957,苏联证书No.1305043 B28B 15/00,1987)制造类似硅酸盐砖的制品，此时，用粉碎的陶瓷砂代替石英砂，而粘结料为石灰、生粘土和弥散的陶瓷粉末的混合料。用这种方法制成的产品具有高的抗冻性、美观，性能相当于陶瓷面砖，因为在工艺处理过程中一再地将原料混和和搅匀。这种方法允许采用含有粗大碳酸盐杂质的不合格粘土质原料(达20％以上)，这种原料在传统陶瓷生产中是不能用的，这就可依靠缩短工艺周期至20-30小时来降低能量消耗和设备的材料用量。而且，采用这种方法不会产生石灰的灰尘。

同时，最接近于本发明的一种方法(苏联发明证书No.107385C04B I/00，1957；苏联发明证书No.1305043，B28B 15/00，1987)所固有的根本特点在于：必须采用逸尘量高、耗热量大的并向大气中排出原料和燃料中所含的硫化合物的有衬转式炉，必须采用一般压力约为0.8mpa的蒸压釜，因此，能量消耗和设备材料用量都大。

之所以必须采用蒸压釜和高压饱和蒸气是由于，(正如上面所述以及众所周知的)粘结料的硅酸铝组分——未烧结粘土和陶瓷砂(在1000℃下煅烧的产物)只是在有石灰的条件下并蒸压处理时才有足够的活性。

因此，所有制造建筑制品和灰浆的工艺基本特点是——必须采用温度不低于1000℃的有炉衬的炉子，对于各种制造水硬制品的工艺还必须采用蒸压釜和高压蒸气，由于这些特点以及其他的特点导致高的能量消耗和大的设备材料用量。

本发明的基本任务就是提供一种能保证兼有高的建筑美学性、抗冻性和制品与建筑灰浆能很好粘结的建筑制品的成份，并且制造生产这种建筑用品的具有低的材料用量和能量消耗的方法和工艺设备。

为了完成上述任务，按照本发明，在含有磨碎的粘土质产物和水泥粘结料(至少以硅酸盐和/或铝硅酸钙和/或铝硅酸镁的形式)的建筑制品中，磨碎的粘土质产物含有至少在两个不同温度下煅烧所得的二种粘土质原料的煅烧产物，这两个温度处于开始脱水的温度到至少烧结的温度的范围内。

按照本发明建筑制品的特点在于同时具有良好的外观形貌、高的抗冻性，并在低的开口孔隙度的情况下与建筑灰浆有足够高的粘结性。

虽然我们不希望受任何理论原理的约束，但是，我们认为，上面所述的建筑制品的良好综合性质取决于如下的因素：

在制造建筑制品时所用的成形混合物中含有煅烧时至少在两个不同温度下形成的二种粘土质原料的煅烧产物，这两个不同温度处于开始脱水的温度到至少烧结的温度的范围内，同时，提高了含有粘土质原料的脱水产物和非晶化产物的成形混合料的活性，因为这些产物具有表面物理-化学活性的不同机理。因此，与含有在一个煅烧温度下得到的粘土质原料煅烧产物的成形混合料相比，它们彼此间的接触是最大的。同时保证有可能在降低温度的情况下养护，这就得到较低的孔隙度、更高的致密度和强度，从而使制品有较好的抗冻性，同时，制品的低孔隙度并不恶化它与建筑灰浆的粘结性，因为出现了低温煅烧的含粘土产物的矿相使制品的表面活性得以提高。

按照本发明的方法，可以获得这种制品，粘土质原料的煅烧产物是在至少两个不同温度下煅烧产物是在至少两个不同温度下煅烧获得的，这两个温度处于开始脱水的温度到至少烧结的温度的范围内。

含粘土的物质加热时，在矿物本身和杂质中进行着化学的和物理-化学的过程，形成粘土矿物的分解产物与杂质的分解产物是这种的结果。下列过程B是这类过程中的基本过程：在300-400℃发生天然有机物的氧化，在350-500℃开始形成氧化铁，特别在杂质碳的影响下，转变成具有高的反应特性的氧化亚铁；在450-600℃开始粘土质矿物的脱水反应。同时排除化学结合水，材料获得高的化学活性，此时在矿物中还包留有羟基；在700-800℃脱水产物开始分解，析出非晶质二氧化硅；在880-950℃的放热效应区内发生矿物晶体点阵的破坏，而同时羟基被排除，点阵重建，四面体层分裂及离子价部分改变；通常，从700-900℃的温度开始，由杂质形成初始共晶体(烧结开始)；在高一些的温度，通常在900-950℃开始形成初始莫来石(局部烧结)，因此，焙烧产物变成防水的，抗冻的和强度高的在普通陶瓷砖中实际存在的新生物；进一步提高温度到1100-1200℃以上，开始形成熔融物(充分烧结)；在粘土质原料中存在碱金属的氧化物(例如氧化钙或其碳酸盐)时，从900℃开始形成铝酸盐、铝铁酸盐和硅酸钙。实际上的情况更为复杂，上述在不同的粘土质矿物中和不同杂质中的反应是在不同温度下发生的，但是，通常都在所述的温度范围内发生。

在粘土质物质加热产物中最具有水硬活性的是脱水产物；游离的氧化铁；在880-950℃加热形成的非晶化产物(但未烧结)，这种产物甚至在没有石灰或水泥时也具有活性。在成形混合料中可借助加入各种粒度(最好是合适粒度)的陶瓷相(900-1100℃焙烧的产物)以保证达到最紧密的堆垛来改善制品的性能。陶瓷相由于其未损坏的内部孔隙，其碎裂的表面开口孔隙间的横裂纹在非蒸压条件下具有高的活性，但只在与通常条件下而不仅是在蒸压条件下有活性的物质接触时才具有高的活性，这也是由于玻璃相更可能开裂，因为这种物相比结晶生成物强度低，而且更具有水硬活性。

下面将通过描述实现本发明的具体(但不限于此的)实例和附图来说明本发明，附图中：

图1是由本发明制造所述建筑制品的最佳工艺图；

图2示出包含在图1(工艺图)中的制造所述配料的无耐火炉衬的井式结构装置的实施方案；

图3示出从原料内部煅烧的实施例。

所述建筑用品(例如砖)可以采用图1所示工艺设备来制得。用普通的方法将原料和燃料的组分运到生产现场，分别装入煤料斗1、石灰石料斗2和粘土料斗3内。煤或其他固体燃料用运料器4送到辊式破碎机5，将其破碎到粒度小于2-3mm，然后送到料斗6，石灰石用运料器7送到辊式破碎机8，将它破碎到粒度小于5-10mm然后送到料斗9。粘土或砂质粘土通过送料器10送到粗磨辊式破碎机11，然后送到分碎机12进行粉碎，再送到料斗13。煤、石灰石和粘土分别通过送料器14、15和传送带16以及送料器17送到装有润湿器的混料器18，在此混合并湿润到湿度为15-20％，粘土还通过送料器19送到装有湿润器的混料器20，在此混合拌匀并湿润到15-20％。原料通过混料器18和20后，分别送到任何一种普通的制粒机21、22。制成的颗粒料(颗粒尺寸为10-30mm，粘土颗粒最好小一些)送到传送带式烘干器23、24，经过烘烤，湿度降到4-12％。粘土颗粒料通过提升机25和传送带26送到装料斗27，石灰石、粘土和煤的颗粒混合料则通过提升机28和传送带29送到料斗30。送料器14、15、17、19和传送带16的运行关系应当使得在颗粒混合料中煤的含量占2.4-4.5(重量)％(具体量视煤的发热量和混合料中石灰石的含量而定)，石灰石的含量占5-20％(视其他工艺参数决定具体含量)，而颗粒混合料与粘土颗粒的重量之比最好为90∶10-65∶35。料斗27、30是煅烧装置31的装料斗，详见图2。颗粒混合料在煅烧装置中依靠其中所含的煤发热在900-1100℃的高温下煅烧，而粘土颗粒则依靠颗粒混合料煅烧发出的热量在低于最高温度的温度下被加热。此时，得到两种粘土质原料煅烧的产物，一种是在900-1100℃煅烧的，另一种则是在较低温度下煅烧的。经过煅烧后的粘土颗粒从料斗32送到辊式破碎机33破碎，并在粉碎机34粉碎到粒度小于0.1-0.2mm，然后送到料斗35。经过焙烧后的颗粒混合料从料斗36通过传送带37送入吸附器38，在吸附器中，它们吸附经过排气机39从煅烧装置31排出的废气中的氧化硫和二氧化碳，然后，颗粒混合料装入料斗41，而气体则通过排气机40排出。各种组分通过计量器42、43送到装有湿润器的混料器44，制备湿度为5-15％(具体的值视制造方法和设备而定)的成形混合料。该混合料通过传送带45依次送到辊式破碎机46、旋转式破碎机47中进行混合，然后送到进行半干压制的压机49的成形混合料料斗48，在压机49中，在单位压力15.0-25.0Mpa下压制成砖或砌块。用压机的机械手将砖坯从压机工作台上取下，堆放在小车50，送入湿热处理室51内，该处理室可能是蒸汽室，低压室，或蒸压釜，砖在这里根据蒸气参数情况处理3-15小时，所得砖的强度在10.0-15.0mpa内，抗冻性大于25次循环，吸水性为12-17％。在上述工艺中使用的设备除了煅烧装置31外，都是在建材工业中广泛应用的普通设备，而吸附器38则是在化学工业中广泛应用的设备，当使用低硫含量的煤时，该吸附器可以省掉，这也可降低原料混合料中石灰石的量。

图2示出煅烧装置的一个方案，它包含：用不太高级的薄钢板制成的井体52，在它的上部设有分开装料的部件，包括外壳53，外壳上带有计量器54、55的装料斗27、30，所述计量器与传动装置连接，在支架57上有中间料斗56，可移动的圆锥体58、59通过牵引器60、61与传动机构连接，固定在支架63的环形隔墙62，还有装在支架64上的固定式圆锥体65。外壳53通过烟道66与排烟机67连接。在井体52的卸料门下设有分开卸料的机构包括传动轴68，在轴上面通过支架69一个叠一个地安装转盘70、71、72，下面的转盘为整体的，而其余两个转盘则有中心孔。转盘71、72的直径向下转盘70的方向依次减小，相应地，转盘71、72的中心孔直径也这样减小，转盘70、71旁边有拨料刮板73、74在其下面有料斗36。转盘72旁边有拨料刮板75，在其下面有料斗32也可以设置更多的转盘，每个转盘有至少1个刮板。在图中，没有画出所述装置的连接井体、料斗、刮板、传动轴的机构以及传动装置，因为这些机构都是可用普遍方法制成的。

图2所示装置的工作方式如下：从料斗27出来的粘土颗粒在传动机构的作用下通过计量器54送到中间料斗56中，牵引器60则由传动机构带动向上提起移动式圆锥体58，于是，粘土颗粒就沿圆锥体59、65撒落到井体52与筒式隔墙62之间的间隙内，此后，圆锥体58又下落回原来的位置。

来自料斗30的颗粒混合料在牵引器和传动机构(未示出)作用下送入中间料斗56。牵引器61降下移动式圆锥体59，然后，牵引器60又向上提起移动式圆锥体58，于是颗粒混合料就进入隔墙62之内，然后，重复几次上述的加料操作。在井体52内，依靠混合料中含有的煤发生煅烧过程，这与普通井式炉内的煅烧过程相似。此时，粘土颗粒则由于来自混合料的热迁移而经受温度的作用(其温度比颗粒混合料低)，这种作用在靠近井体壁52时减弱。在此情况下，井体壁所承受的温度取决于混合料在最高温度下煅烧时间的长短，还取决于隔墙62与井体52之间间隙的大小，这个间隙根据煅烧产品所需的成分(相的比例)及其他因素确定最好为40-100mm。排气机67保证在颗粒层内的气体按常规运动。颗粒料向井体52的卸料门下落时，靠吸入的空气而冷却。粘土颗粒落到转盘72上，转盘的中心孔的直径最好接近隔墙62的直径，颗粒混合料则落在转盘71、70上，当传动轴68转动时，粘土颗粒通过到板75刮入料斗32，而颗粒混合料则由刮板74、73刮入料斗36，从这里再送到图1所示的相应下一道处理工序，或用于其他目的。

这时，得到了两种粘土质原料的煅烧产物，一种是在较高温度下煅烧的，另一种是在较低温度下煅烧的。

上述分开加料和卸料的机构，可以在保持其所述功能的条件下采用任何其他的结构形式，分开加料的机构也可做成双转槽式，它的一个卸料口设置在井体52与隔墙62之间的间隙上面，而第二个卸料口则在隔墙62之内，在此情况下，如果槽的转动机构与井体卸料机构同步的话，就可以不安装隔墙了。所述的分开卸料的机构(图2)是用于其他目的的普通机构的改型(苏联发明证书No.271730，G21B 7/14，1970)。

也可以采用其他的分开颗粒混合料和粘土颗粒的方法而不采用分开卸料的机构，例如，可在制粒机21、22制得不同尺寸的颗粒，从井体卸出全部颗粒料，然后按级别将颗粒筛分。此时，尺寸较小的粘土颗粒分布在井体的近壁区减少该区域的过量通风，因为在井体中心区的尺寸较大的混合料颗粒层对气体运动的阻力较小。正如下面所述，粘土颗粒和混合料颗粒可一起进行磨碎。在制备波特兰水泥烧结料并同时往里加入活性水硬性添加剂而采用现行方法和设备时，不要求分开卸料。在此情况下，卸料机构可以采用制备水泥烧结料时在井式炉中所用的任一种机构。

在井式装置中段烧原料可以采用其他的能源，例如：煤气。燃烧燃料的装置结构很普通。井体的内部(特别在其中心区)可安装一个或多个底部燃烧喷嘴。井体也可安装短梁式燃烧喷嘴，借助于一个或多个梁件，将它们优先配置在中心区井体的高度一半处。燃烧喷嘴(或几个燃烧喷嘴)也可设置在井体上部截面的中心区，此时，井体上部就要安装增压机构而不是抽气机构。这样，就可以实行一种单向流动的煅烧原料工艺。

也可通过其他的方法，例如，在井体壁内沿周边设置透气孔，在移入井体内的原料中形成向原料内部定向的湿度梯度。由于抽烟机在炉内形成的负压使空气从气孔中进入，这将阻止冲向井壁的热流。可以沿井体高度相应于最高温区位置的水平位置设置(最好是可调节的)透气孔。

图3示出一种实行从内部煅烧原料的方法的实施例。料斗76中的粘土送到粗磨辊式破碎机77和粉碎机78。石灰石则从料斗79送到辊式破碎机80。将所得的粉碎料送到装有湿润器的混料器81，在此混合均匀并湿润湿然后送入挤压机82，该挤压机借助于与吸气机85连接的带有内部穿通管道的空腔形成机构84将混合料制成管式制件83，这就保证了气体介质在管件83内部的移动，而管件83则沿传送带86移动。气体燃烧嘴或其他喷嘴87沿管式制件83进入一定的深度，管式制件83内部的温度由燃烧喷嘴的火焰温度来决定，管式制件83的外部温度则取决于制件的壁厚、燃烧喷嘴火焰的温度和制件沿传送带移动的速度以及其他因素。沿制件壁厚形成含粘土物质的不同温度煅烧。根据挤压机空腔形成器和喷管的相应形状的不同，在管式制件内表面或外表面可能形成纵向的脊带或凹沟，这就可以附加调节煅烧产物中各种温度煅烧相的比例。由于润湿器88的湿气，经过煅烧的制件被石灰熟化的粒子所破坏，制件的碎块则进入料斗89。用此设备可以同时制成几根管式制件。

在此情况下，得到几种粘土质原料的煅烧产物，其中一种是在较高温度下烧成的，另外一些则是较低温度下烧成的，而且，这些产物在煅烧原料的不同区域内形成。

挤压机可以制造管式的或截面为空心的其他形状的产品，此时，在制品中就有纵向的空腔，可在其中设置固定式加热器，例如电加热器。挤压机也可同时制造几根截面为长方形(或近似形状)的互相平行的制件，在制件之间的间隙中设置加热器，该方法可实现原料的外部加热。

实现材料的内部加热或优先内部加热也可按照其它的原理，例如，采用高频电流进行内部介电加热，这与在粘土焙烧成陶结块时的应用相似，差别在于，为了实现所述的方法，发挥了热的作用，例如，沿两个相互垂直的方向，在原料的周围相应地设置两对双高频电容器板片。

从上面所述的按照本发明制造建筑材料制品所用设备的工作状况可以明显看出；制品本身含有在从开始脱水的温度到至少烧结的温度的范围内的不同煅烧温度下所形成的含粘土原料的煅烧产物。

根据本发明，为了制造建筑制品，可以采用预先制备好的含有粘土原料的煅烧产物及必要的添加剂的水硬性配料。在配料中，粘土质原料的煅烧产物含有在从开始脱水的温度到至少烧结的温度的范围内约至少两个不同温度下煅烧的组分。应用这种配料的实验表明，用它所制得的产品具有比普通产品更好的性能，如表1所示。

从表1可以看到，配料的成分可以是各种各样的。

在混合料中含有非弥散的陶瓷组分(填料)时，其余组分的含量取决于制品中填料颗粒之间空隙的体积含量，并且该含量可为10-40％。

表1

组别号	Ca(H)2	粘土质产物		最大粒度mm	湿-热硬化		抗压强度MPa	抗冻试验循环数大于
									温度℃	含量(重量)％	温度℃	时间h
		1	8		980-1020600	6824							30.10.05	140	6	13.8	25
2	8			980-1020400-980			6824	30.10.05	140	6	14.6	35
		3	18		200-550	82							0.10.005	150	8	12.5	15
4	15			400-1250			85	0.10.05	125	8	14.0	25
		5	3		960-980550-600	7819							40.10.05	130	5	12.5	25
6	45			960-980550-600			505	0.50.10.05	150	10	11.0	15
		7	6		960-980	94							2.00.10.05	15	672	14.5	15

注：表中所有实例中，试样都是压制的，单位压力为20MPa，配料的湿度

4-10％。

当混合料中不含陶瓷或其它填料时，(在先前含有填料情况下，填料也属于弥散相)，在弥散相中碱性添加剂的量根据所要求的制品性能和各组分的弥散性规定为10-60％，在最佳的填料粒度的情况下，最少为2％左右。

在混合料中存在非晶质的和脱水的组分时，这些组分的含量可以是很不相同的。

如果每种不同温度煅烧都是同一种含粘土的矿物的热处理产物，那么就有附加的效果，因为在形成含水铝硅酸钙及其他新化合物时，不存在硅酸盐结构和其它组织的偏差，或者偏差不大。因此，附带降低了阻碍组元间进行化学反应的热力学障碍的高度。

上述的途径实际上可在同等的或更少的原料热处理费用(下面还要详述)条件下制得成型的混合料，采用这种混合料，与已知的方法(苏联发明证书No.107385 C04B 1/00 1957，1305043B28B 15/00.1987)不同，可以制造在潮湿条件下或在含有水蒸汽的介质中硬化的制品，制造这些产品可以在常温下进行，也可在常压的蒸汽处理下进行，或者进行可明显缩短生产时间的蒸压处理，从而降低设备的材料用量和能源消耗。

在含粘土的原料中或添加剂中存在碳酸盐例如石灰石时，煅烧产物也可能含有水泥所特有的高活性新生物质，但是，添加水泥不是必要的。

制成的混合料也可能含有一定量(＜5-15％)的未煅烧粘土相，这种相富有塑性并且弥散分布，有助于改善混合料的成形性，提高制品的密度和其它特性，但是，这种相的出现和增多也要求提高湿处理的温度。

按照本发明制成的混合料的新成分，除了具有上述的良好性能外，还具有以下的优点：

——用上述配料成分所制的制品与建筑灰浆有高的粘结性，因为制品表面的非晶质相或/和脱水相与建筑灰浆中的波特兰水泥发生了化学反应，特别是与其水化作用时析出的氧化钙水合物发生了化学反应；

——弥散相，首先是脱水氢氧化物，与陶瓷相相比，尤其是与生粘土相比，具有饱满得多的色彩，因为氧化铁会产生着色作用，这就改善制品的建筑——美学性质；

——含有不同温度煅烧的混合料的制品或建筑灰浆有高的抗冻性，原因是有可能降低养护时的温度，有可能降低制品的开口孔隙度，方法是从蒸压处理过渡到常压下或不高的残余压力下的湿热处理，因为众所周知，蒸压制品有长的孔隙和毛细管，它们是在蒸压处理后期依靠湿气在减压作用下激烈地从制品内部向表面迁移而形成的。

上述性质是水泥混凝土所固有的，如果本发明的混合料加入其中作为添加剂，那么这种混凝土对各种侵蚀性环境中的稳定性要比添加火山灰或炉渣的混凝土高。

不同温度煅烧相的混合料可通过将在相应的温度下分别得到的组分相混合的方法而制得。为了有效地降低能源消耗，可以利用在得到较高温度的相对析出的热量，来进行制得一种或几种其它温度的相的热处理，例如，利用由转式炉排出的气体进行相应部分(例如高温烘干机中)粘土质原料的脱水。

石灰或其它含碱的或析出碱的组分可在含粘土的组分煅烧后加入到成型混合料中。最好应用已知的方法(苏联发明证书No.107385 C04B 1/00，1957；1305043 B28B 15/00，1987)，在这种方法中，用粘土和石灰石的天然混合料或人工混合料进行煅烧。

分开制取不同温度相的工艺性差些，因为要求采用几套热机组。而采用在一套机组中煅烧全部含粘土的或含粘土-碳酸盐的原料的方法，可以进一步降低设备的材料用量，并合理地利用热量，此时，在原料中形成具有一定温度梯度的不稳定的温度场。这种方法可以这样实施：将原料送入开隙式隧道炉或井式炉中，在炉子中部沿其周边设置燃气喷嘴或其它燃烧喷嘴。在此情况下，温度梯度的方向性指向原料外部而热流的方向性向着原料内部，这样煅烧的结果，其产物将是不同温度煅烧相的混合物。

通过在原料中形成带有方向性指向原料内部的温度梯度的不稳定的温度场，使本发明的第二项基本任务得到解决(不采用衬炉)，此时，热流的方向性由原料内部指向外部。这种方法可以通过将煅烧原料的内部温度加热到最高温度(例如900-1000℃)来实施，这时，被喷射的原料的外部由于有了脱水的或不脱水的干燥粘土，故可用薄的例如金属板制的外壳，而不用这种外壳如下面将要说明的，实施这种方案最好采用从内部加热的方法。在井体中心部位可引入载热介质例如煤气。应用固体燃料或含有固体燃料组分(例如：采煤业或动力工程的废料)的原料时，含热原料最好配置在井体截面的中心部位，而在近壁部位则配置不含固体燃料的组分。

在炉井近壁区布置含粘土的组分可减少其操作摩损，因为未煅烧的粘土或脱了水的粘土的硬度低，这在采用普通井式炉来实施所述方法时也很有意义。

在原料混合料中含有固体燃料组分的情况下，空气进入温度最高的料或接近预热区的煅烧区，可以附加保护井体不受热的作用，并且保证-氧化碳烧尽，减少它向大气逸出的量。

在现有的方法(苏联发明证书No.1305043 B28B 15/00，1987)中，煅烧是在对流中进行的，这有它的优点。但是，由于燃料和/或烧过的添加剂中含有硫，有二氧化硫逸出到大气中，而且，二氧化硫从固体燃料组分中的析出往往开始于预热区，并与其它气体一起排出炉外。

如所预料，采用这些方法煅烧含粘土-碳酸盐-固体燃料的颗粒料减少了二氧化硫析出量，但是效果不大。如果煅烧是在转式炉或井式炉中的单向流中进行，而且/或者制成产品前的煅烧产物放在由炉内排出的气体中，那么，气体二氧化硫与对二氧化硫呈活性的石灰的相互作用将导致产生硫酸钙或/和硫酸镁即石膏，这种物质在制成的混合料中的存在可提高制品的强度、抗冻性和耐候性，并缩短硬化时间或附加地降低湿热处理的参数。

半成品成形可以采用任何已知的方法来进行，这些方法是挤压法、夯实法、振动法、辊轧法等，当采用振动法成形时，制品质量可以提高，因为煅烧产物的陶瓷相有大量的开口空隙，在湿的成形混合料振动时，湿气就离开空隙，于是发生各组分的强烈的混合作用，而在停止振动作用后，弥散的湿混合料又重新填充空隙。

在已知的方法(苏联发明证书No.107385 C04B 1/00，1957；1305043 B28B 15/00，1987)中，煅烧产物经受细的粉碎(磨碎)，这种混合料具有高的最终孔隙度，因为它有高的成形湿度，也有其它不利的特性。当陶瓷相是具有最佳粒度的填充料时，其余的组分最好粉碎到粒度小于0.1-0.2mm，也就是希望煅烧产物局部粉碎，这可以通过所有组分共同粉碎来达到，而且，依靠更坚硬的陶瓷组分的磨料作用使非陶瓷相达到足够的分散性。按照粉碎物的强度和硬度，有许多已知的粉碎材料的设备可供选用，众所周知，旋转式的破碎机有最大选择性。不同的相最好分别地粉碎，例如，烧结的陶瓷产物粉碎到粒度小于5-10mm，而脱水的和非晶质相磨碎到粒度小于0.1-0.2mm。

在井式炉煅烧原料时，可将原料混合料或原料组分送入井体内而不进行预先准备。如果原料在送入井内之前预先制粒，就可明显降低料层的气动阻力，因为原料颗粒尺寸均匀，这就可简化增压系统和气体排出的设备的密封问题。此外，在颗粒内部还可形成更有利于组分之间进行反应的条件。

如上所述，本发明的井式炉无论在蒸压条件下还是非蒸压条件下都可使制品硬化。蒸压处理可提高制品的强度。将制品进行两段处理可进一步减少设备的材料用量，所谓两段处理就是：首先在常压下，水蒸汽湿度为30-100℃，处理4-10小时；然后在蒸压釜中，在温度例如为115-200℃下处理3-6小时。这种方法可以在蒸压釜的高生产率的条件下制得高强度的制品。

Claims (13)

1.一种用煅烧粘土质材料产物和处理能放出石灰的材料的产物制造建筑制品的方法，包括把至少一种粘土质材料煅烧制得  一包括石灰和煅烧粘土材料的产物的成形混合物，由所述混合物成形出一建筑制品坯体，在湿气或含水蒸汽的介质中处理所述的坯体，其特征在于：在至少处于开始脱水的温度到至少为粘土开始烧结的温度的范围内的两个不同温度，450-900℃及900-1100℃下煅烧以便得到包括煅烧粘土的脱水产物和无定形化的产物的混合物，所述混合物的成形体在下述所选的条件下进行处理：在常温下，在低压养护室或在足够达到115℃的蒸压釜中进行处理。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的粘土材料与所述的分解出石灰的材料一起煅烧，这样得到煅烧粘土质产物和石灰，如此煅烧的产物在成形前放入煅烧所产生的气体中。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的粘土质材料和分解出石灰的材料，在一起流动中一起煅烧。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于通过煅烧粘土质原料和粉碎该煅烧产物得到陶砂，所述的陶砂具有开口空隙，然后含有所述的多孔陶砂的混合物在震动条件下成形成最终产品的成形体，湿气从所述的开口空隙逸出，然后含有所述的在不同温度焙烧的产物湿物质充填所述的孔。

5.按照权利要求1所述的方法。其特征在于所述的最终产物的坯体首先在30℃到100℃在大气压力下处理4到10小时，然后在115℃至200℃温度下在蒸压釜中处理3到6小时。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的至少一种粘土质材料通过加热在材料中产生一温度梯度，该梯度是在从粘土的开始脱水的温度到在900℃到1100℃的范围的最高焙烧温度。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于所述的温度梯度是从内部加热材料得到的。

8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于所述的温度梯度是从外部加热材料得到的。

9.按照权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于用原料组成堆积块体，然后把部分堆积块体加热到最高温度，通过该加热，其它部分的堆积块体加热到低于所述的最高温度的不同温度。

10.按照权利要求1的方法，其特征在于所述的成形混合物包括足够量至少为2％的石灰。

11.一种用粘土质产品制造建筑制品的设备，包括原材料准备及供送单元，材料煅烧单元，制备成形混合料单元，成形建筑制品坯体单元，及可选择地设置的热湿处理建筑制品的坯体的单元，其特征在于：原料煅烧单元设有至少一台有至少两个不同工作温度区的井式装置，湿热处理单元包括蒸汽室，低压室或蒸压釜。

12.按照权利要求12的设备，其特征在于所述的湿热处理单元包括设有供应高到115℃温度的蒸汽的装置的蒸压釜。

13.按照权利要求12的设备，其特征在于所述的材料煅烧单元包括制成垂直井式的煅烧用的井式装置，把材料坯体装入井式装置中的装置，从井式装置中卸出加工产品的装置，所述的设备还包括至少一个下面的装置以使放在井式装置中的材料产生温度梯度；

在井壁沿着其周边设置的透气孔；和/或所述的井式装置设有一隔壁；在井壁与隔壁之间有一空间；和/或装料装置包括至少两个分开的装置，其中一个把要在较高的焙烧温度煅烧的材料装入井的横截面的中心区，而第二个把要在较低煅烧温度煅烧的材料装入井的横截面的靠井壁区；或/和卸料装置包括至少两个分开的装置，其中一个把在较高温度煅烧的产品从井的横截面的中心区卸出，另一个把在较低煅烧温度煅烧的材料从井的横截面靠井壁区卸出。

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