CN104817340A - 以页岩为原料生产多孔保温砌块的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以页岩为原料生产多孔保温砌块的方法，其特征在于：包括以下重量份数的原料：其中，页岩粉70～80份、硼泥20～25份、保温剂10～15份、增粘剂1～3份、减水剂0.5～1.0份、增强剂0.01～0.1份、发泡剂0.02～0.04份。本发明的保温砌块成本低廉、质量稳定；具有良好的强度、耐冻融、抗风蚀、抗震、隔音和较强的保温性能等特点。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料的加工领域，特别是涉及一种轻质节能环保的多孔保温砌块的生产方法。
背景技术
我国是一个人多地少、能源紧张的国家。随着建筑业的迅猛发展，传统墙体材料实心粘土砖（红砖）的生产大量占用土地资源，人口、土地、环境之间的矛盾越来越突出。我国每年生产墙体材料耗能近1.5亿吨标煤，占全国总能耗的15％，全国砖瓦企业侵占耕地450万亩，而煤电企业每年要排放2亿多吨粉煤灰和煤矸石，不仅大量占用土地，而且污染环境。因此，目前生产实心粘土砖的企业将面临着生存的危机，大力发展节能、节地、利废、保温、隔热的新型墙体材料，推进建筑节能工作是一件刻不容缓的大事，如不采取措施，将进一步制约我国经济的可持续发展，根据国务院办公厅 [1997]2 号文件《关于推进住宅产业现代化，提高住宅质量若干意见的通知》要求，全国170个大中城市从2003 年6月起将结束上千年生产实心粘土砖的历史，因此发展新型墙体材料市场前景广阔。墙体材料改革是国家从保护土地、保护环境、节约能源的基本国策出发，实施可持续发展战略，同时对促进墙体材料结构调整和技术进步，提高建筑工程质量和改善建筑功能，促进现代化建设的重要举措，有着非常重要的现实意义和深远的历史意义。
页岩是一种沉积岩，由泥砂在湖泊、海洋等低洼地区沉积后，经过上亿年的地质运动，在巨大的压力及胶结作用下形成的岩石，其粒径小于2mm，其层理明显，岩质致密均一，硬度低，不透水，经过开采、粉粹、加工处理后，是理想的制砖原料。广西页岩资源储量丰富,目前探明页岩储量达10000万吨，页岩资源中主要为硅质页岩，CaO含量较低，塑性指标介于8-17之间，化学成分含量与黏土基本相似，非常适合生产页岩砖。
硼泥是化工厂和农药厂在生产硼镁、硼砂和硼酸时排出的废渣。每生产l吨产品要排出于硼泥3～4吨，年产3000吨硼砂厂，日排硼泥50吨，全国年排硼泥100多万吨，基本上没有被利用。
对建材工业来说，随着经济的不断发展，水泥等常规胶凝材料和墙体材料的需求量逐渐增多，同样面临着原材料日渐匮乏的境地。因此，许多国家，特别是发达国家，都投入了大量的人力和物力，发展高新技术，研究利用自然及工业废物替代天然的原材料，生产达到生态要求的生态水泥和墙体材料。 综合利用硼泥是环境保护和废物资源化的有效途径之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本低廉、质量稳定；具有良好的强度、耐冻融、抗风蚀、抗震、隔音和较强的保温性能的多孔保温砌块。
本发明是这样实现的：
一种以页岩为原料生产多孔保温砌块的方法，其特征在于，包括以下重量份数的原料：其中，页岩粉70～80份、硼泥20～25份、保温剂10～15份、增粘剂1～3份、减水剂0.5～1.0份、增强剂0.01～0.1份、发泡剂0.02～0.04份；
其生产步骤如下：
（1）原料预处理：首先将生产硼酸、硼砂等产品后剩余的硼泥进行粉碎、过筛，使其粒径达到0.5mm以下，烘干后研磨制得粉状，备用；将页岩进行粉碎、过筛，使其粒径达到0.5～5mm，烘干后研磨制得粉状，备用；
（2）砌块成型：按重量份数将页岩粉、硼泥、保温剂、增粘剂、减水剂、增强剂和发泡剂加入搅拌机中进行搅拌，再加入混合物总重量10～20%的水，搅拌均匀后输送到全自动砌块真空挤压成型机中，压制成多孔保温砌块的半成品；
（3）晾干：将多孔保温砌块半成品送入晾干房内进行自然晾干至半成品的含水率为10～15%；
（4）焙烧：采用阶递加热焙烧方式：第一阶段焙烧温度控制在100～400℃，焙烧时间控制在 2～8 小时；第二阶段焙烧温度控制在400～950℃，焙烧时间控制在5～10小时；第三阶段焙烧温度控制在950～1150℃，焙烧时间控制在5～10小时；
（5）冷却：烧结后自然冷却，即得保温砌块的成品。
以上所述的保温剂为玻化微珠、膨胀珍珠岩、羟丙基瓜尔胶醚；玻化微珠、膨胀珍珠岩、羟丙基瓜尔胶醚的重量比为3～4：2：1。
以上所述的增粘剂为聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚乙烯醇、苯乙烯共聚羧基化合物中的一种或几种。
以上所述的减水剂的制备方法为，将甲基丙烯磺酸钠、羟甲基丙烯酰胺和水加入到反应釜中，搅拌均匀，升温至90～100℃，向反应釜中分别滴加过硫酸铵和丙烯酸，滴加完毕后保温反应2～3小时，降温至45℃，用NaOH溶液调pH至7～8，即得减水剂。
以上所述的增强剂包括硅灰粉和可再分散乳胶粉，硅灰粉和可再分散乳胶粉的重量比为2～3：1。
以上所述的发泡剂包括N-月桂酰L-谷氨酸钠、十二烷基硫酸钠、茶皂素、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺；N-月桂酰L-谷氨酸钠、十二烷基硫酸钠、茶皂素、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺的重量比为4～6：4～6：2～3：0.2。
页岩是一种沉积岩，成分复杂，但都具有薄页状或薄片层状的节理，主要是由黏土沉积经压力和温度形成的岩石，但其中混杂有石英、长石的碎屑以及其他化学物质。根据其混入物的成分，可分为：钙质页岩、铁质页岩、硅质页岩、炭质页岩、黑色页岩、油母页岩等；本发明选用粉碎后的页岩，颗粒细度为0.5～5mm。
硼泥呈棕褐色，颗粒很细，比表面积0.35～0.45m2/g，可塑性指标12以上，干容重，1.2g/cm2左右，pH9.8左右。硼泥的主要矿物组成是：菱镁矿、石英、镁橄榄石、蛇纹石、斜长石、钾长石和磁铁矿；其主要化学成分是SiO2和MgO，并有一定量的Fe203 、Ca O和B 2 O3。
膨胀珍珠岩是珍珠岩矿砂经预热，瞬时高温焙烧膨胀后制成的一种内部为蜂窝状结构的白色颗粒状的材料。膨胀珍珠岩具有表观密度轻、导热系数低、化学稳定性好、使用温度范围广、吸湿能力小、无毒、无味、防火和吸音等特点。
玻化微珠是一种酸性玻璃质溶岩矿物质型环保新型无机轻质绝热材料，经过特种技术处理和生产工艺加工形成内部多孔、表面玻化封闭、呈球状体细径颗粒，除具有质轻、保温、绝热、防火的优异性能，还具有不燃烧，强度高，吸水率低，易和性好、使用寿命长的优点。
本发明突出的实质性特点和显著的进步是：
1、页岩多孔保温砌块的开发和应用，节约了大量能源，大大减少了环境污染，能充分利用荒山的风化岩石，变废为宝，不破坏和减少耕地，节约了大量的土地资源。
2、页岩多孔保温砌块在建筑使用中，由于其热工性能好，可明显提高建筑物的保温性，提高居住舒适性，降低采暖能耗，减少二氧化碳排放量。
3、本发明的多孔保温砌块具有保温、隔热、轻质、高强和施工高效等特点。
4、本发明的多孔保温砌块采用页岩为主要材料，并与硼泥进行复配，砌块的抗压、抗折强度大幅度提高，烧结后的砌块表面光滑，尺寸准确；另外，本发明的硼泥为化工厂和农药厂在生产硼镁、硼砂和硼酸时排出的废渣，不仅有利于提高资源利用率，变废为宝，还能减少占用土地，保护和净化环境，节省能源，降低生产成本，提高经济效益。
5、在多孔保温砌块中加入增粘剂，可提高产品质量30～50%，抗压强度增强20～30%，成品合格率可达到98%以上。
6、本发明多孔保温砌块采用玻化微珠、膨胀珍珠岩和羟丙基瓜尔胶醚作为保温剂，使得多孔保温砌块具有优异质轻、保温、绝热、防火性能，还具有不燃烧，强度高，吸水率低，易和性好、使用寿命长，导热系数低于0.06 w/（m.k）。
7、本发明的发泡剂，会使砌块产生具有独立封闭微孔，使砌块内部气孔形状及孔隙率得到很好的控制，可大大降低砌块吸水率从而提高抗融性能，保证产品的质量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作以下说明。
实施例1
（一）原料及重量：
页岩粉70份、硼泥20份、保温剂10份、增粘剂1份、减水剂0.5份、增强剂0.01份、发泡剂0.02份：
其生产步骤如下：
（1）原料预处理：首先将生产硼酸、硼砂等产品后剩余的硼泥进行粉碎、过筛，使其粒径达到0.5mm以下，烘干后研磨制得粉状，备用；将页岩进行粉碎、过筛，使其粒径达到0.5～5mm，烘干后研磨制得粉状，备用；
（2）砌块成型：按重量份数将页岩粉、硼泥、保温剂、增粘剂、减水剂、增强剂和发泡剂加入搅拌机中进行搅拌，再加入混合物总重量10～20%的水，搅拌均匀后输送到全自动砌块真空挤压成型机中，压制成多孔保温砌块的半成品；
（3）晾干：将多孔保温砌块半成品送入晾干房内进行自然晾干至半成品的含水率为10～15%；
（4）焙烧：采用阶递加热焙烧方式：第一阶段焙烧温度控制在100～400℃，焙烧时间控制在 2～8 小时；第二阶段焙烧温度控制在400～950℃，焙烧时间控制在5～10小时；第三阶段焙烧温度控制在950～1150℃，焙烧时间控制在5～10小时；
（5）冷却：烧结后自然冷却，即得保温砌块的成品。
实施例2
（一）原料及重量：
页岩粉75份、硼泥22份、保温剂12份、增粘剂2份、减水剂0.6份、增强剂0.05份、发泡剂0.03份：
其生产步骤如下：
（1）原料预处理：首先将生产硼酸、硼砂等产品后剩余的硼泥进行粉碎、过筛，使其粒径达到0.5mm以下，烘干后研磨制得粉状，备用；将页岩进行粉碎、过筛，使其粒径达到0.5～5mm，烘干后研磨制得粉状，备用；
（2）砌块成型：按重量份数将页岩粉、硼泥、保温剂、增粘剂、减水剂、增强剂和发泡剂加入搅拌机中进行搅拌，再加入混合物总重量10～20%的水，搅拌均匀后输送到全自动砌块真空挤压成型机中，压制成多孔保温砌块的半成品；
（3）晾干：将多孔保温砌块半成品送入晾干房内进行自然晾干至半成品的含水率为10～15%；
（4）焙烧：采用阶递加热焙烧方式：第一阶段焙烧温度控制在100～400℃，焙烧时间控制在 2～8 小时；第二阶段焙烧温度控制在400～950℃，焙烧时间控制在5～10小时；第三阶段焙烧温度控制在950～1150℃，焙烧时间控制在5～10小时；
（5）冷却：烧结后自然冷却，即得保温砌块的成品。
实施例3
（一）原料及重量：
页岩粉78份、硼泥24份、保温剂14份、增粘剂2份、减水剂0.8份、增强剂0.08份、发泡剂0.03份：
其生产步骤如下：
（1）原料预处理：首先将生产硼酸、硼砂等产品后剩余的硼泥进行粉碎、过筛，使其粒径达到0.5mm以下，烘干后研磨制得粉状，备用；将页岩进行粉碎、过筛，使其粒径达到0.5～5mm，烘干后研磨制得粉状，备用；
（2）砌块成型：按重量份数将页岩粉、硼泥、保温剂、增粘剂、减水剂、增强剂和发泡剂加入搅拌机中进行搅拌，再加入混合物总重量10～20%的水，搅拌均匀后输送到全自动砌块真空挤压成型机中，压制成多孔保温砌块的半成品；
（3）晾干：将多孔保温砌块半成品送入晾干房内进行自然晾干至半成品的含水率为10～15%；
（4）焙烧：采用阶递加热焙烧方式：第一阶段焙烧温度控制在100～400℃，焙烧时间控制在 2～8 小时；第二阶段焙烧温度控制在400～950℃，焙烧时间控制在5～10小时；第三阶段焙烧温度控制在950～1150℃，焙烧时间控制在5～10小时；
（5）冷却：烧结后自然冷却，即得保温砌块的成品。
实施例4
（一）原料及重量：
页岩粉80份、硼泥25份、保温剂15份、增粘剂3份、减水剂1.0份、增强剂0.1份、发泡剂0.04份：
其生产步骤如下：
（1）原料预处理：首先将生产硼酸、硼砂等产品后剩余的硼泥进行粉碎、过筛，使其粒径达到0.5mm以下，烘干后研磨制得粉状，备用；将页岩进行粉碎、过筛，使其粒径达到0.5～5mm，烘干后研磨制得粉状，备用；
（2）砌块成型：按重量份数将页岩粉、硼泥、保温剂、增粘剂、减水剂、增强剂和发泡剂加入搅拌机中进行搅拌，再加入混合物总重量10～20%的水，搅拌均匀后输送到全自动砌块真空挤压成型机中，压制成多孔保温砌块的半成品；
（3）晾干：将多孔保温砌块半成品送入晾干房内进行自然晾干至半成品的含水率为10～15%；
（4）焙烧：采用阶递加热焙烧方式：第一阶段焙烧温度控制在100～400℃，焙烧时间控制在 2～8 小时；第二阶段焙烧温度控制在400～950℃，焙烧时间控制在5～10小时；第三阶段焙烧温度控制在950～1150℃，焙烧时间控制在5～10小时；
（5）冷却：烧结后自然冷却，即得保温砌块的成品。
本发明主要技术指标：
说明本发明的多孔保温砌块的抗压强度、吸水率、干燥收缩值、导热系数、碳化系数和抗冻等技术指标均高于国家标准或行业标准。
工程应用实例
南宁市江南新兴苑住宅小区工程项目，总建筑面积19万m2，大楼墙面采用本发明的空心砌块，2013年工程竣工至今，工程质量良好，热工性能达标，保温施工无任何用户投诉问题。
Claims (6)
1.一种以页岩为原料生产多孔保温砌块的方法，其特征在于，包括以下重量份数的原料：其中，页岩粉70～80份、硼泥20～25份、保温剂10～15份、增粘剂1～3份、减水剂0.5～1.0份、增强剂0.01～0.1份、发泡剂0.02～0.04份；
其生产步骤如下：
（1）原料预处理：首先将生产硼酸、硼砂等产品后剩余的硼泥进行粉碎、过筛，使其粒径达到0.5mm以下，烘干后研磨制得粉状，备用；将页岩进行粉碎、过筛，使其粒径达到0.5～5mm，烘干后研磨制得粉状，备用；
（2）砌块成型：按重量份数将页岩粉、硼泥、保温剂、增粘剂、减水剂、增强剂和发泡剂加入搅拌机中进行搅拌，再加入混合物总重量10～20%的水，搅拌均匀后输送到全自动砌块真空挤压成型机中，压制成多孔保温砌块的半成品；
（3）晾干：将多孔保温砌块半成品送入晾干房内进行自然晾干至半成品的含水率为10～15%；
（4）焙烧：采用阶递加热焙烧方式：第一阶段焙烧温度控制在100～400℃，焙烧时间控制在 2～8 小时；第二阶段焙烧温度控制在400～950℃，焙烧时间控制在5～10小时；第三阶段焙烧温度控制在950～1150℃，焙烧时间控制在5～10小时；
（5）冷却：烧结后自然冷却，即得多孔保温砌块的成品。
2.根据权利要求1所述的以页岩为原料生产多孔保温砌块的方法，其特征在于：所述的保温剂为玻化微珠、膨胀珍珠岩、羟丙基瓜尔胶醚；玻化微珠、膨胀珍珠岩、羟丙基瓜尔胶醚的重量比为3～4：2：1。
3.根据权利要求1所述的以页岩为原料生产多孔保温砌块的方法，其特征在于：所述的增粘剂为聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚乙烯醇、苯乙烯共聚羧基化合物中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的以页岩为原料生产多孔保温砌块的方法，其特征在于：所述的减水剂的制备方法为，将甲基丙烯磺酸钠、羟甲基丙烯酰胺和水加入到反应釜中，搅拌均匀，升温至90～100℃，向反应釜中分别滴加过硫酸铵和丙烯酸，滴加完毕后保温反应2～3小时，降温至45℃，用NaOH溶液调pH至7～8，即得减水剂。
5.根据权利要求1所述的以页岩为原料生产多孔保温砌块的方法，其特征在于：所述的增强剂包括硅灰粉和可再分散乳胶粉，硅灰粉和可再分散乳胶粉的重量比为2～3：1。
6.根据权利要求1所述的以页岩为原料生产多孔保温砌块的方法，其特征在于：所述的发泡剂包括N-月桂酰L-谷氨酸钠、十二烷基硫酸钠、茶皂素、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺；N-月桂酰L-谷氨酸钠、十二烷基硫酸钠、茶皂素、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺的重量比为4～6：4～6：2～3：0.2。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150805 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |