CN104844088A - 以页岩为原料生产空心砌块的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以页岩为原料生产空心砌块的方法，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30～40份、增粘剂1～3份、减水剂0.5～1.0份、缓凝剂0.01～0.1份、早强剂0.01～0.03份。本发明的空心砌块成本低廉、性能优异、质量稳定，具有良好的保温、隔热、抗震、耐火和高强等特点，抗压强度达到25～30Mpa，抗变形性能好。
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空心砌块的生产方法。
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、性能优异、质量稳定，具有良好的强度、耐冻融、抗风蚀、保温和隔音性能的空心砌块的生产方法。
本发明是这样实现的：
一种以页岩为原料生产空心砌块的方法，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30～40份、增粘剂1～3份、减水剂0.5～1.0份、缓凝剂0.01～0.1份、早强剂0.01～0.03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、增粘剂、减水剂、膨胀剂、增强剂和消泡剂加入搅拌机中进行搅拌，再加入混合物总重量20～40%的水，搅拌均匀后输送到全自动砌块真空挤压成型机中，压制成空心砌块的半成品，空心砌块半成品的空心率为30～45%；
（3）养护：在温度为15～35℃，相对湿度>90%的条件下进行养护，养护龄期为28天，即得空心砌块的成品。
以上所述的增粘剂为聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚乙烯醇中的一种或几种。
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。
以上所述的缓凝剂包括糖蜜、葡萄糖酸钠、硫酸铝；糖蜜、葡萄糖酸钠、硫酸铝的重量比为0.5:1:1，所述的糖蜜是以蔗糖精制生产过程中产生的废糖蜜为原料，将废糖蜜配成质量浓度为20～30%的溶液，经过300Da～700Da的纳滤膜透析，透析液经过真空浓缩后即得。
以上所述的早强剂包括甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、三乙醇胺、柠檬酸；甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、三乙醇胺、柠檬酸的重量比为5：4：3：0.5。
以上所述的早强剂的制备方法为按配方配比选取上述原料的甲酸钙、硫酸铁、氯化钙经过粉磨，搅拌混合均匀后加水加热至40～50℃；再将三乙醇胺和柠檬酸加入到混合物中，并继续加热到70～80℃进行催化反应20～30min，冷却后即得。
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。
本发明突出的实质性特点和显著的进步是：
1、本发明的空心砌块质轻，施工高效高，具有良好的保温、隔热、抗震、耐火和高强等特点，抗压强度达到25～30Mpa，抗变形性能好。
2、页岩空心砌块的开发和应用，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。
3、页岩空心砌块在建筑使用中，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。
4、本发明的空心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，原料廉价易得，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、节约能源，降低能耗。大掺量硼泥空心砌块节约能源，尤其体现在节约建筑采暖和减低能耗，我国北方地区年采暖能耗约4000万吨标准煤，南方及其他干热地区季降温耗约是采暖能耗3倍，采用硼泥空心砌块建造房屋，可实现冬暖夏凉。
6、在空心砌块中加入增粘剂，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。
7、本发明的早强剂能够增大空心砌块的固化速度，促进砌块的终凝，减少砌块初终凝时间间隔，能够加速砌块的固化，提高砌块的强度。
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30份、增粘剂1份、减水剂0.5份、缓凝剂0.01份、早强剂0.01份：
（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、增粘剂、减水剂、膨胀剂、增强剂和消泡剂加入搅拌机中进行搅拌，再加入混合物总重量20～40%的水，搅拌均匀后输送到全自动砌块真空挤压成型机中，压制成空心砌块的半成品，空心砌块半成品的空心率为30～45%；
（3）养护：在温度为15～35℃，相对湿度>90%的条件下进行养护，养护龄期为28天，即得空心砌块的成品。
实施例2
（一）原料及重量：
页岩粉75份、硼泥35份、增粘剂2份、减水剂0.6份、缓凝剂0.05份、早强剂0.02份：
（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、增粘剂、减水剂、膨胀剂、增强剂和消泡剂加入搅拌机中进行搅拌，再加入混合物总重量20～40%的水，搅拌均匀后输送到全自动砌块真空挤压成型机中，压制成空心砌块的半成品，空心砌块半成品的空心率为30～45%；
（3）养护：在温度为15～35℃，相对湿度>90%的条件下进行养护，养护龄期为28天，即得空心砌块的成品。
实施例3
（一）原料及重量：
页岩粉78份、硼泥38份、增粘剂2份、减水剂0.8份、缓凝剂0.08份、早强剂0.02份：
（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、增粘剂、减水剂、膨胀剂、增强剂和消泡剂加入搅拌机中进行搅拌，再加入混合物总重量20～40%的水，搅拌均匀后输送到全自动砌块真空挤压成型机中，压制成空心砌块的半成品，空心砌块半成品的空心率为30～45%；
（3）养护：在温度为15～35℃，相对湿度>90%的条件下进行养护，养护龄期为28天，即得空心砌块的成品。
实施例4
（一）原料及重量：
页岩粉80份、硼泥40份、增粘剂3份、减水剂1.0份、缓凝剂0.1份、早强剂0.03份：
（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、增粘剂、减水剂、膨胀剂、增强剂和消泡剂加入搅拌机中进行搅拌，再加入混合物总重量20～40%的水，搅拌均匀后输送到全自动砌块真空挤压成型机中，压制成空心砌块的半成品，空心砌块半成品的空心率为30～45%；
（3）养护：在温度为15～35℃，相对湿度>90%的条件下进行养护，养护龄期为28天，即得空心砌块的成品。
本发明主要技术指标：
说明本发明的多孔空心砌块的抗压强度、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
南宁市荣和公园住宅小区工程项目，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空心砌块的方法，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30～40份、增粘剂1～3份、减水剂0.5～1.0份、缓凝剂0.01～0.1份、早强剂0.01～0.03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、增粘剂、减水剂、膨胀剂、增强剂和消泡剂加入搅拌机中进行搅拌，再加入混合物总重量20～40%的水，搅拌均匀后输送到全自动砌块真空挤压成型机中，压制成空心砌块的半成品，空心砌块半成品的空心率为30～45%；
（3）养护：在温度为15～35℃，相对湿度>90%的条件下进行养护，养护龄期为28天，即得空心砌块的成品。
2.根据权利要求1所述的以页岩为原料生产空心砌块的方法，其特征在于：所述的增粘剂为聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚乙烯醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的以页岩为原料生产空心砌块的方法，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。
4.根据权利要求1所述的以页岩为原料生产空心砌块的方法，其特征在于：所述的缓凝剂包括糖蜜、葡萄糖酸钠、硫酸铝；糖蜜、葡萄糖酸钠、硫酸铝的重量比为0.5:1:1，所述的糖蜜是以蔗糖精制生产过程中产生的废糖蜜为原料，将废糖蜜配成质量浓度为20～30%的溶液，经过300Da～700Da的纳滤膜透析，透析液经过真空浓缩后即得。
5.根据权利要求1所述的以页岩为原料生产空心砌块的方法，其特征在于：所述的早强剂包括甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、三乙醇胺、柠檬酸；甲酸钙、硫酸铁、氯化钙、三乙醇胺、柠檬酸的重量比为5：4：3：0.5。
6.根据权利要求6所述的以页岩为原料生产空心砌块的方法，其特征在于：所述的早强剂的制备方法为按配方配比选取上述原料的甲酸钙、硫酸铁、氯化钙经过粉磨，搅拌混合均匀后加水加热至40～50℃；再将三乙醇胺和柠檬酸加入到混合物中，并继续加热到70～80℃进行催化反应20～30min，冷却后即得。
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