CN105084850A - 高性能蒸压标准砖的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高性能蒸压标准砖的制造工艺，属于建筑材料领域，涉及以建筑垃圾、有色金属矿渣、粉煤灰、电石渣等基础材料，外加其他辅助原料，在蒸压条件下生产高性能蒸压标准砖。它是将有色金属矿渣、粉煤灰、电石渣、生石灰、水泥外加其他助剂压制成内砖初坯，在内砖初坯表面涂覆一层特制的胶黏剂D，再将建筑垃圾、粉煤灰、生石灰、脱硫石膏、水泥等混合，将内砖初坯包裹，最后压制成型，在蒸压条件下生产高性能蒸压标准砖的技术。本发明生产的高性能蒸压标准砖具有强度高、收缩小、成本低、性能优异等特点，并且通过外砖和内砖的材料、结构的调整，解决了高建筑垃圾含量的蒸压砖易开裂、抗收缩性差的缺点。

Description

高性能蒸压标准砖的制造工艺

技术领域

本发明涉及一种蒸压标准砖的制造工艺，尤其涉及高性能蒸压标准砖的制造工艺。

背景技术

随着我国城市建设高速发展，每年将产生数亿吨的建筑垃圾，由于我国现有的管理制度、政策和法律法规尚不健全，绝大部分建筑垃圾未经任何处理就被运往郊区或乡村，被露天堆放或简易填埋，而且建筑垃圾中的许多废弃物仍可再利用，如不进行有效处理，建筑垃圾不仅将成为一大公害，严重危害城市环境更是对资源的极大浪费。如何处理建筑垃圾已成为亟待解决的问题，国家“十五”计划已经提出建筑垃圾的再利用问题，并将在“十一五”项目中进一步深入研究。以建筑垃圾为骨料的蒸压砖的质量较轻，有助于减少建筑物的自重，具有很大的发展前景。但是利用建筑垃圾做灰蒸压砖的骨料时，建筑垃圾的掺量较大时，以碎砖为骨料的蒸压砖平均抗压强度为12.8MPa，以碎混凝土为骨料的蒸压砖平均抗压强度为10.8MPa，蒸压砖碳化后，以碎砖为骨料的蒸压砖平均抗压强度为11.6MPa，以碎混凝土为骨料的蒸压砖平均抗压强度为10.1MPa。蒸压砖在易开裂，抗收缩性差。

铜陵地处长江铜铁成矿带上，内生成矿条件有利，以有色金属铜矿著称。已发现的矿产地115处，包括大、中、小矿床和矿点，铜陵有色金属矿产以铜矿为主，还有金、银、钼、锰、铝、锌元素等，结构复杂，铜陵有色金属矿产在生产过程中产生的有色金属矿渣其硫含量非常高；为降低因硫排放而造成的污染，在冶炼有色金属时，使用脱硫剂进行脱硫处理，将其固定成硫酸钙、亚硫酸钙等；由于脱硫剂的大量使用，有色金属矿渣中的氧化钙含量惊人，与普通粉煤灰又有区别；并且矿产本身还含有硅元素、铝元素、铁元素、镁元素等组分，与脱硫石膏有很大的不同，在利用有色金属矿渣制造蒸压砖过程中，在蒸压养护时，其水化产物中有凝胶孔，凝胶孔吸附水分，水分干燥会使得蒸压标准砖收缩变形，并且水化产物结晶度相对较高，导致蒸压标准砖的抗干燥收缩性能差。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了高性能蒸压标准砖的制造工艺，具体技术方案如下：

高性能蒸压标准砖的制造工艺，按以下步骤进行：

步骤一S1：外砖制备

采用建筑垃圾40wt%～45wt%，粉煤灰37wt%～42wt%，生石灰12wt%～14wt%，脱硫石膏2wt%～3wt%，水泥1wt%～3wt%作为外砖基础原料；

将上述配料好的外砖基础原料进行混料、研磨细化后，其中建筑垃圾的粒径小于3mm，粉煤灰、生石灰、脱硫石膏的粒度分布60μm为20%～30%，加水搅拌制备成均匀的混合物料A，混合物料A的含水率为13%，待用；

步骤二S2：内砖制备

采用有色金属矿渣50wt%～60wt%，粉煤灰10wt%～15wt%，电石渣12wt%～14wt%，生石灰6wt%～8wt%，水泥5wt%～5.5wt%，SY-G型高性能膨胀抗裂剂5.2wt%～6.8wt%，三氯化铁0.7wt%～0.9wt%作为内砖基础原料；

将上述配料好的内砖基础原料进行混料、研磨细化后，其中有色金属矿渣、粉煤灰、电石渣、生石灰的粒度分布50μm为30%～40%，加水搅拌制备成均匀的混合物料B，混合物料B的含水率为8%～10%，待用；

步骤三S3：制胶

（a）将粒径为20～40目的预糊化木薯淀粉、醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、羟丙基甲基纤维素、固体含量为38%的水性聚氨酯乳液、活性氧化锌和水在50～60℃搅拌30～40min后得到水溶性胶水C；

（b）将水溶性胶水C、脱硫石膏和水泥混合均匀后加水搅拌制备成胶黏剂D；

步骤四S4：制坯

（a）将混合物料B放入内砖模具中，在压力15MPa，压制时间10s的条件下压制成型，获得内砖初坯；在内砖初坯的外表面上均匀涂覆一层胶黏剂D，内砖初坯和胶黏剂D按质量的配比是40：1，待用；

（b）在外砖模具的底部铺上一层混合物料A，在压力10MPa，压制时间3s条件下压制成型后得到砖饼，将表面上涂覆有胶黏剂D的内砖初坯放在砖饼上，再往外砖模具的内部填满混合物料A，在压力25MPa，压制时间10s的条件下压制成型后得到毛坯，毛坯、表面上涂覆有胶黏剂D的内砖初坯按质量的配比是5～6：1，待用；

步骤五S5：蒸压养护成型

将毛坯输送到蒸压釜中，给蒸压釜抽真空，在0.5小时内真空度降至-0.06Mpa；经过1.5小时升温升压后，蒸压釜的压力为1.2MPa～1.3Mpa，温度为175℃～180℃；保持压力为1.2MPa～1.3Mpa，温度为175℃～180℃的条件下，恒温恒压6小时蒸压养护；最后用1小时将蒸压釜内部的温度降至25℃，压力降至0Mpa；将经过蒸压养护后的毛坯移出蒸压釜，即得高性能蒸压粉煤灰砖。

作为上述技术方案的改进，所述水溶性胶水C中粒径为20～40目的预糊化木薯淀粉、醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、羟丙基甲基纤维素、固体含量为38%的水性聚氨酯乳液、活性氧化锌和水按质量的配比是56～65：12~15：25.6～28.5：2.3～4：0.2～0.25：2000～2350。

作为上述技术方案的改进，所述胶黏剂D中的水溶性胶水C、脱硫石膏、水泥和水按质量的配比是1：50：100：26。

作为上述技术方案的改进，所述建筑垃圾为废弃砖瓦、混凝土、废砂浆中的一种或数种，废弃砖瓦包括生产过程中产生的不合格的蒸压砖、加气混凝土砌块。

作为上述技术方案的改进，所述生石灰的有效氧化钙为60.0%，所述水泥为32.5普通硅酸盐水泥。

本发明的有益效果是：所制备的高性能蒸压标准砖相对于目前新型墙体材料具有强度高、收缩小、性能优异等特点，测试指标符合JC239-2001《粉煤灰砖》的要求。所述高性能蒸压标准砖采用外砖和内砖结构，外砖大量使用建筑垃圾，内砖大量使用有色金属矿渣，该高性能蒸压标准砖相对于目前市场上的普通蒸压砖来说，原材料成本大幅度将低；并且通过外砖和内砖的材料、结构的调整，解决了高建筑垃圾含量的蒸压砖易开裂、抗收缩性差的缺点。本发明每年消耗大量有色金属矿渣、建筑垃圾、粉煤灰、炉渣、电石渣等大宗固体废弃物，为此本发明不但节约了大量的非金属矿物资源，水资源、节省了大量的耕地，具有显著的经济效益和社会效益。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

（1）、将建筑垃圾42wt%，粉煤灰42wt%，生石灰13wt%，脱硫石膏2wt%，水泥1wt%经过研磨后，其中建筑垃圾的粒径小于3mm，粉煤灰、生石灰、脱硫石膏的粒度分布60μm为25.68%，经加水后进行强制式搅拌后，制备成均匀的混合物料A，混合物料A的含水率为13%，待用。

（2）、将有色金属矿渣60wt%，粉煤灰10wt%，电石渣13wt%，生石灰6wt%，水泥5wt%，SY-G型高性能膨胀抗裂剂5.2wt%，三氯化铁0.8wt%经过研磨后，其中有色金属矿渣、粉煤灰、电石渣、生石灰的粒度分布50μm为40%，经加水后强制式搅拌后，制备成均匀的混合物料B，混合物料B的含水率为10%，待用。

（3）、将56Kg粒径为20～40目的预糊化木薯淀粉、12Kg醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、25.6Kg羟丙基甲基纤维素、2.3Kg固体含量为38%的水性聚氨酯乳液、0.2Kg活性氧化锌依次加入2000Kg水中，在60℃的温度下搅拌30min后得到水溶性胶水C；

（4）、将1Kg水溶性胶水C、50Kg脱硫石膏和100Kg水泥混合后加入26Kg水搅拌制备成胶黏剂D；

（5）、将406.6g混合物料B装进内砖模具中，在压力15MPa，压制时间10s的条件下压制成型，获得内砖初坯；将10.1g胶黏剂D均匀涂覆在内砖初坯的外表面上，其中内砖初坯与胶黏剂D的质量比是40：1。

（6）、将694.4g混合物料A装入外砖模具中，使得混合物料A均匀铺在外砖模具的底部，在压力10MPa，压制时间3s的条件下压制成型后得到砖饼，将表面上涂覆有胶黏剂D的内砖初坯放在砖饼上，再将1388.9g混合物料A填充进外砖模具中，保证混合物料A将表面上涂覆有胶黏剂D的内砖初坯完全覆盖，在压力25MPa，压制时间10s的条件下压制成型后得到2500g的毛坯，其中毛坯与表面上涂覆有胶黏剂D的内砖初坯的质量比是6：1。

（7）、毛坯经压机出砖机械手、传送皮带机、全自动码垛机，将砖坯码放在蒸压小车上，码好砖坯的蒸压小车由卷扬机拉入蒸压釜内进行蒸压养护，开启真空泵0.5小时以排除蒸压釜内的空气，蒸压釜内的真空度降至-0.06Mpa，再送入饱和蒸汽进行升温升压，经过1.5小时升温升压后，蒸压釜的压力为1.3Mpa，温度为180℃；保持压力为1.3Mpa，温度为180℃的恒温恒压条件下蒸压养护6小时；开启冷却水给蒸压釜内部降温，同时排出蒸压釜内的蒸汽，1小时后将蒸压釜内部的温度降至25℃，压力降至0Mpa；将经过蒸压养护后的毛坯移出蒸压釜，即得高性能蒸压粉煤灰砖。所述高性能蒸压粉煤灰砖的性能指标见下表：

初始长度/mm	干燥后长度/mm	干燥收缩率/%	等级
				159.868	159.761	0.067	优等品

产品质量符合符合JC239-2001《粉煤灰砖》的要求。

实施例2

（1）、将建筑垃圾45wt%，粉煤灰37wt%，生石灰12wt%，脱硫石膏3wt%，水泥3wt%经过研磨后，其中建筑垃圾的粒径小于3mm，粉煤灰、生石灰、脱硫石膏的粒度分布60μm为30%，经加水后进行强制式搅拌后，制备成均匀的混合物料A，混合物料A的含水率为13%，待用。

（2）、将有色金属矿渣55wt%，粉煤灰13.50wt%，电石渣12wt%，生石灰7wt%，水泥5.5wt%，SY-G型高性能膨胀抗裂剂6.3wt%，三氯化铁0.7wt%经过研磨后，其中有色金属矿渣、粉煤灰、电石渣、生石灰的粒度分布50μm为30%，经加水后强制式搅拌后，制备成均匀的混合物料B，混合物料B的含水率为8%，待用。

（3）、将58Kg粒径为20～40目的预糊化木薯淀粉、13Kg醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、27.1Kg羟丙基甲基纤维素、3.1Kg固体含量为38%的水性聚氨酯乳液、0.22Kg活性氧化锌依次加入2100Kg水中，在50℃的温度下搅拌40min后得到水溶性胶水C；

（4）、将1Kg水溶性胶水C、50Kg脱硫石膏和100Kg水泥混合后加入26Kg水搅拌制备成胶黏剂D；

（5）、将487.8g混合物料B装进内砖模具中，在压力15MPa，压制时间10s的条件下压制成型，获得内砖初坯；将12.2g胶黏剂D均匀涂覆在内砖初坯的外表面上，其中内砖初坯与胶黏剂D的质量比是40：1。

（6）、将666.7g混合物料A装入外砖模具中，使得混合物料A均匀铺在外砖模具的底部，在压力10MPa，压制时间3s的条件下压制成型后得到砖饼，将表面上涂覆有胶黏剂D的内砖初坯放在砖饼上，再将1333.3g混合物料A填充进外砖模具中，保证混合物料A将表面上涂覆有胶黏剂D的内砖初坯完全覆盖，在压力25MPa，压制时间10s的条件下压制成型后得到2500g的毛坯，其中毛坯与表面上涂覆有胶黏剂D的内砖初坯的质量比是5：1。

（7）、毛坯经压机出砖机械手、传送皮带机、全自动码垛机，将砖坯码放在蒸压小车上，码好砖坯的蒸压小车由卷扬机拉入蒸压釜内进行蒸压养护，开启真空泵0.5小时以排除蒸压釜内的空气，蒸压釜内的真空度降至-0.06Mpa，再送入饱和蒸汽进行升温升压，经过1.5小时升温升压后，蒸压釜的压力为1.2Mpa，温度为175℃；保持压力为1.2Mpa，温度为175℃的恒温恒压条件下蒸压养护6小时；开启冷却水给蒸压釜内部降温，同时排出蒸压釜内的蒸汽，1小时后将蒸压釜内部的温度降至25℃，压力降至0Mpa；将经过蒸压养护后的毛坯移出蒸压釜，即得高性能蒸压粉煤灰砖。所述高性能蒸压粉煤灰砖的性能指标见下表：

初始长度/mm	干燥后长度/mm	干燥收缩率/%	等级
				159.768	159.621	0.092	优等品

产品质量符合JC239-2001《粉煤灰砖》的要求。

实施例3

（1）、将建筑垃圾40wt%，粉煤灰41wt%，生石灰14wt%，脱硫石膏2.5wt%，水泥2.5wt%经过研磨后，其中建筑垃圾的粒径小于3mm，粉煤灰、生石灰、脱硫石膏的粒度分布60μm为20%，经加水后进行强制式搅拌后，制备成均匀的混合物料A，混合物料A的含水率为13%，待用。

（2）、将有色金属矿渣50wt%，粉煤灰15wt%，电石渣14wt%，生石灰8wt%，水泥5.3wt%，SY-G型高性能膨胀抗裂剂6.8wt%，三氯化铁0.9wt%经过研磨后，其中有色金属矿渣、粉煤灰、电石渣、生石灰的粒度分布50μm为33%，经加水后强制式搅拌后，制备成均匀的混合物料B，混合物料B的含水率为9%，待用。

（3）、将65Kg粒径为20～40目的预糊化木薯淀粉、15Kg醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、28.5Kg羟丙基甲基纤维素、4Kg固体含量为38%的水性聚氨酯乳液、0.25Kg活性氧化锌依次加入2350Kg水中，在55℃的温度下搅拌35min后得到水溶性胶水C；

（4）、将1Kg水溶性胶水C、50Kg脱硫石膏和100Kg水泥混合后加入26Kg水搅拌制备成胶黏剂D；

（5）、将444g混合物料B装进内砖模具中，在压力15MPa，压制时间10s的条件下压制成型，获得内砖初坯；将11.1g胶黏剂D均匀涂覆在内砖初坯的外表面上，其中内砖初坯与胶黏剂D的质量比是40：1。

（6）、将681.8g混合物料A装入外砖模具中，使得混合物料A均匀铺在外砖模具的底部，在压力10MPa，压制时间3s的条件下压制成型后得到砖饼，将表面上涂覆有胶黏剂D的内砖初坯放在砖饼上，再将1363.1g混合物料A填充进外砖模具中，保证混合物料A将表面上涂覆有胶黏剂D的内砖初坯完全覆盖，在压力25MPa，压制时间10s的条件下压制成型后得到2500g的毛坯，其中毛坯与表面上涂覆有胶黏剂D的内砖初坯的质量比是5.5：1。

（7）、毛坯经压机出砖机械手、传送皮带机、全自动码垛机，将砖坯码放在蒸压小车上，码好砖坯的蒸压小车由卷扬机拉入蒸压釜内进行蒸压养护，开启真空泵0.5小时以排除蒸压釜内的空气，蒸压釜内的真空度降至-0.06Mpa，再送入饱和蒸汽进行升温升压，经过1.5小时升温升压后，蒸压釜的压力为1.25Mpa，温度为178℃；保持压力为1.25Mpa，温度为178℃的恒温恒压条件下蒸压养护6小时；开启冷却水给蒸压釜内部降温，同时排出蒸压釜内的蒸汽，1小时后将蒸压釜内部的温度降至25℃，压力降至0Mpa；将经过蒸压养护后的毛坯移出蒸压釜，即得高性能蒸压粉煤灰砖。所述高性能蒸压粉煤灰砖的性能指标见下表：

初始长度/mm	干燥后长度/mm	干燥收缩率/%	等级
				159.568	159.441	0.08	优等品

产品质量符合符合JC239-2001《粉煤灰砖》的要求。

上述实施例中，所用生石灰的有效氧化钙为60.0%，所用水泥为32.5普通硅酸盐水泥。所述建筑垃圾为废弃砖瓦、混凝土、废砂浆中的一种或数种，废弃砖瓦包括生产过程中产生的不合格的蒸压砖、加气混凝土砌块，可利用范围广，由于是解决了蒸压砖、加气混凝土砌块生产过程中产生的不合格产品，降低生产成本。蒸压釜内的抽真空，是为排除釜内空气，方便后续的饱和蒸汽进入及后续养护。

内砖中使用大量有色金属矿渣、粉煤灰、电石渣，其成本相对于外砖来说要低，在内砖中，SY-G型高性能膨胀抗裂剂能有效的提高内砖的抗压和抗裂性能；氯化铁的作用时生石灰和粉煤灰进行脱水，旨在降低生石灰和粉煤灰的掺量，避免内砖的大幅度增容，并且在蒸压养护的条件下，粉煤灰、电石渣中钙盐、硫酸盐在氯化铁的结合下，生产晶状体，减少了内砖中的硫酸盐含量，使得产品性能更加稳定；它们相互交织形成网络结构，并胶结有色金属矿渣颗粒，形成紧密和坚固的骨架。在SY-G型高性能膨胀抗裂剂和氯化铁的作用下，改善了蒸压标准砖体系的孔结构，蒸压标准砖的密实度会增加，即可消除凝胶脱水导致的缝隙或孔径，也就补偿了蒸压标准砖的收缩，能有效的提高内砖的抗压强度和抗冻性能。

胶黏剂D中的预糊化木薯淀粉、醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉和羟丙基甲基纤维素在体系中是高强的弹珠，当外砖和内砖在蒸压养护时，会因为水化反应出现热胀冷缩，外砖和内砖结合出活动剧烈，当预糊化木薯淀粉、醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉和羟丙基甲基纤维素与水泥和脱硫石膏结合后，会形成高弹的结合层，高弹的结合层能在很大程度上消除外砖、内砖结合处的应力，并且在水性聚氨酯乳液提高体系的交联密度，在活性氧化锌的活化作用下，缩短水化反应时间，在胶黏剂D的作用下，蒸压标准砖的抗收缩性能好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.高性能蒸压标准砖的制造工艺，其特征在于按以下步骤进行：

步骤一S1：外砖制备

采用建筑垃圾40wt%～45wt%，粉煤灰37wt%～42wt%，生石灰12wt%～14wt%，脱硫石膏2wt%～3wt%，水泥1wt%～3wt%作为外砖基础原料；

将上述配料好的外砖基础原料进行混料、研磨细化后，其中建筑垃圾的粒径小于3mm，粉煤灰、生石灰、脱硫石膏的粒度分布60μm为20%～30%，加水搅拌制备成均匀的混合物料A，混合物料A的含水率为13%，待用；

步骤二S2：内砖制备

采用有色金属矿渣50wt%～60wt%，粉煤灰10wt%～15wt%，电石渣12wt%～14wt%，生石灰6wt%～8wt%，水泥5wt%～5.5wt%，SY-G型高性能膨胀抗裂剂5.2wt%～6.8wt%，三氯化铁0.7wt%～0.9wt%作为内砖基础原料；

将上述配料好的内砖基础原料进行混料、研磨细化后，其中有色金属矿渣、粉煤灰、电石渣、生石灰的粒度分布50μm为30%～40%，加水搅拌制备成均匀的混合物料B，混合物料B的含水率为8%～10%，待用；

步骤三S3：制胶

（a）将粒径为20～40目的预糊化木薯淀粉、醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、羟丙基甲基纤维素、固体含量为38%的水性聚氨酯乳液、活性氧化锌和水在50～60℃搅拌30～40min后得到水溶性胶水C；

（b）将水溶性胶水C、脱硫石膏和水泥混合均匀后加水搅拌制备成胶黏剂D；

步骤四S4：制坯

（a）将混合物料B放入内砖模具中，在压力15MPa，压制时间10s的条件下压制成型，获得内砖初坯；在内砖初坯的外表面上均匀涂覆一层胶黏剂D，内砖初坯和胶黏剂D按质量的配比是40：1，待用；

（b）在外砖模具的底部铺上一层混合物料A，在压力10MPa，压制时间3s条件下压制成型后得到砖饼，将表面上涂覆有胶黏剂D的内砖初坯放在砖饼上，再往外砖模具的内部填满混合物料A，在压力25MPa，压制时间10s的条件下压制成型后得到毛坯，毛坯、表面上涂覆有胶黏剂D的内砖初坯按质量的配比是5～6：1，待用；

步骤五S5：蒸压养护成型

将毛坯输送到蒸压釜中，给蒸压釜抽真空，在0.5小时内真空度降至-0.06Mpa；经过1.5小时升温升压后，蒸压釜的压力为1.2MPa～1.3Mpa，温度为175℃～180℃；保持压力为1.2MPa～1.3Mpa，温度为175℃～180℃的条件下，恒温恒压6小时蒸压养护；最后用1小时将蒸压釜内部的温度降至25℃，压力降至0Mpa；将经过蒸压养护后的毛坯移出蒸压釜，即得高性能蒸压粉煤灰砖。

2.根据权利要求1所述的高性能蒸压标准砖的制造工艺，其特征在于：所述水溶性胶水C中粒径为20～40目的预糊化木薯淀粉、醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、羟丙基甲基纤维素、固体含量为38%的水性聚氨酯乳液、活性氧化锌和水按质量的配比是56～65：12~15：25.6～28.5：2.3～4：0.2～0.25：2000～2350。

3.根据权利要求1所述的高性能蒸压标准砖的制造工艺，其特征在于：所述胶黏剂D中的水溶性胶水C、脱硫石膏、水泥和水按质量的配比是1：50：100：26。

4.根据权利要求1所述的高性能蒸压标准砖的制造工艺，其特征在于：所述建筑垃圾为废弃砖瓦、混凝土、废砂浆中的一种或数种，废弃砖瓦包括生产过程中产生的不合格的蒸压砖、加气混凝土砌块。

5.根据权利要求1所述的高性能蒸压标准砖的制造工艺，其特征在于：所述生石灰的有效氧化钙为60.0%，所述水泥为32.5普通硅酸盐水泥。