CN105174830A - 一种自保温砌块的制备方法 - Google Patents

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马玉海
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Abstract

本发明公开了一种自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：黄河淤沙与黄河胶泥、粉煤灰预均化得混合物；然后与粉碎的煤矸石一起由皮带机输送到强力搅拌机搅拌，搅拌过程中加水、SiO2、CaO和Al2O3；搅拌后的混合物经过布料、模震、常温压制成型；在干燥室内干燥后在窑炉中烧制，得到自保温砌块。本发明的有益效果是：资源综合利用禁实、节地，效果显著，保温效果达到国家公建50%居建65%的节能标准，防火性能好，寿命长，降低生产成本每平方30-40元，工期提前1/3，消除了传统墙体做法产生的质量通病。

Description

一种自保温砌块的制备方法
本案为分案申请，原申请的发明名称为：一种自保温砌块，原申请的申请日为：2014-09-29，原申请的申请号为：201410515060.7。
技术领域
本发明涉及材料技术领域，特别涉及一种自保温砌块。
背景技术
利用江河湖泊淤泥烧结新型墙材在我国已得到充分的利用。目前的主要产品有标砖、多孔砖等产品，广泛用于工业与民用建筑中，对推动禁实节地、资源综合利用基本国策起到了积极作用。同时也是国家大力提倡的新型墙材之一，符合国家产业政策。标砖用于承重墙、多孔砖用于框架结构填充墙。存在的问题为墙体达不到国家规定的公建50%，居建65%的节能保温效果。需在外墙做保温，费工费料、工期长、防火性能低、隔音效果差、外墙保温还存在着使用寿命短、易渗水、脱落等质量问题。
发明内容
为了满足国家公建50%居建65%的节能保温标准需求，本发明实施例提供了一种自保温砌块。利用我国江河湖泊大量的淤泥资源及煤矿开采过程中产生的固体废料煤矸石为原料，资源综合利用，生产能耗低，保温效果好，防火阻燃抗老化，耐久性高，寿命长，性能稳定，安全稳固性好的产品，外墙不再做保温，即可达到国家公建50%居建65%的节能保温标准。因外墙不需再做外墙保温，建设成本与传统的做法相比较每平方米造价可降低30-40元，工期可提前1/3，一项技术同时支持国家禁实、节地、环保、防火、资源综合利用多项基本国策。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种自保温砌块，所述自保温砌块包括以下重量份数比的组分：黄河淤沙20-30份，黄河胶泥25-30份、粉煤灰10-15份和煤矸石30-45份。
所述自保温砌块还包括以下重量份数比的组分：SiO25-7份、CaO0.5-2份和Al2O31-1.5份。
所述自保温砌块还进一步包括以下重量份数比的组分：Fe2O32-5份、TiO20.2-1.5份、MgO1-4份、K2O1-4份和Na2O1-5份。
所述自保温砌块还进一步包括以下重量份数比的组分：B4C1-3份和ZrC10-15份。
所述自保温砌块是由两个日字形空心砖体首尾交错组成的Z字形型材或由一个日字形空心砖体和位于日字形空心砖体一端的一个口字形空心砖体组成的L形型材，且日字形空心砖体与口字形空心砖体的连接处或两个日字形空心砖体的连接处设置有12mm宽的空气隔离腔，并在日字形空心砖体和/或口字形空心砖体的空心空隙内填充保温材料或发泡水泥。
所述日字形空心砖体和/或所述口字形空心砖体的外侧端部内侧条面上设置有10mm宽的侧面凸台。
本发明还提供一种自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、黄河淤沙堆垛沉化6个月后，运至存泥库与黄河胶泥、粉煤灰按照重量份数比混合后清除杂草、草根等杂物预均化得混合物1；
步骤二、按重量份数比取煤矸石经锤式粉碎机粉碎至粒径≤2.5mm，用铲车送入箱式给料机计量后与混合物1一起由皮带机输送到强力搅拌机搅拌8-10分钟，搅拌过程中加水5-10份；
步骤三、搅拌后的混合物经皮带输送机进入QTY-15模震砌块成型机，经过布料、模震、常温压制成型；砌块成型时间为每板30-60秒，砌块成型后送入干燥室，温度90-100℃，砌块在干燥室内干燥22-24h，烘干后的砌块在窑炉中烧制，温度为900-1050℃，36-60小时烧结完毕，冷却48-72小时，得到自保温砌块。
所述步骤二中，搅拌过程中，除加水5-10份外，还进一步加入SiO25-7份、CaO0.5-2份和Al2O31-1.5份。
所述步骤二中，搅拌过程中，除加水5-10份外，还进一步加入SiO25-7份、CaO0.5-2份、Al2O31-1.5份、Fe2O32-5份、TiO20.2-1,5份、MgO1-4份、K2O1-4份和Na2O1-5份。
所述步骤二中，搅拌过程中，除加水5-10份外，还进一步加入SiO25-7份、CaO0.5-2份、Al2O31-1.5份、Fe2O32-5份、TiO20.2-1,5份、MgO1-4份、K2O1-4份、Na2O1-5份、B4C1-3份和ZrC10-15份。
本发明还提供自保温砌块组成的墙体，墙体中间使用Z字形保温砌块，两端使用L字形保温砌块可以组成一层，上下采用多层，组成一道墙。
本发明的有益效果是：原材料为黄河淤沙和黄河胶泥、粉煤灰、煤矸石，掺加复合外加剂及氧化物，变废为宝，资源综合利用，禁实、节地效果明显，保温效果可达到国家规定公建50%居建65%以上节能要求，砌筑的墙体不需再做外墙保温，与传统空心砖砌筑体相比较成本每平方米可降低30-40元，工期可提前1/3，产品达到国家A1级防火标准，与建筑物同寿命达70年以上。
采用该产品砌筑的墙体，外墙不再做保温，彻底解决了传统外墙保温易产生质量事故的弊病，保温效果好，防火性能好，寿命长，造价低等优势。
传统做法，成品后的砌块用小车推入架庭摆放自然晾干，经过码垛、凉庭、草帘子盖等工序，工人劳动强度大，工序多，破损率高等缺陷，年产10万立方米砌块需晾晒土地40亩，造成土地资源的浪费。改变原来的自然晾干为干燥室干燥，成型后的砌块经干燥室22-24小时即可干燥完毕，热源来自于焙烧过程中产生的余热，达到了余热利用的目的，减少了工序，减轻了人工劳动强度，同时节省土地40余亩。
自保温砌块设计为双排错孔，目的提高热工性能、增加空心率，强制强化实体传热桥，上下皮孔肋对应。侧面设有凸台，形成10㎜静止空气层，控制立面平整度，中间设有12㎜空气层再次强化保温性能，端面凸台控制垂直砌缝的厚度，均匀性。日字形空心砖体和/或口字形空心砖体的空心空隙内填充保温材料或发泡水泥增加保温性能。
附图说明
图1为本发明实施例1的Z字形自保温砌块的结构示意图。
图2为本发明实施例3的L字形自保温砌块的结构示意图。
图3为本发明实施例9的由自保温砌块组成的墙体
其中，1、空气隔离腔；2、侧面凸台；3、保温材料。
具体实施方式
针对现有技术的问题，本发明提供一种自保温砌块，原材料为黄河淤沙和黄河胶泥、粉煤灰、煤矸石，掺加复合外加剂及氧化物，变废为宝，资源综合利用，禁实、节地效果明显，保温效果可达到国家规定公建50%居建65%以上节能要求，砌筑的墙体不需再做外墙保温，与传统空心砖砌筑体相比较成本每平方米可降低30-40元，工期可提前1/3，产品达到国家A1级防火标准，与建筑物同寿命达70年以上。
黄河淤沙细沙多，0.05-0.5和0.5以上颗粒比例少。塑性指数偏低，而敏感性能又特高。但物理性能不很理想，如果要生产合格烧结淤沙自保温砌块必须加入其他组分改善其物理性能。掺煤矸石，可节约原煤，掺入粉煤灰可减轻砌块重量，掺入黄河胶泥可提高塑性指数，掺入复合外加剂提高成型时间及烘干时间，加入及氧化物可以调节制品的综合性能。
黄河中上游以山地为主，中段流经中国黄土高原，每年夹带大量泥沙流向下游，具黄河河务部门数据显示，每年会产生16亿吨泥沙，最多年份可达39亿吨。带有粘性的细颗粒粒径小于0.01MM时沉积较慢，形成黄河胶泥层。主要成分有；水合硅酸盐、氧化铝、并含有石英、长石、云母、及硫酸盐等。黄河胶泥具有粘性大、塑性好、因此与黄河淤沙掺合生产新型建材自保温砌块，弥补了黄河淤沙塑性指数偏低的缺陷。
本发明提供一种自保温砌块包括以下重量份数比的组分：黄河淤沙20-30份，黄河胶泥25-30份、粉煤灰10-15份和煤矸石30-45份。
其中，自保温砌块还包括以下重量份数比的组分：SiO25-7份、CaO0.5-2份和Al2O31-1.5份。
其中，自保温砌块还进一步包括以下重量份数比的组分：Fe2O32-5份、TiO20.2-1.5份、MgO1-4份、K2O1-4份和Na2O1-5份。
其中，自保温砌块还进一步包括以下重量份数比的组分：B4C1-3份和ZrC10-15份。
其中，自保温砌块是由两个日字形空心砖体首尾交错组成的Z字形型材或由一个日字形空心砖体和位于日字形空心砖体一端的一个口字形空心砖体组成的L形型材，且日字形空心砖体与口字形空心砖体的连接处或两个日字形空心砖体的连接处设置有12mm宽的空气隔离腔，并在日字形空心砖体和/或口字形空心砖体的空心空隙内填充保温材料或发泡水泥。
其中，日字形空心砖体和/或所述口字形空心砖体的外侧端部内侧条面上设置有10mm宽的侧面凸台。
本发明还提供一种自保温砌块的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、黄河淤沙堆垛沉化6个月后，运至存泥库与黄河胶泥、粉煤灰按照重量份数比混合后清除杂草、草根等杂物预均化得混合物1；
步骤二、按重量份数比取煤矸石经锤式粉碎机粉碎至粒径≤2.5mm，用铲车送入箱式给料机计量后与混合物1一起由皮带机输送到强力搅拌机搅拌8-10分钟，搅拌过程中加水5-10份；
步骤三、搅拌后的混合物经皮带输送机进入QTY-15模震砌块成型机，经过布料、模震、常温压制成型；砌块成型时间为每板30-60秒，砌块成型后送入干燥室，温度90-100℃，砌块在干燥室内干燥22-24h，烘干后的砌块在窑炉中烧制，温度为900-1050℃，36-60小时烧结完毕，冷却48-72小时，得到自保温砌块。
其中，步骤二中，搅拌过程中，除加水5-10份外，还进一步加入SiO25-7份、CaO0.5-2份和Al2O31-1.5份。
其中，步骤二中，搅拌过程中，除加水5-10份外，还进一步加入SiO25-7份、CaO0.5-2份、Al2O31-1.5份、Fe2O32-5份、TiO20.2-1,5份、MgO1-4份、K2O1-4份和Na2O1-5份。
其中，步骤二中，搅拌过程中，除加水5-10份外，还进一步加入SiO25-7份、CaO0.5-2份、Al2O31-1.5份、Fe2O32-5份、TiO20.2-1,5份、MgO1-4份、K2O1-4份、Na2O1-5份、B4C1-3份和ZrC10-15份。
本发明还提供一种由自保温砌块组成的墙体，墙体中间使用Z字形保温砌块，两端使用L字形保温砌块可以组成一层，上下采用多层，组成一道墙。
对比例1粘土砖
粘土砖，240*115*53，单块重2.5-2.6㎏，主要成份为粘土，占用大量耕地，国家已禁止生产。
对比例2黄河淤泥标砖（多孔砖）
黄河淤泥标砖（多孔砖），黄河淤泥70%，煤矸石30%，单块重2.4㎏，抗压强度15MPa以上，用于建筑物承重墙，砌体必须做外墙保温，费工、成本高、工期长、保温效果差。
制备方法：混合料→搅拌→成型→干燥→烧结→出窑码垛。
对比例3混凝土砖
混凝土砖，240*115*53，单块重3.5㎏，主要原料水泥15%，石硝10%，石粉45%，粉煤灰30%，抗压强度大于15MPa，用于建筑物承重墙，本身自重大，墙体必须做外墙保温，工人劳动强度大，费工，成本高，保温效果差。
制备方法：布料→搅拌→输送→成型→落板→成品养护→成品。
实施例1本发明的Z字形自保温砌块
参见图1
步骤一、取黄河淤沙30份堆垛沉化6个月后，运至存泥库与黄河胶泥25份、粉煤灰15份按照重量份数比混合后清除杂草、草根等杂物预均化得混合物1；
步骤二、按重量份数比取煤矸石经锤式粉碎机粉碎至粒径≤2.5mm，用铲车送入箱式给料机计量后与混合物1一起由皮带机输送到强力搅拌机搅拌10分钟，搅拌过程中加水10份；
步骤三、搅拌后的混合物经皮带输送机进入QTY-15模震砌块成型机，经过布料、模震、常温压制成型；砌块成型时间为每板60秒，砌块成型后送入干燥室，温度100℃，砌块在干燥室内干燥22h，烘干后的砌块在窑炉中烧制，温度为1050℃，60小时烧结完毕，冷却72小时，得到自保温砌块。
密度为700kg/m3，抗压强度7.0Mpa，吸水率12%，抗风化性能0.6，复合墙体热阻2.1M2K/M。
实施例2
步骤一、取黄河淤沙20份堆垛沉化6个月后，运至存泥库与黄河胶泥30份、粉煤灰10份按照重量份数比混合后清除杂草、草根等杂物预均化得混合物1；
步骤二、按重量份数比取煤矸石经锤式粉碎机粉碎至粒径≤2.5mm，用铲车送入箱式给料机计量后与混合物1一起由皮带机输送到强力搅拌机搅拌8分钟，搅拌过程中加水5份；
步骤三、搅拌后的混合物经皮带输送机进入QTY-15模震砌块成型机，经过布料、模震、常温压制成型；砌块成型时间为每板30秒，砌块成型后送入干燥室，温度90℃，砌块在干燥室内干燥24h，烘干后的砌块在窑炉中烧制，温度为900℃，36小时烧结完毕，冷却48小时，得到自保温砌块。
密度为680kg/m3，抗压强度7.2Mpa，吸水率13%，抗风化性能0.6，复合墙体热阻2.2M2K/M。
实施例3本发明的L字形自保温砌块
参见图2.
步骤一、取黄河淤沙30份堆垛沉化6个月后，运至存泥库与黄河胶泥30份、粉煤灰15份按照重量份数比混合后清除杂草、草根等杂物预均化得混合物1；
步骤二、按重量份数比取煤矸石经锤式粉碎机粉碎至粒径≤2.5mm，用铲车送入箱式给料机计量后与混合物1一起由皮带机输送到强力搅拌机搅拌8分钟，搅拌过程中加水5份、SiO27份、CaO2份、Al2O31份；
步骤三、搅拌后的混合物经皮带输送机进入QTY-15模震砌块成型机，经过布料、模震、常温压制成型；砌块成型时间为每板60秒，砌块成型后送入干燥室，温度90℃，砌块在干燥室内干燥22-24h，烘干后的砌块在窑炉中烧制，温度为900℃，60小时烧结完毕，冷却48小时，得到自保温砌块。
密度为600kg/m3，抗压强度7.0Mpa，吸水率11%，抗风化性能0.58，复合墙体热阻2.3M2K/M。
实施例4
步骤一、取黄河淤沙20份堆垛沉化6个月后，运至存泥库与黄河胶泥25份、粉煤灰10份按照重量份数比混合后清除杂草、草根等杂物预均化得混合物1；
步骤二、按重量份数比取煤矸石经锤式粉碎机粉碎至粒径≤2.5mm，用铲车送入箱式给料机计量后与混合物1一起由皮带机输送到强力搅拌机搅拌10分钟，搅拌过程中加水10份、SiO25份、CaO0.5份、Al2O31.5份；
步骤三、搅拌后的混合物经皮带输送机进入QTY-15模震砌块成型机，经过布料、模震、常温压制成型；砌块成型时间为每板30秒，砌块成型后送入干燥室，温度100℃，砌块在干燥室内干燥22-24h，烘干后的砌块在窑炉中烧制，温度为1050℃，36小时烧结完毕，冷却72小时，得到自保温砌块。
密度为610kg/m3，抗压强度7.1Mpa，吸水率10%，抗风化性能0.6，复合墙体热阻2.4M2K/M。
实施例5
步骤一、取黄河淤沙30份堆垛沉化6个月后，运至存泥库与黄河胶泥25份、粉煤灰10份按照重量份数比混合后清除杂草、草根等杂物预均化得混合物1；
步骤二、按重量份数比取煤矸石经锤式粉碎机粉碎至粒径≤2.5mm，用铲车送入箱式给料机计量后与混合物1一起由皮带机输送到强力搅拌机搅拌10分钟，搅拌过程中加水10份、SiO27份、CaO0.5份、Al2O31.5份、Fe2O35份、TiO20.2份、MgO4份、K2O1份、Na2O1份；；
步骤三、搅拌后的混合物经皮带输送机进入QTY-15模震砌块成型机，经过布料、模震、常温压制成型；砌块成型时间为每板60秒，砌块成型后送入干燥室，温度90℃，砌块在干燥室内干燥24h，烘干后的砌块在窑炉中烧制，温度为900℃，60小时烧结完毕，冷却72小时，得到自保温砌块。
密度为590kg/m3，抗压强度7.1Mpa，吸水率10%，抗风化性能0.55，复合墙体热阻2.7M2K/M。
实施例6
步骤一、取黄河淤沙20份堆垛沉化6个月后，运至存泥库与黄河胶泥30份、粉煤灰15份按照重量份数比混合后清除杂草、草根等杂物预均化得混合物1；
步骤二、按重量份数比取煤矸石经锤式粉碎机粉碎至粒径≤2.5mm，用铲车送入箱式给料机计量后与混合物1一起由皮带机输送到强力搅拌机搅拌8分钟，搅拌过程中加水5份、SiO25份、CaO2份、Al2O31份、Fe2O32份、TiO21.5份、MgO1份、K2O4份、Na2O5份；；
步骤三、搅拌后的混合物经皮带输送机进入QTY-15模震砌块成型机，经过布料、模震、常温压制成型；砌块成型时间为每板30秒，砌块成型后送入干燥室，温度100℃，砌块在干燥室内干燥22h，烘干后的砌块在窑炉中烧制，温度为1050℃，36小时烧结完毕，冷却48小时，得到自保温砌块。
密度为595kg/m3，抗压强度7.2Mpa，吸水率11%，抗风化性能0.57，复合墙体热阻2.6M2K/M。
实施例7
步骤一、取黄河淤沙30份堆垛沉化6个月后，运至存泥库与黄河胶泥30份、粉煤灰10份按照重量份数比混合后清除杂草、草根等杂物预均化得混合物1；
步骤二、按重量份数比取煤矸石经锤式粉碎机粉碎至粒径≤2.5mm，用铲车送入箱式给料机计量后与混合物1一起由皮带机输送到强力搅拌机搅拌10分钟，搅拌过程中加水10份、SiO27份、CaO0.5份、Al2O31份、Fe2O32份、TiO20.2份、MgO1份、K2O4份、Na2O1份、B4C3份、ZrC15份；；
步骤三、搅拌后的混合物经皮带输送机进入QTY-15模震砌块成型机，经过布料、模震、常温压制成型；砌块成型时间为每板60秒，砌块成型后送入干燥室，温度90℃，砌块在干燥室内干燥24h，烘干后的砌块在窑炉中烧制，温度为900℃，60小时烧结完毕，冷却48小时，得到自保温砌块。
密度为575kg/m3，抗压强度7.1Mpa，吸水率8%，抗风化性能0.50，复合墙体热阻2.8M2K/M。
实施例8
步骤一、取黄河淤沙20份堆垛沉化6个月后，运至存泥库与黄河胶泥25份、粉煤灰15份按照重量份数比混合后清除杂草、草根等杂物预均化得混合物1；
步骤二、按重量份数比取煤矸石经锤式粉碎机粉碎至粒径≤2.5mm，用铲车送入箱式给料机计量后与混合物1一起由皮带机输送到强力搅拌机搅拌8分钟，搅拌过程中加水5份、SiO25份、CaO2份、Al2O31.5份、Fe2O35份、TiO21.5份、MgO4份、K2O1份、Na2O5份、B4C1份、ZrC10份；；
步骤三、搅拌后的混合物经皮带输送机进入QTY-15模震砌块成型机，经过布料、模震、常温压制成型；砌块成型时间为每板30秒，砌块成型后送入干燥室，温度100℃，砌块在干燥室内干燥22h，烘干后的砌块在窑炉中烧制，温度为1050℃，36小时烧结完毕，冷却72小时，得到自保温砌块。
密度为570kg/m3，抗压强度7.2Mpa，吸水率7%，抗风化性能0.51，复合墙体热阻2.9M2K/M。
实施例9保温砌块组成的墙体
参见图3墙体中间使用多个首尾依次连接的所述Z字形保温砌块，两端使用L字形保温砌块可以组成一层，上下采用多层，组成一道墙。
密度kg/m3 抗压强度Mpa 吸水率% 抗风化性能 复合墙体热阻M2K/M
实施例1 700 7.0 12 0.6 2.1
实施例2 680 7.2 13 0.6 2.2
实施例3 600 7.0 11 0.58 2.3
实施例4 610 7.1 10 0.6 2.4
实施例5 590 7.1 10 0.55 2.7
实施例6 595 7.2 11 0.57 2.6
实施例7 575 7.1 8 0.50 2.8
实施例8 570 7.2 7 0.51 2.9
从表1实施例和实施例2可以看出利用我国江河湖泊大量的淤泥资源及煤矿开采过程中产生的固体废料煤矸石为原料，资源综合利用，生产能耗低，保温效果好，安全稳固性好的产品，外墙不再做保温，即可达到国家公建50%居建65%的节能保温标准。
从实施例3和实施例4可以看出SiO2、CaO和Al2O3的加入可以进一步降低生产成本。
在此基础上继续优化保证抗压强度下进一步降低保温砌块的密度，降低成本。参见实施例5-实施例8。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种自保温砌块的制备方法，其特征在于，所述自保温砌块包括以下重量份数比的组分：黄河淤沙20-30份，黄河胶泥25-30份、粉煤灰10-15份、煤矸石30-45份、SiO25-7份、CaO0.5-2份、Al2O31-1.5份；所述制备方法包括以下步骤：
步骤一、黄河淤沙堆垛沉化6个月后，运至存泥库与黄河胶泥、粉煤灰按照重量份数比混合后清除杂草、草根杂物预均化得混合物1；
步骤二、按重量份数比取煤矸石经锤式粉碎机粉碎至粒径≤2.5mm，用铲车送入箱式给料机计量后与混合物1一起由皮带机输送到强力搅拌机搅拌8-10分钟，搅拌过程中加水5-10份、SiO25-7份、CaO0.5-2份和Al2O31-1.5份；
步骤三、搅拌后的混合物经皮带输送机进入QTY-15模震砌块成型机，经过布料、模震、常温压制成型；砌块成型时间为每板30-60秒，砌块成型后送入干燥室，温度90-100℃，砌块在干燥室内干燥22-24h，烘干后的砌块在窑炉中烧制，温度为900-1050℃，36-60小时烧结完毕，冷却48-72小时，得到自保温砌块。
2.根据权利要求1所述的自保温砌块，其特征在于，所述自保温砌块是由两个日字形空心砖体首尾交错组成的Z字形型材或由一个日字形空心砖体和位于日字形空心砖体一端的一个口字形空心砖体组成的L形型材，且日字形空心砖体与口字形空心砖体的连接处或两个日字形空心砖体的连接处设置有12mm宽的空气隔离腔，并在日字形空心砖体和/或口字形空心砖体的空心空隙内填充保温材料或发泡水泥。
3.根据权利要求2所述的自保温砌块，其特征在于：所述日字形空心砖体和/或所述口字形空心砖体的外侧端部内侧条面上设置有10mm宽的侧面凸台。
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