CN105503258A - 一种无粘土烧结砌块及其制备方法 - Google Patents

一种无粘土烧结砌块及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种无粘土烧结砌块，由以下成分制备而成：100质量份的粉煤灰；10～30质量份的液体原料；所述液体原料包括碱金属氢氧化物、水玻璃和水。本发明以粉煤灰为原料，无需粘土、水泥等，更环保，同时配以以碱金属氢氧化物、水玻璃和水为混合物的液体原料，得到的无粘土烧结砌块力学强度高，外观好，可直接用于墙面。并且，本发明提供的无粘土烧结砌块的制备工艺流程简单，原料无需粉磨、筛分等过程，设备投入减少。

Description

一种无粘土烧结砌块及其制备方法
技术领域
本发明属于烧结多孔砖和多孔砌块技术领域，具体涉及一种无粘土烧结砌块及其制备方法。
背景技术
粘土砖或砌块，俗名红砖，是以粘土为主要原料经过成型、烧结而成，具有透气、保湿、保温等效果，作为一种优良的传统墙体建材，每年我国有几十亿块的产量，但是为保护耕地，国家已经命令禁止使用粘土砖或砌块。
目前市场上常见的建筑用砖或砌块主要有水泥混凝土砌块、页岩砖、粉煤灰加气砖或砌块等。
水泥混凝土砌块是以普通水泥为粘结剂，石子(或建筑陶粒)、细砂等为骨料，经压制成型、蒸养而成，具有厚壁大孔结构(如“日”字型)，其强度高，内部可填充保温材料。但是水泥混凝土砌块重量大，工人施工难度增加，外观差，不能直接作为建筑墙面。
页岩砖是以页岩为主要原料，替代粘土制备成的砖，强度、外观等基本性能与粘土砖基本一致。例如申请号为201310681617.X的中国专利公开了一种多孔页岩砖的制备方法；申请号为201010100016.1的中国专利公开了一种拜耳法赤泥页岩砖及其生产方法；申请号为201410070670.0的中国专利公开了一种利用铸造用粘土砂湿法再生污泥制备页岩砖的方法。但是，上述方法制备得到的页岩砖都以页岩为主要原料，而页岩作为一种矿物分布具有区域局限性。并且，生产过程包括配料、破碎、过筛、搅拌、轮碾、成型干燥和焙烧等，过程复杂，同时存在能耗较高和粉尘污染的问题。
粉煤灰加气砖或砌块是以粉煤灰(重量占60～70％)、水泥(重量占20～30％)、石灰(重量占10～20％)、铝粉(适量)等为原料，经浇注成型、发泡、高温蒸养(温度80度左右，湿度90％以上)而成，具有轻质(密度小于1)、保温的特点。因此，粉煤灰加气砖或砌块可以作为一种优良的墙体建材。但是，目前粉煤灰加气砖或砌块在生产过程需要经过多次配料、粉磨、发泡等复杂过程，设备投入较高，并且制备得到的粉煤灰加气砖或砌块强度低，外观差，不能直接作为建筑墙面，从而限制了其应用。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种无粘土烧结砌块及其制备方法，本发明提供的无粘土烧结砌块制备方法简单，并且制备得到的产品具有良好的力学强度和外观。
本发明提供了一种无粘土烧结砌块，由以下成分制备而成：
100质量份的粉煤灰；
10～30质量份的液体原料；
所述液体原料包括碱金属氢氧化物、水玻璃和水。
优选的，所述液体原料中水玻璃、碱金属氢氧化物和水的质量比为100：(5～40)：(1～10)。
优选的，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的一种或多种。
优选的，所述水玻璃为锂水玻璃、钠水玻璃和钾水玻璃中的一种或多种。
本发明还提供了一种无粘土烧结砌块的制备方法，包括以下步骤：
将100质量份的粉煤灰和10～30质量份的液体原料混合得到混合料，所述液体原料包括碱金属氢氧化物、水玻璃和水；
将所述混合料依次经过成型、固化、烘干和烧制，得到无粘土烧结砌块。
优选的，所述固化的温度为15～100℃，所述固化的湿度为70％～90％，所述固化的时间为4～24h。
优选的，所述烘干的温度为105～120℃。
优选的，所述烧制的温度为400～1000℃，所述烧制的时间为50～90min。
优选的，所述液体原料按照如下方法进行制备：
将碱金属氢氧化物溶于水玻璃中，再加入水，得到混合溶液；
将所述混合溶液冷却，得到液体原料。
优选的，所述液体原料中水玻璃、碱金属氢氧化物和水的质量比为100：(5～40)：(1～10)。
与现有技术相比，本发明提供了一种无粘土烧结砌块，由以下成分制备而成：100质量份的粉煤灰；10～30质量份的液体原料；所述液体原料包括碱金属氢氧化物、水玻璃和水。本发明以粉煤灰为原料，无需粘土、水泥等，更环保，同时配以以碱金属氢氧化物、水玻璃和水为混合物的液体原料，得到的无粘土烧结砌块力学强度高，外观好，可直接用于墙面。并且，本发明提供的无粘土烧结砌块的制备工艺流程简单，原料无需粉磨、筛分等过程，设备投入减少。
结果表明，本发明提供的无粘土烧结砌块的抗压强度为8～35MPa，吸水率为18％～30％。
附图说明
图1为本发明提供的制备无粘土烧结砌块的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种无粘土烧结砌块，其特征在于，由以下成分制备而成：
100质量份的粉煤灰；
10～30质量份的液体原料；
所述液体原料包括碱金属氢氧化物、水玻璃和水。
本发明以粉煤灰为主要原料制备无粘土烧结砌块，避免使用粘土、水泥等材料，更加环保。本发明对所述粉煤灰的来源并没有特殊限制，优选采用广东粤电集团云浮电厂提供的粉煤灰，其中，所述粉煤灰中包括以下主要成分：41.7wt％的SiO2，33.374wt％的Al2O3，4.691wt％的CaO，3.692wt％的Fe2O3，0.534wt％的K2O，0.275wt％的Na2O。所述粉煤灰的烧失量为1.02。
在本发明中，所述无粘土烧结砌块的制备原料还包括液体原料，所述液体原料包括碱金属氢氧化物、水玻璃和水。以100质量份的粉煤灰为基准，所述液体原料的添加量优选为10～30质量份，更优选为15～25质量份。其中，所述液体原料中水玻璃、碱金属氢氧化物和水的质量比优选为100：(5～40)：(1～10)，更优选为100：(10～35)：(2～8)。
其中，所述液体原料中，所述碱金属氢氧化物优选为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的一种或多种，更优选为氢氧化钠；所述水玻璃优选为锂水玻璃、钠水玻璃和钾水玻璃中的一种或多种，更优选为钠水玻璃。
本发明还提供了一种上述无粘土烧结砌块的制备方法，包括以下步骤：
将100质量份的粉煤灰和10～30质量份的液体原料混合得到混合料，所述液体原料包括碱金属氢氧化物、水玻璃和水；
将所述混合料依次经过成型、固化、烘干和烧制，得到无粘土烧结砌块。
本发明首先粉煤灰和液体原料混合得到混合料。本发明以粉煤灰与液体原料为原料制备粉煤灰，其中，所述液体原料包括碱金属氢氧化物、水玻璃和水。所述液体原料中水玻璃、碱金属氢氧化物和水的质量比优选为100：(5～40)：(1～10)。
在本发明中，所述液体原料优选按照如下方法进行制备：
将碱金属氢氧化物溶于水玻璃中，再加入水，得到混合溶液；
将所述混合溶液冷却，得到液体原料。
本发明先将碱金属氢氧化物溶于水玻璃中，接着加入水，混合均匀，得到混合溶液；然后将所述混合溶液冷却至室温，得到液体原料。其中，所述室温优选为20～30℃。
得到液体原料后，将所述粉煤灰与所述液体原料混合，得到混合料。本发明对所述混合方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的混合方法即可。
得到混合料后，将所述混合料依次经过成型、固化、烘干和烧制，得到无粘土烧结砌块。
具体的，本发明将所述混合料进行成型，本发明对所述成型的方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的砌块成型方法即可。在本发明中，将所述混合料置于模具中压制成型，得到坯体。
得到坯体后，将所述坯体进行固化，得到固化坯。具体方法为：
将坯体在一定温度和湿度条件下进行养护，进行固化，得到固化坯。
所述固化的温度优选为15～100℃，更优选为20～80℃；所述固化的湿度优选为70％～90％，更优选为75％～85％；所述固化的时间优选为4～24h，更优选为5～20h。
得到固化坯后，将所述固化坯进行烘干和烧制，得到无粘土烧结砌块。在本发明中，所述烘干的温度优选为105～120℃，更优选为110～115℃。
所述烧制的温度优选为400～1000℃，更优选为600～900℃，所述烧制的时间为50～90min，更优选为60～80min。
烧制结束后，将所述无粘土烧结砌块降温，得到成品。本发明对所述降温的方法并没有特殊限制，自然降温至室温即可。
参见图1，图1为本发明提供的制备无粘土烧结砌块的工艺流程图。首先配置液体原料，然后将液体原料与固体原料(粉煤灰)混合，接着经过成型、固化、烘干和烧制，降温得到无粘土烧结砌块。
本发明以粉煤灰为原料，无需粘土、水泥等，更环保，同时配以以碱金属氢氧化物、水玻璃和水为混合物的液体原料，得到的无粘土烧结砌块力学强度高，外观好，可直接用于墙面。并且，本发明提供的无粘土烧结砌块的制备工艺流程简单，原料无需粉磨、筛分等过程，设备投入减少。
结果表明，本发明提供的无粘土烧结砌块的抗压强度为8～35MPa，吸水率为18％～30％。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的无粘土烧结砌块及其制备方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
以下实施例所选用的粉煤灰购于广东粤电集团云浮电厂，所述粉煤灰中包括以下主要成分：41.7wt％的SiO2，33.374wt％的Al2O3，4.691wt％的CaO，3.692wt％的Fe2O3，0.534wt％的K2O，0.275wt％的Na2O。所述粉煤灰的烧失量为1.02。
实施例1～6
将粉煤灰和液体原料混合，得到混合料。其中，液体原料为一定质量比的水玻璃、碱金属氢氧化物和水。
将所述混合料置于模具中成型，然后在一定温湿度条件下养护24h，进行固化，得到固化坯。
将所述固化坯在一定条件下进行烘干，接着在一定条件下烧制，得到无粘土烧结砌块。
得到的无粘土烧结砌块可直接用于墙体。
将得到的无粘土烧结砌块按照GB13544-2011《烧结多孔砖和多孔砌块》的方法进行抗压强度和吸水率的测试，结果见表1，表1为实施例1～6制备的无粘土烧结砌块的工艺条件和性能测试结果。
表1实施例1～6制备的无粘土烧结砌块的工艺条件和性能测试结果
注：液体原料配比指水玻璃：碱金属氢氧化物：水。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无粘土烧结砌块，其特征在于，由以下成分制备而成：
100质量份的粉煤灰；
10～30质量份的液体原料；
所述液体原料包括碱金属氢氧化物、水玻璃和水。
2.根据权利要求1所述的无粘土烧结砌块，其特征在于，所述液体原料中水玻璃、碱金属氢氧化物和水的质量比为100：(5～40)：(1～10)。
3.根据权利要求1所述的无粘土烧结砌块，其特征在于，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的无粘土烧结砌块，其特征在于，所述水玻璃为锂水玻璃、钠水玻璃和钾水玻璃中的一种或多种。
5.一种无粘土烧结砌块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将100质量份的粉煤灰和10～30质量份的液体原料混合得到混合料，所述液体原料包括碱金属氢氧化物、水玻璃和水；
将所述混合料依次经过成型、固化、烘干和烧制，得到无粘土烧结砌块。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述固化的温度为15～100℃，所述固化的湿度为70％～90％，所述固化的时间为4～24h。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为105～120℃。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述烧制的温度为400～1000℃，所述烧制的时间为50～90min。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述液体原料按照如下方法进行制备：
将碱金属氢氧化物溶于水玻璃中，再加入水，得到混合溶液；
将所述混合溶液冷却，得到液体原料。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述液体原料中水玻璃、碱金属氢氧化物和水的质量比为100：(5～40)：(1～10)。
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