CN106082914A - 一种质轻高强度的煤矸石免烧砖 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种质轻高强度的煤矸石免烧砖，由以下成分制成：煤矸石、玄武岩粉、电解锰渣、陶瓷粉、玻璃粉、赤泥、石灰石、砒砂岩、水玻璃、改性剂、胶凝材料、硼泥、水适量。本发明免烧砖生产工艺简单，成本低，通过各材料之间的协同作用，使得制备的免烧砖强度高、导热系数低、抗裂效果非常好、节能环保，满足建筑工程的需要，符合环保的需求；制得的免烧砖质量轻、保温、隔音、吸水率低、节能环保，尤其是抗压强度和抗折强度得到极大的提升，能够满足更多场合的需求，本发明免烧砖耐高低温性能优越，解决了一般免烧砖抗裂性、抗冻性差等问题，极大了提高了免烧砖的应用范围。

Description

一种质轻高强度的煤矸石免烧砖

技术领域

本发明涉及建筑材料制作领域，特别是涉及一种质轻高强度的煤矸石免烧砖。

背景技术

煤矸石作为我国排放量最大的工业固体废弃物之一。目前在全国已累计堆存30多亿吨，占地约1.2×104公顷。而且每年煤矸石的排放量相当于当年煤炭产量的10%左右。年排放速度将大于1.6亿吨。堆放煤矸石不仅占用大量土地，而且污染环境，影响人们的生活和健康。另外，煤矸石山经常发生自燃，不仅浪费能源，而且产生大量烟尘和有害气体。自燃的煤矸石山在一定的条件下还会发生爆燃，还会诱发崩塌与滑坡，直接危害附近的建筑设施和人身安全。

不经高温煅烧而制造的一种新型墙体材料称之为免烧砖。该产品符合中国“保护农田、节约能源、因地制宜、就地取材”的发展建材总方针。随着改革开放政策的不断深化，市场经济的不断发展，城市建设飞速发展，各类市政工程，公用设施，高层建筑，民用建筑，安居工程拔地而起，将需要大量新型墙体材料。但是现有的免烧砖质量大，强度低，隔音耐水效果都无法满足某些场合的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种质轻高强度的煤矸石免烧砖，通过以下技术方案实现：

一种质轻高强度的煤矸石免烧砖，由下列重量份的原料制成：煤矸石40、玄武岩粉2、电解锰渣30、陶瓷粉2、玻璃粉0.8、赤泥8、石灰石1、砒砂岩2、水玻璃5、改性剂7、胶凝材料18、硼泥2、水适量；

所述胶凝材料按重量份计由以下成分制成：水泥20、黏土10、二水石膏4、水化硅酸钙凝胶1、明矾石0.5、方镁石0.8、膨润土3；所述胶凝材料的制备方法为：将水泥、黏土、二水石膏、水化硅酸钙凝胶、明矾石、方镁石、膨润土混合均匀后，添加到无水乙醇中，进行研磨40分钟，混合物粒度达到200-250目，过滤，即可；所述膨润土经过预处理：将膨润土先经过358℃高温煅烧10分钟，然后冷却至182℃，添加到温度为8-10℃水中，密闭浸泡20分钟后，过滤，烘干，即可；

所述水玻璃经过改性处理：将水玻璃与其质量4.65%的聚氧化乙烯树脂和焦炭粉混合物在46℃下进行混合，并以120r/min速度搅拌20分钟后，采用紫外光照射3-5分钟，自然冷却至室温，即可；所述聚氧化乙烯树脂与焦炭粉混合物中聚氧化乙烯树脂与焦炭粉按4:1质量比例混合；

所述改性剂由以下重量份的原料制备而成：硼酸2、高岭土10、偏硅酸钠1、聚丙烯颗粒1、十二烷基苯磺酸钠2、硅溶胶5、环氧亚麻子油4、羧甲基纤维素钠2、竹粉2、硫酸钙晶须1、硬脂酸10；首先将硼酸、高岭土、偏硅酸钠、聚丙烯颗粒、十二烷基苯磺酸钠、硅溶胶、环氧亚麻子油、羧甲基纤维素钠混合，加热至52℃，以500r/min的速度搅拌40分钟后，加入竹粉、硫酸钙晶须、硬脂酸，加热至 67℃，继续搅拌25分钟，制成混合料，然后对混合料采用电子束照射5-8分钟，温度控制在78-80℃之间，密封1小时后，解除密封，自然冷却至室温，即得改性剂。

一种质轻高强度的煤矸石免烧砖，由以下具体步骤制成：

（1）将煤矸石、玄武岩粉、电解锰渣、陶瓷粉与玻璃粉混合物、赤泥、石灰石、砒砂岩混合后粉碎成200-250目的混合粉末，然后添加适量的水，以250r/min速度搅拌30分钟；

（2）向（1）中加入硼泥，搅拌均匀，然后加入造粒机中挤出造粒；

（3）将改性剂、胶凝材料、水玻璃混合，加入适量水制成混合浆料，然后与步骤（2）中颗粒混合搅拌均匀，形成膏状物，然后送入砌块成型机中进行压制，成型压力控制在为18MPa；

（4）将成型后的产品放在28℃下洒水养护18天，即可。

本发明经过大量的实验研究，通过对各种凝胶材料的研究，从而制备出本发明免烧砖采用的凝胶材料，制备出的免烧砖各项强度和耐水性都得到了极大的提高，本发明的胶凝材料具有极高的强度发展潜力，并且能够使得水泥水化程度得到极大的提升,以及材料的微观结构的致密性有很大的提升,孔隙分布得到极大的改善。这是由于明矾石、方镁石、膨润土三者的物理性能和化学性能的协同作用所达到的效果。养护温度对于本发明凝胶材料性能的发挥有重要影响,最佳养护温度不仅大大地提高本发明凝胶材料性能的发挥程度,也提前了其活性作用开始的时间。

本发明通过添加改性剂、陶瓷粉与玻璃粉混合物的协同作用，制得的免烧砖质量轻、保温、隔音、吸水率低、节能环保，尤其是抗压强度和抗折强度得到极大的提升，能够满足更多场合的需求，本发明免烧砖的综合性能得到极大的提升。

本发明的有益效果是：与现有的免烧砖制作技术相比，本发明免烧砖生产工艺简单，成本低，通过各材料之间的协同作用，使得制备的免烧砖强度高、导热系数低、抗裂效果非常好、节能环保，满足建筑工程的需要，符合环保的需求；制得的免烧砖质量轻、保温、隔音、吸水率低、节能环保，尤其是抗压强度和抗折强度得到极大的提升，能够满足更多场合的需求，本发明免烧砖耐高低温性能优越，解决了一般免烧砖抗裂性、抗冻性差等问题，极大了提高了免烧砖的应用范围。

具体实施方式

一种质轻高强度的煤矸石免烧砖，由下列重量份的原料制成：煤矸石40、玄武岩粉2、电解锰渣30、陶瓷粉2、玻璃粉0.8、赤泥8、石灰石1、砒砂岩2、水玻璃5、改性剂7、胶凝材料18、硼泥2、水适量；

所述胶凝材料按重量份计由以下成分制成：水泥20、黏土10、二水石膏4、水化硅酸钙凝胶1、明矾石0.5、方镁石0.8、膨润土3；所述胶凝材料的制备方法为：将水泥、黏土、二水石膏、水化硅酸钙凝胶、明矾石、方镁石、膨润土混合均匀后，添加到无水乙醇中，进行研磨40分钟，混合物粒度达到200-250目，过滤，即可；所述膨润土经过预处理：将膨润土先经过358℃高温煅烧10分钟，然后冷却至182℃，添加到温度为8-10℃水中，密闭浸泡20分钟后，过滤，烘干，即可；

所述水玻璃经过改性处理：将水玻璃与其质量4.65%的聚氧化乙烯树脂和焦炭粉混合物在46℃下进行混合，并以120r/min速度搅拌20分钟后，采用紫外光照射3-5分钟，自然冷却至室温，即可；所述聚氧化乙烯树脂与焦炭粉混合物中聚氧化乙烯树脂与焦炭粉按4:1质量比例混合；

所述改性剂由以下重量份的原料制备而成：硼酸2、高岭土10、偏硅酸钠1、聚丙烯颗粒1、十二烷基苯磺酸钠2、硅溶胶5、环氧亚麻子油4、羧甲基纤维素钠2、竹粉2、硫酸钙晶须1、硬脂酸10；首先将硼酸、高岭土、偏硅酸钠、聚丙烯颗粒、十二烷基苯磺酸钠、硅溶胶、环氧亚麻子油、羧甲基纤维素钠混合，加热至52℃，以500r/min的速度搅拌40分钟后，加入竹粉、硫酸钙晶须、硬脂酸，加热至 67℃，继续搅拌25分钟，制成混合料，然后对混合料采用电子束照射5-8分钟，温度控制在78-80℃之间，密封1小时后，解除密封，自然冷却至室温，即得改性剂。

一种质轻高强度的煤矸石免烧砖，由以下具体步骤制成：

（1）将煤矸石、玄武岩粉、电解锰渣、陶瓷粉与玻璃粉混合物、赤泥、石灰石、砒砂岩混合后粉碎成200-250目的混合粉末，然后添加适量的水，以250r/min速度搅拌30分钟；

（2）向（1）中加入硼泥，搅拌均匀，然后加入造粒机中挤出造粒；

（3）将改性剂、胶凝材料、水玻璃混合，加入适量水制成混合浆料，然后与步骤（2）中颗粒混合搅拌均匀，形成膏状物，然后送入砌块成型机中进行压制，成型压力控制在为18MPa；

（4）将成型后的产品放在28℃下洒水养护18天，即可。

经各种试验测定，本发明免烧砖的各项性能为：密度为890kg/m³，导热系数为0.049W/(m.K)，抗压强度为18.8Mpa，抗折强度为4.1MPa；本发明中如果采用普通凝胶材料制成免烧砖的各项性能为：密度为940kg/m³，导热系数为0.060W/(m.K)，抗压强度为14.5Mpa，抗折强度为2.6MPa，可见免烧砖的各项性能明显的下降；本发明免烧砖制备中，如果添加的陶瓷粉与玻璃粉不经过共混处理制备成的免烧砖的各项性能为：密度为890kg/m³，导热系数为0.051W/(m.K)，抗压强度为16.4Mpa，抗折强度为3.7MPa，可见，其性能明显比本发明要低。

Claims (2)

1.一种质轻高强度的煤矸石免烧砖，其特征在于，由下列重量份的原料制成：煤矸石40、玄武岩粉2、电解锰渣30、陶瓷粉2、玻璃粉0.8、赤泥8、石灰石1、砒砂岩2、水玻璃5、改性剂7、胶凝材料18、硼泥2、水适量；

所述胶凝材料按重量份计由以下成分制成：水泥20、黏土10、二水石膏4、水化硅酸钙凝胶1、明矾石0.5、方镁石0.8、膨润土3；所述胶凝材料的制备方法为：将水泥、黏土、二水石膏、水化硅酸钙凝胶、明矾石、方镁石、膨润土混合均匀后，添加到无水乙醇中，进行研磨40分钟，混合物粒度达到200-250目，过滤，即可；所述膨润土经过预处理：将膨润土先经过358℃高温煅烧10分钟，然后冷却至182℃，添加到温度为8-10℃水中，密闭浸泡20分钟后，过滤，烘干，即可；

所述水玻璃经过改性处理：将水玻璃与其质量4.65%的聚氧化乙烯树脂和焦炭粉混合物在46℃下进行混合，并以120r/min速度搅拌20分钟后，采用紫外光照射3-5分钟，自然冷却至室温，即可；所述聚氧化乙烯树脂与焦炭粉混合物中聚氧化乙烯树脂与焦炭粉按4:1质量比例混合；

所述改性剂由以下重量份的原料制备而成：硼酸2、高岭土10、偏硅酸钠1、聚丙烯颗粒1、十二烷基苯磺酸钠2、硅溶胶5、环氧亚麻子油4、羧甲基纤维素钠2、竹粉2、硫酸钙晶须1、硬脂酸10；首先将硼酸、高岭土、偏硅酸钠、聚丙烯颗粒、十二烷基苯磺酸钠、硅溶胶、环氧亚麻子油、羧甲基纤维素钠混合，加热至52℃，以500r/min的速度搅拌40分钟后，加入竹粉、硫酸钙晶须、硬脂酸，加热至 67℃，继续搅拌25分钟，制成混合料，然后对混合料采用电子束照射5-8分钟，温度控制在78-80℃之间，密封1小时后，解除密封，自然冷却至室温，即得改性剂；

所述陶瓷粉与玻璃粉经过共混处理：将陶瓷粉与玻璃粉经过混合后，添加到质量浓度为3.08%的氢氧化钠溶液中，在87℃下浸泡30分钟后，过滤，洗涤，烘干后，添加到质量浓度为9.6%的硬脂酸溶液中，在38℃下，浸泡1个小时后，过滤，洗涤，烘干，即可。

2.根据权利要求 1 所述一种质轻高强度的煤矸石免烧砖，其特征在于，由以下具体步骤制成：

（1）将煤矸石、玄武岩粉、电解锰渣、陶瓷粉与玻璃粉混合物、赤泥、石灰石、砒砂岩混合后粉碎成200-250目的混合粉末，然后添加适量的水，以250r/min速度搅拌30分钟；

（2）向（1）中加入硼泥，搅拌均匀，然后加入造粒机中挤出造粒；

（3）将改性剂、胶凝材料、水玻璃混合，加入适量水制成混合浆料，然后与步骤（2）中颗粒混合搅拌均匀，形成膏状物，然后送入砌块成型机中进行压制，成型压力控制在为18MPa；

（4）将成型后的产品放在28℃下洒水养护18天，即可。