CN106242521A - 一种利用铁质页岩制备多孔砖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用铁质页岩制备多孔砖的方法，以铁质页岩为主要原料，其他物料都是工业废料，生产工艺科学，制作方便，在制砖之前除硫，可以提高砖块的塑性和韧性，降低脆性；铁质页岩打碎后与铁矿渣砂轮灰等其余原料制成的多孔砖，铁含量高，砖块强度高，耐磨性能好，加入破碎好的生石灰与少量细小的蛭石颗粒，提供热量，加速混合物的稠化，而且使砖块内部密实，本发明不使用水泥，生产成本低，节约了粘土资源，废物利用，节能环保，生产出的多孔砖强度、硬度高，坚实，耐磨损，使用寿命长，不会因为温度急剧变化而开裂，又不会瓷化，坚硬不破碎，具有较强吸水性，收缩率小，耐酸碱，抗老化，还能够起到隔音、保温、防火、防潮的作用。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料生产领域，特别涉及一种利用铁质页岩制备多孔砖的方法。
背景技术
随着社会经济的发展，建筑行业得到迅猛发展，粘土实心砖由于其体积小、重量大、消耗能源，污染环境，现在国家禁止和限制实心粘土砖的生产和使用，不允许挖土烧砖，现在国家开始推进墙体材料革新和推广节能建筑，积极号召新型建材、制品的开发和推广利用，为了大力推进新型墙体材料产业的发展，各地还在立项、贷款、用地、税收等各方面给予了优惠政策，现在各地都在利用其他替代品烧砖，但是目前市场上主流的多孔砖考虑了强度、吸水性、耐压抗震性等性能，但是过分提高强度砖块就会开裂，而且不密实，耐磨性差，影响墙体质量，有的短时间就需要更换，耗费人力物力，浪费资源。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种利用铁质页岩制备多孔砖的方法，工艺科学，废物利用，生产成本低，节约能源，保护生态环境，砖块强度高，耐磨。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种利用铁质页岩制备多孔砖的方法，包括以下步骤：
（1）准备铁质页岩20-30重量份，铁矿渣20-35重量份，砂轮灰14-20重量份，高铝矾土粉10-20重量份，生石灰5-10重量份，蛭石1-2重量份，30%氢氧化钙溶液3-6重量份，水80-100份；
（2）将铁矿渣进行破碎处理，破碎后颗粒尺寸控制在1-2mm；
（3）将30%氢氧化钙溶液与步骤（2）后的铁矿渣颗粒混合，搅拌放置10-20分钟，温度40±5℃，之后过滤晒干；
（4）将铁质页岩、生石灰、蛭石分别进行破碎处理，铁质页岩、生石灰破碎后颗粒尺寸控制在1-2mm，蛭石破碎后颗粒尺寸控制在0.2-0.3mm；
（5）将步骤（3）（4）后的混合物与高铝矾土粉加水搅拌混合；
（6）将步骤（5）后的混合物进入陈化库密封陈化5-8天，期间喷雾保湿，保持温度15-20℃，压力0.3-0.8MPa；
（7）振动筛过滤，将步骤（6）后颗粒尺寸控制在2mm以下；
（8）将步骤（7）后的混合物一起进入制砖机，常温高压挤压成砖坯码在进料车上，压力6-10MPa；
（9）砖坯在20±5℃的温度下晾干2-3小时后，进入烘干室，在70-80℃的温度下烘干1-3天；
（10）将进料车进入第一烧结窑中，烧结温度是900-1000℃，烧结时间为10-20小时，进料车进入第二烧结窑，烧结温度是730-790℃，烧结时间为24-36小时，进料车回到第一烧结窑，烧结时间为6-10小时，自然冷却后取出修边即可。
作为本发明的一种改进，所述步骤（2）（4）中破碎的方法为颚式破碎、锤式破碎、鼠笼式破碎三级破碎。
作为本发明的一种改进，所述步骤（8）后的砖坯尺寸为290 mm×190 mm×90mm。
作为本发明的一种改进，所述步骤（8）后的砖坯中间设有16个孔，每个孔直径为15-20mm。
本发明以铁质页岩为主要原料来制作多孔砖，其他物料都是工业废料，其中铁矿渣是铁矿或含硫尾砂做原料生产硫酸过程中所排出的一种废渣，砂轮灰为砂轮加工打磨铸件的时候，相互摩擦产生的颗粒状废料，本发明不使用水泥，生产成本低，节约了粘土资源，废物利用，节能环保，其中铁质页岩含铁量较高，在我国中、新生代地层中分布很广，打碎后与铁矿渣砂轮灰等其余原料制成的多孔砖，铁含量高，砖块强度高，耐磨性能好，砂轮的主要原料是刚玉与碳化硅，因此砂轮灰里含有大量的Si02、Al203以及铁屑，其中Si02、Al203可以使物料易于熔融，使砖块结构均匀、密实，强度增加，不易开裂，耐火度高，其中铁屑是经过高温磨削，是以Fe2O3、Fe3O4等高阶铁形式存在的，铁矿渣里的铁也是以Fe2O3、Fe3O4等高阶铁形式存在的，他们与粉碎后的铁质页岩高温加压处理后，既可以使砖块呈红色，符合正常人的对砖块的印象，又是一种强有力的助熔剂，在超过450℃能释放氧气，能够将砖坯从里到外烧结透彻，不会出现烧结不均匀引起的开裂现象，降低砖块的烧结温度，节约能源，烧结温度波动小，不会出现欠火砖或过火砖，正品率高。
本发明生产工艺简单，制作方便，步骤（3）使用30%氢氧化钙溶液与铁矿渣在40℃反应，快速清除铁矿渣FeS里的硫，因为FeS与Fe形成极脆的共晶体，分在奥氏体中的晶界中，使材料变脆，在制砖之前除硫，可以提高砖块的的塑性和韧性，降低脆性；在陈化前加入破碎好的生石灰，为陈化过程中混合物提供大量热量，加速混合物的稠化，而且生石灰与Si02在高温高压作用下生成水化硅酸钙，会加强砖块的强度，在生石灰燃烧过程中，不可避免的会出现气泡，由于本发明在生产过程中融入了少量细小的蛭石颗粒，在经过高温烧结后，它会迅速膨胀，将气泡处填满，使砖块内部密实，这样生产出的多孔砖强度、硬度高，坚实，耐磨损，使用寿命长，不会因为温度急剧变化而开裂，又不会瓷化，坚硬不破碎，具有较强吸水性、收缩率小，具有耐磨、耐压、耐酸碱、抗老化等多种功能，还能够起到隔音、保温、防火、防潮的作用。
本发明所述的烧结是在两个温度不同的烧结窑进行的，采用“高温烘烤、保温巩固、高温凝结”的方式进行，所述步骤（7）后的砖坯全部堆在进料车上，使用进料车分别在2个烧结窑内烧结，提高砖块凝结度，而且无需将砖坯翻动，直接堆码在滑车上烧制，减少人工劳动强度，降低生产成本。
本发明在步骤（6）对铁质页岩、铁矿渣等混合物进行密封陈化，原来在自然状态下陈化需要20天以上才能够水化和进行离子交换，表面和内部的性能均匀，本发明陈化在保持温度15-20℃，0.3-0.8MPa，混合物加快陈化，时间只需要5-8天左右，而且能够使水化和离子交换进行的更加充分，提高原料的塑性，还能够加快氧化还原反应．使原料松软均匀，增加塑性、提高流动性和粘接性，提高砖块的品质，经过本发明所述的高压陈化，产品的强度提高12%，塑性指数提高2-3。
本发明在步骤（4）中将铁质页岩破碎后颗粒尺寸控制在1-2mm，保证了多孔砖强度，其余原料的颗粒尺寸均很小，与铁质页岩破碎后颗粒混合在一起制成的砖块，降低烧结温度，表面细腻，既能够保证吸水性，有能够保证多孔砖强度，节约能源。
本发明在原料里加入一定量的高铝矾土粉，可以在烧结时减少变形，提高耐火和防腐性能指标，提高砖块质量。
本发明所述的多孔砖与实心砖相比，可使建筑物自重减轻30-40%，施工效率提高50%，无需使用粘土，节约燃料20-30%，且成品率高，强度高，耐磨，其颜色为紫红，砖块表面完整，无缺楞掉角，裂纹少且短浅，无泛霜，敲击声音较脆，无起粉，掉屑现象。
对本发明所述的多孔砖进行性能检测，检测结果如下：相对含水率≤24%，抗渗性≤5mm，吸水率≤18%，抗压强度达到MU3.0，收缩率≤0.03%，抗冻性强度损失≤5%，综合性能优异，使用寿命长。
本发明的有益效果是：
1、生产工艺简单，制作方便，生产成本低，经济效果好；
2、利用废渣制砖，节约能源，保护生态环境；
3、强度高、耐磨损，能在低温条件下长期使用，使用寿命长；
4、隔音、保温、防火、防潮、防腐蚀；
5、自重轻，用途广泛，施工效率高。
具体实施方式
实施例1
本实施例所述的一种利用铁质页岩制备多孔砖的方法，包括以下步骤：
（1）准备铁质页岩25重量份，铁矿渣28重量份，砂轮灰18重量份，高铝矾土粉15重量份，生石灰7重量份，蛭石1重量份，30%氢氧化钙溶液5重量份，水90份；
（2）将铁矿渣进行破碎处理，破碎后颗粒尺寸控制在2mm；
（3）将30%氢氧化钙溶液与步骤（2）后的铁矿渣颗粒混合，搅拌放置15分钟，温度40℃，之后过滤晒干；
（4）将铁质页岩、生石灰、蛭石分别进行破碎处理，铁质页岩、生石灰破碎后颗粒尺寸控制在1mm，蛭石破碎后颗粒尺寸控制在0.2mm；
（5）将步骤（3）（4）后的混合物与高铝矾土粉加水搅拌混合；
（6）将步骤（5）后的混合物进入陈化库密封陈化6天，期间喷雾保湿，保持温度15-20℃，压力0.6MPa；
（7）振动筛过滤，将步骤（6）后颗粒尺寸控制在2mm以下；
（8）将步骤（7）后的混合物一起进入制砖机，常温高压挤压成砖坯码在进料车上，压力6MPa，砖坯尺寸为290 mm×190 mm×90mm，砖坯中间设有16个孔，每个孔直径为18mm；
（9）砖坯在20℃的温度下晾干3小时后，进入烘干室，在75℃的温度下烘干2天；
（10）将进料车进入第一烧结窑中，烧结温度是950℃，烧结时间为15小时，进料车进入第二烧结窑，烧结温度是760℃，烧结时间为30小时，进料车回到第一烧结窑，烧结时间为8小时，自然冷却后取出修边即可。
所述步骤（2）（4）中破碎的方法为颚式破碎、锤式破碎、鼠笼式破碎三级破碎。
本实施例所述的多孔砖，颜色为紫红，性能检测：相对含水率22%，抗渗性4mm，吸水率17%，抗压强度达到MU3.0，收缩率0.03%，抗冻性强度损失3%，裂纹不超过26条，裂纹宽度小于1mm，裂纹长度小于30mm，裂纹深度小于2mm，综合性能优异，使用寿命长。
实施例2
本实施例所述的一种利用铁质页岩制备多孔砖的方法，包括以下步骤：
（1）准备铁质页岩20重量份，铁矿渣35重量份，砂轮灰14重量份，高铝矾土粉20重量份，生石灰5重量份，蛭石2重量份，30%氢氧化钙溶液3重量份，水100份；
（2）将铁矿渣进行破碎处理，破碎后颗粒尺寸控制在2mm；
（3）将30%氢氧化钙溶液与步骤（2）后的铁矿渣颗粒混合，搅拌放置10分钟，温度45℃，之后过滤晒干；
（4）将铁质页岩、生石灰、蛭石分别进行破碎处理，铁质页岩、生石灰破碎后颗粒尺寸控制在1mm，蛭石破碎后颗粒尺寸控制在0.3mm；
（5）将步骤（3）（4）后的混合物与高铝矾土粉加水搅拌混合；
（6）将步骤（5）后的混合物进入陈化库密封陈化5天，期间喷雾保湿，保持温度20℃，压力0.3MPa；
（7）振动筛过滤，将步骤（6）后颗粒尺寸控制在2mm以下；
（8）将步骤（7）后的混合物一起进入制砖机，常温高压挤压成砖坯码在进料车上，压力10MPa，砖坯尺寸为290 mm×190 mm×90mm，砖坯中间设有16个孔，每个孔直径为15mm。
（9）砖坯在25℃的温度下晾干2小时后，进入烘干室，在80℃的温度下烘干1天；
（10）将进料车进入第一烧结窑中，烧结温度是1000℃，烧结时间为10小时，进料车进入第二烧结窑，烧结温度是790℃，烧结时间为24小时，进料车回到第一烧结窑，烧结时间为10小时，自然冷却后取出修边即可。
所述步骤（2）（4）中破碎的方法为颚式破碎、锤式破碎、鼠笼式破碎三级破碎。
本实施例所述的多孔砖，颜色为紫红偏黑，性能检测：相对含水率21%，抗渗性4mm，吸水率16%，抗压强度达到MU3.0，收缩率0.02%，抗冻性强度损失3%，裂纹不超过34条，裂纹宽度小于1mm，裂纹长度小于35mm，裂纹深度小于2mm，综合性能优异，使用寿命长。
实施例3
本实施例所述的一种利用铁质页岩制备多孔砖的方法，包括以下步骤：
（1）准备铁质页岩30重量份，铁矿渣20重量份，砂轮灰20重量份，高铝矾土粉10重量份，生石灰10重量份，蛭石1重量份，30%氢氧化钙溶液6重量份，水80份；
（2）将铁矿渣进行破碎处理，破碎后颗粒尺寸控制在1mm；
（3）将30%氢氧化钙溶液与步骤（2）后的铁矿渣颗粒混合，搅拌放置20分钟，温度35℃，之后过滤晒干；
（4）将铁质页岩、生石灰、蛭石分别进行破碎处理，铁质页岩、生石灰破碎后颗粒尺寸控制在2mm，蛭石破碎后颗粒尺寸控制在0.2mm；
（5）将步骤（3）（4）后的混合物与高铝矾土粉加水搅拌混合；
（6）将步骤（5）后的混合物进入陈化库密封陈化8天，期间喷雾保湿，保持温度15℃，压力0.8MPa；
（7）振动筛过滤，将步骤（6）后颗粒尺寸控制在2mm以下；
（8）将步骤（7）后的混合物一起进入制砖机，常温高压挤压成砖坯码在进料车上，压力6MPa，砖坯尺寸为290 mm×190 mm×90mm，砖坯中间设有16个孔，每个孔直径为20mm。
（9）砖坯在15℃的温度下晾干3小时后，进入烘干室，在70℃的温度下烘干3天；
（10）将进料车进入第一烧结窑中，烧结温度是900℃，烧结时间为20小时，进料车进入第二烧结窑，烧结温度是730℃，烧结时间为36小时，进料车回到第一烧结窑，烧结时间为6小时，自然冷却后取出修边即可。
所述步骤（2）（4）中破碎的方法为颚式破碎、锤式破碎、鼠笼式破碎三级破碎。
本实施例所述的多孔砖，颜色为紫红偏黑，性能检测：相对含水率22%，抗渗性3mm，吸水率18%，抗压强度达到MU3.0，收缩率0.02%，抗冻性强度损失3%，裂纹不超过30条，裂纹宽度小于1mm，裂纹长度小于40mm，裂纹深度小于2mm，综合性能优异，使用寿命长。
Claims (4)
1.一种利用铁质页岩制备多孔砖的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）准备铁质页岩20-30重量份，铁矿渣20-35重量份，砂轮灰14-20重量份，高铝矾土粉10-20重量份，生石灰5-10重量份，蛭石1-2重量份，30%氢氧化钙溶液3-6重量份，水80-100份；
（2）将铁矿渣进行破碎处理，破碎后颗粒尺寸控制在1-2mm；
（3）将30%氢氧化钙溶液与步骤（2）后的铁矿渣颗粒混合，搅拌放置10-20分钟，温度40±5℃，之后过滤晒干；
（4）将铁质页岩、生石灰、蛭石分别进行破碎处理，铁质页岩、生石灰破碎后颗粒尺寸控制在1-2mm，蛭石破碎后颗粒尺寸控制在0.2-0.3mm；
（5）将步骤（3）（4）后的混合物与高铝矾土粉加水搅拌混合；
（6）将步骤（5）后的混合物进入陈化库密封陈化5-8天，期间喷雾保湿，保持温度15-20℃，压力0.3-0.8MPa；
（7）振动筛过滤，将步骤（6）后颗粒尺寸控制在2mm以下；
（8）将步骤（7）后的混合物一起进入制砖机，常温高压挤压成砖坯码在进料车上，压力6-10MPa；
（9）砖坯在20±5℃的温度下晾干2-3小时后，进入烘干室，在70-80℃的温度下烘干1-3天；
（10）将进料车进入第一烧结窑中，烧结温度是900-1000℃，烧结时间为10-20小时，进料车进入第二烧结窑，烧结温度是730-790℃，烧结时间为24-36小时，进料车回到第一烧结窑，烧结时间为6-10小时，自然冷却后取出修边即可。
2.根据权利要求1所述的一种利用铁质页岩制备多孔砖的方法，其特征在于：所述步骤（2）（4）中破碎的方法为颚式破碎、锤式破碎、鼠笼式破碎三级破碎。
3.根据权利要求1所述的一种利用铁质页岩制备多孔砖的方法，其特征在于：所述步骤（8）后的砖坯尺寸为290 mm×190 mm×90mm。
4.根据权利要求1所述的一种利用铁质页岩制备多孔砖的方法，其特征在于：所述步骤（8）后的砖坯中间设有16个孔，每个孔直径为15-20mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161221 |