CN106495660A - 一种高强度环保砖的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高强度环保砖的制备方法，属于环保砖技术领域。本发明通过双氧水对植物进行氧化，再与沼液及风化煤进行混合发酵，去除其中胶质类等杂质，将发酵后的物质进行碳化，形成紧密结构的碳化物，随后收集高炉渣中的硅酸盐类物质，将收集的物质与碳化物、尾矿砂等物质进行混合，挤压后在高温下煅烧，在煅烧过程中，锂离子与硅酸类物质反应生成硅酸锂后，再与生石灰释放的钙离子进行缩合反应，同时碳化物吸附钙离子，从而加强了混合物的交联度，增加了所烧制砖坯的强度，从而制得高强度环保砖。本发明有效解决了传统环保砖抗压强度低，易破损的缺陷，取得了环保砖高强度，成本低，减少环境污染的效果。

Description

一种高强度环保砖的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高强度环保砖的制备方法，属于环保砖技术领域。
背景技术
随着现在房地产的开发和新农村建设的持续进行，对砖的消耗量也逐渐增大，传统砖都是用粘土烧结，需要消耗耕地和大量的能源，目前正在逐步被淘汰，代之以环保砖。环保砖是利用粉煤灰、煤渣、煤矸石、尾矿渣、化工渣、矿砂等（以上原料的一种或数种）作为主要原料，不经高温煅烧而制造的一种新型墙体材料称之为环保砖。环保砖符合我国“保护农田、节约能源、因地制宜、就地取材”的发展建材总方针，环保砖是属于全免增值税的建材制品，由于该种材料强度高、耐久性好、尺寸标准、外形完整、色泽均一，具有古朴自然的外观，可做清水墙也可以做任何外装饰。
目前的建筑用环保砖多为粘土砖为主，但是由于就地取材，大量的生产，不仅大面积的耕地被破坏，也导致土层地下水的流失，加重了土质的沙化，严重破坏了环境，同时工业上产生的大量的工业废料高炉渣、煤粉、煤渣和建筑垃圾废砖瓦、废混凝土块等对环境造成了第二次污染。目前，传统市售的环保砖，表面粗糙，抗压强度低，易破损，色泽不长久的缺陷，因此，对于环保砖的研究，显得尤为重要。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统市售的环保砖，抗压强度低，易破损的缺陷，提供了一种高强度环保砖的制备方法，本发明通过双氧水对植物进行氧化，再与沼液及风化煤进行混合发酵，去除其中胶质类等杂质，将发酵后的物质进行碳化，形成紧密结构的碳化物，随后收集高炉渣中的硅酸盐类物质，将收集的物质与碳化物、尾矿砂等物质进行混合，挤压后在高温下煅烧，在煅烧过程中，锂离子与硅酸类物质反应生成硅酸锂后，再与生石灰释放的钙离子进行缩合反应，同时碳化物吸附钙离子，从而加强了混合物的交联度，增加了所烧制砖坯的强度，从而制得高强度环保砖。本发明有效解决了传统环保砖抗压强度低，易破损的缺陷，取得了环保砖高强度，成本低，减少环境污染的效果。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）按重量份数计，取40～45份苎麻、30～35份竹纤维、20～23份1.3mol/L双氧水、17～19份沼液、11～13份蟹壳及17～19份风化煤，首先将苎麻、竹纤维、1.3mol/L双氧水及蟹壳放入碾磨机中，以200r/min碾磨40～50min，收集碾磨混合物；
（2）将上述碾磨混合物与上述重量份数中的沼液、风化煤放入粉碎机中，以300r/min搅拌1～2h，使用质量分数45％乳酸溶液调节搅拌混合物pH至4.0～4.5，得发酵基料，随后将发酵基料放入发酵池内，使用稻草覆盖发酵基料表面，覆盖厚度为4～7cm，发酵6～8天；
（3）在上述发酵结束后，对发酵池内的发酵混合物进行过滤，收集过滤物，将过滤物放入挤压机中，以15～20mPa挤压15～20min，将挤压物放入管式炭化炉中，设定温度为380～430℃，碳化3～5h，将碳化物取出，放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，得高强度环保砖基料，备用；
（4）按质量比1:3，取高炉渣和质量分数20％盐酸混合均匀，以120r/min搅拌40～50min，再进行过滤，将滤渣与30％氢氧化钠溶液按质量比1:2放入反应釜中，设定温度为160～180℃，以130r/min搅拌6～9h，自然冷却至室温后出料，收集出料物，放入容器中静置40～50min，去除上层清液，收集剩余物；
（5）按重量份数计，取40～45份尾矿砂、30～35份步骤（3）备用高强度环保砖基料、20～25份上述剩余物、16～19份0.9mol/L氢氧化锂溶液及9～13份生石灰放入搅拌机中搅拌均匀，随后将搅拌后的混合物放入模具中，将模具放入热压机中，设定温度70～80℃，以压力2～3mPa挤压1～2h后脱模，得砖坯，再将砖坯放入煅烧炉中，设定温度700～900℃，保温11～15h，自然冷却至室温，得高强度环保砖。
本发明的应用方法：将本发明制备的高强度环保砖进行铺设，铺设时细石混凝土摊铺的虚铺厚度比设计要求高0.5～1cm，在细石混凝土摊铺后，环保砖底部蘸水灰比为0.4～0.5的水泥浆，在透水砖的两侧缝位置，插上5mm的塑料恰，直接用橡皮锤轻轻锤击环保砖，使其两角与砖缝对其，面层与挂线平，成活24h后洒水养护，养护2～3天即可。经检测，铺设完成后，抗压强度为45～55mPa，抗折强度为5～6mPa，2～3年无明显凹陷产生，且外观质量无缺损。
本发明的有益效果是：
（1）本发明提供的高强度环保砖抗压强、抗折性好、外形美观，且工艺简单，综合利用了废弃物资源，改善了原料级配，对环境无污染；
（2）本发明制备的高强度环保砖强度高，成本低，效益好，符合国家节能减排保护环境发展低碳经济要求。
具体实施方式
按重量份数计，取40～45份苎麻、30～35份竹纤维、20～23份1.3mol/L双氧水、17～19份沼液、11～13份蟹壳及17～19份风化煤，首先将苎麻、竹纤维、1.3mol/L双氧水及蟹壳放入碾磨机中，以200r/min碾磨40～50min，收集碾磨混合物；将上述碾磨混合物与上述重量份数中的沼液、风化煤放入粉碎机中，以300r/min搅拌1～2h，使用质量分数45％乳酸溶液调节搅拌混合物pH至4.0～4.5，得发酵基料，随后将发酵基料放入发酵池内，使用稻草覆盖发酵基料表面，覆盖厚度为4～7cm，发酵6～8天；在上述发酵结束后，对发酵池内的发酵混合物进行过滤，收集过滤物，将过滤物放入挤压机中，以15～20mPa挤压15～20min，将挤压物放入管式炭化炉中，设定温度为380～430℃，碳化3～5h，将碳化物取出，放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，得高强度环保砖基料，按质量比1:3，取高炉渣和质量分数20％盐酸混合均匀，以120r/min搅拌40～50min，再进行过滤，将滤渣与30％氢氧化钠溶液按质量比1:2放入反应釜中，设定温度为160～180℃，以130r/min搅拌6～9h，自然冷却至室温后出料，收集出料物，放入容器中静置40～50min，去除上层清液，收集剩余物；按重量份数计，取40～45份尾矿砂、30～35份高强度环保砖基料、20～25份上述剩余物、16～19份0.9mol/L氢氧化锂溶液及9～13份生石灰放入搅拌机中搅拌均匀，随后将搅拌后的混合物放入模具中，将模具放入热压机中，设定温度70～80℃，以压力2～3mPa挤压1～2h后脱模，得砖坯，再将砖坯放入煅烧炉中，设定温度700～900℃，保温11～15h，自然冷却至室温，得高强度环保砖。
实例1
按重量份数计，取40份苎麻、30份竹纤维、20份1.3mol/L双氧水、17份沼液、11份蟹壳及17份风化煤，首先将苎麻、竹纤维、1.3mol/L双氧水及蟹壳放入碾磨机中，以200r/min碾磨40min，收集碾磨混合物；将上述碾磨混合物与上述重量份数中的沼液、风化煤放入粉碎机中，以300r/min搅拌1h，使用质量分数45％乳酸溶液调节搅拌混合物pH至4.0，得发酵基料，随后将发酵基料放入发酵池内，使用稻草覆盖发酵基料表面，覆盖厚度为4cm，发酵6天；在上述发酵结束后，对发酵池内的发酵混合物进行过滤，收集过滤物，将过滤物放入挤压机中，以15mPa挤压15min，将挤压物放入管式炭化炉中，设定温度为380℃，碳化3h，将碳化物取出，放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，得高强度环保砖基料，按质量比1:3，取高炉渣和质量分数20％盐酸混合均匀，以120r/min搅拌40min，再进行过滤，将滤渣与30％氢氧化钠溶液按质量比1:2放入反应釜中，设定温度为160℃，以130r/min搅拌6h，自然冷却至室温后出料，收集出料物，放入容器中静置40min，去除上层清液，收集剩余物；按重量份数计，取40份尾矿砂、30份高强度环保砖基料、20份上述剩余物、16份0.9mol/L氢氧化锂溶液及9份生石灰放入搅拌机中搅拌均匀，随后将搅拌后的混合物放入模具中，将模具放入热压机中，设定温度70℃，以压力2mPa挤压1h后脱模，得砖坯，再将砖坯放入煅烧炉中，设定温度700℃，保温11h，自然冷却至室温，得高强度环保砖。
将本发明制备的高强度环保砖进行铺设，铺设时细石混凝土摊铺的虚铺厚度比设计要求高0.5cm，在细石混凝土摊铺后，环保砖底部蘸水灰比为0.4的水泥浆，在透水砖的两侧缝位置，插上5mm的塑料恰，直接用橡皮锤轻轻锤击环保砖，使其两角与砖缝对其，面层与挂线平，成活24h后洒水养护，养护2天即可。经检测，铺设完成后，抗压强度为45mPa，抗折强度为5mPa，2年无明显凹陷产生，且外观质量无缺损。
实例2
按重量份数计，取45份苎麻、35份竹纤维、23份1.3mol/L双氧水、19份沼液、13份蟹壳及19份风化煤，首先将苎麻、竹纤维、1.3mol/L双氧水及蟹壳放入碾磨机中，以200r/min碾磨50min，收集碾磨混合物；将上述碾磨混合物与上述重量份数中的沼液、风化煤放入粉碎机中，以300r/min搅拌2h，使用质量分数45％乳酸溶液调节搅拌混合物pH至4.5，得发酵基料，随后将发酵基料放入发酵池内，使用稻草覆盖发酵基料表面，覆盖厚度为7cm，发酵8天；在上述发酵结束后，对发酵池内的发酵混合物进行过滤，收集过滤物，将过滤物放入挤压机中，以20mPa挤压20min，将挤压物放入管式炭化炉中，设定温度为430℃，碳化5h，将碳化物取出，放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，得高强度环保砖基料，按质量比1:3，取高炉渣和质量分数20％盐酸混合均匀，以120r/min搅拌50min，再进行过滤，将滤渣与30％氢氧化钠溶液按质量比1:2放入反应釜中，设定温度为180℃，以130r/min搅拌9h，自然冷却至室温后出料，收集出料物，放入容器中静置50min，去除上层清液，收集剩余物；按重量份数计，取45份尾矿砂、35份高强度环保砖基料、25份上述剩余物、19份0.9mol/L氢氧化锂溶液及13份生石灰放入搅拌机中搅拌均匀，随后将搅拌后的混合物放入模具中，将模具放入热压机中，设定温度80℃，以压力3mPa挤压1～2h后脱模，得砖坯，再将砖坯放入煅烧炉中，设定温度900℃，保温15h，自然冷却至室温，得高强度环保砖。
将本发明制备的高强度环保砖进行铺设，铺设时细石混凝土摊铺的虚铺厚度比设计要求高1cm，在细石混凝土摊铺后，环保砖底部蘸水灰比为0.5的水泥浆，在透水砖的两侧缝位置，插上5mm的塑料恰，直接用橡皮锤轻轻锤击环保砖，使其两角与砖缝对其，面层与挂线平，成活24h后洒水养护，养护3天即可。经检测，铺设完成后，抗压强度为55mPa，抗折强度为6mPa，3年无明显凹陷产生，且外观质量无缺损。
实例3
按重量份数计，取43份苎麻、33份竹纤维、22份1.3mol/L双氧水、18份沼液、12份蟹壳及18份风化煤，首先将苎麻、竹纤维、1.3mol/L双氧水及蟹壳放入碾磨机中，以200r/min碾磨45min，收集碾磨混合物；将上述碾磨混合物与上述重量份数中的沼液、风化煤放入粉碎机中，以300r/min搅拌2h，使用质量分数45％乳酸溶液调节搅拌混合物pH至4.3，得发酵基料，随后将发酵基料放入发酵池内，使用稻草覆盖发酵基料表面，覆盖厚度为6cm，发酵7天；在上述发酵结束后，对发酵池内的发酵混合物进行过滤，收集过滤物，将过滤物放入挤压机中，以15～20mPa挤压15～20min，将挤压物放入管式炭化炉中，设定温度为400℃，碳化4h，将碳化物取出，放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，得高强度环保砖基料，按质量比1:3，取高炉渣和质量分数20％盐酸混合均匀，以120r/min搅45min，再进行过滤，将滤渣与30％氢氧化钠溶液按质量比1:2放入反应釜中，设定温度为170℃，以130r/min搅拌8h，自然冷却至室温后出料，收集出料物，放入容器中静置45min，去除上层清液，收集剩余物；按重量份数计，取43份尾矿砂、33份高强度环保砖基料、23份上述剩余物、18份0.9mol/L氢氧化锂溶液及11份生石灰放入搅拌机中搅拌均匀，随后将搅拌后的混合物放入模具中，将模具放入热压机中，设定温度75℃，以压力3mPa挤压2h后脱模，得砖坯，再将砖坯放入煅烧炉中，设定温度750℃，保温13h，自然冷却至室温，得高强度环保砖。
将本发明制备的高强度环保砖进行铺设，铺设时细石混凝土摊铺的虚铺厚度比设计要求高0.8cm，在细石混凝土摊铺后，环保砖底部蘸水灰比为0.5的水泥浆，在透水砖的两侧缝位置，插上5mm的塑料恰，直接用橡皮锤轻轻锤击环保砖，使其两角与砖缝对其，面层与挂线平，成活24h后洒水养护，养护3天即可。经检测，铺设完成后，抗压强度为55mPa，抗折强度为6mPa，3年无明显凹陷产生，且外观质量无缺损。

Claims (1)

1.一种高强度环保砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按重量份数计，取40～45份苎麻、30～35份竹纤维、20～23份1.3mol/L双氧水、17～19份沼液、11～13份蟹壳及17～19份风化煤，首先将苎麻、竹纤维、1.3mol/L双氧水及蟹壳放入碾磨机中，以200r/min碾磨40～50min，收集碾磨混合物；
（2）将上述碾磨混合物与上述重量份数中的沼液、风化煤放入粉碎机中，以300r/min搅拌1～2h，使用质量分数45％乳酸溶液调节搅拌混合物pH至4.0～4.5，得发酵基料，随后将发酵基料放入发酵池内，使用稻草覆盖发酵基料表面，覆盖厚度为4～7cm，发酵6～8天；
（3）在上述发酵结束后，对发酵池内的发酵混合物进行过滤，收集过滤物，将过滤物放入挤压机中，以15～20mPa挤压15～20min，将挤压物放入管式炭化炉中，设定温度为380～430℃，碳化3～5h，将碳化物取出，放入粉碎机中进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒，得高强度环保砖基料，备用；
（4）按质量比1:3，取高炉渣和质量分数20％盐酸混合均匀，以120r/min搅拌40～50min，再进行过滤，将滤渣与30％氢氧化钠溶液按质量比1:2放入反应釜中，设定温度为160～180℃，以130r/min搅拌6～9h，自然冷却至室温后出料，收集出料物，放入容器中静置40～50min，去除上层清液，收集剩余物；
（5）按重量份数计，取40～45份尾矿砂、30～35份步骤（3）备用高强度环保砖基料、20～25份上述剩余物、16～19份0.9mol/L氢氧化锂溶液及9～13份生石灰放入搅拌机中搅拌均匀，随后将搅拌后的混合物放入模具中，将模具放入热压机中，设定温度70～80℃，以压力2～3mPa挤压1～2h后脱模，得砖坯，再将砖坯放入煅烧炉中，设定温度700～900℃，保温11～15h，自然冷却至室温，得高强度环保砖。
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