CN107663077A - 一种以污泥为原料的高强度保温烧结砖的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以河道污泥作为原料的高强度保温烧结砖的制备方法，在满足保温效果的要求同时，降低了砖体重量，具有轻质保温性能，而且成本低廉，在解决了城市河道污泥的处理难题的同事，保护了耕地资源，实现了城市河道污泥的循环利用的需要。本发明保温隔热效果极好，而且力学性能优异，为了提高烧结砖的强度，本发明中一方面加入了玻璃纤维提高了砖的结构强度，另一方面本发明中还加入了微量的石墨烯，分散到砖体中，水玻璃以石墨烯为框架，粘结性能更好，强度更高。

Description

一种以污泥为原料的高强度保温烧结砖的制备方法
技术领域
本发明涉及烧结砖技术领域，尤其涉及一种以污泥为原料的高强度保温烧结砖的制备方法。
背景技术
随着社会发展，建筑节能的要求越来越高，相应地对建筑材料的保温和隔热功能要求也越来越高。轻质保温砖是一种体积密度低、气孔率高、导热率低的保温隔热材料，其低密度、低导热率的特点决定了它在工业窑炉应用上的不可替代性。根据国家建筑节能方面的有关要求，研制开发节能轻质保温砖具有十分重要意义。现在使用的轻质保温砖需要使用大量的耕地粘土，这不符合建立节约型社会的国家政策。
本发明以城市河道污泥为主要原料，不但有效利用了城市绿化产生的污泥，而且成本低市场前景非常好。
发明内容
本发明提出了一种以污泥为原料的高强度保温烧结砖的制备方法。
一种以污泥为原料的高强度保温烧结砖的制备方法，包括如下步骤：向预处理河道污泥中加入硝酸溶液、玻璃纤维混合，升温搅拌，过滤，加入水玻璃、石墨烯、水混合均匀，成型，烧结得到低成本保温烧结砖。
优选地，预处理河道污泥、硝酸溶液、玻璃纤维的总量百分比分别为70-85%、10-15%和余量。
优选地，预处理河道污泥、水玻璃、石墨烯的重量比为100：（3-6）：（0.02-0.05）。
优选地，预处理河道污泥采用如下工艺制备：将煤矸石粉与河道污泥混合，进入生物沥滤池处理24~48h； 进行压滤实现固液分离；脱水后的固体即为预处理河道污泥。
优选地，预处理河道污泥的制备工艺中，煤矸石粉和河道污泥的重量比为100：（150-350）。
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。煤矸石弃置不用，占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨。为了消除污染，自60年代起，很多国家开始重视煤矸石的处理和利用。
煤矸石代替燃料：化铁；烧锅炉；烧石灰；回收煤炭。生产水泥：生产普通硅酸盐水泥；生产特种水泥；生产无熟料水泥。生产建筑材料：煤矸石烧结砖，质量较好，颜色均匀；煤矸石生产轻骨料，轻骨料是为了较少混凝土的相对密度，而选用的一类多孔骨料；生产煤矸石棉，以煤矸石和石灰为原料，经高温融化，喷吹而成的一种建筑材料。
本发明采用河道污泥作为骨料，在满足保温效果的要求同时，降低了砖体重量，具有轻质保温性能，而且成本低廉，在解决了城市河道污泥的处理难题的同事，保护了耕地资源，实现了城市河道污泥的循环利用的需要。
本发明保温隔热效果极好，而且力学性能优异，进一步在硝酸溶液中与玻璃纤维复配，不仅强度更高，而且在保证抗冲击强度高的前提下，会在砖块结构中形成具有一定孔隙率的结构，在降低砖体重量的基础上，既保证了砖块有一定的机械强度，也使砖块之间形成空气隔热层，保温隔热效果极好。
为了提高烧结砖的强度，本发明中一方面加入了玻璃纤维提高了砖的结构强度，另一方面本发明中还加入了微量的石墨烯，分散到砖体中，水玻璃以石墨烯为框架，粘结性能更好，强度更高。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种以污泥为原料的高强度保温烧结砖的制备方法，包括如下步骤：向预处理河道污泥中加入硝酸溶液、玻璃纤维混合，升温搅拌，过滤，加入水玻璃、石墨烯、水混合均匀，成型，烧结得到低成本保温烧结砖。
预处理河道污泥、硝酸溶液、玻璃纤维的总量百分比分别为75%、12%和余量。
预处理河道污泥、水玻璃、石墨烯的重量比为100：4：0.03。
预处理河道污泥采用如下工艺制备：将煤矸石粉与河道污泥混合，进入生物沥滤池处理36h； 进行压滤实现固液分离；脱水后的固体即为预处理河道污泥。
预处理河道污泥的制备工艺中，煤矸石粉和河道污泥的重量比为100：280。
实施例2
一种以污泥为原料的高强度保温烧结砖的制备方法，包括如下步骤：向预处理河道污泥中加入硝酸溶液、玻璃纤维混合，升温搅拌，过滤，加入水玻璃、石墨烯、水混合均匀，成型，烧结得到低成本保温烧结砖。
预处理河道污泥、硝酸溶液、玻璃纤维的总量百分比分别为70%、15%和余量。
预处理河道污泥、水玻璃、石墨烯的重量比为100：3：0.02。
预处理河道污泥采用如下工艺制备：将煤矸石粉与河道污泥混合，进入生物沥滤池处理24h； 进行压滤实现固液分离；脱水后的固体即为预处理河道污泥。
预处理河道污泥的制备工艺中，煤矸石粉和河道污泥的重量比为100：350。
实施例3
一种以污泥为原料的高强度保温烧结砖的制备方法，包括如下步骤：向预处理河道污泥中加入硝酸溶液、玻璃纤维混合，升温搅拌，过滤，加入水玻璃、石墨烯、水混合均匀，成型，烧结得到低成本保温烧结砖。
预处理河道污泥、硝酸溶液、玻璃纤维的总量百分比分别为85%、10%和余量。
预处理河道污泥、水玻璃、石墨烯的重量比为100：6：0.05。
预处理河道污泥采用如下工艺制备：将煤矸石粉与河道污泥混合，进入生物沥滤池处理48h； 进行压滤实现固液分离；脱水后的固体即为预处理河道污泥。
预处理河道污泥的制备工艺中，煤矸石粉和河道污泥的重量比为100：150。
对比例1
将实施例1中的玻璃纤维和石墨烯去除，其余制备条件不变。
本发明中对比例1与实施例1相比，样品的抗压强度低了30%以上。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种以污泥为原料的高强度保温烧结砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：向预处理河道污泥中加入硝酸溶液、玻璃纤维混合，升温搅拌，过滤，加入水玻璃、石墨烯、水混合均匀，成型，烧结得到低成本保温烧结砖。
2.如权利要求1所述的以污泥为原料的高强度保温烧结砖的制备方法，其特征在于，预处理河道污泥、硝酸溶液、玻璃纤维的总量百分比分别为70-85%、10-15%和余量。
3.如权利要求1所述的以污泥为原料的高强度保温烧结砖的制备方法，其特征在于，预处理河道污泥、水玻璃、石墨烯的重量比为100：（3-6）：（0.02-0.05）。
4.如权利要求1所述的以污泥为原料的高强度保温烧结砖的制备方法，其特征在于，预处理河道污泥采用如下工艺制备：将煤矸石粉与河道污泥混合，进入生物沥滤池处理24~48h； 进行压滤实现固液分离；脱水后的固体即为预处理河道污泥。
5.如权利要求4所述的以污泥为原料的高强度保温烧结砖的制备方法，其特征在于，预处理河道污泥的制备工艺中，煤矸石粉和河道污泥的重量比为100：（150-350）。
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