CN107721459A - 一种工业废渣自保温空心砖及其制备方法 - Google Patents

一种工业废渣自保温空心砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是一种工业废渣自保温空心砖及其制备方法，经过对石砂与工业废渣研磨，过筛，实现对常规石砂作为骨料的改性，并结合骨料层聚氨酯树脂的包覆处理，使得吸水性能得到改善，导热系数较低，强度较高，并且结合对原料成分的配比控制，采用淀粉醚改性处理，使得在压制成型过程中，随着水分子不断的挥发，在材料内部产生内聚力，使得其具有极高的粘接性能，提高抗折断伸缩性能，改善自保温砖的韧性。

Description

一种工业废渣自保温空心砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是一种工业废渣自保温空心砖及其制备方法。
背景技术
在《中国21世纪议程》中，明确把“工业固体废渣的处置、管理及资源化示范工程”列入优先领域的优先项目计划；而且，国家发展计划委员会和科学技术部发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》中，明确指出：“尾矿、冶炼渣、煤矸石、粉煤灰等工业固体废弃物的大量堆存，不但对生态环境带来巨大危害和严重的安全隐患，同时也是对资源的一种浪费。
当前，我国对工业固体废弃物资源的综合利用，具有一定的技术基础，使得大量的固体废弃物逐步实现了经济效益的改善，逐步实现资源化利用，降低了对生态环境带来的巨大危害和安全隐患，并且随着技术的不断进步，对工业固体废弃物综合利用生产的产品品质也在逐步提升，而且价格也具有一定的涨幅，尤其是在建筑材料领域的利用，极大程度的替代了实心粘土红砖，节约了大量的土地资源。
自保温空心砖在经济发达国家是被广泛应用的，据统计，自保温空心砖在大多数国家的应用量，均超过建筑材料领域用砖总量的30％以上，如美国达到39％以上，日本37.5％以上等等，可见，对于自保温空心砖，尤其是以工业固体废物为原料制备的自保温空心砖，其由于自身品质以及缺陷的问题，使得其依然难以得到广泛应用，例如：在中国，对于工业固体废物为原料生产的自保温空心砖的实际应用占比极少。
并且经过对以工业固体废物为原料制备的自保温空心砖进行市场调查与统计，其普遍存在着以下缺点：
(1)吸水率较高，使用周期较短，耐压耐蚀能力较弱，强度较差；
(2)传热系数较大，保温性能较差；
(3)脆性较大，韧性较差，抗折断伸缩率较小；
(4)随着湿度变化，体积变化较大，容易出现开裂、渗漏现象。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种工业废渣自保温空心砖及其制备方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
工业废渣自保温空心砖制备方法，包括以下步骤：
(1)将石砂与工业废渣进行混合配制，并将其研磨过15目筛，得到碎屑；
(2)将轻骨料与聚氨酯树脂进行复合，形成在轻骨料表面包覆聚氨酯树脂层的骨料层；
(3)将水泥、粉煤灰、碎屑、步骤(2)的物料，按照质量比为13～14:37～38:40～43:6～7混合成混合料；
(4)向混合料中添加淀粉醚，拌匀，浇水，使得物料湿润后，压制成型，养护，即可。
优选，所述的步骤(3)，水泥、粉煤灰、碎屑、步骤(2)的物料，按照质量比为13.4:37.4:42.8:6.4混合成。
优选，所述的轻骨料为膨胀玻化微珠。
优选，所述的膨胀玻化微珠，玻化率≥60％。
优选，所述的步骤(2)，聚氨酯树脂与轻骨料质量比为1:3～4。
优选，所述的步骤(1)，石砂与工业废渣质量比为1:1。
优选，所述的工业废渣为冶炼炉渣、磷化工废渣、污泥渣中的一种或者几种。
优选，所述的磷化工废渣为磷石膏。
优选，所述的淀粉醚，加入量占混合料质量的1-7％。
上述的工业废渣自保温空心砖制备方法制备的工业废渣自保温空心砖，其导热系数为0.08-0.10W/(m·K)。
在养护过程中，采用窑道太阳能供热养护，使得温度稳定性较优，养护后产品的性能得到保障，避免产品养护过程，随着温度变化造成内部晶格发生变化，确保养护后产品质量的稳定性。
与现有技术相比，本发明创造的技术效果体现在：
经过对石砂与工业废渣研磨，过筛，实现对常规石砂作为骨料的改性，并结合骨料层聚氨酯树脂的包覆处理，使得吸水性能得到改善，导热系数较低，强度较高，并且结合对原料成分的配比控制，采用淀粉醚改性处理，使得在压制成型过程中，随着水分子不断的挥发，在材料内部产生内聚力，使得其具有极高的粘接性能，提高抗折断伸缩性能，改善自保温砖的韧性。
实现上述韧性改善过程是将淀粉醚加入混合物料中，而该淀粉醚是采用植物淀粉，如马铃薯、玉米、木薯、瓜耳豆等的淀粉，经过醚化改性而成的淀粉醚，该淀粉醚中含有植物蛋白胶，能够与轻骨料等凝聚成软配筋，使得在保留保温砖硬度的同时，增加其变形能力，改善其韧性，避免了传统保温砖刚性较强所导致外界环境变化而开裂的现象，提高了自保温空心砖的使用性能，提高了自保温空心砖的品质。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
在某些实施例中，工业废渣自保温空心砖制备方法，包括以下步骤：
(1)将石砂与工业废渣进行混合配制，并将其研磨过15目筛，得到碎屑；
(2)将轻骨料与聚氨酯树脂进行复合，形成在轻骨料表面包覆聚氨酯树脂层的骨料层；
(3)将水泥、粉煤灰、碎屑、步骤(2)的物料，按照质量比为13～14:37～38:40～43:6～7混合成混合料；
(4)向混合料中添加淀粉醚，拌匀，浇水，使得物料湿润后，压制成型，养护，即可。
在某些实施例中，所述的步骤(3)，水泥、粉煤灰、碎屑、步骤(2)的物料，按照质量比为13.4:37.4:42.8:6.4混合成。
在某些实施例中，所述的轻骨料为膨胀玻化微珠。
在某些实施例中，所述的膨胀玻化微珠，玻化率≥60％。
在某些实施例中，所述的步骤(2)，聚氨酯树脂与轻骨料质量比为1:3～4。
在某些实施例中，所述的步骤(1)，石砂与工业废渣质量比为1:1。
在某些实施例中，所述的工业废渣为冶炼炉渣、磷化工废渣、污泥渣中的一种或者几种。
在某些实施例中，所述的磷化工废渣为磷石膏。
在某些实施例中，所述的淀粉醚，加入量占混合料质量的1-7％。
实施例1
称取石砂20kg，磷石膏20kg，玻化率为60％的膨胀玻化微珠4.5kg，聚氨酯树脂1.5kg，水泥13kg，粉煤灰37kg，淀粉醚0.96kg；将石砂与磷石膏进行混合配制，并将其研磨过15目筛，得到碎屑；将玻化率为60％的膨胀玻化微珠与聚氨酯树脂进行复合，形成在轻骨料表面包覆聚氨酯树脂层的骨料层；将水泥、粉煤灰、碎屑、包覆成的轻骨料混合，得到混合料，加入淀粉醚，拌匀，浇水至湿润透，并且能够揉捏成团，送入成型机中，压制成型，蒸汽养护，即可。
实施例2
称取石砂21.5kg，冶炼炉渣21.5kg，玻化率为70％的膨胀玻化微珠5.6kg，聚氨酯树脂1.4kg，水泥14kg，粉煤灰38kg，淀粉醚7.14kg；将石砂与磷石膏进行混合配制，并将其研磨过15目筛，得到碎屑；将玻化率为70％的膨胀玻化微珠与聚氨酯树脂进行复合，形成在轻骨料表面包覆聚氨酯树脂层的骨料层；将水泥、粉煤灰、碎屑、包覆成的轻骨料混合，得到混合料，加入淀粉醚，拌匀，浇水至湿润透，并且能够揉捏成团，送入成型机中，压制成型，蒸汽养护，即可。
实施例3
称取石砂21.4kg，冶炼炉渣与磷石膏按照1:1的质量比混合的混合物21.4kg，玻化率为68％的膨胀玻化微珠5.12kg，聚氨酯树脂1.28kg，水泥13.4kg，粉煤灰37.4kg，淀粉醚5kg；将石砂与磷石膏进行混合配制，并将其研磨过15目筛，得到碎屑；将玻化率为68％的膨胀玻化微珠与聚氨酯树脂进行复合，形成在轻骨料表面包覆聚氨酯树脂层的骨料层；将水泥、粉煤灰、碎屑、包覆成的轻骨料混合，得到混合料，加入淀粉醚，拌匀，浇水至湿润透，并且能够揉捏成团，送入成型机中，压制成型，蒸汽养护，即可。
针对实施例1-3制备的自保温空心砖，将其进行如下性能指标的检测，结果如下表1所示：
表1
除此之外，本研究者还分别对实施例1-3制备方法进行如下处理方式进行处理后，对得到的试件进行指标检测，结果如下表2所示：
处理1：在实施例1的基础上，不添加淀粉醚；
处理2：在实施例2不采用聚氨酯树脂进行处理；
处理3：将实施例3中聚氨酯树脂不单独对膨胀玻化微珠进行处理，而直接与所有物料进行混合；
表2
由表1和表2的数据显示可以看出，对于淀粉醚的添加，将会极大程度的影响制备的自保温空心砖的品质，并且在膨胀玻化微珠是否经过聚氨酯改性处理以及对于聚氨酯树脂对膨胀玻化微珠改性处理的方式不同，将会对制备的自保温空心砖的品质造成极大程度的影响，尤其是软化系数。

Claims (10)

1.一种工业废渣自保温空心砖制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将石砂与工业废渣进行混合配制，并将其研磨过15目筛，得到碎屑；
(2)将轻骨料与聚氨酯树脂进行复合，形成在轻骨料表面包覆聚氨酯树脂层的骨料层；
(3)将水泥、粉煤灰、碎屑、步骤(2)的物料，按照质量比为13～14:37～38:40～43:6～7混合成混合料；
(4)向混合料中添加淀粉醚，拌匀，浇水，使得物料湿润后，压制成型，养护，即可。
2.如权利要求1所述的工业废渣自保温空心砖制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)，水泥、粉煤灰、碎屑、步骤(2)的物料，按照质量比为13.4:37.4:42.8:6.4混合成。
3.如权利要求1所述的工业废渣自保温空心砖制备方法，其特征在于，所述的轻骨料为膨胀玻化微珠。
4.如权利要求3所述的工业废渣自保温空心砖制备方法，其特征在于，所述的膨胀玻化微珠，玻化率≥60％。
5.如权利要求1所述的工业废渣自保温空心砖制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)，聚氨酯树脂与轻骨料质量比为1:3～4。
6.如权利要求1所述的工业废渣自保温空心砖制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)，石砂与工业废渣质量比为1:1。
7.如权利要求1或6所述的工业废渣自保温空心砖制备方法，其特征在于，所述的工业废渣为冶炼炉渣、磷化工废渣、污泥渣中的一种或者几种。
8.如权利要求7所述的工业废渣自保温空心砖制备方法，其特征在于，所述的磷化工废渣为磷石膏。
9.如权利要求1所述的工业废渣自保温空心砖制备方法，其特征在于，所述的淀粉醚，加入量占混合料质量的1-7％。
10.如权利要求1-9任一项所述的工业废渣自保温空心砖制备方法制备的工业废渣自保温空心砖，其导热系数为0.08-0.10W/(m·K)。
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