CN107892540A - 用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法，包含以下步骤：铝灰预处理，混料，成型，后期养护，采用了废弃铝灰作为主要集料，并且添加了高性能减水剂、早强剂等添加剂，使得人行道砖早起强度高，脱模时不易损伤，抗压强度又得到增加。本发明方法制备的人行道砖由于利用了一次铝灰废料，具有生产成本低的特点。有效减少铝灰堆积影响生态环境的问题，起到了资源的再生利用效果，具有重要的实用价值。

Description

用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法
技术领域
本公开一般涉及制砖领域，具体涉及制备人行道砖的技术领域，尤其涉及一种用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法。
背景技术
随着我国经济的迅猛发展，对铝的需求量持续增加。我国已经成为世界最大的铝生产国家。随着金属铝的广泛应用，铝灰的产生量也不断增加。铝灰是电解铝或铸造铝生产工艺中产生的熔渣经冷却加工后的产物，是可再生资源。目前我国铝灰的处理方式还主要以堆积为主，一方面堆渣占用了大量的土地，另一方面大量的铝灰在填埋时未经过无害化处理，导致环境污染。
铝灰中含有铝及多种有价元素，主要由金属铝单质、氧化物、氯化物等等构成。其中氮化铝在堆积时易与水发生反应，生成氨气。氨气是一种无色有刺激性恶臭气味的气体，因此大大增加了铝灰回收利用的难度。铝灰的来源主要有以下2方面：一方面是在电解氧化铝工艺生产过程中，由于操作和测定器具的携带、阳极更换、出铝、铸锭以及电解槽大修时产生。另一方面是原铝锭、铝材、铝压铸件与铸件、再生铝生产中，熔炼与铸造是必不可少的关键性工序，在此工序中定会产生一定量的铝灰，其中铝灰中金属铝的质量分数为30％～50％。刚出炉的铝灰含有大量的金属铝，基于目前铝渣回收工艺存在着一定的缺点，只有部分金属铝能被有效地回收利用，剩余的废铝渣则堆积在厂区或填埋。因此大力研究铝灰回收利用的方法，利用铝灰合成各种材料，实现铝灰的高价值资源综合利用率是落实循环经济、节能减排政策的要求。
目前我国人行道砖主要以混凝土路面砖为主，是以水泥和集料为主要原材料，经加工、振动加压或其他成型工艺制成。现有技术的环保型混凝土路面砖主要以碎石或砂石或煤渣作为集料，但采石或采砂破坏了生态环境，而煤渣制备的人行道砖强度不够理想。与此同时由于人行道砖的特性，需要保证一定的强度。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种低成本、环保的细磨用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法。
第一方面，本发明的用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法，包含以下步骤：
铝灰预处理：细磨一次原料铝灰，将细磨后铝灰倒入水中，细磨后铝灰与水的质量比为1:10～1:15，搅拌反应后取出，干燥，自然冷却后放置一定时间；
混料：按以下质量份数称取原料：
预处理后铝灰50～65份、石膏5～8份、熟石灰8～12份、普通硅酸盐水泥10～15份、微硅粉2～5份、工程砂5～10份，加入占普通硅酸盐水泥和熟石灰质量之和的0.5％～1％的岩砂晶，加入占普通硅酸盐水泥和熟石灰质量之和的0.3％～0.5％的甲酸钙，得到混料，搅拌混料得到原料混合物，
混合高性能减水剂和水，得到混合溶液，
将混合溶液倒入原料混合物中均匀搅拌得到制砖混料；
成型：将制砖混料放入模具中，在12～20MPa的压力下恒压一定时间，脱模成型，获得砖坯；
后期养护：将制得的砖坯放入水蒸汽环境中蒸养，自然冷却后自然养护3天，获得非烧结人行道砖。
根据本申请实施例提供的技术方案，采用了废弃铝灰作为主要集料，并且添加了高性能减水剂、早强剂等添加剂，使得人行道砖早起强度高，脱模时不易损伤，抗压强度又得到增加。本发明方法制备的人行道砖由于利用了一次铝灰废料，具有生产成本低的特点。有效减少铝灰堆积影响生态环境的问题，起到了资源的再生利用效果，具有重要的实用价值。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的实施例的用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法的流程图；
图2为本发明的实施例的用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1和2，其中一个实施例为：
一种利用细磨后一次铝灰为主要原料制备非烧结人行道砖的方法，首先将铝灰细磨过120筛，按1:10的质量比倒入60℃的水中，使用超声波搅拌器反应12小时后取出。在80℃下干燥5.5小时，自然冷却后放置12小时，其中细磨后一次铝灰包含以下质量份数的组分：单质铝为20～30份、氧化铝为3～10份、氮化铝40～50份。。
称取质量份数组成为：铝灰61份、石膏5份、熟石灰12份、普通硅酸盐水泥10份、微硅粉2份、工程砂10份、岩砂晶0.25份、甲酸钙0.05份。称取混料后放入搅拌机中搅拌30分钟；
称取质量为干料总重的8％的水和高性能减水剂0.25份，将混合溶液倒入铝灰渣原料混合物中均匀搅拌10分钟得到制砖混料；
将所得制砖混料倒入模具中，以18MPa的压力恒压1分钟后脱模。
将砖坯放入100℃的水浴锅中蒸养6小时，自然冷却后取出自然养护3天即为成品。
其中一个实施例为：
一种利用细磨后一次铝灰为主要原料制备非烧结人行道砖的方法，首先将铝灰细磨过150目筛，按1:12的质量比倒入100℃的水中，使用超声波搅拌器反应3小时后取出。在100℃下干燥2小时，自然冷却后放置10小时，其中细磨后一次铝灰包含以下质量份数的组分：单质铝为20～30份、氧化铝为3～10份、氮化铝40～50份。
称取质量份数组成为：铝灰52份、石膏8份、熟石灰10份、普通硅酸盐水泥15份、微硅粉5份、工程砂10份、岩砂晶0.25份、甲酸钙0.1份。称取混料后放入搅拌机中搅拌45分钟；
称取质量为干料总重的10％的水和高性能减水剂0.2份，将混合溶液倒入铝灰渣原料混合物中均匀搅拌10分钟得到制砖混料；
将所得制砖混料倒入模具中，以15MPa的压力恒压2分钟后脱模。
将砖坯放入75℃的水浴锅中蒸养9小时，自然冷却后取出自然养护3天即为成品。
其中一个实施例为：
一种利用细磨后一次铝灰为主要原料制备非烧结人行道砖的方法，首先将铝灰细磨过200目筛，按1:15的质量比倒入90℃的水中，使用超声波搅拌器反应6小时后取出。在90℃下干燥4小时，自然冷却后放置10小时，其中细磨后一次铝灰包含以下质量份数的组分：单质铝为20～30份、氧化铝为3～10份、氮化铝40～50份。
称取质量份数组成为：铝灰60份、石膏6份、熟石灰8份、普通硅酸盐水泥15份、微硅粉3份、工程砂8份、岩砂晶0.2份、甲酸钙0.08份。称取混料后放入搅拌机中搅拌60分钟；
称取质量为干料总重的12％的水和高性能减水剂0.15份，将混合溶液倒入铝灰渣原料混合物中均匀搅拌15分钟得到制砖混料；
将所得制砖混料倒入模具中，以12MPa的压力恒压3分钟后脱模。
将砖坯放入60℃的水浴锅中蒸养10小时，自然冷却后取出自然养护3天即为成品。
本发明中，可以使用球磨机对铝灰进行细磨，使得铝灰的粒度更加均匀，便于反应，同时能够提高制成的砖块的性能，本发明所用的原料铝灰为原铝锭、铝材、再生铝生产等过程中产生的一次铝灰，含有较多的金属铝。本发明由于采用了废弃铝灰作为主要集料，并且添加了高性能减水剂、早强剂等添加剂，使得人行道砖早起强度高，脱模时不易损伤，抗压强度又得到增加。并且本发明方法制备的人行道砖由于利用了一次铝灰废料，具有生产成本低的特点。采用压制成型的成型方法，具有能源消耗低的特点。并且有效减少铝灰堆积影响生态环境的问题，起到了资源的再生利用效果，具有重要的实用价值。水泥的掺入能提高抗压强度，但水泥的过多掺入会增加成本。石膏能使铝灰中的活性氧化铝生成一定数量的钙矾石，提高非烧结砖的早期强度。熟石灰作为碱性介质的存在，激发了废渣的潜在活性，形成了稳定性和强度较高的钙矾石和水化硅酸钙，能够有效提高抗压强度。工程砂作为一种填充骨料。起到了支撑的作用，少量添加可以提高耐久性，防止开裂。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，包含以下步骤：
铝灰预处理：细磨一次原料铝灰，将细磨后铝灰倒入水中，细磨后铝灰与水的质量比为1:10～1:15，搅拌反应后取出，干燥，自然冷却后放置一定时间；
混料：按以下质量份数称取原料：
预处理后铝灰50～65份、石膏5～8份、熟石灰8～12份、普通硅酸盐水泥10～15份、微硅粉2～5份、工程砂5～10份，加入占所述普通硅酸盐水泥和所述熟石灰质量之和的0.5％～1％的岩砂晶，加入占所述普通硅酸盐水泥和所述熟石灰质量之和的0.3％～0.5％的甲酸钙，得到混料，搅拌所述混料得到原料混合物，
混合高性能减水剂和水，得到混合溶液，
将所述混合溶液倒入所述原料混合物中均匀搅拌得到制砖混料；
成型：将所述制砖混料放入模具中，在12～20MPa的压力下恒压一定时间，脱模成型，获得砖坯；
后期养护：将制得的砖坯放入水蒸汽环境中蒸养，自然冷却后自然养护3天，获得非烧结人行道砖。
2.根据权利要求1所述的用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，在所述铝灰预处理步骤中，细磨后的一次铝灰粒径为120～200目，水温为60～100℃，采用超声波搅拌器搅拌，搅拌反应时间为2.5～12小时，在真空干燥箱中干燥2～6小时，干燥温度为80℃～100℃，冷却后的放置时间为8～12小时。
3.根据权利要求1所述的用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，在所述混料步骤中，将所述混料放入搅拌机中搅拌30～60分钟，所述混合溶液和所述原料混合物的搅拌时间为5～15分钟，所述高性能减水剂的加入量为所述普通硅酸盐水泥和所述熟石灰质量之和的0.5％～1％，所述水的加入量为所述铝灰、石膏、熟石灰、普通硅酸盐水泥、微硅粉、工程砂、岩砂晶、甲酸钙质量之和的8％～12％。
4.根据权利要求1所述的用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，在所述成型步骤中，所述成型方法为模具加压成型，恒压时间为1～3分钟。
5.根据权利要求1所述的用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，在所述后期养护步骤中，所述水蒸气温度为60℃～80℃，蒸养时间为6～10小时。
6.根据权利要求1所述的用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，所述普通硅酸盐水泥标号为42.5R。
7.根据权利要求1所述的用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，所述高性能减水剂为聚羟酸高性能减水剂。
8.根据权利要求1所述的用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，所述工程砂为细度模数为3.0的中砂。
9.根据权利要求1所述的用细磨后一次铝灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，所述细磨后一次铝灰包含以下质量份数的组分：
单质铝为20～30份、氧化铝为3～10份、氮化铝40～50份。
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