CN108911608B - 一种蒸压灰砂砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蒸压灰砂砖及其制备方法，蒸压灰砂砖由包含米石、砂石、水泥及建筑泥饼在内的原料通过脱水烘干、破碎粉磨、配料搅拌、消解陈化、压制成型、蒸压养护等工艺步骤制成，获得的蒸压灰砂砖具有较好的力学性能，满足国标GB50574‑2010要求，该方法实现了固体废弃物建筑泥饼的资源化利用，降低蒸压灰砂砖生成成本，减少建筑垃圾土地占用，具有良好的工业前景和重大的社会意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒸压灰砂砖，特别涉及一种利用建筑泥饼混合其它常用工业原料，制备符合国家标准的蒸压灰砂砖的方法，属于固体废弃物资源化利用领域和建筑材料领域。
背景技术
我国蒸压灰砂砖发展较早，早在1913年在广州的盐步镇就建成生产蒸压灰砂砖砖厂。新中国成立后，在前苏联专家指导和地方政府领导下，开始大力发展蒸压灰砂砖，但由于种种原因，至1970年我国才建设了北京市矽酸盐制品厂、包头树脂厂等10多个企业，其产量不足5亿块标砖。
1975年以后，在国家建材主管部门大力提倡发展新型墙体材料及地方政府大力支持下，因陋就简，土法上马，蒸压灰砂砖像雨后春笋般发展起来，其产量大幅度上升。至1988年，全国有大、中、小型蒸压灰砂砖生产线345条，生产蒸压灰砂砖32亿块标准砖，占设计能力的62％，其生产线主要分布在西南、中南几省。尤其四川省，因含硅的江河砂资源十分丰富，而黏土资源相对较少造成黏土砖不易发展起来，砌墙砖缺口较大，故蒸压灰砂砖发展异常迅猛，至1988年四川省有蒸压灰砂砖厂160多家，产量已达21亿块标砖，占全国蒸压灰砂砖产量的66％。
传统的蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰或其他矿渣或灰砂为原料，添加石灰、石膏以及骨料，经胚料制备、压制成型、高效蒸汽养护等工艺制成。但随着国家大力发展水电事业和水利建设需要，在江河上截流筑坝建水电站，改变了江河中水流速度，使江河中沉积的砂子越来越少；加之为了保护江河大堤，国家又限制过度挖取、抽取江河中砂子，因砂资源枯竭，蒸压灰砂砖产量大大下降。曾号称蒸压灰砂砖之乡的四川、重庆至今几乎没有蒸压灰砂砖厂。曾一度兴旺发达的浙江温州蒸压灰砂砖生产线，进入21世纪后纷纷改产蒸压加气混凝土砌块。目前蒸压灰砂砖发展较好的只有湖北、广东、江苏、内蒙古、青海等省，年产量估计不到30亿块标砖。
建筑泥浆是在城市建设中由于打孔钻井而人为配置或由于施工产生的一种废弃物，通常是利用密封罐车外运到环保部门许可的地方遗弃。另外可以通过重力沉淀、物理筛分和化学絮凝等方法进行处理，将泥浆中的砂土和水分离后，将砂土外运处理，将水排放到城市管网中。
发明内容
针对现有技术中建筑泥饼固体废弃物处理困难等技术问题，本方明的第一个目的是在于提供一种利用建筑泥饼等固体废弃物为主要原料，且力学性能较好的蒸压灰砂砖，该蒸压灰砂砖采用建筑泥饼为主要原料，不仅可以获得优异的力学性能，而且可以资源化利用固体废弃物建筑泥饼，降低蒸压灰砂砖生成成本，减少建筑垃圾土地占用，具有良好的工业前景和重大的社会意义。
本发明的另一个目的是在于提供一种简单、低成本的制备蒸压灰砂砖的方法，该方法可以借鉴现有的蒸压灰砂砖成型过程，对设备没有特殊要求，有利于工业化生产。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种蒸压灰砂砖，其由包含米石、砂石、水泥及建筑泥饼在内的原料制成。
优选的方案，所述原料包括以下质量百分比组分：建筑泥饼30～50％；砂石10～20％；米石15～25％；水泥10～25％。
较优选的方案，所述建筑泥饼包含的主要成分及各主要成分的质量百分比含量为：SiO2含量占58.77～66.21％，Al2O3含量占10.08～16.11％，Fe2O3含量占4.87～6.67％，水含量占20％以下。建筑泥饼中还可以包含CaO、MgO、K2O及Na2O等，其含量符合国家相应要求，如GB 11945-1999蒸压灰砂砖、JCT 621-2009硅酸盐建筑制品用生石灰和JCT 622-1996硅酸盐建筑制品用砂。传统的蒸压灰砂砖要求含泥量低于5％，而本发明采用建筑泥饼生产的蒸压灰砂砖可利用含量高达50％的建筑泥饼，具有环保效益。
较优选的方案，建筑泥饼、砂石及米石的粒度均在5mm以下。
本发明首次采用建筑泥饼作为主要原料，搭配米石、砂石及水泥等辅料来制备蒸压灰砂砖，各组分之间产生明显的协同增效作用，能够获得性能优异的蒸压灰砂砖。水泥配合建筑泥饼使用可以获得较高的抗压强度，而米石和砂石搭配可以提高抗折强度，且四种按合适的比例搭配，以获得合适的折压比，从而获得性能满足国标GB50574-2010要求的蒸压灰砂砖。
本发明还提供了一种蒸压灰砂砖的制备方法，其包括以下步骤：
1)将建筑泥饼脱水及粉碎处理；
2)将米石、砂石及水泥进行破碎，再球磨成粉料；
3)将粉料与建筑泥饼粉末加水搅拌混合，得到灰砂混合料；
4)所述灰砂混合料进行消解陈化后，再搅拌混合，得到成型混合料；
5)所述成型混合料通过压制成型，蒸压养护，即得。
优选的方案，所述消解陈化的时间为0.5～10h。优选为3～5h。
优选的方案，所述蒸压养护的压力控制在0.5～4MPa。优选为1～2MPa。
优选的方案，所述灰砂混合料中总含水率为5～15％。
本发明的建筑泥饼脱水处理，将含水率降至20％以内，优选为降至15％以内。
本发明的米石、砂石和水泥等球磨至粒径小于5mm。
本发明的建筑泥饼脱水处理后研磨至粒度小于5mm。
本发明的蒸压灰砂砖的生产过程主要包括：脱水泥饼烘干、破碎粉磨、配料搅拌、消解陈化、压制成型、蒸压养护等，具体过程如下：
⑴脱水泥饼烘干
采用烘干设备，将脱水泥饼的含水率降至15％以内，研磨成粉；
⑵破碎粉磨
米石等经颚式破碎机破碎后进入磨头仓，经仓底给料机按比例均匀地喂入球磨机粉磨成合格粉料至配料工段；
⑶配料搅拌
烘干后的脱水泥饼进入储料仓，按要求的比例计量与米石粉等一起由输送机送入双轴搅拌机内加水搅拌，搅拌成为混合均匀的灰砂混合料；
⑷消解陈化
一次搅拌出来的灰砂混合料，按一定顺序进入消化仓内消解陈化，达到一定的消解陈化时间后，消解时间0.5～10h，优选的方案为3～5h，即可将料送至二次搅拌机混合成成型混合料；
⑸压制成型
将经二次双轴搅拌机混合好的混合料送入液压压砖机储料仓，经液压压砖机加压成型成砖坯，该砖坯由机械按一定的码坯方法堆码在蒸压小车上，堆码满一车后，推入编组静停道上静停编组，等待进入高压釜蒸养；
⑹高压养护
堆满砖坯的蒸养小车经编组静停够一釜数量，即可拉入釜内，关闭两端釜盖，排出釜内空气，然后按制定的蒸压制度进行蒸压养护，蒸压养护的压力控制在0.5～4MPa，优选为1～2MPa。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：
本发明首次利用建筑泥饼固体废弃物作为蒸压灰砂砖主要原料，获得力学性能优异的蒸压灰砂砖，实现了建筑泥饼最大程度上资源化利用，以降低现有技术中蒸压灰砂砖生成成本，同时减少建筑垃圾土地占用，具有良好的工业前景和重大的社会意义。
本发明的蒸压灰砂砖的制备方法可以借鉴现有的成型工艺，对设备没有特殊要求，操作简单、低成本，有利于工业化生产。
具体实施方式
下面通过实施例具体说明本发明的实施方式，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
对比实施例1
根据物料分析结果，配方设计如表1所示，进行探索性压砖试验。
表1试验设计配方
| 编号 | 建筑泥饼(wt％) | 米石(wt％) | 石灰(wt％) |
| A1 | 70 | 20 | 10 |
| A2 | 65 | 25 | 10 |
| A3 | 60 | 30 | 10 |
| A4 | 68 | 20 | 12 |
先将脱水泥饼碾压后过5mm筛，米石过5mm筛，按照拟定配方计量所需原料，进行人工混合均匀，并添加适量水使混合料达到水分要求(10％左右)，待原料混合完毕后，进行圆锥放置，并覆盖，静置陈化3.5h，压制成型后静置4～5h，放入蒸压釜中在2MPa压力条件下，蒸压养护24h，进行物理性能测试，结果如表2所示。
成型压机(ZY360砖机)参数：低压压制0.8s，一次排气0.1s、中压压制1.2s、二次排气0.2s、泵压压制5.0s、保压2.0s、释压1.5s，系统压力16MPa。
表2成品砖性能测试
| 编号 | 抗压强度(MPa) | 抗折强度(MPa) | 折压比 |
| A1 | 9.18 | 1.08 | 0.12 |
| A2 | 10.46 | 1.37 | 0.13 |
| A3 | 10.91 | 1.98 | 0.18 |
| A4 | 9.37 | 1.28 | 0.14 |
由实验结果可以看出，表1配方所制备的样品砖抗压强度低于15MPa，低于国家标准，属于不合格制品。配方A1～A4中是采用石灰，石灰在消化过程中会产生高温，造成砖坯强度低，因此无法石灰替换水泥，适量砂石和米石可以协同增强抗折强度，单独采用米石，难以获得高抗折强度。
对比实施例2
根据物料分析结果，配方设计如表3所示，进行探索性压砖试验。
表3试验设计配方
| 编号 | 建筑泥饼(wt％) | 米石(wt％) | 水泥(wt％) |
| B1 | 65 | 20 | 15 |
| B2 | 60 | 25 | 15 |
先将脱水泥饼碾压后过8目筛，米石过5mm筛，按照拟定配方计量所需原料，进行人工混合均匀，并添加适量水使混合料达到水分要求(8％左右)，待原料混合完毕后，进行圆锥放置，并覆盖，静置陈化0.5h，压制成型后静置4～5h，放入蒸压釜中在2MPa压力条件下，蒸压养护24h，进行物理性能测试，结果如表4所示。
成型压机(ZY360砖机)参数：低压压制0.8s，一次排气0.1s、中压压制1.2s、二次排气0.2s、泵压压制5.0s、保压2.0s、释压1.5s，系统压力16MPa。
表4成品砖性能测试
| 编号 | 抗压强度(MPa) | 抗折强度(MPa) | 折压比 |
| B1 | 16.22 | 2.72 | 0.17 |
| B2 | 15.93 | 2.24 | 0.14 |
由试验结果可以看出，B1和B2所制备样品砖抗压强度高于15MPa，抗折强度低于3.75MPa，不符合国标GB50574-2010要求折压比不小于0.25标准，属于不合格产品。配方B1～B2中是采用水泥替换石灰，可以避免石灰在消化过程中会产生高温，造成砖坯强度低的问题，可以提高抗压强度，但是其抗折强度较低，折压比达不到要求。
实施例1
根据物料分析结果，配方设计如表5所示，进行探索性压砖试验。
表5试验设计配方
| 编号 | 建筑泥饼(wt％) | 米石(wt％) | 水泥(wt％) | 砂(wt％) |
| C1 | 50 | 20 | 15 | 15 |
| C2 | 55 | 15 | 15 | 15 |
先将脱水泥饼碾压后过8目筛，米石过5mm筛，按照拟定配方计量所需原料，进行人工混合均匀，并添加适量水使混合料达到水分要求(8％左右)，待原料混合完毕后，进行圆锥放置，并覆盖，静置陈化0.5h，压制成型后静置4～5h，放入蒸压釜中，在2MPa压力条件下，蒸压养护24h，进行物理性能测试，结果如表6所示。
成型压机(ZY360砖机)参数：低压压制0.8s，一次排气0.1s、中压压制1.2s、二次排气0.2s、泵压压制5.0s、保压2.0s、释压1.5s，系统压力16MPa。
表6成品砖性能测试
| 编号 | 抗压强度(MPa) | 抗折强度(MPa) | 折压比 |
| C1 | 20.13 | 4.00 | 0.2 |
| C2 | 15.93 | 2.24 | 0.14 |
由试验结果可以看出，C1所制备样品砖抗压强度高于15MPa，抗折强度高于3.75MPa，符合国标GB50574-2010要求折压比不小于0.2标准，属于合格产品；C2所制备样品砖抗压强度高于15MPa，抗折强度低于3.75MPa，不符合国标GB50574-2010要求折压比不小于0.25标准，属于不合格产品。从C1和C2样品砖产品可以看出，建筑泥饼不适合超过50％，用量过多会导致抗压强度明显降低。
Claims (4)
1.一种蒸压灰砂砖，其特征在于：按重量百分比计，由包含米石、砂石、水泥及建筑泥饼在内的原料制成：建筑泥饼50％、米石20％、水泥15％和砂石15％，其中，建筑泥饼、砂石及米石的粒度均在5mm以下；所述建筑泥饼来源于建筑泥浆，所述建筑泥浆是在城市建设中由于打孔钻井而人为配置或由于施工产生的一种废弃物，所述建筑泥饼包含的主要成分及各主要成分的质量百分比含量为：SiO2含量占58.77～66.21％，Al2O3含量占10.08～16.11％，Fe2O3含量占4.87～6.67％，水含量占20％以下；
所述蒸压灰砂砖的制备方法包括以下步骤：
1)将建筑泥饼脱水及粉碎处理，得到建筑泥饼粉末；
2)将米石、砂石及水泥进行破碎，再球磨成粉料；
3)将粉料与建筑泥饼粉末加水搅拌混合，得到灰砂混合料；
4)所述灰砂混合料进行消解陈化0.5h后，再搅拌混合，得到成型混合料；
5)所述成型混合料通过压制成型，蒸压养护24h，即得。
2.权利要求1所述的一种蒸压灰砂砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将建筑泥饼脱水及粉碎处理，得到建筑泥饼粉末；
2)将米石、砂石及水泥进行破碎，再球磨成粉料；
3)将粉料与建筑泥饼粉末加水搅拌混合，得到灰砂混合料；
4)所述灰砂混合料进行消解陈化0.5h后，再搅拌混合，得到成型混合料；
5)所述成型混合料通过压制成型，蒸压养护24h，即得。
3.根据权利要求2所述的一种蒸压灰砂砖的制备方法，其特征在于：所述蒸压养护的压力控制在0.5～4MPa。
4.根据权利要求3所述的一种蒸压灰砂砖的制备方法，其特征在于：所述蒸压养护的压力控制在1～2MPa。
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