CN109336539A - 一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖及其方法，属于古建筑恢复技术领域，按重量份计由下述原料制备而成：按重量份计由下述原料制备而成：蛭石粉45～55份、火山灰30～40份、污泥15～25份、盐石膏5～10份、白水泥5～10份、改性植物纤维3～5份、铁黑0～1份、EDTA二钠0.5～1.0份、硅酸钠1.0～2.0份、氯化钾1.0～2.0份。本发明以蛭石粉和火山灰为主要原料，加水后形成具有水硬性胶凝能力的水化物，并且加入白水泥和盐石膏，提供发氯盐激发、硫酸盐激发和碱激发三种激发效果，提高了火山灰的胶凝活性，且采用本发明方法制备的仿古砖具有良好的抗压强度和抗冻性。

Description

一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖及其方法
技术领域
本发明涉及古建筑恢复技术领域，特别涉及一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖及其方法。
背景技术
外墙砖传统为烧制砖，烧制工艺中主要以粘土为原料，制坯成型后经过窑焙烧烧制青砖或青瓦，对于粘土产生过度使用，政府采取相关强制措施命令禁止以粘土为原料生产建材，且传统工艺烧制青砖或青瓦周期长，成本高。
随着技术进步水平的不断的提高，建筑材料也从以天然材料为主，逐渐向利用工业废料为主的方向发展，这些建筑材料的强度、硬度、吸音性及保温等性能也均在逐渐改善和提高，以达到替代天然材料的目的。火山灰是指由火山喷发出而直径小于2毫米的碎石和矿物质粒子。在爆发性的火山运动中，固体石块和熔浆被分解成细微的粒子而形成火山灰。它具有火山灰活性，即在常温和有水的情况下可与石灰(CaO)反应生成具有水硬性胶凝能力的水化物。因此磨细后可用作水泥的混合材料及混凝土的掺合料。本发明所用的蛭石粉为膨胀后的蛭石粉碎得到的粉料，膨胀后的蛭石用途十分广泛，但其主要用途仍是作建筑材料。美国1986年消费结构中，用作灰浆和水泥预混合料及轻质混凝土骨料的膨胀蛭石占52％；英国用作混凝土、涂墙泥、水泥混凝剂的占40％。
另外，目前国内很多地方正在开展特色小镇和古镇古村落建设，需要大量青灰色的仿古砖，国家又严禁烧制黏土砖，这为废旧陶瓷资源化利用提供了很好的政策背景和巨大的社会需求。
发明内容
针对上述技术上存在的不足，本发明提供了一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖及其方法，该制备方法简单易行，成本低，节能环保，易于推广使用。
为实现上述技术目的，本发明是通过如下技术方案来实现：
一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖，按重量份计由下述原料制备而成：蛭石粉45～55份、火山灰30～40份、污泥15～25份、盐石膏5～10份、白水泥5～10份、改性植物纤维3～5份、铁黑0～1份、EDTA二钠0.5～1.0份、硅酸钠1.0～2.0份、氯化钾1.0～2.0份。
其中，优选地，所述改性植物纤维由通过下述方法制备而成：将植物纤维粉碎，然后进行气爆疏松处理；将气曝处理后的植物纤维加入改性剂中浸泡3～5小时，过滤，干燥，即得。
其中，优选地，所述改性剂由下述重量份的组分组成：乙酸15～20份、乙酸钠5～10份、乙醇50～100份。
其中，优选地，所述植物纤维为麦秸纤维或玉米秸纤维。
其中，优选地，所述污泥为进行除臭处理过的市政污泥，并控制其含水量在50％～60％之间。
其中，优选地，所述盐石膏的细度为200目，所述白水泥的细度为200目。
一种利用蛭石和火山灰制备仿古砖的方法，包括下述步骤：
(1)将污泥加入强制搅拌机中，再加入EDTA二钠，强制搅拌5～10分钟后，静置30～60min；
(2)按配比称取蛭石粉、火山灰、盐石膏、白水泥、改性植物纤维、铁黑、硅酸钠和氯化钾，加入强制搅拌机中，加水强制搅拌30～45min，得混合料；
(3)将通过步骤(2)搅拌均匀后的混合料送入液压制砖机成型，成型压力为20～40MPa，24小时后开样；
(4)养护：成型的仿古砖洒水养护7天。
其中，优选地，所述步骤(2)所得混合料的含水率为8～12％。
本发明的有益效果：
1.本发明以蛭石粉为主要原料，加入废弃物火山灰，加水搅拌后形成具有水硬性胶凝能力的水化物，并且，加入白水泥和盐石膏，提供发氯盐激发、硫酸盐激发和碱激发三种激发效果，提高了火山灰的胶凝活性。利用污泥代替部分粘土，不仅减少了对耕地的破坏，而且污泥是污水处理厂处理污水后留下的对环境有严重影响的固体废弃物，加入EDTA二钠主要用来络合污泥中的重金属离子，化害为利，变废为宝。加入硅酸钠和氯化钾，提高了仿古砖的早期强度。
2.采用本发明方法制备的仿古砖具有良好的抗压强度和抗冻性，符合GB/T8239-2014标准要求，且砖体颜色为青灰色，颜色更加逼真，仿古效果自然。
3.本发明的仿古砖采用压制成型，避免烧结过程中生产工艺繁琐、耗能高、生产成本高、易产生大量的二氧化碳等温室气体的问题。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中，采用盐石膏的细度为200目，采用的白水泥的细度为200目；采用的污泥为进行除臭处理过的市政污泥，并控制其含水量在50％～60％之间。
实施例1
本实施例提供一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖，按重量份计由下述原料制备而成：蛭石粉50份、火山灰35份、污泥20份、盐石膏8份、白水泥8份、改性植物纤维4份、铁黑0.5份、EDTA二钠0.8份、硅酸钠1.5份、氯化钾1.5份。
其中，所述改性植物纤维由通过下述方法制备而成：将植物纤维粉碎，然后进行气爆疏松处理；将气曝处理后的植物纤维加入改性剂中浸泡4小时，过滤，干燥，即得。所述改性剂由下述重量份的组分组成：乙酸18份、乙酸钠8份、乙醇75份。所述植物纤维为麦秸纤维。
本实施例利用蛭石和火山灰制备仿古砖的方法，包括下述步骤：
(1)将污泥加入强制搅拌机中，再加入EDTA二钠，强制搅拌5分钟后，静置60min；
(2)按配比称取蛭石粉、火山灰、盐石膏、白水泥、改性植物纤维、铁黑、硅酸钠和氯化钾，加入强制搅拌机中，加水强制搅拌30min，得混合料，混合料的含水率为12％；
(3)将通过步骤(2)搅拌均匀后的混合料送入液压制砖机成型，成型压力为20MPa，24小时后开样；
(4)养护：成型的仿古砖洒水养护7天。
实施例2
本实施例提供一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖，按重量份计由下述原料制备而成：蛭石粉45份、火山灰40份、污泥15份、盐石膏10份、白水泥5份、改性植物纤维5份、EDTA二钠1.0份、硅酸钠1.0份、氯化钾2.0份。
其中，所述改性植物纤维由通过下述方法制备而成：将植物纤维粉碎，然后进行气爆疏松处理；将气曝处理后的植物纤维加入改性剂中浸泡3小时，过滤，干燥，即得。所述改性剂由下述重量份的组分组成：乙酸20份、乙酸钠5份、乙醇100份。所述植物纤维为麦秸纤维。
本实施例利用蛭石和火山灰制备仿古砖的方法，包括下述步骤：
(1)将污泥加入强制搅拌机中，再加入EDTA二钠，强制搅拌8分钟后，静置45min；
(2)按配比称取蛭石粉、火山灰、盐石膏、白水泥、改性植物纤维、铁黑、硅酸钠和氯化钾，加入强制搅拌机中，加水强制搅拌35min，得混合料，混合料的含水率为10％；
(3)将通过步骤(2)搅拌均匀后的混合料送入液压制砖机成型，成型压力为30MPa，24小时后开样；
(4)养护：成型的仿古砖洒水养护7天。
实施例3
本实施例提供一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖，按重量份计由下述原料制备而成：蛭石粉55份、火山灰30份、污泥25份、盐石膏5份、白水泥10份、改性植物纤维3份、铁黑1份、EDTA二钠0.5份、硅酸钠2.0份、氯化钾1.0份。
其中，所述改性植物纤维由通过下述方法制备而成：将植物纤维粉碎，然后进行气爆疏松处理；将气曝处理后的植物纤维加入改性剂中浸泡5小时，过滤，干燥，即得。所述改性剂由下述重量份的组分组成：乙酸15份、乙酸钠10份、乙醇50份。所述植物纤维为玉米秸纤维。
本实施例利用蛭石和火山灰制备仿古砖的方法，包括下述步骤：
(1)将污泥加入强制搅拌机中，再加入EDTA二钠，强制搅拌10分钟后，静置30min；
(2)按配比称取蛭石粉、火山灰、盐石膏、白水泥、改性植物纤维、铁黑、硅酸钠和氯化钾，加入强制搅拌机中，加水强制搅拌45min，得混合料，混合料的含水率为8％；
(3)将通过步骤(2)搅拌均匀后的混合料送入液压制砖机成型，成型压力为40MPa，24小时后开样；
(4)养护：成型的仿古砖洒水养护7天。
实施例4
本实施例提供一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖，按重量份计由下述原料制备而成：蛭石粉48份、火山灰38份、污泥18份、盐石膏9份、白水泥6份、改性植物纤维5份、铁黑0.6份、EDTA二钠0.8份、硅酸钠1.6份、氯化钾1.8份。
其中，所述改性植物纤维由通过下述方法制备而成：将植物纤维粉碎，然后进行气爆疏松处理；将气曝处理后的植物纤维加入改性剂中浸泡5时，过滤，干燥，即得。所述改性剂由下述重量份的组分组成：乙酸18份、乙酸钠9份、乙醇90份。所述植物纤维为麦秸纤维。
本实施例利用蛭石和火山灰制备仿古砖的方法，包括下述步骤：
(1)将污泥加入强制搅拌机中，再加入EDTA二钠，强制搅拌8分钟后，静置45min；
(2)按配比称取蛭石粉、火山灰、盐石膏、白水泥、改性植物纤维、铁黑、硅酸钠和氯化钾，加入强制搅拌机中，加水强制搅拌40min，得混合料，混合料的含水率为10％；
(3)将通过步骤(2)搅拌均匀后的混合料送入液压制砖机成型，成型压力为30MPa，24小时后开样；
(4)养护：成型的仿古砖洒水养护7天。
实施例5
本实施例提供一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖，按重量份计由下述原料制备而成：蛭石粉52份、火山灰32份、污泥22份、盐石膏6份、白水泥8份、改性植物纤维4份、铁黑0.4份、EDTA二钠0.7份、硅酸钠1.4份、氯化钾1.8份。
其中，所述改性植物纤维由通过下述方法制备而成：将植物纤维粉碎，然后进行气爆疏松处理；将气曝处理后的植物纤维加入改性剂中浸泡3小时，过滤，干燥，即得。所述改性剂由下述重量份的组分组成：乙酸16份、乙酸钠6份、乙醇80份。所述植物纤维为玉米秸纤维。
本实施例利用蛭石和火山灰制备仿古砖的方法，包括下述步骤：
(1)将污泥加入强制搅拌机中，再加入EDTA二钠，强制搅拌8分钟后，静置55min；
(2)按配比称取蛭石粉、火山灰、盐石膏、白水泥、改性植物纤维、铁黑、硅酸钠和氯化钾，加入强制搅拌机中，加水强制搅拌40min，得混合料，混合料的含水率为11％；
(3)将通过步骤(2)搅拌均匀后的混合料送入液压制砖机成型，成型压力为25MPa，24小时后开样；
(4)养护：成型的仿古砖洒水养护7天。
将实施例1至5制得的仿古砖制按照《普通混凝土小型砌块》GB/T8239-2014进行检测，测试时砖块的规格为480mm×240mm×100mm，测试结果如下表1所示：
由上表内容可知，采用本发明制备方法制得的仿古砖具有良好的抗压强度和抗冻性，符合GB/T8239-2014标准要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖，其特征在于按重量份计由下述原料制备而成：蛭石粉45～55份、火山灰30～40份、污泥15～25份、盐石膏5～10份、白水泥5～10份、改性植物纤维3～5份、铁黑0～1份、EDTA二钠0.5～1.0份、硅酸钠1.0～2.0份、氯化钾1.0～2.0份。
2.根据权利要求1所述的一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖，其特征在于：所述改性植物纤维由通过下述方法制备而成：将植物纤维粉碎，然后进行气爆疏松处理；将气曝处理后的植物纤维加入改性剂中浸泡3～5小时，过滤，干燥，即得。
3.根据权利要求2所述的一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖，其特征在于：所述改性剂由下述重量份的组分组成：乙酸15～20份、乙酸钠5～10份、乙醇50～100份。
4.根据权利要求2所述的一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖，其特征在于：所述植物纤维为麦秸纤维或玉米秸纤维。
5.根据权利要求1所述的一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖，其特征在于：所述污泥为进行除臭处理过的市政污泥，并控制其含水量在50％～60％之间。
6.根据权利要求1所述的一种利用蛭石和火山灰制备的仿古砖，其特征在于：所述盐石膏的细度为200目，所述白水泥的细度为200目。
7.一种权利要求1～6任一项所述的利用蛭石和火山灰制备仿古砖的方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)将污泥加入强制搅拌机中，再加入EDTA二钠，强制搅拌5～10分钟后，静置30～60min；
(2)按配比称取蛭石粉、火山灰、盐石膏、白水泥、改性植物纤维、铁黑、硅酸钠和氯化钾，加入强制搅拌机中，加水强制搅拌30～45min，得混合料；
(3)将通过步骤(2)搅拌均匀后的混合料送入液压制砖机成型，成型压力为20～40MPa，24小时后开样；
(4)养护：成型的仿古砖洒水养护7天。
8.根据权利要求6所述的利用蛭石和火山灰制备仿古砖的方法，其特征在于：所述步骤(2)所得混合料的含水率为8～12％。
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