CN109503104A - 一种高性能空心生土砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能空心生土砖及其制备方法，以重量份数计，包括以下原料：生土60份～70份，水泥6份～7份，砂15份～20份、熟石灰3份～4份、水玻璃1份～2份、苯丙乳液0.3份～0.5份、氯化钙0.5份～0.7份、聚丙烯纤维0.1份～0.15份、羟丙基甲基纤维素0.05份～0.07份和固化剂0.8份～1份；该制备方法包括以下步骤：将生土打碎后，过筛；将步骤一中过筛后得到的生土与其它原料按照配方量混合均匀，得到混合料；将步骤二中的混合料压制成三孔空心砖；并在常温下养护7～28天得到空心生土砖。本发明制备的生土砖可达到抗震要求，真正的做到了小震不坏，中震可修，大震不倒的基本要求，且便于维护。

Description

一种高性能空心生土砖及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种生土砖，具体涉及一种高性能空心生土砖及其制备方法。

背景技术

生土建筑作为一种历史悠久且内涵丰富的建筑形式，因其材料获取方便、成本低廉、工艺技术简单、冬暖夏凉和绿色环保零污染等优势在我国广大地区大量存在，深受广大老百姓的喜爱，直到今天仍有很多农村地区将其作为住房使用。现阶段，国内外的研究人员对生土建筑的研究都有一些较为成熟的成果，早已超越了古人那种简陋的施工工艺和美学概念。这种改变不仅仅是对美的追求，更是对住房安全有保障的严格要求。纵观国内外的历次地震，生土建筑损毁情况比其他建筑严重得多，很多房屋的破坏更是呈现溃散式的，追根究底还是传统生土建筑材料自身的性能太差，老百姓的住房安全不能得到有效保障。

根据目前的研究发现，广大农村地区现阶段主要的建造用的传统黏土砖分为两种，一种是粘土免烧砖，另一种是粘土烧结砖，但是二者都存在较大缺陷，传统生土免烧砖主要缺陷为强度低、耐水性及耐候性能均较差；而粘土烧结砖强度和耐久性能良好，但是烧结砖与现阶段国家所提倡的绿色节能环保等政策方针不符，因此被社会发展所淘汰也是理所当然的。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种高性能空心生土砖及其制备方法，克服现有建筑用砖力学性能和耐久性能差、会给生态环境带来污染的缺陷。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种高性能空心生土砖的制备方法，该方法的原料包括生土，还包括水泥、砂、熟石灰、水玻璃、苯丙乳液、氯化钙、聚丙烯纤维、羟丙基甲基纤维素和固化剂。

本发明还包括如下技术特征：

具体的，以重量份数计，包括以下原料：生土60份～70份，水泥6份～7份，砂15份～20份、熟石灰3份～4份、水玻璃1份～2份、苯丙乳液0.3份～0.5份、氯化钙0.5份～0.7份、聚丙烯纤维0.1份～0.15份、羟丙基甲基纤维素0.05份～0.07份和固化剂0.8份～1份。

优选的，以重量份数计，包括以下原料：生土66份，水泥6.6份，砂19.9份、熟石灰3.3份、水玻璃1.7份、苯丙乳液0.33份、氯化钙0.66份、聚丙烯纤维0.12份、羟丙基甲基纤维素0.07份和固化剂1份。

具体的，所述的高性能空心生土砖的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将生土打碎后，过筛；

步骤二：将步骤一中过筛后得到的生土与其它原料按照配方量混合均匀，得到混合料；

步骤三：将步骤二中的混合料压制成三孔空心砖；并在常温下养护7～28天得到空心生土砖。

可选地，所述的步骤一中，将生土用碎土机打碎后，用颗粒筛选机进行筛选，颗粒筛选机的筛孔尺寸为5mm～10mm。

可选地，所述的步骤三中，将混合料在1800KN的压力下压制成型；所述三孔空心砖上的三个孔为开口方向均一致的三个盲孔，三孔空心砖的长宽高分别为240mm、115mm和90mm，三个盲孔沿与长边平行的对称轴分布，相邻两个盲孔间的距离为30mm，且三个盲孔的孔径依次为40mm、20mm和40mm，三个盲孔的孔深相同。

本发明还提供一种高性能空心生土砖，采用所述的高性能空心生土砖的制备方法制得。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

本发明配方制备的高性能生土空心砖拟用于建筑领域，可广泛应用于建筑领域。各种性能指标均能满足村镇砌墙砖使用要求，可在生土资源丰富易开采的广大农村地区推广使用，不仅仅节约了成本，而且绿色环保无污染，可自然降解。

利用本发明制备的生土砖相比于传统土坯砖，强度得到了一定的提高，内部空心可减少材料和重量。本发明制备的生土砖可达到抗震要求，真正的做到了小震不坏，中震可修，大震不倒的基本要求，且便于维护。

具体实施方式

遵从上述技术方案，本发明所采用的各个原料的作用及规格如下：

本发明中的生土采用自然状态下砂砾含量比较少，且未经过任何加工过的土。水泥作为一种灰色的水硬性胶凝材料，粉末状的水泥在与水混合搅拌后，在空气中具有很好的胶结作用，能够完美的将砂石等材料粘结在一起，并长期保持较高的强度、耐久性，能用于同砂石之间的混合，也能作为土壤固化的材料。本发明中选用的砂，主要为粒径较小的细沙，粒径在5mm～10mm，通过筛子一点点筛选出来的，过滤掉了一些碎石和土块等杂质，在生土砖的制作及养护的过程中，砂子自身吸水较少，有助于抑制裂缝的发展。本发明中采用的熟石灰，主要成分是氢氧化钙，氢氧化钙的来源主要通过了离子交换、结晶作用等，对土壤进行了固化，使整体的土料强度以及稳定性得到提高。水玻璃是一种硅酸盐溶液，本发明中采用的水玻璃主要成分是硅酸钠，水玻璃是一种矿物粘合剂，具有很好的粘结性，可以有效的将生土和砂粘结起来，并随着模数的增大，粘性逐渐增大，用于土体改良的水玻璃模数一般控制在2.5～3.5之间，粘结的来源主要是通过水玻璃硬化时析出的硅酸凝胶，硅酸凝胶对生土等材料的孔隙进行填充，水玻璃在硬化后产生的硅酸凝胶不溶于水，且具有较强的耐久性，有助于提高材料的耐久性、抗渗性、耐水性等。

本发明中的苯丙乳液是苯乙烯和丙烯酸酯单体经共聚而来；呈乳白色液体，具有很好的成膜性，优良的耐久性，较强的粘结性能，同其他聚合物乳液相比，造价低廉，无毒无害，对环境污染小，具有很强的适用性。在与土料混合过程中，乳液分子会附着在土体颗粒表面，乳液良好的柔性以及粘结性，能够很好的适应混合料物理化学反应过程中颗粒之间的空隙变化，乳液分子聚集在颗粒之间，失水成膜，形成空间网状结构，增强混合料的整体性，有利于防止裂缝的开展；而且因其较好的保水性能，更有利于水泥水化反应的进行，从而增强混合料的强度。本发明中采用的氯化钙：CaCl₂，是一种典型的离子型卤化物，在常温下为白色、呈颗粒状，常应用于制冷设备所用的盐水、干燥剂和道路融冰剂等。本发明中的固化剂为ST固化剂，ST固化剂是一种特殊的硬化剂，可以增进或控制固化反应，作粘接剂、涂料、浇注料对固化物的力学性能会产生很大的影响，尤其是在耐热性、耐水性、耐腐蚀性等性能上影响显著。聚丙烯纤维是丙烯单体在一定条件下聚合而成的，且结构较为规整的结晶型聚合物，本发明中选用的纤维，具有密度低、抗老化性能较好、抗拉强度好、抗低温性能较好，抗酸碱性高、造价较为低廉、可加工性能良好等特点，聚丙烯纤维在与土料混合机械搅拌的作用下，具有较好的可分散能力，这种性能可明显增强生土砖的耗能性能，起到抑制裂缝开展的作用。

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例1：

本实施例给出一种高性能空心生土砖及其制备方法，以重量份数计，包括以下原料：生土60份，水泥6份，砂15份、熟石灰3份、水玻璃1份、苯丙乳液0.3份、氯化钙0.5份、聚丙烯纤维0.1份、羟丙基甲基纤维素0.05份和固化剂0.8份。该方法包括以下步骤：将运输来的生土拆袋倒在阳光充足的平地上，将其等厚度铺平进行晾晒两天。步骤一：将生土打碎后，过筛，颗粒筛选机的筛孔尺寸为5mm～10mm；将大块的土颗粒及砂子碎石块等杂质过滤掉，过滤出来的土十分松软，且不粘结在一起为宜；步骤二：将步骤一中过筛后得到的生土与其它原料按照配方量在配料机中搅拌混合均匀，得到混合料，混合料含水率达到最佳(达到手握成团落地分散的效果)；步骤三：将步骤二中的混合料送入压砖机的喂料机，保持喂料机叶片的旋转，布料机的振动使混合填料更加密实均匀；然后主电机转动针旋转90°后到达压砖的位置，压砖机在1800KN的压力作用下完成三孔空心砖的压制；并在常温下养护7～28天得到空心生土砖，所述三孔空心砖上的三个孔为开口方向均一致的三个盲孔，三孔空心砖的长宽高分别为240mm、115mm和90mm，三个盲孔沿与长边平行的对称轴分布，相邻两个盲孔间的距离为30mm，且三个盲孔的孔径依次为40mm、20mm和40mm，三个盲孔的孔深相同。

实施例2：

本实施例给出一种高性能空心生土砖及其制备方法，该实施例与实施例1的区别在于，以重量份数计，包括以下原料：生土65份，水泥6.5份，砂17.5份、熟石灰3.5份、水玻璃1.5份、苯丙乳液0.4份、氯化钙0.6份、聚丙烯纤维0.125份、羟丙基甲基纤维素0.06份和固化剂0.9份。其中，各原料规格、制备步骤均与实施例1相同。

实施例3：

本实施例给出一种高性能空心生土砖及其制备方法，该实施例与实施例1的区别在于，以重量份数计，包括以下原料：生土70份，水泥7份，砂20份、熟石灰4份、水玻璃2份、苯丙乳液0.5份、氯化钙0.7份、聚丙烯纤维0.15份、羟丙基甲基纤维素0.07份和固化剂1份。其中，各原料规格、制备步骤均与实施例1相同。

实施例4：

本实施例给出一种高性能空心生土砖及其制备方法，该实施例与实施例1的区别在于，以重量份数计，包括以下原料：生土66份，水泥6.6份，砂19.9份、熟石灰3.3份、水玻璃1.7份、苯丙乳液0.33份、氯化钙0.66份、聚丙烯纤维0.12份、羟丙基甲基纤维素0.07份和固化剂1份。其中，各原料规格、制备步骤均与实施例1相同。

对比例1：

本对比例给出一种生土砖及其制备方法，该对比例与实施例4不同的是，原料中没有熟石灰。

对比例2：

本对比例给出一种生土砖及其制备方法，该对比例与实施例4不同的是，原料中没有水玻璃。

对比例3：

本对比例给出一种生土砖及其制备方法，该对比例与实施例4不同的是，原料中没有苯丙乳液。

对比例4：

本对比例给出一种生土砖及其制备方法，该对比例与实施例4不同的是，原料中没有氯化钙。

对比例5：

本对比例给出一种生土砖及其制备方法，该对比例与实施例4不同的是，原料中没有聚丙烯纤维。

对比例6：

本对比例给出一种生土砖及其制备方法，该对比例与实施例4不同的是，原料中没有羟丙基甲基纤维素。

对比例7：

本对比例给出一种生土砖及其制备方法，该对比例与实施例4不同的是，原料中没有固化剂。

将以上实施例和对比例表征如下：

本发明严格按照国家对于砖的质量验收等规范的要求，生土砖7天的抗压强度为2.5～4Mpa，14天的抗压强度为3.5～5.0Mpa，28天的抗压强度4.0～7.5Mpa，28天的抗折强度为0.7～1.5Mpa，导热系数平均值为0.75，具体实验结果如下表。

表1本发明的生土砖28天测试数据

编号	截面尺寸(mm<sup>2</sup>)	抗压强度(Mpa)
			实施例1	115×240	5.33
实施例2	115×240	6.92
			实施例3	115×240	6.81
实施例4	115×240	7.03
			对比例1	115×240	6.47
对比例2	115×240	6.85
			对比例3	115×240	5.24
对比例4	115×240	4.98
			对比例5	115×240	5.38
对比例6	115×240	5.01
			对比例7	115×240	5.37

实验结果表明：利用本发明制备的生土砖相比于传统土坯砖，强度得到了一定的提高，内部空心可减少材料和重量。本发明制备的生土砖可达到抗震要求，真正的做到了小震不坏，中震可修，大震不倒的基本要求，且便于维护。

Claims (7)

1.一种高性能空心生土砖的制备方法，该方法的原料包括生土，其特征在于，还包括水泥、砂、熟石灰、水玻璃、苯丙乳液、氯化钙、聚丙烯纤维、羟丙基甲基纤维素和固化剂。

2.如权利要求1所述的高性能空心生土砖的制备方法，其特征在于，以重量份数计，包括以下原料：生土60份～70份，水泥6份～7份，砂15份～20份、熟石灰3份～4份、水玻璃1份～2份、苯丙乳液0.3份～0.5份、氯化钙0.5份～0.7份、聚丙烯纤维0.1份～0.15份、羟丙基甲基纤维素0.05份～0.07份和固化剂0.8份～1份。

3.如权利要求2所述的高性能空心生土砖的制备方法，其特征在于，以重量份数计，包括以下原料：生土66份，水泥6.6份，砂19.9份、熟石灰3.3份、水玻璃1.7份、苯丙乳液0.33份、氯化钙0.66份、聚丙烯纤维0.12份、羟丙基甲基纤维素0.07份和固化剂1份。

4.如权利要求1至3任一权利要求所述的高性能空心生土砖的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：将生土打碎后，过筛；

步骤二：将步骤一中过筛后得到的生土与其它原料按照配方量混合均匀，得到混合料；

步骤三：将步骤二中的混合料压制成三孔空心砖；并在常温下养护7～28天得到空心生土砖。

5.如权利要求4所述的高性能空心生土砖的制备方法，其特征在于，所述的步骤一中，将生土用碎土机打碎后，用颗粒筛选机进行筛选，颗粒筛选机的筛孔尺寸为5mm～10mm。

6.如权利要求4所述的高性能空心生土砖的制备方法，其特征在于，所述的步骤三中，将混合料在1800KN的压力下压制成型；所述三孔空心砖上的三个孔为开口方向均一致的三个盲孔，三孔空心砖的长宽高分别为240mm、115mm和90mm，三个盲孔沿与长边平行的对称轴分布，相邻两个盲孔间的距离为30mm，且三个盲孔的孔径依次为40mm、20mm和40mm，三个盲孔的孔深相同。

7.一种高性能空心生土砖，其特征在于，采用权利要求5或6所述的高性能空心生土砖的制备方法制得。