CN109796174B

CN109796174B - 一种煤矸石基免烧型路面砖及其制备方法

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Publication number: CN109796174B
Application number: CN201910175683.7A
Authority: CN
Inventors: 赵海卿; 吴小文; 毛奎; 池朋; 代雅建; 石旭飞; 李旭光; 黄朝晖; 江山; 张梅桂
Original assignee: Shenyang Geological Survey Center China Geological Survey; China University of Geosciences Beijing
Current assignee: Shenyang Geological Survey Center China Geological Survey; China University of Geosciences Beijing
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2021-09-14
Anticipated expiration: 2039-03-08
Also published as: CN109796174A

Abstract

本发明公开了一种煤矸石基免烧型路面砖及其制备方法，主要包括如下步骤：步骤1，原料的预处理，所述原料优选为硅质材料；步骤2，将步骤1预处理后的原料与辅料混合，加水搅拌得到混合料；步骤3，将混合料注入模具内，干压成型，脱模得到样品；步骤4，将样品进行自然养护，得到煤矸石基免烧型路面砖。所制得的煤矸石基免烧型路面砖中煤矸石的用量大，具有抗压强度高、密度低、成本低等特点，实现了煤矸石的固废资源化。

Description

一种煤矸石基免烧型路面砖及其制备方法

技术领域

本发明提供一种煤矸石基免烧型路面砖及其制备方法，属于煤矸石综合利用技术领域。

背景技术

目前针对煤矸石资源化利用的研究很多，其中煤矸石制砖消耗废渣量大，是主要回收手段之一。煤矸石制砖多为烧结砖，强度较高，但制砖过程浪费能源，环境污染大，且工作环境恶劣。利用煤矸石生产免烧砖，不仅能将煤矸石资源化利用，而且还减少能耗。

不过，目前利用煤矸石制备免烧型路面砖中添加的煤矸石的含量都比较少，就其用量来说，不能够切实解决煤矸石堆积如山、大宗消耗利用的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种煤矸石基免烧型路面砖及其制备方法，具体是一种煤矸石用量大、成本低、抗压强度高的煤矸石基免烧型路面砖的制备方法。本方法以煤矸石为主料，经过预处理，混合、干压成型和自然养护，可制备出具有强度高、密度低的煤矸石基免烧型路面砖，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

本发明一方面提供了一种制备煤矸石基免烧型路面砖的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)一种煤矸石基免烧型路面砖的制备方法，该方法包括如下几个步骤：

步骤1，原料的预处理，所述原料优选为硅质材料；

步骤2，配料及混料：将步骤1预处理后的原料与辅料混合，加水搅拌得到混合料；

步骤3，干压成型：将混合料注入模具内，干压成型，脱模得到样品；

步骤4，养护：对样品进行自然养护，得到煤矸石基免烧型路面砖。

(2)根据上述(1)所述的制备方法，在步骤1中，

所述预处理依次包括干燥、球磨和筛分；

经步骤1预处理后得到粒径为0.50mm以下的硅质材料粉体；

所述硅质材料包括煤矸石和天然砂，优选地，将煤矸石和天然砂分别单独进行预处理。

(3)根据上述(2)所述的制备方法，所述煤矸石包括多种组分，例如SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃；

优选地，所述煤矸石还包括MgO和CaO。

(4)根据上述(3)所述的制备方法，在所述煤矸石中，各组分含量如下：SiO₂占30～60wt％，Al₂O₃占10～30wt％，Fe₂O₃占4～12wt％，MgO占1～5wt％，CaO占0.5～5wt％。

(5)根据上述(1)所述的制备方法，步骤2中，所述辅料包括钙质材料，优选地，所述钙质材料包括粉煤灰和水泥。

(6)根据上述(1)至(5)之一所述的制备方法，在所述原料及辅料中，各组分的重量配比如下：

(7)根据上述(6)所述的制备方法，在步骤2中，基于100重量份硅质材料和钙质材料，水的用量为5～30份。

(8)根据上述(1)所述的制备方法，步骤3包括以下子步骤：

步骤3-1、在模具表面涂抹一层机油；

步骤3-2、将混合料注入模具中；

步骤3-3、将注模后的模具放入压片机中，进行压制；

步骤3-4、脱模处理，得到所述样品；

优选地，在步骤3-3中，所述压制于10-40MPa下进行。

(9)根据上述(1)所述的制备方法，在步骤4中，所述养护如下进行：将脱模后的样品置于通风干燥处，静置，然后洒水自然养护。

本发明另一方面提供了根据本发明第一方面所述方法得到的煤矸石基免烧型路面砖，优选利用上述(1)至(9)之一所述的方法制备而得，更优选地，该路面砖的抗压强度为37.01-52.7MPa。

利用煤矸石制备免烧型路面砖可以充分利用煤系高岭岩中的各种有价成分(包括残碳)。同时还可以明显降低我国公路道路材料用其他胶凝材料的用量，如普通硅酸盐水泥的用量、以及降低路基用粘土的用量，缓解其原料紧张的压力以及提高公路道路材料的质量。

本发明一方面提供了一种煤矸石基免烧型路面砖的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，原料的预处理，所述原料优选为硅质材料。

根据本发明一种优选的实施方式，所述预处理依次包括干燥、球磨和筛分。

在进一步优选的实施方式中，所述球磨进行0.5-5h，优选1-4h，例如2h。

根据本发明一种优选的实施方式，经步骤1预处理后得到粒径为0.50mm以下的硅质材料粉体。

在进一步优选的实施方式中，经步骤1预处理后得到粒径为0.30mm以下的硅质材料粉体。

在更进一步优选的实施方式中，经步骤1预处理后得到粒径为0.15mm以下的硅质材料粉体。

其中，若原料中硅质材料的粒径太大，原料不易干压成型，制备出的路面砖比较粗糙，容易出现裂纹，抗压强度低。发明人经过大量实验发现，选用粒径小于0.150mm的硅质材料粉体制备的路面砖的性能最佳。

根据本发明一种优选的实施方式，所述硅质材料包括煤矸石和天然砂。

在进一步优选的实施方式中，在步骤1中，将煤矸石和天然砂分别单独进行预处理。

根据本发明一种优选的实施方式，步骤1采用的煤矸石包括多种组分，例如SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃。

在进一步优选的实施方式中，步骤1采用的煤矸石还包括MgO和CaO。

根据本发明一种优选的实施方式，在所述煤矸石中，各组分含量如下：SiO₂占30～60wt％，Al₂O₃占10～30wt％，Fe₂O₃占4～12wt％，MgO占1～5wt％，CaO占0.5～5wt％。

在进一步优选的实施方式中，在所述煤矸石中，各组分含量如下：SiO₂占40～55wt％，Al₂O₃占15～25wt％，Fe₂O₃占6～9wt％，MgO占1.5～4wt％，CaO占0.8～4wt％。

根据本发明一种优选的实施方式，所述煤矸石选自抚顺扩区东舍厂、西舍厂和汪良舍厂的煤矸石。

在进一步优选的实施方式中，所述煤矸石选自抚顺扩区西舍厂和汪良舍厂的煤矸石，例如西舍厂的煤矸石。

其中，东舍厂、西舍厂和汪良舍厂的煤矸石成分如表1～3所示：

表1东舍厂煤矸石化学成分(wt/％)

表2西舍厂煤矸石化学成分(wt/％)

表3汪良舍厂煤矸石化学成分(wt/％)

其中，发明人发现，煤矸石的不同组分以及含量对得到的路面砖影响很大，优选高SiO₂含量、高Al₂O₃含量以及相对高含量的CaO，具体地，高SiO₂含量和高Al₂O₃含量可以赋予得到的路面砖高强度，而相对高含量的CaO可以免去原料中石灰的添加。

在本发明所述煤矸石中，还可以包括K₂O、Na₂O和TiO₂。

步骤2，配料及混料：将步骤1预处理后的原料与辅料混合，加水搅拌得到混合料。

根据本发明一种优选的实施方式，所述辅料包括钙质材料。

在进一步优选的实施方式中，所述钙质材料包括粉煤灰和水泥。

其中，粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。粉煤灰的主要氧化物组成为SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等。

粉煤灰在免烧型路面砖中主要作为胶结成分和微集料成分存在，发明人经过大量实验发现，少量粉煤灰的添加能够起到增强路面砖强度的作用。

免烧型路面砖中的活性SiO₂、Al₂O₃在一般的养护条件下水化缓慢，导致免烧型路面砖早期强度低不易搬运。为了使其早期达到一定强度，需要在配合比中加入相应的水泥。

水泥在免烧型路面砖中的作用主要有两个方面：一是早期水化迅速，赋予免烧型路面砖早期强度；二是水泥的水化产物Ca(OH)₂可进一步促进粉煤灰的水化，提高免烧型路面砖的后期强度和耐久性。

由于水泥对免烧型路面砖的抗压强度的贡献最大，所以现有技术中生产免烧型路面砖时水泥的用量都比较大，但是，在本发明中采用的水泥的量比较少，煤矸石的用量比较大，水泥为辅料而煤矸石为主料，不仅降低了路面砖的生产成本，而且可得到高强度路面砖，其强度可以与以水泥为主料得到的路面砖的强度相当。

根据本发明一种优选的实施方式，所述辅料还包括粘合剂。

其中，加入粘合剂可以促进路面砖的成型。

在进一步优选的实施方式中，所述粘合剂为酚醛树脂。

本发明人经过大量的研究发现，少量酚醛树脂的添加不仅能够提高免烧型路面砖的可塑性，同时，还能提高得到的路面砖的抗压强度。

根据本发明一种优选的实施方式，所述辅料还包括减水剂。

减水剂可减少制备路面砖的原料中水的用量，能达到节能减排的目的。

在进一步优选的实施方式中，所述减水剂为聚羧酸减水剂。

其中，发明人经过大量的实验发现，采用少量的聚羧酸减水剂制备出的免烧型路面砖具有较高的塑化性和抗压性。

在步骤2中，先将煤矸石、天然砂、粉煤灰、水泥、酚醛树脂和减水剂混合，然后再加入水搅拌，得到混合料。

根据本发明一种优选的实施方式，在所述原料及辅料中，各组分的重量配比如下：

在进一步优选的实施方式中，在所述原料及辅料中，各组分的重量配比如下：

在更进一步优选的实施方式中，在所述原料及辅料中，各组分的重量配比如下：

其中，原料中煤矸石和天然砂对路面砖性能的影响最大，尤其是两者的配比极为重要。当煤矸石的用量太多(大于70wt％)，天然砂的用量太少(小于12wt％)时，或者当煤矸石的用量太少(小于40wt％)，天然砂的用量太多(大于42wt％)时，制备的免烧型路面砖的抗压强度较低。

在本发明中，如果要得到性能良好的路面砖，严格控制煤矸石与石英砂的用量比十分重要，发明人经过大量实验发现，当控制煤矸石和天然砂中的总二氧化硅含量在55％以上时，可以得到性能非常优异的路面砖。

这是由于煤矸石中SiO₂为四面体结构而Al₂O₃为伪四面体结构，需吸附Na⁺在四面体周围来中和其负电荷，故SiO₂结构更稳定，球团含SiO₂越多其抗压强度更大。考虑到增大硅铝比需在原料添加更多的天然砂，提高生产成本，选取3.5-4.4为最佳硅铝比参数，此时抗压强度为45MPa，达到了生产要求。

具体地，在本发明中，控制煤矸石的用量在60-70wt％之间，天然砂的用量控制在12-22wt％时，可以制备出高强度的煤矸石基免烧型路面砖。这样，不仅实现了将废弃的煤矸石进行充分利用，同时得到了高强度的路面砖。

根据本发明的一种实施方式，在步骤2中，基于100重量份硅质材料和钙质材料，结合剂的用量为0.5～10份。

在进一步优选的实施方式中，在步骤2中，基于100重量份硅质材料和钙质材料，结合剂的用量为1～6份，例如4～5份。

其中，粘合剂的用量不用太多，少量的粘合剂即可提高免烧型路面砖的可塑性，同时，发明人发现，在增强路面砖可塑性的同时，得到的材料的强度也有所提高。

根据本发明的一种实施方式，在步骤2中，基于100重量份硅质材料和钙质材料，水的用量为5～30份。

在进一步优选的实施方式中，在步骤2中，基于100重量份硅质材料和钙质材料，水的用量为6～20份，例如8份。

其中，水的用量对路面砖的强度有重要的影响。具体地，水量过多，制备的路面砖中含有大量的自由水，会导致路面砖的强度降低。水量过少，难以满足水化反应的需求，路面砖的强度也会下降。为了得到高强度的路面砖，可以加入减水剂来控制水的用量。

根据本发明的一种实施方式，在步骤2中，基于100重量份硅质材料和钙质材料，减水剂的用量为0.01～0.08份。

在进一步优选的实施方式中，在步骤2中，基于100重量份硅质材料和钙质材料，减水剂的用量为0.04～0.06份，例如0.05份。

其中，本发明人经过大量的研究发现，水含量的变化对试样的强度的影响，是由于煤矸石中活性物质缺乏以及水化作用中水的含量不足，导致水化后凝胶物质较少，难以“结块成板”致使路面砖的强度较低，因此在制备时需要加入减水剂。

步骤3，干压成型：将混合料注入模具内，干压成型，脱模得到样品。

根据本发明一种优选的实施方式，步骤3包括以下子步骤：

步骤3-1、在模具表面涂抹一层机油；

步骤3-2、将混合料注入模具中；

步骤3-3、将注模后的模具放入压片机中，进行压制；

步骤3-4、脱模处理，得到所述样品。

根据本发明一种优选的实施方式，步骤3-3中，所述压制于10-40MPa下进行。

在进一步优选的实施方式中，步骤3-3中，所述压制于15-25MPa下进行。

在更进一步优选的实施方式中，步骤3-3中，所述压制于20MPa下进行。

其中，申请人经过大量的研究发现，压制压力对路面砖的强度有很大的影响。其主要原因为在较大的压制压力下颗粒堆积更加紧密，大量的煤矸石颗粒填充在水泥、砂子等颗粒间隙之间，发生微集料效应在外力的作用下每个颗粒可移动距离小且颗粒移动并接触后会使力分散，故具有较大的抗压强度。

根据本发明一种优选的实施方式，所述养护如下进行：将脱模后的样品置于通风干燥处，静置，然后洒水自然养护。

其中，洒水频率视样品表面湿润程度而定。

在进一步优选的实施方式中，静置0.5～2天。

在更进一步优选的实施方式中，所述自然养护进行10-40天，例如28天。

本发明另一方面提供了根据本发明第一方面所述方法得到的煤矸石基免烧型路面砖，该路面砖的抗压强度为37.01-52.7MPa。

在进一步优选的实施方式中，所述路面砖的抗压强度为52.7MPa。

本发明所具有的有益效果包括：

1)本发明制备的煤矸石基免烧型路面砖成本低，密度低，抗压强度高；

2)本发明采用具有特定组分含量的煤矸石进行制备，同时严格控制煤矸石与天然砂的用量比，得到强度较高的免烧型路面砖；

3)本发明的制备方法主要以煤矸石为主，充分利用工业废料，变废为宝，生产成本低；

4)本发明的经济效益显著，社会环保效益突出。

附图说明

图1示出实施例1中煤矸石基免烧型路面砖的XRD图谱；

图2示出实施例1中煤矸石基免烧型路面砖的SEM图，其中，左图放大250倍，右图放大1000倍；

图3示出利用不同厂区的煤矸石制备的路面砖抗压强度与煤矸石占比关系曲线图；

图4示出利用不同厂区的煤矸石制备的路面砖抗折强度与煤矸石占比关系曲线图；

图5示出不同制备条件下煤矸石基免烧型路面砖的XRD图谱：

(a)实施例8中煤矸石基免烧型路面砖的XRD图谱；

(b)实施例1中煤矸石基免烧型路面砖的XRD图谱；

(c)实施例4中煤矸石基免烧型路面砖的XRD图谱。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

实施例

实施例1：

将已进行干燥处理的抚顺矿区西舍厂煤矸石球磨2小时，将已进行干燥处理的天然砂球磨4小时，筛分后得到0.15mm以下的煤矸石与天然砂粉体。准备细度达到标准的P.O42.5水泥及粉煤灰备用。

P.O42.5水泥的化学组成如表4所示：

表4 P.O42.5水泥的化学组成

准确称量一定配比质量的各原料，西舍厂煤矸石替代粘土比例70％，粉煤灰、天然砂、水泥添加量分别为5.14％，12％，12.86％。酚醛树脂的添加量为4份，减水剂0.05份。首先将煤矸石、天然砂、粉煤灰、水泥、酚醛树脂和减水剂混合5min，之后加水搅拌5min，水的用量为8份。

注模之前在模具表面涂抹一层机油。将注模后的模具放入小型压片机中，控制压力大小为20MPa。在压制过程中，样品持续硬化，达到要求的初步强度。将完成压制的样品进行脱模处理。

将脱模后的样品置于通风干燥的地方进行养护。养护的方式是将其在室温条件下静置1天，随后洒水自然养护，洒水频率视路面砖表面湿润程度而定。自然养护28天后即可得到煤矸石制备的免烧型路面砖。

对煤矸石基免烧型路面砖进行性能测试：抗压强度为52.70MPa。

28天后得到的煤矸石基免烧型路面砖样品的XRD图如图1所示：对XRD图谱进行分析，可以发现其主要成分为石英(SiO₂)、石膏(CaSO₄·2H₂O)和钙矾石，钙矾石为水泥提供了早期强度，还可以补偿水泥的收缩。其中在普通硅酸盐水泥中钙矾石的生成反应式如下：

C₃A+CaSO₄·2H₂O+H₂O→3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·(30～32)H₂O3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·(30～32)H₂O+C₃A→3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·12H₂O

煤矸石基免烧型路面砖样品的SEM照片如图2所示：由图2可以看出样品为板状结构并且气孔较少，最终样品中的石膏、石英、钙矾石等相互交充填形成致密结构，因此西舍厂的样品在所有舍厂中具有较高的强度。

实施例2：

准确称量一定配比质量的各原料，西舍厂煤矸石替代粘土比例60％，粉煤灰、天然砂、水泥添加量分别为5.14％，22％，12.86％，酚醛树脂的添加量为4份，减水剂0.05份。首先将煤矸石、天然砂、粉煤灰、水泥、酚醛树脂和减水剂混合5min，之后加水搅拌5min，水的用量为8份。

将脱模后的样品置于通风干燥的地方进行养护。养护的方式是将其在室温条件下静置1天，随后洒水自然养护，洒水频率视路面砖表面湿润程度而定。自然养护28天后即可得到煤矸石制备的免烧路面砖。

对煤矸石基免烧型路面砖进行性能测试：抗压强度为49.81MPa。

实施例3：

将已进行干燥处理的抚顺矿区汪良舍厂煤矸石球磨2小时，将已进行干燥处理的天然砂球磨4小时，筛分后得到0.15mm以下的煤矸石与天然砂粉体。准备细度达到标准的P.O42.5水泥及粉煤灰备用。

准确称量一定配比质量的各原料，汪良舍厂煤矸石替代粘土比例70％，粉煤灰、天然砂、水泥添加量分别为5.14％，12％，12.86％，酚醛树脂的添加量为4份，减水剂0.05份。首先将煤矸石、天然砂、粉煤灰、水泥、酚醛树脂和减水剂混合5min，之后加水搅拌5min，水的用量为8份。

对煤矸石基免烧型路面砖进行性能测试：抗压强度为37.01MPa。

实施例4：

将将已进行干燥处理的抚顺矿区汪良舍厂煤矸石球磨2小时，将已进行干燥处理的天然砂球磨4小时，筛分后得到0.15mm以下的煤矸石与天然砂粉体。准备细度达到标准的P.O42.5水泥及粉煤灰备用。

准确称量一定配比质量的各原料，汪良舍厂煤矸石替代粘土比例50％，粉煤灰、天然砂、水泥添加量分别为5.14％，32％，12.86％，酚醛树脂的添加量为4份，减水剂0.05份。首先将煤矸石、天然砂、粉煤灰、水泥、酚醛树脂和减水剂混合5min，之后加水搅拌5min，水的用量为8份。

对煤矸石基免烧型路面砖进行性能测试：抗压强度为44.51MPa。

实施例5：

准确称量一定配比质量的各原料，西舍厂煤矸石替代粘土比例40％，粉煤灰、天然砂、水泥添加量分别为5.14％，42％，12.86％，酚醛树脂的添加量为4份，减水剂0.05份。首先将煤矸石、天然砂、粉煤灰、水泥、酚醛树脂和减水剂混合5min，之后加水搅拌5min，水的用量为8份。

对煤矸石基免烧型路面砖进行性能测试：抗压强度为46.67MPa。

实施例6

重复实施例1的制备过程，区别在于：煤矸石的添加量分别为50％。

对煤矸石基免烧型路面砖进行性能测试：抗压强度为49.80MPa。

实施例7

重复实施例3的制备过程，区别在于：煤矸石的添加量为60％。

对煤矸石基免烧型路面砖进行性能测试：抗压强度为43.88MPa。

实施例8

重复实施例1的制备过程，区别在于：采用的是抚顺矿区东舍厂煤矸石，煤矸石的添加量分别为40％、50％和60％。

对煤矸石基免烧型路面砖进行性能测试：煤矸石的添加量分别为40％时抗压强度为44.73MPa。煤矸石的添加量分别为50％时抗压强度为43.84MPa。煤矸石的添加量分别为60％时抗压强度为38.97MPa。

实施例1-8的路面砖的抗压强度如图3所示：

通过实施例1、2、5和6的实验结果可以看出，制备的煤矸石基免烧型路面砖的抗压强度随着西舍厂煤矸石添加量的增加而增加。

通过实施例3、4和7的实验结果可以看出，制备的煤矸石基免烧型路面砖的抗压强度随着汪良舍厂煤矸石添加量的增加而增加，但是增加到一定程度后反而会随着汪良舍长煤矸石的增加而呈现减小的趋势。

由实施例8的实验结果可以看出，随着东舍厂煤矸石的添加量的增加，制备的路面砖的抗压强度下降。

实施例1-8的路面砖的抗折强度如图4所示：从图4中可以看出抗折强度的变化情况与抗压强度的变化趋势基本一致，采用西舍厂的煤矸石时得到的路面砖的抗折强度最好。

图5示出不同厂区的煤矸石制备的性能相对最佳的免烧型路面砖的XRD图谱：经过常温常压养护28d以后，东舍厂40％样品的主要成分变为石英(SiO₂)和斜方钙沸石(CaAl₂Si₂O₈·4H₂O)。汪良舍厂50％的样品主要成分变为石英(SiO₂)、斜方钙沸石(CaAl₂Si₂O₈·4H₂O)并含有一定量的珍珠云母。西舍厂70％的样品的主要成分变为石英(SiO₂)、石膏(CaSO₄·2H₂O)和钙矾石，因而具有较大的抗压强度。

采用不同厂区的煤矸石为原料，得到的路面砖的性能表现不同，归根到底是由于不同厂区的煤矸石组成不同。因此，煤矸石的组成对最终路面砖的性能有重要影响。

实施例9

重复实施例1的制备过程，区别在于：筛分后得到0.30mm以下的煤矸石与天然砂粉体，粉煤灰和水泥添加量分别为3％和15％，酚醛树脂的添加量为5份，减水剂0.06份，水的用量为20份。

对煤矸石基免烧型路面砖进行性能测试：抗压强度为44.15MPa。

实施例10

重复实施例1的制备过程，区别在于：筛分后得到0.50mm以下的煤矸石与天然砂粉体，粉煤灰和水泥添加量分别为6％和12％，酚醛树脂的添加量为6份，减水剂0.04份水的用量为6份。

对煤矸石基免烧型路面砖进行性能测试：抗压强度为46.42MPa。

实施例11

重复实施例1的制备过程，区别在于：控制压力大小为15MPa，静置0.5天，自然养护10天。

对煤矸石基免烧型路面砖进行性能测试：抗压强度为45.09MPa。

实施例12

重复实施例1的制备过程，区别在于：控制压力大小为25MPa，静置2天，自然养护40天。

对煤矸石基免烧型路面砖进行性能测试：抗压强度为53.11MPa。

对比例

对比例1

重复实施例1的制备过程，区别在于：不添加酚醛树脂。

对煤矸石基免烧型路面砖进行性能测试：抗压强度为45.75MPa。

对比例2

重复实施例1的制备过程，区别在于：采用的河南义马的煤矸石，煤矸石的成分如表5所示：。

表5河南义马煤矸石化学成分(w/％)

对煤矸石基免烧型路面砖进行性能测试：抗压强度为35.76MPa。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种煤矸石基免烧型路面砖的制备方法，其特征在于：该方法包括如下几个步骤：

步骤1，原料的预处理，所述原料为硅质材料；

步骤4，养护：对样品进行自然养护，得到煤矸石基免烧型路面砖，该路面砖的抗压强度为37.01-52.7MPa；

在步骤1中，所述预处理依次包括干燥、球磨和筛分；

经步骤1预处理后得到粒径为0.15mm以下的硅质材料粉体；

所述硅质材料包括煤矸石和天然砂，将煤矸石和天然砂分别单独进行预处理；

所述煤矸石选自西舍厂的煤矸石，其组分含量如下：SiO₂占51.38wt％，Al₂O₃占20.16wt％，Fe₂O₃占8.85wt％，K₂O占1.40wt％，Na₂O占1.51wt％，TiO₂占0.88wt％，MgO占2.37wt％，CaO占1.28wt％；

步骤2中，所述辅料包括钙质材料，所述钙质材料包括粉煤灰和水泥；

所述辅料还包括粘合剂和减水剂，所述粘合剂为酚醛树脂；所述减水剂为聚羧酸减水剂；

在所述原料及辅料中，各组分的重量配比如下：

基于100重量份硅质材料和钙质材料，水的用量为8份，粘合剂的用量为4～5份，减水剂的用量为0.05份；

步骤3包括以下子步骤：

步骤3-1、在模具表面涂抹一层机油；

步骤3-2、将混合料注入模具中；

步骤3-3、将注模后的模具放入压片机中，进行压制；

步骤3-4、脱模处理，得到所述样品；

在步骤3-3中，所述压制于20MPa下进行。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤4中，所述养护如下进行：将脱模后的样品置于通风干燥处，静置，然后洒水自然养护。