CN109970417A - 仿古青砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种仿古青砖及其制备方法，仿古青砖包含以下质量百分比的原料：废土20％‑70％、废石粉15％‑60％，石灰或电石渣3％‑20％、水泥6％‑15％、废氟渣3％‑16％、添加剂0.3％‑8％、调色剂0‑2.5％、小石子或陶粒0‑10％；上述原料混合后的化学成分的质量百分比为SiO2 30％‑70％、Al2O3 5％20％、Fe2O3 5％‑20％、CuO 1％‑20％、MgO 1％‑5％、TiO2、CaO和K2O共1％‑5％，烧失量2％‑7％。本发明的仿古青砖通过合理配料，可以采用渣土、废砂石料、煤灰等作为原料，不必采用高温炉窑或中压蒸汽蒸养生产，制作工艺简单，养护时间短，对环境无污染。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种仿古青砖及其制备方法。
背景技术
我国数千年来建筑用材多采用青砖，一般都用粘土在高温烧以下制法烧到1000℃在窑中10天半个月才出产品，除需要大量优质粘土外能耗和技术要求都很高。
中华文明数千年的古青砖其性能远比窑烧红砖、混凝土砖好，有些城墙、古塔历经数百上千年，其形态性能仍然变化不大，都以文物保存，在建筑材料中确是佼佼者。但随着保护农田耕地的国策，要限制、停止粘土砖的生产，青砖的生产周期长、产量低、能耗高，加之排烟污染环境，远不能满足仿古热及建筑业的需求，近些年，也有些采用水泥砂石生产的混凝土砖，添加颜料等作为仿古砖，其重度大，强度差、不吸水、外观粗燥，很明显能看出是水泥制品，难以满足用户的要求。外观也不能达到古青砖的颜色和细腻的质感，专利ZL20131002184703的仿古砖制备存在以下不足：
(1)需要中压蒸气养护(8-10kg/c㎡、160-180℃)；
(2)高温蒸养时间需6-8小时，冷却4-10小时；
(3)原料要求较高，需要采用青石粉、炭黑，而不能使用泥沙、泥石；
(4)由于不能掺入泥土，砖细腻度不够，显得粗糙；
(5)要符合细腻度要求的砖，必须掺入一定量泥土，但强度又达不到要求。
发明内容
本发明针对上述问题，克服以上不足，提出了一种仿古青砖及其制备方法。
本发明采取的技术方案如下：
一种仿古青砖，包含以下质量百分比的原料：废土20％-70％、废石粉15％-60％，石灰或电石渣3％-20％、水泥6％-15％、废氟渣3％-16％、添加剂0.3％-8％、调色剂0-2.5％、小石子或陶粒0-10％；上述原料混合后的化学成分的质量百分比为SiO2 30％-70％、Al2O3 5％-20％、Fe2O3 5％-20％、CuO 1％-20％、MgO 1％-5％、TiO2、CaO和K2O共1-5％，烧失量2-7％。
进一步地，所述添加剂为1号添加剂、2号添加剂和3号添加剂中的任意一种或多种的组合；
1号添加剂包括以下重量份的原料：碳酸钠1-60份、氯化铵1-20份、氯化镁1-15份、氯化钙1-18份、氯化钴0.5-10份、氟硅酸钠1-10份、氯化纳1-10份、硅酸钠1-20份、二氧化硅1-10份；
2号添加剂包括以下重量份的原料：碳酸钠1-10份、膨润土1-10份、高铝水泥10-100份、三乙醇胺0.1-5份、含CaSO4的废氟渣1.0-30份、蔗糖0.2-1份；
3号添加剂包括以下重量份的原料：甲氧基聚乙二醇1-90份、甲基丙烯酸1-30份、对甲基苯磺酸1-6份，过硫酸铵0-20份、质量浓度为30％的氢氧化钠1-10份。
进一步地，1号添加剂的原料中的二氧化硅为纳米二氧化硅；3号添加剂的原料中的甲氧基聚乙二醇的分子量约为1500。
进一步地，3号添加剂由以下方法配制而成：将全部甲氧基聚乙二醇、部分甲基丙烯酸和全部对甲基苯磺酸在80-140℃条件下反应5-10小时，制得甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯，然后加水，在80-100℃条件下加入剩余的甲基丙烯酸，和全部过硫酸铵，再加入氢氧化钠调节PH值至6-9，即可得到3号添加剂。
一种如上任一实施例所述的仿古青砖的制备方法，包括以下步骤：
将原料辊压干燥、破碎，按配比将原料混合均匀，原料的含水量控制在10％-14％范围内，采用24-40吨/块砖的压力将原料压制成型；
常温养护12-16小时或在60-80℃养护房中养护6-8小时，制得仿古青砖。
进一步地，将原料辊压干燥之前，对原料进行检测分析，排除有毒有害物质及放射性指数超出安全范围的原料成分，根据检测结果选择添加剂的类型和用量。
本发明相比于现有技术的有益效果是：
本发明的仿古青砖，制成温度为常温养护12-16小时，或60-80℃养护6-8小时，相比古青砖600-1100℃保温烧制10天半月出一窑及ZL201310021847.3专利所述要在蒸压釜中8-12kg/cm2水蒸汽压力下160-200℃养护6-8小时，冷却4-8小时才能出厂，需要蒸汽锅炉供热、炉烟含CO2、SO2、污染大气，且耗煤或耗燃油燃气，本发明的仿古青砖制作工艺更加简单，不需要要高温氧化，且时间段，污染少，节省能源。
本发明所制仿古青砖在抗压强度、颜色、外观、平整度、吸水性及抗冻性、耐热性等方面类同窑制古青砖，强度更胜古砖。在外观细腻度方面同ZL201310021847.3专利技术产品，并更进一步类同于窑制古青砖。
具体实施方式
下面对本发明做详细描述。
一种仿古青砖，包含以下质量百分比的原料：废土20％-70％、废石粉15％-60％，石灰或电石渣3％-20％、水泥6％-15％、废氟渣3％-16％、添加剂0.3％-8％、调色剂0-2.5％、小石子或陶粒0-10％；上述原料混合后的化学成分的质量百分比为SiO2 30％-70％、Al2O3 5％-20％、Fe2O3 5％-20％、CuO 1％-20％、MgO 1％-5％、TiO2、CaO和K2O共1％-5％，烧失量2％-7％。
所述添加剂为1号添加剂、2号添加剂和3号添加剂中的任意一种或多种的组合。
1号添加剂包括以下重量份的原料：碳酸钠1-60份、氯化铵0-20份、氯化镁1-15份、氯化钙1-18份、氯化钴0-10份、氟硅酸钠0-10份、氯化纳1-10份、硅酸钠1-20份、纳米二氧化硅0-10份。1号添加剂由各原料混合后即可作为备用。
2号添加剂包括以下重量份的原料：碳酸钠1-10份、膨润土1-10份、高铝水泥10-100份、三乙醇胺0.1-5份、含CaSO4的废氟渣1.0-30份、蔗糖0-2份。2号添加剂由各原料混合后即可作为备用。
3号添加剂包括以下重量份的原料：甲氧基聚乙二醇(分子量约为1500)1-90份、甲基丙烯酸1-30份、对甲基苯磺酸1-6份，过硫酸铵0-20份、质量浓度为30％的氢氧化钠1-10份；3号添加剂由以下方法配制而成：将全部甲氧基聚乙二醇、部分甲基丙烯酸和全部对甲基苯磺酸在80-140℃条件下反应5-10小时，制得甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯，然后加水，在80-100℃条件下加入剩余的甲基丙烯酸，和全部过硫酸铵，再加入氢氧化钠调节PH值至6-9，即可得到3号添加剂。
上述仿古青砖的制备方法，包括以下步骤：
对原料进行检测分析，排除有毒有害物质及放射性指数超出安全范围的原料成分，根据检测结果选择添加剂的类型和用量，使得原料中的化学成分符合上述要求。
将原料辊压干燥、破碎并分级，按配比将原料混合均匀，原料的含水量控制在10％-14％范围内，采用24-40吨/块标准砖的压力将原料压制成型，标准砖的尺寸为24cm×11.5cm×5.3cm。
常温养护12-16小时或在60-80℃养护房中养护6-8小时，制得仿古青砖。
本发明提供的仿古青砖及其制备方法可以利用没有重金属污染的湖塘污泥，及城市建设地铁，工程渣土等废料，制成外观质感，重度及吸水性能类同古青砖，强度比古青砖更高的仿古青砖。且不必采用高温窑炉火烧及中压蒸汽(8-20kg/cm2、160-180℃)加热的方法，节能减排、生产成本低，可以工业化大生产应用，可用于仿古建筑。
原料如下：
废土(含SiO2 20％-50％，Al2O3 5％-15％，Fe2O3 3％-15％)20％-70％；
废石粉(含SiO2 50％-70％)15％-60％；
石灰或电石渣(含Ca(OH)2 60％-85％)3％-20％；
水泥(硅酸盐水泥)6％-15％；
废氟渣(含CaSO475-90％)3％-16％；
添加剂0.3％-8％；
调色剂0-2.5％；
小石子或陶粒0-10％。
实施例1
原料：沙石废土400kg，其中60％粉碎成150-180目粉灰(240kg)，40％粉碎成0.5-10mm小粒(160kg)；水泥45kg、石灰5kg；废氟渣25kg(粉碎成150目粉)；调色剂3kg、陶粒5kg；2号添加剂2.5kg；1号添加剂2.5kg。其中，1号添加剂包括以下重量份的原料组分：碳酸钠45份；2号添加剂包括以下重量份的原料组分：碳酸钠10份、膨润土10份、高铝水泥69份、三乙醇胺1份、含CaSO4的废氟渣10份。将上述原料反复调拌均匀，加适量水，使得水份含量控制在10％-14％，将物料送入液压机在20-40吨/块砖压力下成型，产品在60-80℃条件下养护6-8小时。12小时后测定强度已达9.5MPa，十五天后测定抗压强度达20.5MPa，抗折强度达4.82MPa。
实施例2
原料：土壤200kg，粉碎成150-180目细粉；沙石废土200kg粉碎后分级，60％左右是0.5-10mm小粒砂石；40％左右是150目细粉；水泥50kg；陶粒5kg，石灰5kg，废氟渣150目、25kg；调色剂4kg，1号添加剂5kg；其中，1号添加剂包括以下重量份的原料组分：碳酸钠45份、氯化镁15份、氯化钙15份、氯化纳10份、硅酸钠15份。将上述原料调拌均匀，加适量水，使得水份含量控制在10％-14％。压制成型，养护同上。十五天后测定抗压强度为16.8MPa，抗折强度为4.68MPa。
实施例3
原料：土壤200kg，粉碎成150-180目细粉，沙石废土200kg粉碎后分级，40％左右是0.5-10mm小粒砂石，60％左右是150目细粉；水泥50kg；陶粒5kg；石灰8kg，废氟渣150目粉碎后加入25kg；调色剂4kg；1号添加剂4kg，3号添加剂1kg；其中，1号添加剂包括以下重量份的原料组分：碳酸钠45份、氯化镁15份、氯化钙15份、氯化纳10份、硅酸钠15份；3号添加剂包括以下重量份的原料组分：甲氧基聚乙二醇60份、甲基丙烯酸20份、对甲基苯磺酸1份，过硫酸铵17份、质量浓度为30％的氢氧化钠2份。将上述原料调拌均匀，加适量水，使得水份含量控制10％-14％，压制成型，养护同上。经十五天后测定产品抗压强度为17.1MPa，抗折强度4.71MPa，以上强度都达到国家建筑砖(窑烧红砖)标准≥15MPa及抗折强度≥3.3MPa。
检测上述各实施例的仿古青砖的各项指标
冷冻后强度测定
实施例1：18.1MPa实施例2：15.6MPa
实施例3：16.1MPa国家标准建筑砖抗冻性为≥12MPa
最大吸水率(透气性)
实施例1：15.1％实施例2：17.6％
实施例3：18.1％(古青砖吸水率为15.05％-19.08％，水泥砖几乎不吸水、吸水率<1％)
容重(g/cm3)
古青砖容重标准：1.56-1.61烧结红砖容重标准：1.59-1.71
实施例1、2、3的砖的尺寸：24cm×11.5cm×5.3cm，平均重量2.34kg。
容重：1.599，类同于古青砖和建筑红砖。
干质量损失率
实施例1：1.7％；实施例2：1.5％；实施例3：1.56％；国家标准：建筑红砖≤2％。
以上数据表明：本发明的仿古青砖质量全面达到古青砖及建筑用窑烧红砖的国家标准。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种仿古青砖，其特征在于，包含以下质量百分比的原料：废土20％-70％、废石粉15％-60％，石灰或电石渣3％-20％、水泥6％-15％、废氟渣3％-16％、添加剂0.3％-8％、调色剂0-2.5％、小石子或陶粒0-10％；上述原料混合后的化学成分的质量百分比为SiO230％-70％、Al2O3 5％-20％、Fe2O3 5％-20％、CuO 1％-20％、MgO 1％-5％、TiO2、CaO和K2O共1％-5％，烧失量2％-7％。
2.如权利要求1所述的仿古青砖，其特征在于，所述添加剂为1号添加剂、2号添加剂和3号添加剂中的任意一种或多种的组合；
1号添加剂包括以下重量份的原料：碳酸钠1-60份、氯化铵0-20份、氯化镁1-15份、氯化钙1-18份、氯化钴0-10份、氟硅酸钠0-10份、氯化纳1-10份、硅酸钠1-20份、二氧化硅0-10份；
2号添加剂包括以下重量份的原料：碳酸钠1-10份、膨润土1-10份、高铝水泥10-100份、三乙醇胺0.1-5份、含CaSO4的废氟渣1.0-30份、蔗糖0-2份；
3号添加剂包括以下重量份的原料：甲氧基聚乙二醇1-90份、甲基丙烯酸1-30份、对甲基苯磺酸1-6份，过硫酸铵0-20份、质量浓度为30％的氢氧化钠1-10份。
3.如权利要求2所述的仿古青砖，其特征在于，1号添加剂的原料中的二氧化硅为纳米二氧化硅；3号添加剂的原料中的甲氧基聚乙二醇的分子量约为1500。
4.如权利要求2所述的仿古青砖，其特征在于，3号添加剂由以下方法配制而成：将全部甲氧基聚乙二醇、部分甲基丙烯酸和全部对甲基苯磺酸在80-140℃条件下反应5-10小时，制得甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯，然后加水，在80-100℃条件下加入剩余的甲基丙烯酸，和全部过硫酸铵，再加入氢氧化钠调节PH值至6-9，即可得到3号添加剂。
5.一种权利要求1-4任一所述的仿古青砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将原料辊压干燥、破碎，按配比将原料混合均匀，原料的含水量控制在10％-14％范围内，采用24-40吨/块标准砖的压力将原料压制成型，标准砖的尺寸为24cm×11.5cm×5.3cm；
常温养护12-16小时或在60-80℃养护房中养护6-8小时，制得仿古青砖。
6.如权利要求5所述的仿古青砖的制备方法，其特征在于，将原料辊压干燥之前，对原料进行检测分析，排除有毒有害物质及放射性指数超出安全范围的原料成分，根据检测结果选择添加剂的类型和用量。
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