CN109970423A - 免烧免蒸砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种免烧免蒸砖及其制备方法，免烧免蒸砖包含以下质量百分比的原料：废土30％‑75％、废沙石15％‑45％，陶粒0‑10％，硫酸钙或废氟渣0‑10％、水泥8％‑15％、石灰0‑10％、增强剂0.01％‑1.5％、促进剂0.01％‑1.5％、防冻剂0‑0.15％。本发明主要采用城市地铁建设的废土、江湖污泥作为主要制砖原料，可消纳大量废土，制得的免烧免蒸砖的强度、抗冻性、耐水性、吸水性等都达到传统建筑砖要求，可用以替代烧制红砖、蒸压灰沙砖等在建筑上使用。既保护环境又变废为利，节能减排，产品成本低，适合工业化规模生产。

Description

免烧免蒸砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种免烧免蒸砖及其制备方法。
背景技术
随着经济的高速运行，建筑需求不断升温，从而带动我国建材业发展，传统建材“秦砖汉瓦”因消耗土地资源及影响环境，而需要被新的建筑材料所取代。
近些年，也有些采用水泥砂石生产的混凝土砖，其重度大，强度差、不吸水、外观粗燥。另外有些免烧砖，如CN1362383A，CN201746969U，CN106278076A所公开的技术，不能处理工程渣土中含泥量较高的污泥、泥沙、泥石，产品需要10-20天以上养护存放，并且强度不够。
发明内容
本发明针对上述问题，克服以上不足，提出了一种免烧免蒸砖及其制备方法。
本发明采取的技术方案如下：
一种免烧免蒸砖，包含以下质量百分比的原料：包含以下质量百分比的原料：废土30％-75％、废沙石15％-45％、陶粒0-10％、硫酸钙或废氟渣0-10％、水泥8％-15％、石灰0-10％、增强剂0.01％-1.5％、促进剂0.01％-1.5％、防冻剂0-0.15％。
进一步地，所述增强剂为1号增强剂、2号增强剂和3号增强剂中的任意一种或多种的组合；
1号增强剂包括以下重量份的原料：钠基碱性材料1-15份、硫酸铁0.01-0.15份、明矾0.3-10份、三乙醇胺0.1-2份，余量为水，所有原料总共100份；
2号增强剂包括以下重量份的原料：碳酸钠1-50份、氯化钠1-16份、氟硅酸盐1-16份、硅酸钠1-20份、二氧化硅1-10份、氯化钴1-30份、氯化铵1-15份以及前述原料总量的6-8倍重量份的水；
3号增强剂包括以下重量份的原料：MFE乙烯基改性树脂100份、苯乙烯2-10份、硅酸盐增韧剂50-150份，固化剂环烷酸钴1-5份、引发剂过氧化物0.2-5份。
进一步地，1号增强剂由以下方法配制而成：先混合除水以外的全部原料，之后加水，在40-60℃条件下催化反应1-2小时，自然冷却。
进一步地，1号增强剂中钠基碱性材料为氢氧化钠或碳酸钠。
进一步地，2号增强剂中二氧化硅为纳米二氧化硅。
进一步地，所述促进剂为锌盐促进剂，防冻剂为硝酸钠和氯化钠的混合物。
一种如上任一实施例所述的免烧免蒸砖的制备方法，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12-20小时或在60-80℃养护房中养护6-8小时，制得免烧免蒸砖。
本发明相比于现有技术的有益效果是：
本发明提供的免烧免蒸砖及其制备方法，利用没有重金属污染的湖塘污泥，及城市建设地铁，隧道工程产生的泥沙块石等废土、废沙石作主要原料，消纳城市工程的废土、湖塘淤泥，对含泥量较高的土能予以消纳，解决了传统制砖工艺中原料含泥量高无法制出合格砖的难题，可以大量消纳废土，美化环境，有利于城市的环保建设。
本发明制备工艺简单，不需要对砖进行高温烧制及中压蒸汽(8-20kg/cm、160-180℃)蒸养，节省了能源，且避免了二氧化硫、二氧化碳的排放污染，真正做到了节能环保。
本发明所制得的免烧免蒸砖类同于混凝土制品，具有不燃、耐热的特性，在抗压强度、抗冻性、吸水性等方面都类同烧制红砖，在抗压强度、抗折强度方面超过窑制红砖，性能优良，可用以替代烧制红砖、蒸压灰沙砖等在建筑上使用。
具体实施方式
下面对本发明做详细描述。
一种免烧免蒸砖，包含以下质量百分比的原料：废土30％-75％、废沙石15％-45％、陶粒0-10％、硫酸钙或废氟渣0-10％、水泥8％-15％、石灰0-10％、增强剂0.01％-1.5％、促进剂0.01％-1.5％、防冻剂0-0.15％。
本发明以废土、废沙石为主要原料，陶粒较轻，通过添加陶粒可以减轻砖块的整体重量，同时提高保温性能，当对砖块的重量不作要求时，陶粒的量可以为0。硫酸钙或废氟渣(废氟渣的主要成分为硫酸钙)的添加是为了调节砖块的整体重量及强度，根据砖块的不同重量及强度要求而选择适当量的硫酸钙或废氟渣。
所述增强剂为1号增强剂、2号增强剂和3号增强剂中的任意一种或多种的组合。
1号增强剂包括以下重量份的原料：钠基碱性材料1-15份、硫酸铁0.01-0.15份、明矾0.3-10份、三乙醇胺0.1-2份，余量为水，所有原料总共100份。1号增强剂由以下方法配制而成：先混合除水以外的全部原料，之后加水，在40-60℃条件下催化反应1-2小时，自然冷却，即可作为备用。优选地，1号增强剂中钠基碱性材料为氢氧化钠或碳酸钠。
2号增强剂包括以下重量份的原料：碳酸钠1-50份、氯化钠1-16份、氟硅酸盐1-16份、硅酸钠1-20份、二氧化硅1-10份、氯化钴1-30份、氯化铵1-15份以及前述原料总量的6-8倍重量份的水。2号增强剂的配制方法：通过水溶解其他原料即可作为备用。优选地，2号增强剂中二氧化硅为纳米二氧化硅。
3号增强剂包括以下重量份的原料：MFE乙烯基改性树脂100份、苯乙烯2-10份、硅酸盐增韧剂50-150份，固化剂环烷酸钴1-5份、引发剂过氧化物0.2-5份。引发剂过氧化物可采用过氧化甲乙酮。3号添加剂的配制方法：将全部原料加入反应釜中，搅拌30-60分钟即可作为备用。
优选地，原料中所述促进剂为锌盐促进剂。所述防冻剂为硝酸钠和氯化钠的混合物，防冻剂主要用于天气寒冷的冬天，防止原料冻结、产品起霜、膨胀冻裂。防冻剂可采用市面上可购得的防冻剂，再此不作赘述。
以上所述的免烧免蒸砖的制备方法，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12-20小时或在60-80℃养护房中养护6-8小时，制得免烧免蒸砖。
在混合原料之前，首先对原料进行检测分析，排除有毒、有害、臭味物质并控制原料的放射性指数在安全范围内(Ira和Ir均≤1.0)，根据检测结果选择增强剂的类型和用量，然后按照配比混合原料。
本发明提供的免烧免蒸砖及其制备方法，利用没有重金属污染的湖塘污泥，及城市建设地铁，隧道工程产生的泥沙块石等废土、废沙石作主要原料，消纳城市工程的废土、湖塘淤泥，对含泥量较高的土能予以消纳，解决了传统制砖工艺中原料含泥量高无法制出合格砖的难题，可以大量消纳废土，美化环境，有利于城市的环保建设。
本发明制备工艺简单，不需要对砖进行高温烧制及中压蒸汽(8-20kg/cm、160-180℃)蒸养，节省了能源，且避免了二氧化硫、二氧化碳的排放污染，真正做到了节能环保。
本发明所制得的免烧免蒸砖类同于混凝土制品，具有不燃、耐热的特性，在抗压强度、抗冻性、吸水性等方面都类同烧制红砖，在抗压强度、抗折强度方面超过窑制红砖，性能优良，可用以替代烧制红砖、蒸压灰沙砖等在建筑上使用。
实施例1
原料：废土200kg(160-200目粉灰)；废沙石200kg(0.5-12mm粒料)；水泥50kg；石灰6kg；硫酸钙或废氟渣20kg；1号增强剂1.5kg；2号增强剂1kg；3号增强剂0.5kg；锌盐促进剂0.3kg；防冻剂0.1kg；陶粒5kg。其中，1号增强剂包括以下重量份的原料组分：氢氧化钠5份、硫酸铁0.03份、明矾0.35份、三乙醇胺0.15份、水94.47份；2号增强剂包括以下重量份的原料组分：碳酸钠50份、氯化钠10份、氟硅酸盐10份、硅酸钠15份、二氧化硅10份、氯化钴10份、氯化铵15份以及水880份；3号增强剂包括以下重量份的原料组分：MFE乙烯基改性树脂100份、苯乙烯10份、硅酸盐增韧剂100份，固化剂环烷酸钴1份、引发剂过氧化甲乙酮2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/块标准砖压力下成型(标准砖尺寸为24cm×11.5cm×5.3cm)，产品在60-85℃条件下养护8小时。12小时后测定其抗压强度为9.7MPa，十五天后测定抗压强度为20.6MPa，抗折强度为4.85MPa；冷冻后强度为18.6MPa(国标≥12MPa)，平均容重为1.68g/cm3(窑制红砖的容重平均值为1.686g/cm3)，吸水率为14.6％。
实施例2
原料：废土260kg(160-200目粉灰)；废沙石140kg(0.5-12mm粒料和150目粉料各一半左右)；水泥50kg；石灰2kg；硫酸钙或废氟渣16kg；1号增强剂1.5kg(1号增强剂的各原料组分同实施例1)；2号增强剂1.5kg(2号增强剂的各原料组分同实施例1)；3号增强剂0.8kg(3号增强剂的各原料组分同实施例1)；锌盐促进剂0.3kg；陶粒5kg。制备方法同实施例1。12小时后测定其抗压强度为9.1MPa，十五天后测定抗压强度为18.1MPa，抗折强度为4.61MPa。冷冻后强度为16.4MPa，平均容重为1.67g/cm3，吸水率为14.8％。
实施例3
原料：废土200kg(160-200目粉灰)；废沙石200kg(0.5-12mm粒料122kg和150目粉料78kg)；水泥55kg；废氟渣12kg(150目)；1号增强剂1.5kg(1号增强剂的各原料组分同实施例1)；3号增强剂0.8kg(3号增强剂的各原料组分同实施例1)；锌盐促进剂0.25kg；陶粒6kg。制备方法同实施例1。12小时后测定其抗压强度为8.8MPa，十五天后测定抗压强度为18.5MPa，抗折强度为4.68MPa。冷冻后强度为16.7MPa，平均容重为1.66g/cm3，吸水率为15.4％。
由此可见，以上实施例1-3的免烧免蒸砖抗压强度均达到了国家建筑砖(窑烧红砖)标准≥15MPa及抗折强度≥3.3MPa。其他抗冷冻指标和容重都达到要求，性能优良，可规模化生产。
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 (7)

1.一种免烧免蒸砖，其特征在于，包含以下质量百分比的原料：废土30％-75％、废沙石15％-45％、陶粒0-10％、硫酸钙或废氟渣0-10％、水泥8％-15％、石灰0-10％、增强剂0.01％-1.5％、促进剂0.01％-1.5％、防冻剂0-0.15％。
2.如权利要求1所述的免烧免蒸砖，其特征在于，所述增强剂为1号增强剂、2号增强剂和3号增强剂中的任意一种或多种的组合；
1号增强剂包括以下重量份的原料：钠基碱性材料1-15份、硫酸铁0.01-0.15份、明矾0.3-10份、三乙醇胺0.1-2份，余量为水，所有原料总共100份；
2号增强剂包括以下重量份的原料：碳酸钠1-50份、氯化钠1-16份、氟硅酸盐1-16份、硅酸钠1-20份、二氧化硅1-10份、氯化钴1-30份、氯化铵1-15份以及前述原料总量的6-8倍重量份的水；
3号增强剂包括以下重量份的原料：MFE乙烯基改性树脂100份、苯乙烯2-10份、硅酸盐增韧剂50-150份，固化剂环烷酸钴1-5份、引发剂过氧化物0.2-5份。
3.如权利要求2所述的免烧免蒸砖，其特征在于，1号增强剂由以下方法配制而成：先混合除水以外的全部原料，之后加水，在40-60℃条件下催化反应1-2小时，自然冷却。
4.如权利要求2所述的免烧免蒸砖，其特征在于，1号增强剂中钠基碱性材料为氢氧化钠或碳酸钠。
5.如权利要求2所述的免烧免蒸砖，其特征在于，2号增强剂中二氧化硅为纳米二氧化硅。
6.如权利要求1所述的免烧免蒸砖，其特征在于，所述促进剂为锌盐促进剂，防冻剂为硝酸钠和氯化钠的混合物。
7.一种如权利要求1-6任一所述的免烧免蒸砖的制备方法，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12-20小时或在60-80℃养护房中养护6-8小时，制得免烧免蒸砖。
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