CN110078455A - 蒸压粉煤灰砌块及其制备方法 - Google Patents

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朱玲玲
王国防
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杨旭东
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Abstract

本发明提供一种蒸压粉煤灰砌块及其制备方法，涉及建筑材料领域。所述砌块包括以下重量百分比的原料：电石渣10～20％、粉煤灰10～25％、粗渣灰15～25％、湿排灰25～35％、磷石膏2～4％、尾矿5～15％；所述电石渣中氧化钙的含量在75～85％，且，所述电石渣颗粒直径为0.1～0.2mm；所述粗渣灰的颗粒直径为2.1～2.5mm。本发明实施例通过控制电石渣和粗渣灰颗粒直径，控制电石渣中氧化钙的含量以及电石渣的水分，一方面促进物料之间的充分接触，物料之间的反应更加充分；另一方面在压制过程中，能够更加密实，空隙率小，降低其吸水率。从而提高了产品的抗压强度，抗折，冻融性能提高。

Description

蒸压粉煤灰砌块及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种蒸压粉煤灰砌块及其制备方法。
背景技术
粉煤灰砖的主要原材料是粉煤灰、石灰、石膏、电石渣、电石泥等工业废弃固态物，经胚料制备，压制成型，高压或常压蒸汽养护而成的实心粉煤灰砖。
粉煤灰砖可用于工业与民用建筑的墙体和基础，是一种墙体新材料，被广泛应用于各类民用建筑、公用建筑和工业厂房的内、外墙，以及房屋的基础。
然而，现有的蒸压粉煤灰砖的容重较高，导致建筑成本高。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种蒸压粉煤灰砌块及其制备方法，解决了现有的蒸压粉煤灰砖容重较高的技术问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一方面，一种蒸压粉煤灰砌块，所述砌块包括以下重量百分比的原料：电石渣10～20％、粉煤灰10～25％、粗渣灰15～25％、湿排灰25～35％、磷石膏2～4％、尾矿5～15％；
所述电石渣中氧化钙的含量在75～85％，且，所述电石渣颗粒直径为0.1～0.2mm；
所述粗渣灰的颗粒直径为2.1～2.5mm。
优选的，所述砌块包括以下重量百分比的原料：电石渣10～17％、粉煤灰15～20％、粗渣灰18～22％、湿排灰28～32％、磷石膏2～4％、尾矿5～15％；
优选的，所述砌块包括以下重量百分比的原料：电石渣15％、粉煤灰20％、粗渣灰21％、湿排灰30％、磷石膏3％、尾矿11％。
优选的，所述电石渣中氧化钙的含量在80％。
优选的，所述电石渣颗粒直径为0.15mm。
优选的，所述粗渣灰的颗粒直径为2.3mm。
另一方面，一种蒸压粉煤灰砌块的制备方法，所述方法，包括以下步骤：
S1、原料粉碎；
S2、按照原料重量百分比称取各个原料；
S3、将电石渣、粗渣灰、湿排灰、磷石膏、尾矿进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为3-5分钟；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解3-5小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制，经过0.8～1.2MPa饱和蒸汽、150～200℃蒸养、恒压3～8小时制得成品。
优选的，所述全自动液压砖机压制过程中，压制压力为115～135bar。
优选的，所述步骤S4中蒸养温度的升温时间在2～3.5h。
优选的，所述步骤S4中蒸养温度从0～60℃的升温时间在0.5～1.5h。
(三)有益效果
本发明提供了一种蒸压粉煤灰砌块及其制备方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：
本发明实施例通过控制电石渣和粗渣灰颗粒直径，控制电石渣中氧化钙的含量以及电石渣的水分，一方面促进物料之间的充分接触，物料之间的反应更加充分；另一方面在压制过程中，能够更加密实，空隙率小，降低其吸水率。从而提高了产品的抗压强度，抗折，冻融性能提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为冬季升温的变化曲线；
图2为夏季升温的变化曲线。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
本申请实施例通过提供一种蒸压粉煤灰砌块及其制备方法，解决了现有的蒸压粉煤灰砖容重较高的技术问题，降低了蒸压粉煤灰砌块的容重。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
一方面通过控制原料中电石渣和粗渣灰颗粒直径，控制电石渣中氧化钙的含量以及电石渣的水分，提高蒸养温度，有利于水化反应进行，蒸发水份多，在初始物理强度形成时，减小成型压力都是减轻产品容重的因素。
湿排灰、粗渣灰、尾矿均为工业的废料，通过对工业废料的深度循环利用，降低了产品的生产成本的同时，也促进循环经济的发展；
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
第一方面，本发明实施例提供一种蒸压粉煤灰砌块，所述砌块包括以下重量百分比的原料：电石渣10～20％、粉煤灰10～25％、粗渣灰15～25％、湿排灰25～35％、磷石膏2～4％、尾矿5～15％；
所述电石渣中氧化钙的含量在75～85％，且，所述电石渣颗粒直径为0.1～0.2mm；
所述粗渣灰的颗粒直径为2.1～2.5mm。
一实施例，所述砌块包括以下重量百分比的原料：电石渣10～17％、粉煤灰15～20％、粗渣灰18～22％、湿排灰28～32％、磷石膏2～4％、尾矿5～15％；
一实施例，所述砌块包括以下重量百分比的原料：电石渣15％、粉煤灰20％、粗渣灰21％、湿排灰30％、磷石膏3％、尾矿11％。
一实施例，所述电石渣中氧化钙的含量在80％，具体的，为整体的反应进程提供钙物质，提供强碱性；并且氧化钙和物料中水反应生成氢氧化钙。
一实施例，所述电石渣颗粒直径为0.15mm。
一实施例，所述粗渣灰的颗粒直径为2.3mm。
上述实施例形成机理为：利用原料中的氧化钙、氧化硅以及氧化铝，通过促进氢氧化钙与硅、铝氧化物进行水化反应，尾矿，粗渣灰，粉煤灰溶出的活性二氧化硅及三氧化二铝在蒸压釜中，通过磷石膏中的硫酸盐激发活性，充分发生化学反应，生成水化产物水化硅酸二钙，硅酸三钙，水化铝酸钙(钙矾石)等与体系内未反应颗粒生成的胶结在一起。
主要反应化学方程式：
硅酸三钙的水化过程：
3CaO·SiO2+nH2O→xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2
通过控制电石渣和粗渣灰颗粒直径，控制电石渣中氧化钙的含量以及电石渣的水分，如果物料太细，在压制过程中又会导致难以压制成型，因此，上述实施例合理控制物料的颗粒直径，一方面促进物料之间的充分接触，物料之间的反应更加充分；另一方面在压制过程中，能够更加密实，空隙率小，降低其吸水率。从而提高了产品的抗压强度，抗折，冻融性能提高。
第二方面，本发明实施例还提供了一种蒸压粉煤灰砌块的制备方法，所述方法，包括以下步骤：
S1、原料粉碎，控制电石渣颗粒直径为0.1～0.2mm，粗渣灰的颗粒直径为2.1～2.5mm。
S2、按照原料重量百分比称取各个原料；
S3、将电石渣、粗渣灰、湿排灰、磷石膏、尾矿进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为3-5分钟；具体的，为了方便运输，避免运输过程中物料结块，控制电石渣的初始水分小于30％，在物料混合制备产品的前期，需要对电石渣进行烘干，控制电石渣的水分为5％以下，电石渣采用储罐储存，通过气体输送到搅拌机，为了确保原料的输送，将电石渣的水分控制在5％以下，便于气体输送，降低现场粉尘，提高电石渣粉有效钙含量，水份低，电石渣粉分散度好，不易成团，物料反应充分。
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解3-5小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制，经过0.8～1.2MPa饱和蒸汽、150～200℃蒸养、恒压3～8小时制得成品。
一实施例，所述全自动液压砖机压制过程中，压制压力为115～135bar。
一实施例，所述步骤S4中蒸养温度的升温时间在2～3.5h。
一实施例，所述步骤S4中蒸养温度从0～60℃的升温时间在0.5～1.5h。
上述实施例，在具体实施过中，可以根据具体的条件环境条件，通过升温曲线进行升温，如图1所述，为冬季升温的变化曲线，图2为夏季升温的变化曲线，其中图1和2中均为两条变化曲线，实际升温可以在两条变化曲线之间即可。
上述实施例通过提供蒸养温度，有利于水化反应进行，蒸发水份多，在初始物理强度形成时，减小成型压力都是减轻产品容重的因素。现在建筑市场强调产品容重主要是降低建筑成本。蒸养温度提高，恒压时间增加，砖机成型压力减小，提高产品的性能。
上述实施例通过控制中蒸养温度的升温时间，提高产品的成品率，提高产品外观质量，减少表面开裂，提高产品技术参数，具体的技术参数包括产品的抗折强度，抗压强度，吸水率，冻融，干燥收缩等性能。
下面通过详细的实施例进行说明书：
实施例1：
S1、原料粉碎，控制电石渣颗粒直径为0.1mm，粗渣灰的颗粒直径为2.1mm。
S2、按照原料重量百分比称取各个原料，电石渣15％、粉煤灰20％、粗渣灰21％、湿排灰30％、磷石膏3％、尾矿11％。
所述电石渣中氧化钙的含量在80％；
S3、将电石渣、粗渣灰、湿排灰、磷石膏、尾矿进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为4分钟；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解4小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制，经过0.8MPa饱和蒸汽、165℃蒸养、恒压6小时制得成品。
压制压力为120bar；所述步骤S4中蒸养温度的升温时间在2.5h。所述步骤S4中蒸养温度从0～60℃的升温时间在1h。
实施例2：
S1、原料粉碎，控制电石渣颗粒直径为0.2mm，粗渣灰的颗粒直径为2.5mm。
S2、按照原料重量百分比称取各个原料，电石渣15％、粉煤灰20％、粗渣灰21％、湿排灰30％、磷石膏3％、尾矿11％。
所述电石渣中氧化钙的含量在80％；
S3、将电石渣、粗渣灰、湿排灰、磷石膏、尾矿进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为4分钟；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解4小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制，经过0.8MPa饱和蒸汽、165℃蒸养、恒压6小时制得成品。
压制压力为120bar；所述步骤S4中蒸养温度的升温时间在2.5h。所述步骤S4中蒸养温度从0～60℃的升温时间在1h。
实施例3
S1、原料粉碎，控制电石渣颗粒直径为0.15mm，粗渣灰的颗粒直径为2.36mm。
S2、按照原料重量百分比称取各个原料，电石渣15％、粉煤灰20％、粗渣灰21％、湿排灰30％、磷石膏3％、尾矿11％。
所述电石渣中氧化钙的含量在80％；
S3、将电石渣、粗渣灰、湿排灰、磷石膏、尾矿进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为4分钟；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解4小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制，经过0.8MPa饱和蒸汽、165℃蒸养、恒压6小时制得成品。
压制压力为20bar；所述步骤S4中蒸养温度的升温时间在2.5h。所述步骤S4中蒸养温度从0～60℃的升温时间在1h。
实施例4
S1、原料粉碎，控制电石渣颗粒直径为0.4mm，粗渣灰的颗粒直径为4.7mm。
S2、按照原料重量百分比称取各个原料，电石渣15％、粉煤灰20％、粗渣灰21％、湿排灰30％、磷石膏3％、尾矿11％。
所述电石渣中氧化钙的含量在80％；
S3、将电石渣、粗渣灰、湿排灰、磷石膏、尾矿进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为4分钟；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解4小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制，经过0.8MPa饱和蒸汽、160℃蒸养、恒压6小时制得成品。
压制压力为120bar；所述步骤S4中蒸养温度的升温时间在2.5h。所述步骤S4中蒸养温度从0～60℃的升温时间在1h。
实施例5
所述电石渣中氧化钙的含量在75％；
其他条件与实施例2相同。
实施例6
所述电石渣中氧化钙的含量在85％；
其他条件与实施例2相同。
实施例7
所述电石渣中氧化钙的含量在60％；
其他条件与实施例2相同。
实施例8
电石渣10％、粉煤灰25％、粗渣灰15％、湿排灰35％、磷石膏2％、尾矿13％；
其他条件与实施例2相同。
实施例9
电石渣20％、粉煤灰11％、粗渣灰25％、湿排灰25％、磷石膏4％、尾矿15％；
其他条件与实施例2相同。
实施例10
电石渣17％、粉煤灰15％、粗渣灰22％、湿排灰28％、磷石膏4％、尾矿14％；
其他条件与实施例2相同。
实施例11
电石渣13％、粉煤灰20％、粗渣灰18％、湿排灰32％、磷石膏2％、尾矿15％；
其他条件与实施例2相同。
实施例12
S3、将电石渣、粗渣灰、湿排灰、磷石膏、尾矿进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为3分钟；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解5小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制，经过1.2MPa饱和蒸汽、150℃蒸养、恒压8小时制得成品。
所述全自动液压砖机压制过程中，压制压力为115bar。
所述步骤S4中蒸养温度的升温时间在3h。
所述步骤S4中蒸养温度从0～60℃的升温时间在0.5h。
其他条件与实施例2相同。
实施例13
S3、将电石渣、粗渣灰、湿排灰、磷石膏、尾矿进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为5分钟；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解3小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制，经过1MPa饱和蒸汽、1200℃蒸养、恒压3小时制得成品。
所述全自动液压砖机压制过程中，压制压力为135bar。
所述步骤S4中蒸养温度的升温时间在2.5h。
所述步骤S4中蒸养温度从0～60℃的升温时间在1.5h。
其他条件与实施例2相同。
实施例14
S3、将电石渣、粗渣灰、湿排灰、磷石膏、尾矿进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为4分钟；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解4小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制，经过0.8MPa饱和蒸汽、165℃蒸养、恒压6小时制得成品。
所述全自动液压砖机压制过程中，压制压力为105bar。
所述步骤S4中蒸养温度的升温时间在2.5h。
所述步骤S4中蒸养温度从0～60℃的升温时间在1h。
其他条件与实施例2相同。
实施例15
S3、将电石渣、粗渣灰、湿排灰、磷石膏、尾矿进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为4分钟；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解4小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制，经过0.8MPa饱和蒸汽、165℃蒸养、恒压6小时制得成品。
所述全自动液压砖机压制过程中，压制压力为120bar。
所述步骤S4中蒸养温度的升温时间在2.5h。
其他条件与实施例2相同。
实施例16
S3、将电石渣、粗渣灰、湿排灰、磷石膏、尾矿进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为4分钟；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解4小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制，经过0.8MPa饱和蒸汽、165℃蒸养、恒压6小时制得成品。
所述全自动液压砖机压制过程中，压制压力为120bar。
其他条件与实施例2相同。
将本发明实施例1～16制备的产品在同等条件下养护一个月后，分别测试产品性能，测试结果如下表所示：
通过上述性能检测的数据的能够知道，控制电石渣和粗渣灰颗粒直径、电石渣的氧化钙含量、以及蒸养温度和升温的时间，能够显著的提高产品的性能。蒸养温度提高，恒压时间增加，砖机成型压力减小，对产品的性能都有提高。
综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：
本发明实施例通过控制电石渣和粗渣灰颗粒直径，控制电石渣中氧化钙的含量以及电石渣的水分，一方面促进物料之间的充分接触，物料之间的反应更加充分；另一方面在压制过程中，能够更加密实，空隙率小，降低其吸水率。从而提高了产品的抗压强度，抗折，冻融性能提高。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种蒸压粉煤灰砌块，其特征在于，所述砌块包括以下重量百分比的原料：电石渣10～20％、粉煤灰10～25％、粗渣灰15～25％、湿排灰25～35％、磷石膏2～4％、尾矿5～15％；
所述电石渣中氧化钙的含量在75～85％，且，所述电石渣颗粒直径为0.1～0.2mm；
所述粗渣灰的颗粒直径为2.1～2.5mm。
2.如权利要求1所述蒸压粉煤灰砌块，其特征在于，所述砌块包括以下重量百分比的原料：电石渣10～17％、粉煤灰15～20％、粗渣灰18～22％、湿排灰28～32％、磷石膏2～4％、尾矿5～15％。
3.如权利要求1所述蒸压粉煤灰砌块，其特征在于，所述砌块包括以下重量百分比的原料：电石渣15％、粉煤灰20％、粗渣灰21％、湿排灰30％、磷石膏3％、尾矿11％。
4.如权利要求1所述蒸压粉煤灰砌块，其特征在于，所述电石渣中氧化钙的含量在80％。
5.如权利要求1所述蒸压粉煤灰砌块，其特征在于，所述电石渣颗粒直径为0.15mm。
6.如权利要求1所述蒸压粉煤灰砌块，其特征在于，所述粗渣灰的颗粒直径为2.3mm。
7.一种蒸压粉煤灰砌块的制备方法，其特征在于，所述方法，包括以下步骤：
S1、原料粉碎；
S2、按照原料重量百分比称取各个原料；
S3、将电石渣、粗渣灰、湿排灰、磷石膏、尾矿进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为3-5分钟；
S4、将步骤S3搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解3-5小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制，经过0.8～1.2MPa饱和蒸汽、150～200℃蒸养、恒压3～8小时制得成品。
8.如权利要求7所述蒸压粉煤灰砌块的制备方法，其特征在于，所述全自动液压砖机压制过程中，压制压力为115～135bar。
9.如权利要求7所述蒸压粉煤灰砌块的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中蒸养温度的升温时间在2～3.5h。
10.如权利要求7所述蒸压粉煤灰砌块的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中蒸养温度从0～60℃的升温时间在0.5～1.5h。
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