CN110105053A - 一种粉煤灰烧结青砖的制备方法 - Google Patents

一种粉煤灰烧结青砖的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种粉煤灰烧结青砖的制备方法，包括以下步骤：将固体废弃物、增塑剂和增强剂通过高速混合机混合，再加入水得到混合泥料待用，其中所述固体废弃物为粉煤灰和煤矸石的混合物；将混合泥料采用真空双轴挤出机挤出成型；将挤出的样料通过切坯机进行切割，得到240mm×115mm×53mm标准样块湿坯；将标准样块湿坯利用烘干窑进行烘干；将烘干后的样坯利用隧道窑进行烧结，得到粉煤灰烧结青砖。本发明的烧结青砖以粉煤灰、煤矸石为主要原料，利用粉煤灰中大部分的空心玻璃体，使烧结得到的青砖质地更轻，大大提高了青砖的施工安全性；同时其抗压强度达到国家标准GB5101‑2003《普通烧结砖》中强度等级MU15以上，力学性能佳，适合广泛推广应用。

Description

一种粉煤灰烧结青砖的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料生产领域，尤其涉及一种粉煤灰烧结青砖的制备方法。
背景技术
当前的青砖主要依靠粘土烧结而成，粘土一般由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成，在含有水分的条件下具有一定塑性。但粘土的开采已经造成了大量土地资源的流失，且利用粘土制作的产品密度较大，施工工程中存在较大的安全隐患。因此，近年来人们开始研究将粉煤灰、建筑垃圾、污泥等固体废弃物应用到青砖制备中的技术。公开号为CN106278078A的中国发明申请提供了一种粉煤灰仿古青砖，利用粉煤灰、生石灰、黄沙及少量色料等制备蒸养青砖，但该方案中对原料及色料选择要求高，制备周期较长，工艺较复杂。公开号为CN101519292A的中国发明申请提供了一种机制白灰污泥建筑垃圾青砖及其制造方法，提出利用建筑垃圾、污泥、青灰及水泥等原料，配比出类似青砖的外观色泽，再经过压制成型，蒸养得到成品，但该产品类似混凝土，密度较高，笨重，不利于施工安全。因此，提供一种以固体废弃物为原料、制备工艺简单且质地轻、力学性能佳的烧结青砖制备方法是本领域亟待解决的一项技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以固体废弃物为原料、制备工艺简单且质地轻、力学性能佳的粉煤灰烧结青砖制备方法。
本发明采取以下技术方案：
一种粉煤灰烧结青砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料混合：将质量百分比为70-90％的固体废弃物、6-10％的增塑剂和3-20％的增强剂通过高速混合机混合6-10min，再加入占固体原料质量百分比15-20％的水，得到混合泥料待用，其中固体废弃物为粉煤灰和煤矸石的混合物；
(2)挤出成型：将混合泥料采用真空双轴挤出机挤出成型；
(3)切坯：将挤出的样料通过切坯机进行切割，得到240mm×115mm×53mm标准样块湿坯；
(4)烘干：将标准样块湿坯利用烘干窑进行烘干；
(5)烧结：将烘干后的样坯利用隧道窑进行烧结，得到粉煤灰烧结青砖。
进一步的，增塑剂为水玻璃、高岭土、甲基纤维素中的一种或几种。
进一步的，增强剂为矿粉、硅灰中的一种或几种，所述增强剂的颗粒尺寸小于325目。
进一步的，步骤(1)中高速混合机的转速为300-800r/min。
进一步的，步骤(2)中挤出压力为4-8MPa。
进一步的，步骤(4)中烘干温度为50-110℃，烘干时间为8-24h。
进一步的，步骤(5)中烧结温度为850-1050℃，烧结时间为5-9h。
本发明的粉煤灰烧结青砖以粉煤灰、煤矸石为主要原材料，粉煤灰中含有大量的空心玻璃体，其主要化学组成为二氧化硅和三氧化二铝，是以硅铝氧化物相形成的坚硬玻璃体，具有较高的强度；同时由于空心玻璃体壁薄中空，空腔内为半真空，只有极微量的气体，其容重较小，使得粉煤灰空心玻璃体具有质轻、强度高的特点。将其用作烧结青砖的原料，可在满足青砖强度的同时降低青砖容重，增大青砖的使用范围；同时，在施工过程中，由于相同的安全保护措施下，自重较轻的物体在移动过程中更有保障，使得出现意外的可能性相对下降，因此应用本发明制得的容重较轻的青砖，可有效提高施工过程的安全性。
本发明的粉煤灰烧结青砖的制备方法，具有以下有益效果：
(1)本发明的粉煤灰烧结青砖的制备方法，以粉煤灰、煤矸石为主要原料，利用粉煤灰中大部分的空心玻璃体，并与增塑剂、增强剂等添加剂作用，使得到的烧结青砖质地更轻，容重在1500kg/m3到1700kg/m3之间，较之传统的粘土青砖和水泥青砖，容重下降可达15％以上，大大提高了青砖的施工安全性；同时本发明的烧结青砖抗压强度在15.10MPa以上，达到国家标准GB5101-2003《普通烧结砖》中强度等级MU15以上，力学性能佳，适合广泛推广应用。
(2)本发明的粉煤灰烧结青砖的制备方法，采用“原料混合—挤出成型—切割—烘干—烧结”等工艺，制备方法简单、周期短，制得的烧结青砖性能满足现有建筑行业对青砖的要求。
(3)本发明的粉煤灰烧结青砖的制备方法，以工业固体废弃物为主要原材料，大大降低了对天然矿物原料的依赖，并为粉煤灰资源化利用提供了新途径。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种粉煤灰烧结青砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料混合：将质量百分比为70％的粉煤灰、20％的煤矸石、7％的水玻璃和3％的硅灰通过高速混合机在300r/min的转速下混合6min，再加入占固体原料质量百分比15％的水，得到混合泥料待用；
(2)挤出成型：将混合泥料采用真空双轴挤出机挤出成型，挤出压力为4MPa；
(3)切坯：将挤出的样料通过切坯机进行切割，得到240mm×115mm×53mm标准样块湿坯；
(4)烘干：将标准样块湿坯利用烘干窑进行烘干，烘干温度50℃，烘干时间24h；
(5)烧结：将烘干后的样坯利用隧道窑进行烧结，烧结温度850℃，烧结时间9h，得到粉煤灰烧结青砖。
实施例2
一种粉煤灰烧结青砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料混合：将质量百分比为70％的粉煤灰、15％的煤矸石、5.5％的高岭土、0.5％的甲基纤维素和9％的矿粉通过高速混合机在500r/min的转速下混合8min，再加入占固体原料质量百分比18％的水，得到混合泥料待用；
(2)挤出成型：将混合泥料采用真空双轴挤出机挤出成型，挤出压力为6MPa；
(3)切坯：将挤出的样料通过切坯机进行切割，得到240mm×115mm×53mm标准样块湿坯；
(4)烘干：将标准样块湿坯利用烘干窑进行烘干，烘干温度80℃，烘干时间15h；
(5)烧结：将烘干后的样坯利用隧道窑进行烧结，烧结温度945℃，烧结时间7h，得到粉煤灰烧结青砖。
实施例3
一种粉煤灰烧结青砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料混合：将质量百分比为60％的粉煤灰、10％的煤矸石、6％的水玻璃、4％的高岭土和8％的矿粉通过高速混合机在800r/min的转速下混合10min，再加入占固体原料质量百分比20％的水，得到混合泥料待用；
(2)挤出成型：将混合泥料采用真空双轴挤出机挤出成型，挤出压力为8MPa；
(3)切坯：将挤出的样料通过切坯机进行切割，得到240mm×115mm×53mm标准样块湿坯；
(4)烘干：将标准样块湿坯利用烘干窑进行烘干，烘干温度110℃，烘干时间8h；
(5)烧结：将烘干后的样坯利用隧道窑进行烧结，烧结温度1050℃，烧结时间5h，得到粉煤灰烧结青砖。
实施例4
一种粉煤灰烧结青砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料混合：将质量百分比为60％的粉煤灰、15％的煤矸石、8％的高岭土和20％的硅灰通过高速混合机在800r/min的转速下混合9min，再加入占固体原料质量百分比15％的水，得到混合泥料待用；
(2)挤出成型：将混合泥料采用真空双轴挤出机挤出成型，挤出压力为8MPa；
(3)切坯：将挤出的样料通过切坯机进行切割，得到240mm×115mm×53mm标准样块湿坯；
(4)烘干：将标准样块湿坯利用烘干窑进行烘干，烘干温度70℃，烘干时间20h；
(5)烧结：将烘干后的样坯利用隧道窑进行烧结，烧结温度1000℃，烧结时间6h，得到粉煤灰烧结青砖。
将实施例1-4中制得的粉煤灰烧结青砖进行性能测试，结果如表1所示。
表1烧结青砖性能测试结果
组别 容重(kg/m3) 抗压强度(MPa)
实施例1 1500 15.1
实施例2 1580 19.8
实施例3 1700 25.2
实施例4 1630 24.7
由表1可以看出，本发明制得的粉煤灰烧结青砖容重在1500kg/m3到1700kg/m3之间，而现有的粘土青砖容重一般在2000kg/m3以上，水泥青砖比粘土青砖的容重更高，本发明的烧结青砖容重与现有青砖相比下降了15％以上，大大提高了青砖的使用性能以及施工安全性。同时，本发明的烧结青砖抗压强度在15.1MPa以上，达到国家标准GB5101-2003《普通烧结砖》中强度等级MU15以上，符合多种条件下对青砖的强度要求，可被广泛推广应用。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (7)

1.一种粉煤灰烧结青砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料混合：将质量百分比为70-90％的固体废弃物、6-10％的增塑剂和3-20％的增强剂通过高速混合机混合6-10min，再加入占固体原料质量百分比15-20％的水，得到混合泥料待用，其中所述固体废弃物为粉煤灰和煤矸石的混合物；
(2)挤出成型：将混合泥料采用真空双轴挤出机挤出成型；
(3)切坯：将挤出的样料通过切坯机进行切割，得到240mm×115mm×53mm标准样块湿坯；
(4)烘干：将标准样块湿坯利用烘干窑进行烘干；
(5)烧结：将烘干后的样坯利用隧道窑进行烧结，得到粉煤灰烧结青砖。
2.根据权利要求1所述的粉煤灰烧结青砖的制备方法，其特征在于，所述增塑剂为水玻璃、高岭土、甲基纤维素中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的粉煤灰烧结青砖的制备方法，其特征在于，所述增强剂为矿粉、硅灰中的一种或几种，所述增强剂的颗粒尺寸小于325目。
4.根据权利要求1所述的粉煤灰烧结青砖的制备方法，其特征在于，步骤(1)中高速混合机的转速为300-800r/min。
5.根据权利要求1所述的粉煤灰烧结青砖的制备方法，其特征在于，步骤(2)中挤出压力为4-8MPa。
6.根据权利要求1所述的粉煤灰烧结青砖的制备方法，其特征在于，步骤(4)中烘干温度为50-110℃，烘干时间为8-24h。
7.根据权利要求1所述的粉煤灰烧结青砖的制备方法，其特征在于，步骤(5)中烧结温度为850-1050℃，烧结时间为5-9h。
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