CN110304891B - 一种环保免烧砖及其制备方法 - Google Patents

一种环保免烧砖及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110304891B
CN110304891B CN201910554524.8A CN201910554524A CN110304891B CN 110304891 B CN110304891 B CN 110304891B CN 201910554524 A CN201910554524 A CN 201910554524A CN 110304891 B CN110304891 B CN 110304891B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
brick
yellow mud
baking
free brick
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910554524.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110304891A (zh
Inventor
彭保太
林高用
彭炳锋
王建辉
张祖国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi Baotai Non Ferrous Metals Group Co Ltd
Original Assignee
Jiangxi Baotai Non Ferrous Metals Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangxi Baotai Non Ferrous Metals Group Co Ltd filed Critical Jiangxi Baotai Non Ferrous Metals Group Co Ltd
Priority to CN201910554524.8A priority Critical patent/CN110304891B/zh
Publication of CN110304891A publication Critical patent/CN110304891A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110304891B publication Critical patent/CN110304891B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00017—Aspects relating to the protection of the environment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明提供了一种环保免烧砖及其制备方法，其主要原料来自铝灰基絮凝剂处理有色金属加工企业的工业污水之后产生的黄泥(以下称“黄泥”)，包含如下质量份数比的原料：黄泥400～700份，矿渣粉100～200份，水泥80～100份，骨料300～400份，凝结剂100～130份，碱激发剂90～100份，耐磨剂70份；本发明所制备的免烧砖强度高，是普通红砖抗压强度(15～20MPa)的2倍左右，同时也比普通红砖的渗水效果好，耐候性强；且制备方法简单易行，无需高温烧结，成本低，不仅可以大规模实现有害废渣的资源化利用，同时也解决了免烧砖原料的来源问题，具有显著的经济效益和环保效益。

Description

一种环保免烧砖及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，尤其是指一种环保免烧砖及其制备方法。
背景技术
在有色金属加工企业，通常采用铝灰基絮凝剂来净化其工业污水，处理后在净化池内将产生一种黄色泥渣，行业俗称为黄泥。黄泥成分复杂，主要有二氧化硅、氧化铝、碳酸钙等物质，还有少量的铁、硅、镁的氧化物和钾、钠、钙、镁等金属的氯化物，对土壤和水质会造成轻微污染，所以企业不能随意排放。但大量的黄泥堆积不仅占用场地，还会对环境造成更大的污染。因此，行业中急需寻找一种科学可行的办法，将这些黄泥进行“变废为宝”的有效处理。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明目的在于提供一种利用工业污水处理之后产生的黄泥为主要原料制备而成的免烧砖，该免烧砖平整光滑、强度高、渗水效果好、耐候性强，可以用作铺路材料；本发明的另一目的在于提供一种免烧砖的制备方法，具有制备流程简单、成本低廉的优点，且不会对环境造成二次污染。为实现上述之目的，本发明采取如下技术方案：
(二)技术方案
一种环保免烧砖，其主要原料来自铝灰基絮凝剂处理有色金属加工企业的工业污水之后产生的黄泥，包含如下质量份数比的原料：黄泥400～700份，矿渣粉100～200份，水泥80～100份，骨料300～400份，凝结剂100～130份，碱激发剂90～100份，耐磨剂70份，所述凝结剂为半水石膏、聚乙烯醇、淀粉胶按质量比为10～15：3～7：5～10的混合物，所述碱激发剂选自生石灰或熟石灰中的至少一种，所述耐磨剂为玻璃粉，其平均粒径为2～3μm。
其中，聚乙烯醇分子式为[C2H4O]n，具有大量仲羟基和少量的乙酰氧基，是水溶性高分子树脂，无味无毒，具有良好的成膜性、吸附性，配合淀粉胶、二水石膏，可以进一步提高免烧砖的强度与抗冻性；玻璃粉具有良好的亲和能力，并且有较强的位阻能力，能方便地分散于原料中，可提高免烧砖的抗刮伤性能、耐候性。
优选地，包含如下质量份数比的原料：黄泥400份，矿渣粉100份，水泥80份，骨料300份，凝结剂100份，碱激发剂90份，耐磨剂70份。
优选地，包含如下质量份数比的原料：黄泥550份，矿渣粉150份，水泥90份，骨料350份，凝结剂115份，碱激发剂95份，耐磨剂70份。
进一步，所述骨料为粒径小于3mm的砂粒。
一种用于制备环保免烧砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)、黄泥预处理：将黄泥置于干燥箱中，去除水分，将干燥后的黄泥放入粉碎机中进行粉碎处理，再用筛选机筛选粒径为0.4～0.6mm的粉料；
(2)、配料：将步骤(1)所述粉料以及其他原料按比例称重，备用；
(3)、混合：将称好的原料混合均匀，以水料比为0.1～0.15的比例加入水后再次混合均匀，得到湿混料；
(4)、压制：将步骤(3)所述湿混料置于模具中，进行压制，压制机每平方厘米施加的力为200～300公斤，保压时间为5～10秒得到砖坯；
(5)、养护：常规养护28天即可得到成品。
优选地，所述步骤(4)中压制机的每平方厘米施加的力为250公斤。
(三)有益效果
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，本发明以黄泥为主要原料制备铺路用免烧砖，与其它免烧砖相比，主要优势在于，所制备的免烧砖强度高，是普通红砖的2倍左右，同时也比普通红砖的渗水效果好，耐候性强；且制备方法简单易行，无需高温烧结，成本低，不仅可以大规模实现有害废渣的资源化利用，同时也解决了免烧砖原料的来源问题，具有显著的经济效益和环保效益。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步具体说明。需要说明的是，以下实施例仅用于解释本发明，而不应视为对本发明的权利要求的范围的限制。
本发明涉及的原理：
本发明采用的黄泥中含有大量的活性氧化硅、活性氧化铝等物质，与氢氧化钙发生水化反应，生成类似于水泥水化产物的水硬性胶凝物质水化硅酸钙，水化铝酸钙等，从而不断提高砖的强度。同时聚乙烯醇、淀粉胶的加入，进一步加强原料的凝结程度。玻璃粉具有良好的亲和能力，并且有较强的空间位隔能力，能较均匀地分布于湿混料中，压制成型后能提高免烧砖的硬度，提高其抗磨、抗刮等性能。具体强化原理如下：
(1)物理机械作用。免烧砖的初期强度是从砖坯成型过程中获得的，即在高压下原材料颗粒间紧密接触，依靠分子间吸引力产生了自然的粘结性，从而砖的密实度变高，也就保证了物料颗粒之间的物理化学作用能够高效地进行。这不仅使砖坯具有一定的强度，同时也为后期强度的形成提供了条件。免烧砖强度随成型压力增加而提高，如果没有高压成型作用，即使加入水泥和石灰，也无法形成高强度。
(2)水泥、石灰的水解及原料之间的水硬性胶凝反应。免烧砖的原料中，如黄泥中含有大量的活性氧化硅和活性氧化铝等物质、与氢氧化钙发生水化反应，生成类似于水泥水化产物的水硬性胶凝物质--水化硅酸钙、水化铝酸钙等，从而不断提高砖的强度。主要反应有：
XCa(OH)2+XSiO2+nH2O→XCaOSiO2H2O············(水化硅酸钙)
XCa(OH)2+XAl3O2+nH2O→XCaOAl2O3H2O···········(水化硅酸铝)
3CaO·A12O3·H2O+3CaSO4·2H2O+nH2O＝3CaO·Al2O3·3CaSO4·(x+3)H2O············(钙矾石)
Ca(OH)2+CO2＝CaCO3+H2O··················(碳酸钙)
(3)颗粒表面的离子交换和团粒化作用。免烧砖颗粒物料在水分子的作用下，表面形成了一层薄薄的水化膜，两个带有水化膜的物料存在叠加的公共水膜。在公共水膜的作用下，一部分的化学键开始断裂电离，形成胶体颗粒体系。胶体颗粒大多数表面带有负电荷，可以吸附阳离子。而不同价、不同离子半径的阳离子可以与料中生成的Ca(OH)2的Ca2+等当量吸附交换。由于这些胶体颗粒表面的离子吸附与交换作用，改变了颗粒表面的带电状态，使颗粒形成了一个个小的聚集体，从而在后期反应中产生强度。
(4)各相间的界面反应。在免烧砖的强度产生体系中，有着液相与固相、固相与固相以及气相与固相之间的反应。比如在加水后，水泥等固化剂发生水化发应，就是液相和固相之间的反应。而各种干料，如矿渣粉和黄泥靠水泥等粘结在一起，就是固相与固相之间的反应。又如料中的Ca(OH)2被空气中的CO2炭化生成CaCO3的反应，就是气相与固相间的反应。这些反应都是从两相的界面开始，不断的深入，使砖的强度不断增强。
本发明提供的实施例所使用黄泥均来自于某有色金属公司铝灰基絮凝剂处理其工业污水之后产生的固体废物，主要有二氧化硅、氧化铝，还有少量的铁、硅、镁的氧化物和钾、钠、钙、镁等金属的氯化物；所述骨料均为粒径为0.25～0.5mm的砂子，所述的碱激发剂均为生石灰，所述耐磨剂均为平均粒径为2～3μm玻璃粉。
各实施例中环保免烧砖的制备方法包括以下步骤：
(1)黄泥预处理：将黄泥置于干燥箱中，去除水分，将干燥后的黄泥放入粉碎机中进行粉碎处理，再用筛选机筛选粒径为0.4mm～0.6mm的粉料；
(2)配料：将步骤(1)所述的粉料以及其他原料按比例称重，备用；
(3)混合：将称好的原料混合均匀，加入适量水再次混合均匀，得到湿混料，水料比为0.1～0.15；
(4)压制：将步骤(3)所述湿混料置于模具中，进行压制，压制机每平方厘米施加的力为200～300公斤，得到砖坯；
(5)养护：常规养护28天得到成品。
根据国家标准，对各实施例所得的环保免烧砖进行抗压性能测试，得到各实施例的情况如表1所示：
表1免烧砖成分组合及检测结果
Figure GDA0003220502740000051
由实施例1～9可知：
1、随着所述黄泥所占质量份数比的降低，制备的免烧砖强度增加；
2、实施例1黄泥所占质量份数比取上限，其他原料取下限，在其基础上，实施例4～8分别取矿渣粉、水泥、骨料、凝结剂、碱激发剂所占质量份数的上限，发现骨料所占质量份数比增加后，制备的免烧砖强度略有降低，其他原料所占质量份数比增加后，制备的免烧砖强度增加。
由表1测试结果可见，采用本发明的原料配比和工艺，制备出来的免烧砖抗压强度均超过普通红砖的抗压强度(15～20MPa)，达到国家标准要求。
本发明的设计要点在于以黄泥为主要原料制备铺路用免烧砖，与其它免烧砖相比，主要优势在于，所制备的免烧砖强度高，是普通红砖的2倍左右，同时也比普通红砖的渗水效果好，耐候性强；且制备方法简单易行，无需高温烧结，成本低，不仅可以大规模实现有害废渣的资源化利用，同时也解决了免烧砖原料的来源问题，具有显著的经济效益和环保效益。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种环保免烧砖，其主要原料来自铝灰基絮凝剂处理有色金属加工企业的工业污水之后产生的黄泥，其特征在于：包含如下质量份数比的原料：黄泥400～700份，矿渣粉100～200份，水泥80～100份，骨料300～400份，凝结剂100～130份，碱激发剂90～100份，耐磨剂70份，所述凝结剂为半水石膏、聚乙烯醇、淀粉胶按质量比为10～15：3～7：5～10的混合物，所述碱激发剂选自生石灰或熟石灰中的至少一种，所述耐磨剂为玻璃粉，其平均粒径为2～3μm。
2.根据权利要求1所述一种环保免烧砖，其特征在于：包含如下质量份数比的原料：黄泥400份，矿渣粉100份，水泥80份，骨料300份，凝结剂100份，碱激发剂90份，耐磨剂70份。
3.根据权利要求1所述一种环保免烧砖，其特征在于：包含如下质量份数比的原料：黄泥550份，矿渣粉150份，水泥90份，骨料350份，凝结剂115份，碱激发剂95份，耐磨剂70份。
4.根据权利要求1所述一种环保免烧砖，其特征在于：所述骨料为粒径小于3mm的砂粒。
5.一种用于制备如权利要求1～4任一项所述环保免烧砖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、黄泥预处理：将黄泥置于干燥箱中，去除水分，将干燥后的黄泥放入粉碎机中进行粉碎处理，再用筛选机筛选粒径为0.4～0.6mm的粉料；
(2)、配料：将步骤(1)所述粉料以及其他原料按比例称重，备用；
(3)、混合：将称好的原料混合均匀，以水料比为0.1～0.15的比例加入水后再次混合均匀，得到湿混料；
(4)、压制：将步骤(3)所述湿混料置于模具中，进行压制，压制机每平方厘米施加的力为200～300公斤，保压时间为5～10秒得到砖坯；
(5)、养护：常规养护28天即可得到成品。
6.根据权利要求5所述一种环保免烧砖的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中压制机的每平方厘米施加的力为250公斤。
CN201910554524.8A 2019-06-25 2019-06-25 一种环保免烧砖及其制备方法 Active CN110304891B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910554524.8A CN110304891B (zh) 2019-06-25 2019-06-25 一种环保免烧砖及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910554524.8A CN110304891B (zh) 2019-06-25 2019-06-25 一种环保免烧砖及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110304891A CN110304891A (zh) 2019-10-08
CN110304891B true CN110304891B (zh) 2021-11-02

Family

ID=68076208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910554524.8A Active CN110304891B (zh) 2019-06-25 2019-06-25 一种环保免烧砖及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110304891B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110698136B (zh) * 2019-10-25 2021-09-07 中南大学 一种黏土地层基坑渣土免烧砖及制备方法
CN111908828B (zh) * 2020-07-29 2022-04-26 和县明生环保材料有限责任公司 一种防潮防霉油页岩废渣制免烧砖的凝结剂的制备方法
CN113982179B (zh) * 2021-11-15 2023-03-17 宁乡宁华新材料有限公司 一种隔热环保免烧砖及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103466833A (zh) * 2013-09-10 2013-12-25 西北稀有金属材料研究院 一种含铍污水的处理方法
CN103553492A (zh) * 2013-10-16 2014-02-05 山东大学 一种以聚合氯化铝废渣和赤泥为主料的免烧砖及其制备方法
CN104803635A (zh) * 2015-04-08 2015-07-29 沈阳工业大学 废玻璃特细尾矿砂地面砖及其制备方法
CN105948576A (zh) * 2016-04-21 2016-09-21 广州海滔环保科技有限公司 多种工业污泥制环保免烧砖的方法及其制备系统
CN108285312A (zh) * 2018-04-02 2018-07-17 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 一种湿法炼锌铁矾渣和污水处理污泥的资源化利用方法
CN108439877A (zh) * 2018-04-02 2018-08-24 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 一种用湿法炼锌产生的固体废物制备实心砖的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102300826B (zh) * 2009-01-30 2015-02-18 全南大学校产学协力团 碱激活结合料、使用结合料的碱激活砂浆、混凝土制品和湿红粘土铺路材料

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103466833A (zh) * 2013-09-10 2013-12-25 西北稀有金属材料研究院 一种含铍污水的处理方法
CN103553492A (zh) * 2013-10-16 2014-02-05 山东大学 一种以聚合氯化铝废渣和赤泥为主料的免烧砖及其制备方法
CN104803635A (zh) * 2015-04-08 2015-07-29 沈阳工业大学 废玻璃特细尾矿砂地面砖及其制备方法
CN105948576A (zh) * 2016-04-21 2016-09-21 广州海滔环保科技有限公司 多种工业污泥制环保免烧砖的方法及其制备系统
CN108285312A (zh) * 2018-04-02 2018-07-17 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 一种湿法炼锌铁矾渣和污水处理污泥的资源化利用方法
CN108439877A (zh) * 2018-04-02 2018-08-24 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 一种用湿法炼锌产生的固体废物制备实心砖的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110304891A (zh) 2019-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110304891B (zh) 一种环保免烧砖及其制备方法
Muhammad et al. Strength evaluation by using polycarboxylate superplasticizer and solidification efficiency of Cr6+, Pb2+ and Cd2+ in composite based geopolymer
Chindaprasirt et al. Thermal treatment and utilization of Al-rich waste in high calcium fly ash geopolymeric materials
CN1880264A (zh) 矿山尾矿蒸压砖及其制造方法
CN110467368B (zh) 一种用于无机固体废弃物建材化的活性激发剂及其制备方法
CN110964534B (zh) 一种高性能环保软土固化剂及其制备方法
CN113213789B (zh) 基于生活垃圾焚烧飞灰制备的路面砖及其制备方法
MX2010006298A (es) Materiales estructurales con casi cero emisiones de carbon.
WO2019116124A1 (en) Control of time of setting of geopolymer compositions containing high-ca reactive aluminosilicate materials
CN111892366B (zh) 一种生态空心砌块及制备方法
Zhang et al. Effects of pretreated recycled powder substitution on mechanical properties and microstructures of alkali-activated cement
KR101151605B1 (ko) 토목용 폐석고 블록 조성물，이를 이용한 폐석고 블록 및 그 제조 방법
KR20100090844A (ko) 도시 쓰레기 소각재인 소각비산재와 바닥재를 혼합한 무기바인더의 제조 방법
CN112592145A (zh) 一种早强磷石膏膨胀砂浆的制备方法
CN114804807B (zh) 一种全固废软基淤泥固化粉料及其制备方法
CN109133775B (zh) 锂渣混配砂砾型水泥混凝土及其制备方法
CN103145362A (zh) 一种用工业废渣制备水泥混凝土早强剂的方法
CN108328995B (zh) 一种防水砂浆的制备方法
CN107663044B (zh) 一种地聚合物类软土胶结剂及其制备方法
KR20120044014A (ko) 고강도 지오폴리머 조성물 및 그 제조방법
CN108530015B (zh) 一种利用铝土矿尾矿制造的蒸养砖及其制备方法
CN113912370B (zh) 一种钢渣砖的制备方法
CN114180709A (zh) 一种利用铸造粘土废砂制作多孔型蒸养除磷生物滤料的方法
CN1291940C (zh) 利用化工白泥渣制备高强度硅酸盐墙体材料的方法
Król et al. Preparation and Structure of Geopolymer‐Based Alkali‐Activated Circulating Fuildized Bed Ash Composite for Removing Ni2+ from Wastewater

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: An environment-friendly non fired brick and its preparation method

Effective date of registration: 20220530

Granted publication date: 20211102

Pledgee: Yujiang branch of the Industrial Commercial Bank of China Ltd.

Pledgor: JIANGXI BAOTAI NON-FERROUS METAL GROUP Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980006728