CN110963785A - 一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法，涉及空心砖制备技术领域，包括以下步骤：(1)得到预混料；(2)得到中间料；（3）得到煅烧料；（4）经过双级真空挤砖机成型；(5)得到空心砖干坯；(6)得成型空心砖；本发明方法制备的空心砖具有优异的抗冻性能。

Description

一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法
技术领域
本发明属于空心砖制备技术领域，具体涉及一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法。
背景技术
常用于非承重部位，孔洞率等于或大于35% [1]，空的尺寸大而数量少的砖称为空心砖。空心砖分为水泥空心砖，粘土空心砖，片麻岩空心砖。空心砖是建筑行业常用的墙体主材，由于质轻、消耗原材少等优势，已经成为国家建筑部门首先推荐的产品。空心砖有单排方孔、单排圆孔和多排扁孔三种形式，其中多排扁孔对保温较有利。由空心砖单独组成或配钢筋浇筑混凝土组成的墙体作为新型墙体，在目前的建筑行业中得到广泛的应用。目前建砌筑体材料有粘土砖、加气混凝土砖、炉渣空心砖、煤矸石空心砖、水泥空心砖等，其中，现有技术中炉渣石砖易出现坯体产生鱼磷片般的剥落，影响外观和耐久性。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法，包括以下步骤：
(1)将片麻岩、炉渣和铁矿石粉添加到研磨机中进行粉碎研磨处理，然后再过筛，得到预混料，所述片麻岩、炉渣和铁矿石粉混合质量比为10-15: 80:1.2，所述研磨处理为将片麻岩、炉渣和铁矿石粉混合后，然后添加炉渣质量30%的丙三醇，进行研磨2小时，再添加丙三醇质量0.5%的有机酸溶液，继续研磨2小时，再旋转蒸发干燥，过滤，烘干，即得，所述有机酸溶液选自C1-C18的有机羧酸中的一种，其中有机羧酸溶液为质量分数为1.5%的乙二酸溶液，通过在对片麻岩、炉渣和铁矿石粉进行研磨时，添加一定量的丙三醇和有机羧酸作为助磨剂进行研磨，能够极大的提高研磨效果，促进片麻岩、炉渣和铁矿石粉中成分相互作用反应，形成新的活性成分，从而能够在空心砖烧制过程中具有一定的扩散传质机制的作用，能够形成少量的高温液相，促进固相反应，改善空心砖的组织结构特性，提高了空心砖的综合性能，尤其是抗冻性能得到极大的提高；
(2)将上述预混料先放在温度为65-68℃，湿度为70-75%的环境下静置20-24小时，得到中间料；
（3）将步骤（2）得到的中间料送入煅烧炉中进行煅烧2-3小时，所述煅烧炉中煅烧温度为380-420℃，然后随炉冷却，得到煅烧料；
（4）将步骤（3）得到的煅烧料、粘土、粉煤灰添加到搅拌机中进行搅拌18-20min，所述煅烧料、粘土、粉煤灰混合质量比为80-90:10-15：3-5，然后再添加水，继续搅拌40-45min，然后再送入双轴搅拌机内搅拌捏练；经捏练后，再添加到双级真空挤砖机成型；
(5)将挤压成型的空心砖砖坯，移送到干燥室中，在55-58℃的温度下，进行干燥处理，待空心砖砖坯砖坯的含水率为2.5-2.8wt％时，移出，得到空心砖干坯；
(6)将空心砖干坯送入烧制炉中进行烧制处理，烧制分为两个阶段，第一阶段加热至950-980℃，所述第一阶段升温速率为5℃/min，保温6-8小时，然后冷却至200-230℃，所述第一阶段降温速率为3℃/min，继续保温3-5小时，通过在第一阶段烧制处理，在950-980℃的高温下，片麻岩与石英以及硅铝酸盐会相互反应，形成低共熔物，填充与坯体的组织颗粒之间，从而能够显著的促进砖坯的烧结致密性，同时，炉渣的热值加快焙烧速度，促进了液相胶结各种形态的晶体颗粒相互穿插连接，从而能够有效的避免传统炉渣空心砖易产生的鱼鳞片般的剥落，降低空心砖质量的现象，极大的提高了空心砖的抗冻性能，然后进入第二阶段，第二阶段升温至600-640℃，所述第二阶段升温速率为7℃/min，保温5-6小时，通过进行第二阶段的回温处理，能够极大的巩固第一阶段的相变反应，同时，能够进一步的提高空心砖的抗冻性能，然后自然冷却至室温，即得成型空心砖。
炉渣的物理性能：
松散容重：725kg/m³；
普氏硬度系数：1.6；
塑性指数：8.2；
含水率：7.8%；
烧成收缩率1.2%；
发热量1350kJ/kg。
有益效果：本发明方法制备的空心砖具有优异的抗冻性能，通过在对片麻岩、炉渣和铁矿石粉进行研磨时，添加一定量的丙三醇和有机羧酸作为助磨剂进行研磨，能够极大的提高研磨效果，促进片麻岩、炉渣和铁矿石粉中成分相互作用反应，形成新的活性成分，从而能够在空心砖烧制过程中具有一定的扩散传质机制的作用，能够形成少量的高温液相，促进固相反应，改善空心砖的组织结构特性，提高了空心砖的综合性能，尤其是抗冻性能得到极大的提高；通过在第一阶段烧制处理，在950-980℃的高温下，片麻岩与石英以及硅铝酸盐会相互反应，形成低共熔物，填充与坯体的组织颗粒之间，从而能够显著的促进砖坯的烧结致密性，同时，液相胶结各种形态的晶体颗粒相互穿插连接，从而能够有效的避免传统炉渣空心砖易产生的鱼鳞片般的剥落，降低空心砖质量的现象，极大的提高了空心砖的抗冻性能，通过进行第二阶段的回温处理，能够极大的巩固第一阶段的相变反应，同时，能够进一步的提高空心砖的抗冻性能。
附图说明
图1为不同第一阶段温度对抗冻性能影响图。
具体实施方式
实施例1
一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法，包括以下步骤：
(1)将片麻岩、炉渣和铁矿石粉添加到研磨机中进行粉碎研磨处理，然后再过筛，得到预混料，所述片麻岩、炉渣和铁矿石粉混合质量比为10: 80:1.2，所述研磨处理为将片麻岩、炉渣和铁矿石粉混合后，然后添加炉渣质量30%的丙三醇，进行研磨2小时，再添加丙三醇质量0.5%的有机酸溶液，继续研磨2小时，再旋转蒸发干燥，过滤，烘干，即得，所述有机酸溶液选自C1-C18的有机羧酸中的一种，其中有机羧酸溶液为质量分数为1.5%的乙二酸溶液，通过在对片麻岩、炉渣和铁矿石粉进行研磨时，添加一定量的丙三醇和有机羧酸作为助磨剂进行研磨，能够极大的提高研磨效果，促进片麻岩、炉渣和铁矿石粉中成分相互作用反应，形成新的活性成分，从而能够在空心砖烧制过程中具有一定的扩散传质机制的作用，能够形成少量的高温液相，促进固相反应，改善空心砖的组织结构特性，提高了空心砖的综合性能，尤其是抗冻性能得到极大的提高；
(2)将上述预混料先放在温度为65℃，湿度为70%的环境下静置20小时，得到中间料；
（3）将步骤（2）得到的中间料送入煅烧炉中进行煅烧2小时，所述煅烧炉中煅烧温度为380℃，然后随炉冷却，得到煅烧料；
（4）将步骤（3）得到的煅烧料、粘土、粉煤灰添加到搅拌机中进行搅拌18min，所述煅烧料、粘土、粉煤灰混合质量比为80:10：3，然后再添加水，继续搅拌40min，然后再送入双轴搅拌机内搅拌捏练；经捏练后，再添加到双级真空挤砖机成型；
(5)将挤压成型的空心砖砖坯，移送到干燥室中，在55℃的温度下，进行干燥处理，待空心砖砖坯砖坯的含水率为2.5wt％时，移出，得到空心砖干坯；
(6)将空心砖干坯送入烧制炉中进行烧制处理，烧制分为两个阶段，第一阶段加热至950℃，所述第一阶段升温速率为5℃/min，保温6小时，然后冷却至200℃，所述第一阶段降温速率为3℃/min，继续保温3小时，通过在第一阶段烧制处理，在950-980℃的高温下，片麻岩与石英以及硅铝酸盐会相互反应，形成低共熔物，填充与坯体的组织颗粒之间，从而能够显著的促进砖坯的烧结致密性，同时，炉渣的热值加快焙烧速度，促进了液相胶结各种形态的晶体颗粒相互穿插连接，从而能够有效的避免传统炉渣空心砖易产生的鱼鳞片般的剥落，降低空心砖质量的现象，极大的提高了空心砖的抗冻性能，然后进入第二阶段，第二阶段升温至600℃，所述第二阶段升温速率为7℃/min，保温5小时，通过进行第二阶段的回温处理，能够极大的巩固第一阶段的相变反应，同时，能够进一步的提高空心砖的抗冻性能，然后自然冷却至室温，即得成型空心砖。
实施例2
一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法，包括以下步骤：
(1)将片麻岩、炉渣和铁矿石粉添加到研磨机中进行粉碎研磨处理，然后再过筛，得到预混料，所述片麻岩、炉渣和铁矿石粉混合质量比为15: 80:1.2，所述研磨处理为将片麻岩、炉渣和铁矿石粉混合后，然后添加炉渣质量30%的丙三醇，进行研磨2小时，再添加丙三醇质量0.5%的有机酸溶液，继续研磨2小时，再旋转蒸发干燥，过滤，烘干，即得，所述有机酸溶液选自C1-C18的有机羧酸中的一种，其中有机羧酸溶液为质量分数为1.5%的乙二酸溶液，通过在对片麻岩、炉渣和铁矿石粉进行研磨时，添加一定量的丙三醇和有机羧酸作为助磨剂进行研磨，能够极大的提高研磨效果，促进片麻岩、炉渣和铁矿石粉中成分相互作用反应，形成新的活性成分，从而能够在空心砖烧制过程中具有一定的扩散传质机制的作用，能够形成少量的高温液相，促进固相反应，改善空心砖的组织结构特性，提高了空心砖的综合性能，尤其是抗冻性能得到极大的提高；
(2)将上述预混料先放在温度为68℃，湿度为75%的环境下静置24小时，得到中间料；
（3）将步骤（2）得到的中间料送入煅烧炉中进行煅烧3小时，所述煅烧炉中煅烧温度为420℃，然后随炉冷却，得到煅烧料；
（4）将步骤（3）得到的煅烧料、粘土、粉煤灰添加到搅拌机中进行搅拌20min，所述煅烧料、粘土、粉煤灰混合质量比为90: 15： 5，然后再添加水，继续搅拌45min，然后再送入双轴搅拌机内搅拌捏练；经捏练后，再添加到双级真空挤砖机成型；
(5)将挤压成型的空心砖砖坯，移送到干燥室中，在58℃的温度下，进行干燥处理，待空心砖砖坯砖坯的含水率为2.8wt％时，移出，得到空心砖干坯；
(6)将空心砖干坯送入烧制炉中进行烧制处理，烧制分为两个阶段，第一阶段加热至980℃，所述第一阶段升温速率为5℃/min，保温8小时，然后冷却至230℃，所述第一阶段降温速率为3℃/min，继续保温5小时，通过在第一阶段烧制处理，在950-980℃的高温下，片麻岩与石英以及硅铝酸盐会相互反应，形成低共熔物，填充与坯体的组织颗粒之间，从而能够显著的促进砖坯的烧结致密性，同时，炉渣的热值加快焙烧速度，促进了液相胶结各种形态的晶体颗粒相互穿插连接，从而能够有效的避免传统炉渣空心砖易产生的鱼鳞片般的剥落，降低空心砖质量的现象，极大的提高了空心砖的抗冻性能，然后进入第二阶段，第二阶段升温至640℃，所述第二阶段升温速率为7℃/min，保温6小时，通过进行第二阶段的回温处理，能够极大的巩固第一阶段的相变反应，同时，能够进一步的提高空心砖的抗冻性能，然后自然冷却至室温，即得成型空心砖。
实施例3
一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法，包括以下步骤：
(1)将片麻岩、炉渣和铁矿石粉添加到研磨机中进行粉碎研磨处理，然后再过筛，得到预混料，所述片麻岩、炉渣和铁矿石粉混合质量比为12: 80:1.2，所述研磨处理为将片麻岩、炉渣和铁矿石粉混合后，然后添加炉渣质量30%的丙三醇，进行研磨2小时，再添加丙三醇质量0.5%的有机酸溶液，继续研磨2小时，再旋转蒸发干燥，过滤，烘干，即得，所述有机酸溶液选自C1-C18的有机羧酸中的一种，其中有机羧酸溶液为质量分数为1.5%的乙二酸溶液，通过在对片麻岩、炉渣和铁矿石粉进行研磨时，添加一定量的丙三醇和有机羧酸作为助磨剂进行研磨，能够极大的提高研磨效果，促进片麻岩、炉渣和铁矿石粉中成分相互作用反应，形成新的活性成分，从而能够在空心砖烧制过程中具有一定的扩散传质机制的作用，能够形成少量的高温液相，促进固相反应，改善空心砖的组织结构特性，提高了空心砖的综合性能，尤其是抗冻性能得到极大的提高；
(2)将上述预混料先放在温度为66℃，湿度为70-75%的环境下静置22小时，得到中间料；
（3）将步骤（2）得到的中间料送入煅烧炉中进行煅烧2-3小时，所述煅烧炉中煅烧温度为3400℃，然后随炉冷却，得到煅烧料；
（4）将步骤（3）得到的煅烧料、粘土、粉煤灰添加到搅拌机中进行搅拌18-20min，所述煅烧料、粘土、粉煤灰混合质量比为85:12：4，然后再添加水，继续搅拌42min，然后再送入双轴搅拌机内搅拌捏练；经捏练后，再添加到双级真空挤砖机成型；
(5)将挤压成型的空心砖砖坯，移送到干燥室中，在55-58℃的温度下，进行干燥处理，待空心砖砖坯砖坯的含水率为2.6wt％时，移出，得到空心砖干坯；
(6)将空心砖干坯送入烧制炉中进行烧制处理，烧制分为两个阶段，第一阶段加热至960℃，所述第一阶段升温速率为5℃/min，保温7小时，然后冷却至210℃，所述第一阶段降温速率为3℃/min，继续保温4小时，通过在第一阶段烧制处理，在950-980℃的高温下，片麻岩与石英以及硅铝酸盐会相互反应，形成低共熔物，填充与坯体的组织颗粒之间，从而能够显著的促进砖坯的烧结致密性，同时，炉渣的热值加快焙烧速度，促进了液相胶结各种形态的晶体颗粒相互穿插连接，从而能够有效的避免传统炉渣空心砖易产生的鱼鳞片般的剥落，降低空心砖质量的现象，极大的提高了空心砖的抗冻性能，然后进入第二阶段，第二阶段升温至620℃，所述第二阶段升温速率为7℃/min，保温5.5小时，通过进行第二阶段的回温处理，能够极大的巩固第一阶段的相变反应，同时，能够进一步的提高空心砖的抗冻性能，然后自然冷却至室温，即得成型空心砖。
空心砖尺寸：空心砖的规格尺寸为250mm×110mm×90mm，KP1型20孔呈梅花状，孔洞率26%，其外形为直角六面体或圆角六面体，通常以生产直角六面体为主，
对实施例空心砖进行抗冻性能检测：
表1
抗冻性能MPa
实施例1 12.68
实施例2 13.14
实施例3 12.83
由表1可以看出，本发明制备的空心砖具有优异的抗冻性能。
以实施例1为基础试样，对照组与实施例1区别为不添加片麻岩和铁矿石粉；对比二者不同第一阶段温度对抗冻性能影响，如图1所示，a为实施例1，b为对照组，可见，实施例1与对照组均为随着第一阶段温度的增加，抗冻性能先增加后降低，对照组抗冻性能最佳时期的温度要明显高于实施例1，可见，对照组需要在更高的温度下才能提高抗冻性能。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法以及核心思想，对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是符合本发明所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将片麻岩、炉渣和铁矿石粉添加到研磨机中进行粉碎研磨处理，然后再过筛，得到预混料；
(2)将上述预混料先放在温度为65-68℃，湿度为70-75%的环境下静置20-24小时，得到中间料；
（3）将步骤（2）得到的中间料送入煅烧炉中进行煅烧2-3小时，然后随炉冷却，得到煅烧料；
（4）将步骤（3）得到的煅烧料、粘土、粉煤灰添加到搅拌机中进行搅拌18-20min，然后再添加水，继续搅拌40-45min，然后再送入双轴搅拌机内搅拌捏练；经捏练后，再添加到双级真空挤砖机成型；
(5)将挤压成型的空心砖砖坯，移送到干燥室中，在55-58℃的温度下，进行干燥处理，待空心砖砖坯砖坯的含水率为2.5-2.8wt％时，移出，得到空心砖干坯；
(6)将空心砖干坯送入烧制炉中进行烧制处理，烧制分为两个阶段，第一阶段加热至950-980℃，保温6-8小时，然后冷却至200-230℃，继续保温3-5小时，然后进入第二阶段，第二阶段升温至600-640℃，保温5-6小时，然后自然冷却至室温，即得成型空心砖。
2.如权利要求1所述的一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法，其特征在于，所述片麻岩、炉渣和铁矿石粉混合质量比为10-15: 80:1.2。
3.如权利要求1所述的一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法，其特征在于，所述研磨处理为将片麻岩、炉渣和铁矿石粉混合后，然后添加炉渣质量30%的丙三醇，进行研磨2小时，再添加丙三醇质量0.5%的有机酸溶液，继续研磨2小时，再旋转蒸发干燥，过滤，烘干，即得。
4.如权利要求3所述的一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法，其特征在于，所述有机酸溶液选自C1-C18的有机羧酸中的一种。
5.如权利要求1所述的一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法，其特征在于，所述煅烧炉中煅烧温度为380-420℃。
6.如权利要求1或5所述的一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法，其特征在于，所述煅烧料、粘土、粉煤灰混合质量比为80-90:10-15：3-5。
7.如权利要求1所述的一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法，其特征在于，所述第一阶段升温速率为5℃/min。
8.如权利要求1所述的一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法，其特征在于，所述第一阶段降温速率为3℃/min。
9.如权利要求1所述的一种利用炉渣增强抗冻性能的空心砖制备方法，其特征在于，所述第二阶段升温速率为7℃/min。
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