CN111302728A - 一种采用工业废渣生产的路面砖及其生产方法 - Google Patents

一种采用工业废渣生产的路面砖及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用工业废渣生产的路面砖及其生产方法,属于建筑材料领域,解决了用作建筑材料的自然资源日益枯竭,以及工业废渣的资源化利用率不足的问题。本发明路面砖组分:粒化高炉矿渣或转炉钢渣,高细矿渣粉或粉煤灰,风积沙,水洗砂,水泥。生产方法:在搅拌机内先加入粒化高炉矿渣或转炉钢渣、风积沙、水洗砂和水搅匀,其次再加入水泥和高细矿渣粉或粉煤灰搅匀,然后再加入颜料搅匀,最后再次加水分搅匀,得到混合料;将混合料运送至成型机,将混合料振动挤压成型为路面砖坯体;将路面砖坯体放置在养护窑中,蒸汽养护至少8小时,出窑。本发明采用工业废渣替代天然原料作为骨料的一种,保证了路面砖的质量,改善了路面砖的吸湿性。

Description

一种采用工业废渣生产的路面砖及其生产方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域,具体涉及一种采用工业废渣生产的路面砖及其生产方法。
背景技术
目前,路面砖的生产原料主要是以水泥为主、加入天然砂石作集料,经搅拌、成型、养护等工艺生产的。
混凝土路面砖是以水泥、石子、砂子为主要原材料,经加工、加压或其他成型工艺制成各种形状。混凝土路面砖主要用于铺设城市道路、人行道、城市广场等混凝土路面及地面工程的块、板等。混凝土路面砖由于长时间暴露在复杂的外界环境中,水侵蚀、风腐化、温度变化、摩擦等原因,容易使其失去原本的色彩,美感度下降,无法保证施工质量和路面砖的使用年限。
随着我国国民经济稳步发展以及城镇化步伐的推进,建筑业高速发展,随之带来的是建筑垃圾数量持续增长。据统计,我国目前每年产生工业垃圾约10亿吨,占城市垃圾总量的30~40%左右,这些工业垃圾的资源化利用率不足5%。大量堆放或填埋的建筑垃圾侵占土地,污染水土资源和大气环境,造成严重的生态负荷,而与此同时,用作建筑材料的自然资源日益枯竭。故而利用建筑垃圾的资源化属性,采用合理工艺制备再生建筑材料是保护资源、可持续发展的必要途径。目前,公开的建筑垃圾处理工艺和技术主要有三类:一是建筑垃圾简单破碎后作为回填材料;二是建筑垃圾破碎筛分后,制备混凝土骨料、免烧砖或墙体材料;三是提取建筑垃圾中某一种或两种组分制备机制砂、废弃混凝土胶凝材料、混合材等建筑材料。这些处理工艺和技术存在几个方面的不足:一是将建筑垃圾简单破碎后作为回填材料,附加值极低,且超过一定运输距离后因运输成本过高而无利用价值;二是将建筑垃圾整体破碎筛分后,制备骨料、免烧砖或墙体材料,由于无法实现建筑垃圾中砂、粘土砖和混凝土的分离,而这些组分本身性质差异大,导致骨料吸水率大、强度低而难以使用,免烧砖吸水率大、耐久性差,墙体材料强度低、耐久性差;三是利用建筑垃圾中某一种或两种组分制备建筑材料, 不能实现建筑垃圾全组分资源化利用,此外,对于利用组分从建筑垃圾中的分离未提出明确的工业技术方案;四是处理工艺不完整且较为复杂,难于工业应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用工业废渣生产的路面砖,以解决用作建筑材料的自然资源日益枯竭,以及工业废渣的资源化利用率不足的问题。
本发明的另一目的是提供一种采用工业废渣生产的路面砖的生产方法。
本发明的技术方案是:一种采用工业废渣生产的路面砖,其特征在于包含以下重量百分比的组分:粒化高炉矿渣或转炉钢渣30~37%,高细矿渣粉或粉煤灰7~15%,风积沙20~25%,水洗砂15~22%,余量为水泥。
作为本发明的进一步改进,粒化高炉矿渣和转炉钢渣的粒径不大于6mm。
作为本发明的进一步改进,高细矿渣粉和粉煤灰的比表面积不小于420cm²/g。
一种采用工业废渣生产的路面砖的生产方法,包括以下步骤:
步骤一、准备各种所需的原料;
步骤二、过筛混合搅拌:将各原料过筛;在搅拌机内先加入粒化高炉矿渣或转炉钢渣、风积沙、水洗砂和水搅匀,其次再加入水泥和高细矿渣粉或粉煤灰搅匀,然后再加入颜料搅匀,最后再次加水分搅匀,得到混合料;
步骤三、挤压成型:将步骤二所得的混合料运送至成型机,将混合料振动挤压成型为路面砖坯体;
步骤四、养护:将步骤三所得的路面砖坯体放置在养护窑中,蒸汽养护至少8小时,出窑。
作为本发明的进一步改进,在步骤三中,填充振动频率为1400-2200r/min,挤压振动频率为2800-2950r/min,挤压时间为2.8-3.5s。
作为本发明的进一步改进,在步骤四中,养护过程为:静停、升温、恒温、降温,其中,恒温温度不小于60℃,恒温时间为不小于6小时。
作为本发明的进一步改进,在步骤四中,利用水泥熟料煅烧余热发电后的余热进行蒸汽养护。
本发明的有益效果是:
1. 本发明路面砖采用工业废渣替代天然原料作为骨料的一种,综合利用工业矿渣变废为宝,实现工业垃圾的资源化,改善生态环境,达到保护环境、节约资源、发明低碳经济的目的;
2. 本发明路面砖调整各种物料组分配比,保证了路面砖的质量;它可以通过其多变的板块形状和不同色彩的组合,设计出独特的彩色路面,同时具有抗压强度高、耐磨性、耐冲击性、抗冻融性好及经久耐用等特点,其防滑效果、施工操作等均优于传统的大块状路面砖;
3. 本发明通过使用粒化高炉矿渣(或转炉钢渣)替代部分天然开采或加工骨料生产路面砖,不仅路面砖强度未降低,反而利用了矿渣的活性,在改善混凝土塑性的同时,而且增强了混凝土路面砖的强度;采用矿渣来制备路面砖,明显改善了路面砖的吸湿性,且提高了路面砖的尺寸稳定性,提高了路面砖的耐久性,减少了对环境的污染和破坏,是一种绿色的材料;
4. 本发明通过使用粒化高炉矿渣(或转炉钢渣)和高细矿渣粉(或粉煤灰)替代部分天然开采或加工骨料生产路面砖,大大降低了对自然资源的开采利用,具有节约资源和环保作用,同时,矿渣价格较天然开采加工骨料价格低55%左右,降低了成本;
5. 本发明生产方法工艺简单,成本低,将粒化高炉矿渣(或转炉钢渣)、风积沙、水洗砂作为骨料,与水泥和高细矿渣粉(或粉煤灰)搅拌均匀,在常温条件下振动挤压成型,利用水泥熟料煅烧余热发电后的余热进行蒸汽养护,不需要烧结,节能低碳环保,可大量代替黏土和天然碎石砂生产路面砖,具有明显的社会、经济和环保效益;
6. 本发明生产的路面砖产品利用了矿渣的不规则多种形状,生产挤压时产生的多空隙特点,吸水透水性较好,有助于路面的水气循环,缓解城市热岛效应,不仅在现代化城市及居住小区满足美化效果,同时满足了现代化城市生态文明和海绵城市建设需要。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面的实施例可以进一步说明本发明,但不以任何形式限制本发明。
以下实施例中,高细矿渣粉规格采用S75级,水泥规格采用p.o42.5。
实施例1、一种采用工业废渣生产的路面砖,其特征在于包含以下重量百分比的组分:粒化高炉矿渣(粒径不大于6mm)37%,高细矿渣粉(比表面积不小于420cm²/g)7%,风积沙20%,水洗砂16%,余量为水泥。
生产方法包括以下步骤:
步骤一、准备原料:粒状原料通过汽车运输进厂,取样化验合格后,分别储存在5个储量各2000t左右的原料堆棚内;粉体原料直接用泵打入储量100t的钢板仓内储备。
步骤二、过筛混合搅拌:在各种原料配料仓上设置电振筛,在铲车上料过程中筛除结块或大颗粒物料,根据原料配方在自动配料系统设定配料秤给定量,启动配料系统后系统进行自动配料,在搅拌机内先加入粒化高炉矿渣、风积沙、水洗砂和水搅匀,其次再加入水泥和高细矿渣粉搅匀,然后再加入颜料,搅拌3~5分钟后,通过用水量自动调节系统再次加水对拌和物进行调节后搅匀,得到混合料。
步骤三:挤压成型:将步骤二所得的混合料使用皮带运输机运送至成型机,通过自动喂料,振动挤压成型为路面砖坯体(操作参数:填充振动频率为1900 r/min,挤压振动频率为2800 r/min,挤压时间为3.5s)。
步骤四、养护:将步骤三所得的路面砖坯体由链式输送机输送至装架机装入养护架,养护架由窑车运送入养护窑进行养护,养护过程为:静停1小时→升温1小时→恒温6小时(≧60℃)→降温1小时。养护使用的蒸汽是由水泥熟料煅烧余热发电后废低温蒸汽经输送管道送至养护窑。养护8小时以上可出窑。
步骤五、码垛:经过养护的路面砖,经板块分离和质检排块工序由辊道送至码垛机,通过码垛机码成砖垛,由叉车送至堆场,28天后质检出厂。质检结果28天强度≥40Mpa。
实施例2、一种采用工业废渣生产的路面砖,其特征在于包含以下重量百分比的组分:粒化高炉矿渣(粒径不大于6mm)30%,高细矿渣粉(比表面积不小于420cm²/g)15%,风积沙22%,水洗砂22%,余量为水泥。
生产方法包括以下步骤:
步骤一、准备原料:粒状原料通过汽车运输进厂,取样化验合格后,分别储存在5个储量各2000t左右的原料堆棚内;粉体原料直接用泵打入储量100t的钢板仓内储备。
步骤二、过筛混合搅拌:在各种原料配料仓上设置电振筛,在铲车上料过程中筛除结块或大颗粒物料,根据原料配方在自动配料系统设定配料秤给定量,启动配料系统后系统进行自动配料,在搅拌机内先加入粒化高炉矿渣、风积沙、水洗砂和水搅匀,其次再加入水泥和高细矿渣粉搅匀,然后再加入颜料,搅拌3~5分钟后,通过用水量自动调节系统再次加水对拌和物进行调节后搅匀,得到混合料。
步骤三:挤压成型:将步骤二所得的混合料使用皮带运输机运送至成型机,通过自动喂料,振动挤压成型为路面砖坯体(操作参数:填充振动频率为1400 r/min,挤压振动频率为2950 r/min,挤压时间为2.8s)。
步骤四、养护:将步骤三所得的路面砖坯体由链式输送机输送至装架机装入养护架,养护架由窑车运送入养护窑进行养护,养护过程为:静停1小时→升温1小时→恒温7小时(≧60℃)→降温1小时。养护使用的蒸汽是由水泥熟料煅烧余热发电后废低温蒸汽经输送管道送至养护窑。养护8小时以上可出窑。
步骤五、码垛:经过养护的路面砖,经板块分离和质检排块工序由辊道送至码垛机,通过码垛机码成砖垛,由叉车送至堆场,28天后质检出厂。质检结果28天强度≥40Mpa。
实施例3、一种采用工业废渣生产的路面砖,其特征在于包含以下重量百分比的组分:粒化高炉矿渣(粒径不大于6mm)33%,高细矿渣粉(比表面积不小于420cm²/g)10%,风积沙25%,水洗砂22%,余量为水泥。
生产方法包括以下步骤:
步骤一、准备原料:粒状原料通过汽车运输进厂,取样化验合格后,分别储存在5个储量各2000t左右的原料堆棚内;粉体原料直接用泵打入储量100t的钢板仓内储备。
步骤二、过筛混合搅拌:在各种原料配料仓上设置电振筛,在铲车上料过程中筛除结块或大颗粒物料,根据原料配方在自动配料系统设定配料秤给定量,启动配料系统后系统进行自动配料,在搅拌机内先加入粒化高炉矿渣、风积沙、水洗砂和水搅匀,其次再加入水泥和高细矿渣粉搅匀,然后再加入颜料,搅拌3~5分钟后,通过用水量自动调节系统再次加水对拌和物进行调节后搅匀,得到混合料。
步骤三:挤压成型:将步骤二所得的混合料使用皮带运输机运送至成型机,通过自动喂料,振动挤压成型为路面砖坯体(操作参数:填充振动频率为2200 r/min,挤压振动频率为2900 r/min,挤压时间为3s)。
步骤四、养护:将步骤三所得的路面砖坯体由链式输送机输送至装架机装入养护架,养护架由窑车运送入养护窑进行养护,养护过程为:静停1小时→升温1小时→恒温6.5小时(≧60℃)→降温1小时。养护使用的蒸汽是由水泥熟料煅烧余热发电后废低温蒸汽经输送管道送至养护窑。养护8小时以上可出窑。
步骤五、码垛:经过养护的路面砖,经板块分离和质检排块工序由辊道送至码垛机,通过码垛机码成砖垛,由叉车送至堆场,28天后质检出厂。质检结果28天强度≥40Mpa。
实施例4、一种采用工业废渣生产的路面砖,其特征在于包含以下重量百分比的组分:转炉钢渣(粒径不大于6mm)32%,粉煤灰(比表面积不小于420cm²/g)8%,风积沙23%,水洗砂15%,余量为水泥。
生产方法包括以下步骤:
步骤一、准备原料:粒状原料通过汽车运输进厂,取样化验合格后,分别储存在5个储量各2000t左右的原料堆棚内;粉体原料直接用泵打入储量100t的钢板仓内储备。
步骤二、过筛混合搅拌:在各种原料配料仓上设置电振筛,在铲车上料过程中筛除结块或大颗粒物料,根据原料配方在自动配料系统设定配料秤给定量,启动配料系统后系统进行自动配料,在搅拌机内先加入转炉钢渣、风积沙、水洗砂和水搅匀,其次再加入水泥和粉煤灰搅匀,然后再加入颜料,搅拌3~5分钟后,通过用水量自动调节系统再次加水对拌和物进行调节后搅匀,得到混合料。
步骤三:挤压成型:将步骤二所得的混合料使用皮带运输机运送至成型机,通过自动喂料,振动挤压成型为路面砖坯体(操作参数:填充振动频率为1600 r/min,挤压振动频率为2900 r/min,挤压时间为3.5s)。
步骤四、养护:将步骤三所得的路面砖坯体由链式输送机输送至装架机装入养护架,养护架由窑车运送入养护窑进行养护,养护过程为:静停1小时→升温1小时→恒温6小时(≧60℃)→降温1小时。养护使用的蒸汽是由水泥熟料煅烧余热发电后废低温蒸汽经输送管道送至养护窑。养护8小时以上可出窑。
步骤五、码垛:经过养护的路面砖,经板块分离和质检排块工序由辊道送至码垛机,通过码垛机码成砖垛,由叉车送至堆场,28天后质检出厂。质检结果28天强度≥40Mpa。
经本发明方法生产的路面砖已被用于城市广场、街面人行道、公园人行道、居住小区美化、各种停车场等,销售范围东至甘肃兰州、西至新疆巴里坤,产品受到客户青睐。

Claims (7)

1.一种采用工业废渣生产的路面砖,其特征在于包含以下重量百分比的组分:粒化高炉矿渣或转炉钢渣30~37%,高细矿渣粉或粉煤灰7~15%,风积沙20~25%,水洗砂15~22%,余量为水泥。
2.根据权利要求1所述的一种采用工业废渣生产的路面砖,其特征在于:所述粒化高炉矿渣和转炉钢渣的粒径不大于6mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种采用工业废渣生产的路面砖,其特征在于:所述高细矿渣粉和粉煤灰的比表面积不小于420cm²/g。
4.一种权利要求1所述的采用工业废渣生产的路面砖的生产方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一、准备各种所需的原料;
步骤二、过筛混合搅拌:将各原料过筛;在搅拌机内先加入粒化高炉矿渣或转炉钢渣、风积沙、水洗砂和水搅匀,其次再加入水泥和高细矿渣粉或粉煤灰搅匀,然后再加入颜料搅匀,最后再次加水分搅匀,得到混合料;
步骤三、挤压成型:将步骤二所得的混合料运送至成型机,将混合料振动挤压成型为路面砖坯体;
步骤四、养护:将步骤三所得的路面砖坯体放置在养护窑中,蒸汽养护至少8小时,出窑。
5.根据权利要求4所述的一种采用工业废渣生产的路面砖的生产方法,其特征在于:在步骤三中,填充振动频率为1400-2200r/min,挤压振动频率为2800-2950r/min,挤压时间为2.8-3.5s。
6.根据权利要求4或5所述的一种采用工业废渣生产的路面砖的生产方法,其特征在于:在步骤四中,养护过程为:静停、升温、恒温、降温,其中,恒温温度不小于60℃,恒温时间为不小于6小时。
7.根据权利要求6所述的一种采用工业废渣生产的路面砖的生产方法,其特征在于:在步骤四中,利用水泥熟料煅烧余热发电后的余热进行蒸汽养护。
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