CN111688018A - 使用低二氧化硅和高砂壤土的砂岩制备加气混凝土的方法 - Google Patents

使用低二氧化硅和高砂壤土的砂岩制备加气混凝土的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种使用低二氧化硅和高砂壤土的砂岩制备加气混凝土的方法，包括以下步骤：1)砂岩的开采；2)干法预处理；3)原材料选取；4)磨细；5)配料及混合搅拌；6)浇筑静停养护；7)切割；8)蒸压养护；9)检验。通过干法预处理，将砂岩分成两种不同规格的物料，粗料中含泥量低、细料中含泥量高，通过细砂岩15％～20％、粗砂岩80％～85％进行配比，确保调配后的砂岩含泥量≤3％。整个工艺过程简单可控，环保经济，其制备的加气混凝土经检验，抗压强度B06级4.5Mpa，导热系数小于0.1W/(m.K)、干燥收缩值小于0.4mm/m、抗冻质量损失小于4％，产品质量符合标准技术要求，适用于各类建筑墙体保温材料，具有广阔的市场前景。

Description

使用低二氧化硅和高砂壤土的砂岩制备加气混凝土的方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种使用低二氧化硅和高砂壤土的砂岩制备加气混凝土的方法。
背景技术
砂岩的粘土杂质主要成分为三氧化二铝，三氧化二铝对加气混凝土性能的影响有两方面：一方面，由于粘土是一种高分散物料，吸水性强，含量过高时，会使料浆粘度增大，若为了保证一定的粘度而增加用水量，则延长了胚体的硬化时间；另一方面粘土含有一定量的三氧化二铝，它可以促进托勃莫来石的生成，砂中的碳酸钙物质不易过多，一般不大于10％。当砂岩中含泥量高时，二氧化硅含量自然降低，二氧化硅作为生产加气混凝土的主要硅质材料，其含量降低又影响了加气混凝土的质量，通常认为含泥量高的砂岩不能制备加气混凝土。
因此，目前用于生产加气混凝土的原材料通常选用河砂或优质砂岩，要求砂岩的二氧化硅含量高，含泥量低。目前河砂资源匮乏，河砂和优质砂岩的成本高，通常为140～160元/方。
在忠县乌杨镇工业园工程建设场平中，产生了大量的砂岩，这些砂岩的含泥量高，二氧化硅含量低。这些砂岩含泥量高，无法有效利用，堆砌和填满将对环境造成破坏，如果能利用这些废弃砂岩进行加气混凝土的生产，将变废为宝，实现可持续发展。
发明内容
本发明旨在提供一种利用废弃砂岩制备加气混凝土的方法，实现变废为宝，解决砂岩堆积及填埋带来的环境破坏及治理成本的增加，实现资源的可持续发展利用。
为此，本发明所采用的技术方案为：一种使用低二氧化硅和高砂壤土的砂岩制备加气混凝土的方法，包括以下步骤：
1)砂岩的开采：在忠县乌杨镇工业园工程建设中产生的废弃砂岩，该砂岩为石英杂长石与砂壤土的混合材料，该砂岩含二氧化硅60％～75％，砂壤土8％～13％；在开采过程中若遇到母岩层，则停止开采；
2)干法预处理：将砂岩通过给料机进入颚式破碎机进行粗破，粗破后的物料由第一皮带输送至反击式破碎机进行再次破碎，之后物料由第二皮带输送至震动筛进行筛分，5mm以下物料经由第三皮带输送至室内细料仓储备备用，5mm～10mm物料经由第四皮带输送至室内粗料仓储备备用，10mm～20mm物料经由第五皮带输送至高细破碎机进行破碎后再经由第六皮带输送回震动筛进行筛分，20mm以上的物料经由第七皮带输送回反击式破碎机与粗破后的物料一起进行再次破碎；
3)原材料选取：在细料仓选取细砂岩15％～20％，在粗料仓选取粗砂岩80％～85％进行混合调配，调配后的砂岩含泥量≤3％；另备石灰、水泥、石膏；
4)磨细：将调配后的砂岩70～75份，石膏2～5份混合经由皮带给料机输送至水热球磨与水磨细制备成细度为0.080mm方孔筛(180目)筛余15％～25％的料浆泵入料浆储罐备用；石灰经干粉球磨单独磨细，细度为0.080mm方孔筛(180目)筛余8％～20％，经螺旋给料机和斗提机送入粉料仓储存备用；
5)配料及混合搅拌：将料浆、废浆与回收的温清水注入高速搅拌机，再投入石灰细粉、水泥高速搅拌80S～120S，同时使用4bar～5bar的蒸汽给混合物料升温，吹气时间20S～40S，搅拌时间结束后加入已称量配置好的铝粉膏，高速搅拌30S～45S；其中砂岩70～75份，石膏2～5份，废浆10～12份，石灰3～6份，水泥3～5份，铝膏粉0.008～0.009份，搅拌后的水料比0.63～0.65；
6)浇筑静停养护：将搅拌均匀的料浆浇筑到模具内，浇筑温度控制为43℃～50℃，浇筑扩散度控制为240mm～290mm，再运送至静养室发泡养护，养护温度40℃～60℃，静停时间120min～150min；
7)切割：养护结束后，先进行脱模，再通过切割线加工为相应尺寸的砌块胚体，切割过程中产生的废浆通过第一回收水管送至高速搅拌机作为废浆使用；
8)蒸压养护：切割好的砌块胚体送入蒸压釜内，蒸压釜抽真空时间20min～30min，在100min～150min内使温度上升至190℃～200℃，其中100℃～120℃温度上升时间控制在20min～30min以上，釜内恒压压力1.0Mpa～1.2Mpa，恒压养护5h～8h，蒸压养护结束后经导气、泄压与排空，将釜内压力降至常压，出釜分离打包得到加气混凝土成品；蒸压养护过程中产生的蒸汽冷凝水通过第二回收水管送至水热球磨机、高速搅拌机作为温清水使用；
9)检验：按照标准要求从成品中抽样，检验合格后入库自然养护。
作为上述方案的优选，所述步骤2)干法预处理中产生的粉尘采用集尘回收装置进行回收，再送至室内细料仓作为细料使用。
进一步优选为，所述步骤6)浇筑静停养护中，将搅拌均匀的料浆浇筑到模具内后，经摆渡车运送至相应轨道，再经摩擦轮辊道运送至静养室发泡养护。
进一步优选为，所述步骤7)切割中，养护结束经由翻转行车吊装至切割小车上脱模，切割小车运送胚体通过切割线加工为相应尺寸的砌块。
进一步优选为，所述步骤8)蒸压养护中，切割好的胚体经由编组行车吊装至入釜轨道上编组进入蒸压釜内。
本发明的有益效果：
(1)通过干法预处理，将砂岩分成两种不同规格的物料，粗料中含泥量低(产出比例高)、细料中含泥量高(产出比例低)，通过细砂岩15％～20％、粗砂岩80％～85％进行配比，确保调配后的砂岩含泥量≤3％，相应地提高了二氧化硅的含量，从原料上确保了加气混凝土的成品质量，相比常用的加气混凝土选用的砂岩含泥量5％更低；同时，干法预处理分别多次破碎筛分，将砂岩分成两种不同规格的物料，能避免砂岩因含泥量范围广、波动大造成的加气砖稳定性不够的问题；
(2)在干法预处理中，通过反复多次的破碎及筛选，将砂岩最终制作成5mm以下的细料和5mm～10mm的粗料，合理确定细料和粗料直径及使用时的搭配比例，确保砂岩中粗料被全部利用、细料能最大化利用，使废弃砂岩被最大化利用，进一步降低成本；采用干法预处理全物理处理方式降低含泥量，无水洗过程，不会造成环境污染；
(3)砂岩最终被破碎及筛选成粗料、细料两种规格，在干法预处理中，不会产生废弃物料需要另行处理，全部被有效利用，节约成本，减少废弃物料处置成本；
(4)砂岩的开采及运输成本通常为16元/方，相比传统利用河砂或优质砂岩140～160元/方，成本大大降低，并且废弃砂岩如果不能被有效利用，运输、环境堆砌和填埋成本也很高；
(5)利用切割过程中产生的废浆通过第一回收水管送至高速搅拌机作为废浆使用，并将废浆的利用量由常规的5份增加到10～12份，使废浆的利用不仅仅停留在环保回收利用的基础层面上，而是将增量废浆作为调节剂，以提高生产过程中的可控性，进一步避免砂岩因成分波动造成的加气砖稳定性不够的问题，并最大程度上回收利用废浆中的水化钙；
(6)蒸压养护过程中产生的蒸汽冷凝水通过第二回收水管送至水热球磨机、高速搅拌机作为温清水使用，蒸汽冷凝水本身不含固体杂质，清亮度好，并具有一定的温度和碱性；制浆过程中采用全温清水制浆，降低“糊磨”、“混磨”对料浆粘度的影响，碱性成分进一步提高了加气混凝土的质量；
(7)整个工艺过程简单可控，环保经济，其制备的加气混凝土经检验，抗压强度B06级4.5Mpa，导热系数小于0.1W/(m.K)、干燥收缩值小于0.4mm/m、抗冻质量损失小于4％，产品质量符合标准技术要求，适用于各类建筑墙体保温材料，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明作进一步说明：
一种使用低二氧化硅和高砂壤土的砂岩制备加气混凝土的方法，包括以下步骤：
1)砂岩的开采：在忠县乌杨镇工业园工程建设中产生的废弃砂岩，该砂岩为石英杂长石与砂壤土的混合材料，该砂岩含二氧化硅60％～75％，砂壤土8％～13％；在开采过程中若遇到母岩层，则停止开采。
在忠县乌杨工业园建设过程中，产生了大量的废弃砂岩，可直接利用，变废为宝。
2)干法预处理：将砂岩通过给料机进入颚式破碎机进行粗破，粗破后的物料由第一皮带输送至反击式破碎机进行再次破碎，之后物料由第二皮带输送至震动筛进行筛分，5mm以下物料经由第三皮带输送至室内细料仓储备备用，5mm～10mm物料经由第四皮带输送至室内粗料仓储备备用，10mm～20mm物料经由第五皮带输送至高细破碎机进行破碎后再经由第六皮带输送回震动筛进行筛分，20mm以上的物料经由第七皮带输送回反击式破碎机与粗破后的物料一起进行再次破碎。
最好是，干法预处理中产生的粉尘采用集尘回收装置进行回收，再送至室内细料仓作为细料使用。
该步骤采用全物理处理，无水洗过程，粉尘采用集尘回收利用，生产过程实现了零排放。
3)原材料选取：在细料仓选取细砂岩20％～50％，在粗料仓选取粗砂岩50％～80％进行混合调配，调配后的砂岩含泥量≤3％；另备石灰、水泥、石膏。
4)磨细：将调配后的砂岩70～75份，石膏2～5份混合经由皮带给料机输送至水热球磨与水磨细制备成细度为0.080mm方孔筛筛余15％～25％的料浆泵入料浆储罐备用；石灰经干粉球磨单独磨细，细度为0.080mm方孔筛筛余8％～20％，经螺旋给料机和斗提机送入粉料仓储存备用。
5)配料及混合搅拌：将料浆、废浆与回收的温清水注入高速搅拌机，再投入石灰细粉、水泥高速搅拌80S～120S，同时使用4bar～5bar的蒸汽给混合物料升温，吹气时间20S～40S，搅拌时间结束后加入已称量配置好的铝粉膏，高速搅拌30S～45S；其中砂岩70～75份，石膏2～5份，废浆10～12份，石灰3～6份，水泥3～5份，铝膏粉0.008～0.009份，搅拌后的水料比0.63～0.65。
6)浇筑静停养护：将搅拌均匀的料浆浇筑到模具内，浇筑温度控制为43℃～50℃，浇筑扩散度控制为240mm～290mm，再运送至静养室发泡养护，养护温度40℃～60℃，静停时间120min～150min。
浇筑静停养护中，最好是，将搅拌均匀的料浆浇筑到模具内后，经摆渡车运送至相应轨道，再经摩擦轮辊道运送至静养室发泡养护。
7)切割：养护结束后，先进行脱模，再通过切割线加工为相应尺寸的砌块胚体，切割过程中产生的废浆通过第一回收水管送至高速搅拌机作为废浆使用。
最好是，养护结束经由翻转行车吊装至切割小车上脱模，切割小车运送胚体通过切割线加工为相应尺寸的砌块。
8)蒸压养护：切割好的砌块胚体送入蒸压釜内，蒸压釜抽真空时间20min～30min，在100min～150min内使温度上升至190℃～200℃，其中100℃～120℃温度上升时间控制在20min～30min以上，釜内恒压压力1.0Mpa～1.2Mpa，恒压养护5h～8h，蒸压养护结束后经导气、泄压与排空，将釜内压力降至常压，出釜分离打包得到加气混凝土成品；蒸压养护过程中产生的蒸汽冷凝水通过第二回收水管送至水热球磨机、高速搅拌机作为温清水使用。
最好是，蒸压养护中，切割好的胚体经由编组行车吊装至入釜轨道上编组进入蒸压釜内。
9)检验：按照标准要求从成品中抽样，检验合格后入库自然养护。

Claims (5)

1.一种使用低二氧化硅和高砂壤土的砂岩制备加气混凝土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)砂岩的开采：在忠县乌杨镇工业园工程建设中产生的废弃砂岩，该砂岩为石英杂长石与砂壤土的混合材料，该砂岩含二氧化硅60％～75％，砂壤土8％～13％；在开采过程中若遇到母岩层，则停止开采；
2)干法预处理：将砂岩通过给料机进入颚式破碎机进行粗破，粗破后的物料由第一皮带输送至反击式破碎机进行再次破碎，之后物料由第二皮带输送至震动筛进行筛分，5mm以下物料经由第三皮带输送至室内细料仓储备备用，5mm～10mm物料经由第四皮带输送至室内粗料仓储备备用，10mm～20mm物料经由第五皮带输送至高细破碎机进行破碎后再经由第六皮带输送回震动筛进行筛分，20mm以上的物料经由第七皮带输送回反击式破碎机与粗破后的物料一起进行再次破碎；
3)原材料选取：在细料仓选取细砂岩15％～20％，在粗料仓选取粗砂岩80％～85％进行混合调配，调配后的砂岩含泥量≤3％；另备石灰、水泥、石膏；
4)磨细：将调配后的砂岩70～75份，石膏2～5份混合经由皮带给料机输送至水热球磨与水磨细制备成细度为0.080mm方孔筛筛余15％～25％的料浆泵入料浆储罐备用；石灰经干粉球磨单独磨细，细度为0.080mm方孔筛筛余8％～20％，经螺旋给料机和斗提机送入粉料仓储存备用；
5)配料及混合搅拌：将料浆、废浆与回收的温清水注入高速搅拌机，再投入石灰细粉、水泥高速搅拌80S～120S，同时使用4bar～5bar的蒸汽给混合物料升温，吹气时间20S～40S，搅拌时间结束后加入已称量配置好的铝粉膏，高速搅拌30S～45S；其中砂岩70～75份，石膏2～5份，废浆10～12份，石灰3～6份，水泥3～5份，铝膏粉0.008～0.009份，搅拌后的水料比0.63～0.65；
6)浇筑静停养护：将搅拌均匀的料浆浇筑到模具内，浇筑温度控制为43℃～50℃，浇筑扩散度控制为240mm～290mm，再运送至静养室发泡养护，养护温度40℃～60℃，静停时间120min～150min；
7)切割：养护结束后，先进行脱模，再通过切割线加工为相应尺寸的砌块胚体，切割过程中产生的废浆通过第一回收水管送至高速搅拌机作为废浆使用；
8)蒸压养护：切割好的砌块胚体送入蒸压釜内，蒸压釜抽真空时间20min～30min，在100min～150min内使温度上升至190℃～200℃，其中100℃～120℃温度上升时间控制在20min～30min以上，釜内恒压压力1.0Mpa～1.2Mpa，恒压养护5h～8h，蒸压养护结束后经导气、泄压与排空，将釜内压力降至常压，出釜分离打包得到加气混凝土成品；蒸压养护过程中产生的蒸汽冷凝水通过第二回收水管送至水热球磨机、高速搅拌机作为温清水使用；
9)检验：按照标准要求从成品中抽样，检验合格后入库自然养护。
2.根据权利要求1所述的使用低二氧化硅和高砂壤土的砂岩制备加气混凝土的方法，其特征在于：所述步骤2)干法预处理中产生的粉尘采用集尘回收装置进行回收，再送至室内细料仓作为细料使用。
3.根据权利要求1所述的使用低二氧化硅和高砂壤土的砂岩制备加气混凝土的方法，其特征在于：所述步骤6)浇筑静停养护中，将搅拌均匀的料浆浇筑到模具内后，经摆渡车运送至相应轨道，再经摩擦轮辊道运送至静养室发泡养护。
4.根据权利要求1所述的使用低二氧化硅和高砂壤土的砂岩制备加气混凝土的方法，其特征在于：所述步骤7)切割中，养护结束经由翻转行车吊装至切割小车上脱模，切割小车运送胚体通过切割线加工为相应尺寸的砌块。
5.根据权利要求1所述的使用低二氧化硅和高砂壤土的砂岩制备加气混凝土的方法，其特征在于：所述步骤8)蒸压养护中，切割好的胚体经由编组行车吊装至入釜轨道上编组进入蒸压釜内。
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