CN113896475B - 一种利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的方法，将岩棉炉底渣球磨处理为细岩棉颗粒和岩棉纤维，然后将所述岩棉纤维和细岩棉颗粒与建筑固废再生砂、水泥、生石灰、减水剂按配合比搅拌均匀，经制砖机机械压制成型，养护后得到成品实心砖，其中，各成分按照如下重量百分比取用：岩棉纤维25％～45％、细岩棉颗粒20％～35％、建筑固废再生砂20％～30％、水泥6％～12％、水6％～10％、生石灰0.5％～1.0％、减水剂0.03％～0.06％。本发明在充分利用建筑垃圾的同时，有效降低了实心砖的生产成本，制备的成品砖不仅具有较好的保温效果且强度高，能够被广泛应用于众多领域。

Description

一种利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的方法
技术领域
本发明属于新型建筑材料技术领域，特别涉及一种利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的方法。
背景技术
墙体具有分隔空间、承受荷载和装饰的功能，墙体材料占到建筑材料比例的70％以上。黏土砖和烧结砖等传统墙体材料在生产过程中对环境造成了污染，新型墙体材料在建筑工程中的应用受到越来越多的关注。
随着建筑保温工作的不断推进，岩棉因其良好的保温性能得到了越来越多的应用，岩棉产量及岩棉炉底渣产量越来越高，进行岩棉废料和炉底渣回收再利用的研究是非常必要的。
目前利用岩棉制备墙体材料的研究还不够充分，大多集中在利用岩棉边角料及岩棉废料制备墙体材料且仅对其进行简单的破碎处理，岩棉利用率较低。孙志勇等人的专利“自保温砌块”(专利号CN201310162800.9)，利用水、岩棉、水泥、玻化微珠、级配砂和级配石子作为原料按一定比例混合均匀，经制砖机机械成型，最终获得抗压强度在7.5～8.0MPa的砌块。但存在岩棉利用率低(20％左右)、没有利用岩棉潜在水硬性等问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的方法，所用原料为岩棉炉底渣及建筑固废再生砂，并大大提升了岩棉炉底渣的使用比例，在充分利用建筑垃圾的同时，有效降低了实心砖的生产成本，制备的成品砖不仅具有较好的保温效果且强度高，能够被广泛应用于众多领域。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的方法，将岩棉炉底渣球磨处理为细岩棉颗粒和岩棉纤维，然后将所述岩棉纤维和细岩棉颗粒与建筑固废再生砂、水泥、生石灰、减水剂按配合比搅拌均匀，经制砖机机械压制成型，养护后得到成品实心砖，其中，各成分按照如下重量百分比取用：岩棉纤维25％～45％、细岩棉颗粒20％～35％、建筑固废再生砂20％～30％、水泥6％～12％、水6％～10％、生石灰0.5％～1.0％、减水剂0.03％～0.06％。
所述岩棉炉底渣球磨得到细度为100～200目的岩棉纤维和500～700目的细岩棉颗粒。
所述制砖机机械压制成型的工艺为：将搅拌均匀的料浆装入砖模具中，采用二次压制成型，其中预压压力为30t并在此压力下保载30～60s，二次加压压力为60t并保载30～60s。
所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂，所述建筑固废再生砂为细度模数2.4的中砂，所述养护工艺为自然养护，养护龄期为28d。
与现有技术相比，本发明有以下优点：原料中采用岩棉炉底渣和建筑固废再生砂，且岩棉炉底渣质量占比50％以上，建筑固废再生砂质量占比20％以上。另一方面，由于混凝土实心砖所用粗骨料的导热系数2.89～3.49W·(m·K)-1，细骨料的导热系数0.58～0.89W·(m·K)-1，而岩棉炉底渣的导热系数0.26～0.38W·(m·K)-1，因此在充分利用建筑垃圾的同时岩棉炉底渣的掺入有效提高了免烧实心砖的保温性能。将岩棉炉底渣球磨成细度分别为100～200目和500～700目的岩棉纤维和细岩棉颗粒。岩棉纤维作为砖的增强增韧材料，具有桥接作用可提高砖的力学性能。细岩棉颗粒具有火山灰效应，在生石灰和水泥水化产物的激发作用下生成胶凝性物质，作为辅助胶凝材料。成品砖的抗压强度可达60～100MPa，适用于各类工程。
附图说明
图1是不同岩棉取代率对免烧实心砖28d抗压强度的影响示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
本发明为一种利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的方法，利用了岩棉纤维的桥接增韧作用、细岩棉颗粒的火山灰效应以及岩棉的低导热性制备出一种保温性能优异、抗压强度高且环保的免烧实心砖，有效解决了建筑垃圾的利用问题，以下是若干具体实施例。
实施例1
一种利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的制备方法，包括如下步骤：
一、岩棉炉底渣球磨
将岩棉炉底渣放入球磨机中进行球磨处理，球磨成细度分别为100目和550目的岩棉纤维和细岩棉颗粒。其中细度为550目的细岩棉颗粒按GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准检验所得活性指数为0.90，表明该细度下岩棉颗粒具有较大活性。
二、按照配合比准备原料
原料按以下重量占比进行计算并称量，P·O42.5水泥6.936％、岩棉纤维33.217％、细岩棉颗粒22.145％、建筑固废再生砂29.938％、水7.065％、生石灰0.664％、聚羧酸减水剂0.035％。
三、原料混合
先将球磨后的岩棉纤维和细岩棉颗粒、建筑固废再生砂、水泥、生石灰及减水剂进行混合并搅拌均匀，再加入水进行二次搅拌制成料浆。
四、成型
将搅拌均匀的料浆装入砖模具中，采用机械二次压制成型，其中预压压力为30t并在此压力下保载30s，二次加压压力为60t并保载30s。
五、养护
将压制成型的砖放置于养护区，进行自然养护，养护龄期为28d。
六、成品
经过28d自然养护后的制品即为成品砖，28d实测抗压强度62MPa。
实施例2
一种利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的制备方法，包括如下步骤：
一、岩棉炉底渣球磨
将岩棉炉底渣放入球磨机中进行球磨处理，球磨成细度分别为100目和550目的岩棉纤维和细岩棉颗粒。其中细度为550目的细岩棉颗粒按GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准检验所得活性指数为0.90，表明该细度下岩棉颗粒具有较大活性。
二、按照配合比准备原料
原料按以下重量占比进行计算并称量，P·O42.5水泥6.936％、岩棉纤维36.312％、细岩棉颗粒24.208％、建筑固废再生砂24.718％、水7.065％、生石灰0.726％、聚羧酸减水剂0.035％。
三、原料混合
先将球磨后的岩棉纤维和细岩棉颗粒、建筑固废再生砂、水泥、生石灰及减水剂进行混合并搅拌均匀，再加入水进行二次搅拌制成料浆。
四、成型
将搅拌均匀的料浆装入砖模具中，采用机械二次压制成型，其中预压压力为30t并在此压力下保载30s，二次加压压力为60t并保载30s。
五、养护
将压制成型的砖放置于养护区，进行自然养护，养护龄期为28d。
六、成品
经过28d自然养护后的制品即为成品砖，28d实测抗压强度68MPa。
实施例3
一种利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的制备方法，包括如下步骤：
一、岩棉炉底渣球磨
将岩棉炉底渣放入球磨机中进行球磨处理，球磨成细度分别为100目和550目的岩棉纤维和细岩棉颗粒。其中细度为550目的细岩棉颗粒按GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准检验所得活性指数为0.90，表明该细度下岩棉颗粒具有较大活性。
二、按照配合比准备原料
原料按以下重量占比进行计算并称量，P·O42.5水泥6.936％、岩棉纤维38.937％、细岩棉颗粒25.958％、建筑固废再生砂20.290％、水7.065％、生石灰0.779％、聚羧酸减水剂0.035％。
三、原料混合
先将球磨后的岩棉纤维和细岩棉颗粒、建筑固废再生砂、水泥、生石灰及减水剂进行混合并搅拌均匀，再加入水进行二次搅拌制成料浆。
四、成型
将搅拌均匀的料浆装入砖模具中，采用机械二次压制成型，其中预压压力为30t并在此压力下保载30s，二次加压压力为60t并保载30s。
五、养护
将压制成型的砖放置于养护区，进行自然养护，养护龄期为28d。
六、成品
经过28d自然养护后的制品即为成品砖，28d实测抗压强度75MPa。
实施例4
一种利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的制备方法，包括如下步骤：
一、岩棉炉底渣球磨
将岩棉炉底渣放入球磨机中进行球磨处理，球磨成细度分别为150目和600目的岩棉纤维和细岩棉颗粒。其中细度为600目的细岩棉颗粒按GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准检验所得活性指数为0.94，表明该细度下岩棉颗粒具有较大活性。
二、按照配合比准备原料
原料按以下重量占比进行计算并称量，P·O42.5水泥8.921％、岩棉纤维29.004％、细岩棉颗粒27.946％、建筑固废再生砂25.106％、水8.269％、生石灰0.714％、聚羧酸减水剂0.040％。
三、原料混合
先将球磨后的岩棉纤维和细岩棉颗粒、建筑固废再生砂、水泥、生石灰及减水剂进行混合并搅拌均匀，再加入水进行二次搅拌制成料浆。
四、成型
将搅拌均匀的料浆装入砖模具中，采用机械二次压制成型，其中预压压力为30t并在此压力下保载30s，二次加压压力为60t并保载60s。
五、养护
将压制成型的砖放置于养护区，进行自然养护，养护龄期为28d。
六、成品
经过28d自然养护后的制品即为成品砖，28d实测抗压强度87MPa。
实施例5
一种利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的制备方法，包括如下步骤：
一、岩棉炉底渣球磨
将岩棉炉底渣放入球磨机中进行球磨处理，球磨成细度分别为200目和650目的岩棉纤维和细岩棉颗粒。其中细度为650目的细岩棉颗粒按GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准检验所得活性指数为0.99，表明该细度下岩棉颗粒具有较大活性。
二、按照配合比准备原料
原料按以下重量占比进行计算并称量，P·O42.5水泥10.174％、岩棉纤维30.265％、细岩棉颗粒29.378％、建筑固废再生砂20.008％、水9.311％、生石灰0.812％、聚羧酸减水剂0.052％。
三、原料混合
先将球磨后的岩棉纤维和细岩棉颗粒、建筑固废再生砂、水泥、生石灰及减水剂进行混合并搅拌均匀，再加入水进行二次搅拌制成料浆。
四、成型
将搅拌均匀的料浆装入砖模具中，采用机械二次压制成型，其中预压压力为30t并在此压力下保载60s，二次加压压力为60t并保载60s。
五、养护
将压制成型的砖放置于养护区，进行自然养护，养护龄期为28d。
六、成品
经过28d自然养护后的制品即为成品砖，28d实测抗压强度99MPa。图1是以不同比例岩棉取代建筑固废再生砂对免烧实心砖28d抗压强度的影响结果。基准配合比质量百分含量分别为水泥6.936％、建筑固废再生砂85.964％、水7.065％、聚羧酸减水剂0.035％。用处理后的岩棉炉底渣取代60.4％、70.4％及75.5％的建筑固废再生砂，并加入重量为细岩棉颗粒质量3％的生石灰，其中岩棉纤维细度150目，细岩棉颗粒细度550目，复掺时岩棉纤维占岩棉纤维和细岩棉颗粒总量的60％。所用成型工艺为预压压力30t并在此压力下保载30s，二次加压压力60t并保载30s。由图可知随着岩棉取代率的提高，免烧实心砖28d抗压强度逐渐提升，且单掺细岩棉颗粒时强度增加幅度最高，复掺岩棉纤维和细岩棉颗粒次之，单掺岩棉纤维强度增长幅度最低。原因是岩棉纤维具有增强增韧作用，细岩棉颗粒在水泥水化产物和生石灰的激发作用下会生成胶凝性物质。

Claims (3)

1.一种利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的方法，其特征在于，将岩棉炉底渣球磨处理为岩棉纤维和细岩棉颗粒，所述岩棉炉底渣球磨得到细度为100～200目的岩棉纤维和500～700目的细岩棉颗粒，然后将所述岩棉纤维和细岩棉颗粒与建筑固废再生砂、水泥、生石灰、减水剂按配合比搅拌均匀，经制砖机机械压制成型，养护后得到成品实心砖，其中，各成分按照如下重量百分比取用：岩棉纤维25％～45％、细岩棉颗粒20％～35％、建筑固废再生砂20％～30％、水泥6％～12％、水6％～10％、生石灰0.5％～1.0％、减水剂0.03％～0.06％；并且，岩棉炉底渣质量占比50％以上，建筑固废再生砂质量占比20％以上。
2.根据权利要求1所述利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的方法，其特征在于，所述制砖机机械压制成型的工艺为：将搅拌均匀的料浆装入砖模具中，采用二次压制成型，其中预压压力为30t并在此压力下保载30～60s，二次加压压力为60t并保载30～60s。
3.根据权利要求1所述利用岩棉炉底渣制备高强免烧实心砖的方法，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂，所述建筑固废再生砂为细度模数2.4的中砂，所述养护工艺为自然养护，养护龄期为28d。
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