CN115611559B - 一种无水泥型环保免烧砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无水泥型环保免烧砖，各原料及其所占重量份数包括：水泥窑旁路放风灰15～25份，骨料水洗泥浆55～75份，硅质材料0～20份，辅料0～15份。本发明以窑旁路放风灰和骨料水洗泥浆为主要原料，同时对制砖工艺及条件进行优化，在实现水泥产业链中的多种固体废弃物的高掺量资源化利用的同时，可有效兼具良好的力学性能、防水性能和耐久性能；可有效缩短制备周期，并降低生产能耗；涉及的制备方法较简单、对制砖设备要求低，具有显著的经济和环境效益，适合推广应用。

Description

一种无水泥型环保免烧砖及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种无水泥型环保免烧砖及其制备方法。

背景技术

水泥窑旁路放风灰(以下简称窑灰)是水泥工厂排放的高碱、高盐固体废弃物，其主要化学成分为氧化钙和氯化钾。窑灰具有高碱、高盐、颗粒细、堆积密度小等特点，难以处理。窑灰虽然可以掺入到水泥粉磨过程中消耗掉一部分，但由于其氯化物含量高，最大允许掺量仅为5％，水泥生产不足以处理全部窑灰。骨料水洗泥浆是骨料水洗工艺中产生的废弃物，泥浆无法直接排放，经压滤处理后的压滤土体量大，难以转运和储存。

目前，采用压滤土制备免烧砖的工艺主要通过在压滤土体系中掺加水泥，利用水泥的水化特性为免烧砖提供强度，采用该方法通常存在三个问题：1)压滤土塑性好，目前的搅拌工艺将压滤土破碎后与水泥在固体状态下搅拌混合，难以使水泥和压滤土完全混合均匀；2)MU15等级的标砖，石灰、水泥等胶凝材料的用量一般需控制在10％以上，原材料成本难以降低；3)由于粘土类物质耐水性差，使用压滤土制备的免烧砖软化系数难以达到标准要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题和不足，提供一种无水泥型环保免烧砖及其制备方法，可实现水泥产业链中的多种固体废弃物的高附加值资源化利用，且涉及的制备方法较简单、能耗较低，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种无水泥型环保免烧砖，各原料及其所占重量份数包括：水泥窑旁路放风灰15～25份，骨料水洗泥浆55～75份，硅质材料0～20份，辅料0～15份。

优选的，所述无水泥型环保免烧砖中，各原料及其所占重量份数包括：水泥窑旁路放风灰18～22份，骨料水洗泥浆55～70份，硅质材料5～15份，辅料10～15份。

更优选地，所述无水泥型环保免烧砖中，各原料及其所占重量份数包括：水泥窑旁路放风灰18～22份，骨料水洗泥浆55～58份，硅质材料11～15份，辅料12～15份。

上述方案中，所述水泥窑旁路放风灰(窑灰)是水泥工厂排放的高碱、高盐、富含氧化钙的固体废弃物；其化学组成包括：氧化钙40～50％，氯化钾10～20％，硅酸二钙5～10％，石英10～20％。

上述方案中，所述水泥窑旁路放风灰的80μm筛余为20～50％。

上述方案中，所述骨料水洗泥浆的固含量为30～50％，固体分的80μm筛余为15～30％。

上述方案中，所述骨料水洗泥浆的化学组成包括：方解石40～50％，石英20～30％，粘土矿物10～20％。

进一步地，所述粘土矿物包括绿泥石、伊利石、高岭石等中的一种或几种。

上述方案中，所述硅质材料可选用粉煤灰、花岗岩锯泥、尾矿等材料中一种或几种；其硅含量不低于30％，80μm筛余10～50％。

上述方案中，所述辅料为骨料筛下料、建筑固废(如强度等级为C20～C30的废弃混凝土等)等材料中的一种，要求其压碎值不超过30％，经破碎筛分后要求最大粒径不超过5mm。

上述一种无水泥型环保免烧砖的制备方法，包括如下步骤：

1)按配比计量各原料，各原料及其所占重量份数包括：窑灰15～25份，骨料水洗泥浆55～75份，硅质材料0～20份，辅料0～15份；

2)将称取的窑灰和骨料水洗泥浆进行搅拌处理，再进行压滤得到泥饼和滤液，所得泥饼进行堆放、破碎，滤液用于提取钾盐；

3)破碎后的泥饼与计量的硅质材料和辅料混合、搅拌，制备混合料；

4)所得混合料过滚筒筛进行筛分(筛上部分再次进入搅拌工序)，过筛后的混合粒料经压砖机压制成砖坯，最后进行蒸压养护，即得所述无水泥型环保免烧砖。

上述方案中，所述窑灰与骨料水洗泥浆的搅拌时间为15～60min，搅拌速率为8～12r/min。

上述方案中，所述压滤过程中控制所得泥饼的含水率为15～18％。

上述方案中，所述压滤过程中，压滤机的运行压力为13～16MPa，运行周期45～60min，其中保压时间为30～45min。

上述方案中，所述压滤泥饼中有效钙含量为15～25％。

上述方案中，所述混合料中有效钙与有效硅质量之比应控制在0.6～1.6范围内，其中有效钙指的是泥饼中的氢氧化钙和硅酸二钙，含量以氧化钙计；有效硅指的是压滤泥饼和硅质材料中的石英，辅料中的石英不计入在内。

上述方案中，步骤2)所述破碎后的泥饼粒径控制在1～5cm。

上述方案中，步骤3)中使用的硅质材料含水率不超过8％，辅料含水率不超过5％。

上述方案中，步骤3)制备混合料采用间歇式强制搅拌机，投料时先加辅料再同时加入硅质材料和破碎后的泥饼，搅拌时间40～60s，混合料的含水量为8～12％。

上述方案中，所述滚筒筛筛网直径为10～20mm。

进一步地，混合料过滚筒筛后进入缓冲仓，混合料在缓冲仓中堆放时间不宜超过2h；生产线中设置缓冲仓，减少了部分故障导致的停机风险，此外混合料在缓冲仓中水分进一步均化，也有利于保证产品质量的稳定。

上述方案中，步骤4)所述压制过程采用的压力为6～10MPa。

上述方案中，所述蒸压养护步骤采用的蒸汽压力0.8～1.2MPa，温度为170～185℃，蒸压养护周期为4～5h，其中升压阶段时间0.8～1.5h，保压阶段时间2～3h，降压阶段时间0.5～1h。

进一步地，采用的蒸汽为工业余热产生的蒸汽；由于工厂的蒸汽为过热蒸汽，过热度100～150℃，生产过程中需先进行喷水降温处理，将蒸汽温度压力调整至设定值。

本发明所述环保免烧砖的性能优化机制包括：

1)本发明以水泥产业链中的多种固体废弃物为主要原料，首先将窑灰直接骨料水洗泥浆混合，在泥浆状态下充分混合均匀，促进养护时化学反应更加充分，微观结构更加均匀，可有效控制环保免烧砖的质量波动，有利于其强度发展；在窑灰与骨料水洗泥浆的混合过程中，窑灰中的钙离子与泥浆中粘土颗粒表面的钾离子、钠离子等低价离子发生交换，粘土颗粒双电层结构改变导致结合水膜厚度降低，增加了土粒间粘结力，粘土颗粒的亲水性下降，有利于提高所得环保免烧砖的软化系数；

2)通过对原料配方进行优化，然后将所得混合料进行压制成型并调控压制参数，使粘土颗粒之间、粘土与辅料之间等相互搭接、咬合，形成一定的初始强度，大幅降低环保免烧砖外观出现缺棱掉角、裂纹等缺陷的概率；同时降低环保免烧砖内部初始孔隙率，能有效地控制收缩和吸水率，搭配辅料使用时效果更佳；

3)骨料水洗泥浆中含有10～20％的粘土矿物以及部分石英，窑灰中的氢氧化钙在高温养护条件下可与其发生化学反应提供强度；窑灰中还含有部分水硬性矿物(C₂S等)，高温养护中发生水化反应，进一步提高强度；此外，环保砖中搭配使用的硅质材料在高温养护条件下发生硅钙反应，同步提供部分强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)窑灰中的氧化钙在泥浆中充分消解形成氢氧化钙，有效解决窑灰消解不充分引起的环保砖开裂问题；窑灰中的可溶性盐分可同步充分溶解到泥浆水中，然后进行压滤，排出收集，可有效解决环保砖的盐析等问题；

2)泥浆与窑灰在搅拌过程中使得两组分充分接触和混合均匀，窑灰中钙离子与粘土颗粒表面的离子交换反应更加充分，提高了粘土颗粒的水稳定性，有利于提升所得免烧砖的软化系数；

3)本发明所述环保免烧砖的生产过程中无需额外添加水泥、石灰等胶凝材料，可显著降低成本；同时引入的硅钙基组分在浆体状态下进行混合，可有效提升所得免烧砖微观结构的均匀性，减少产品内部的缺陷，有利于其强度的进一步提升；

4)本发明中成型压力6～10MPa，低于传统灰砂砖成型压力(20MPa左右)要求，减少了成型工序中的能耗，降低了设备的磨损速率；同时，结合本发明所述配方体系和蒸压前的工艺改进，可有效提高蒸压养护过程中硅钙反应速率，将养护周期可缩短至4～5h，并同步降低蒸压压力和温度；显著提高生产效率，并降低能耗；符合绿色低碳发展方向；

5)本发明中窑灰消解过程从加入到泥浆中时就已开始，生产过程中既能保证窑灰完全消解，又避免了窑灰的消解时间过长影响生产效率；本发明采用的生产线与传统的灰砂砖和水泥基免烧砖生产线对比，无陈化和多级搅拌工序，工艺流程简单，生产效率高；此外，生产过程中充分利用骨料工厂现有的压滤设备，投资小；

6)本发明采用的窑灰、骨料水洗泥浆、硅质材料、辅料等原材料均为工业废弃物，具有显著的经济和环境效益；以年产1.2亿标砖生产线为例，每年可处理窑灰7～10万吨，处理骨料水洗泥浆40～60万方；本发明对窑灰的价值进行了充分的利用，有效钙成分进入泥饼中，取代水泥等胶凝材料制备免烧砖；钾盐溶解于滤液中，经简单的浓缩、结晶工序加以回收，产品附加值较高；此外，生产线还协同处理大量的尾矿、建筑垃圾等固废；无水泥型环保免烧砖可使用水泥厂余热进行蒸汽养护，生产过程更加节能环保，无有毒有害物质外排，环境友好；

7)采用该方法制备的环保免烧砖性能优良，抗压强度达到MU15等级以上，外观质量、耐水性、线性收缩等性能指标均满足标准要求；适用性广。

附图说明

图1为本发明所述无水泥型环保免烧砖的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下。

以下实施例中，采用的窑灰为华新阳新水泥工厂提供的水泥窑旁路放风灰，主要成分及其用量包括：氧化钙46％，氯化钾16％，硅酸二钙8％，石英17％，碳酸钙6％，氧化镁3％，沸石2％；80μm筛余为30％；

采用的骨料水洗泥浆和骨料筛下料由华新水泥阳新骨料工厂提供，其固含为42％，固体分的细度为80μm筛余20％，其化学组成包括：方解石43％，绿泥石16％，石英24％，云母16％；

采用的粉煤灰取自鄂州某电厂，银尾矿取自十堰某选矿厂，花岗岩锯泥取自湖北某石材加工厂，废弃混凝土取自武汉某建筑工地。

实施例1

一种无水泥型环保免烧砖，其工艺流程图见图1，具体制备方法包括如下步骤：

1)按配比计量各原料，各原料及其所占重量份数包括：窑灰20份，骨料水洗泥浆65份，硅质材料5份，辅料10份；

其中，采用的硅质材料采用粉煤灰，其二氧化硅含量为51％，80μm筛余39％，含水率为2.5％；辅料采用骨料筛下料，压碎值15％，使用前进行破碎、筛分，其最大粒径为5mm，含水率为1.6％；

2)窑灰和骨料水洗泥浆经计量后搅拌20min后再进行压滤，所得滤液用于提取钾盐，所得泥饼进行破碎；其中，采用的搅拌速率为10r/min，压滤机运行压力为13～15MPa，压滤周期为45～55min，保压时间30～40min，制备的泥饼含水率16.3％，有效钙含量21.5％，泥饼破碎后的粒径2～4cm；

然后将其与计量的骨料筛下料和粉煤灰搅拌均匀制备混合料，所得混合料的含水率为11％，有效钙与有效硅质量之比0.82；滤液浓缩提盐后，所得提盐产物中KCl的纯度为90％；

3)所得混合料进入滚筒筛筛分(15mm筛上部分再次进入搅拌工序)，得粒径为15mm以下的混合粒料；然后以10MPa的压力压制砖坯，最后在170℃、0.8MPa条件下蒸压养护，蒸压养护周期为4h，其中升压阶段时间0.8h，保压阶段时间2.5h，降压阶段时间0.7h，出釜后即得所述无水泥型环保免烧砖。

根据GB/T 2542-2012标准对本实施例制备的环保免烧砖进行检测，结果表明：所得无水泥型环保免烧砖制品的抗压强度为17MPa，外观无缺棱掉角、裂缝、泛霜，尺寸偏差±0.5mm，吸水率为12％，线性收缩为0.02％，软化系数为0.85，均满足标准JC/T422-2007中MU15级免烧砖要求。

实施例2

一种无水泥型环保免烧砖，具体制备方法包括如下步骤：

1)按配比计量各原料，各原料及其所占重量份数包括：窑灰20份，骨料水洗泥浆60份，硅质材料10份，辅料10份；其中，硅质材料采用银尾矿，二氧化硅含量60％，80μm筛余12％，含水率为4.8％；辅料采用废弃混凝土，其强度等级为C30的废弃混凝土，压碎值18％，使用前进行破碎、筛分，其最大粒径为5mm，含水率为1.5％；

2)窑灰和骨料水洗泥浆经计量后搅拌20min后再进行压滤，滤液用于提取钾盐，所得泥饼进行破碎；其中，采用的搅拌速率为10r/min，压滤机运行压力为13～15MPa，压滤周期为45～55min，保压时间30～40min，制备的泥饼含水率16.5％，有效钙含量22.6％，泥饼破碎后的粒径2～4cm；

然后将其与计量的银尾矿和废弃混凝土搅拌均匀制备混合料，混合料的含水率11.5％，有效钙与有效硅质量之比0.66；滤液浓缩提盐后，所得提盐产物中KCl的纯度为88％；

3)所得混合料进入滚筒筛筛分(15mm筛上部分再次进入搅拌工序)，得粒径为15mm以下的混合粒料；然后以8MPa的压力压制砖坯，最后在185℃、1.2MPa条件下蒸压养护，蒸压养护周期为4h，其中升压阶段时间1h，保压阶段时间2h，降压阶段时间1h，出釜后即得所述无水泥型环保免烧砖。

根据GB/T 2542-2012标准对本实施例制备的环保免烧砖进行检测，抗压强度20.3MPa，外观无缺棱掉角、裂缝、泛霜，尺寸偏差±0.5mm，吸水率8％，线性收缩0.03％，软化系数0.86，均满足标准JC/T422-2007中MU20级免烧砖要求。

实施例3

一种无水泥型环保免烧砖，具体制备方法包括如下步骤：

1)按配比计量各原料，各原料及其所占重量份数包括：窑灰20份，骨料水洗泥浆55份，硅质材料13份，辅料12份；其中，硅质材料采用银尾矿，二氧化硅含量60％，80μm筛余12％，含水率为4.8％；辅料采用废弃混凝土，其强度等级为C30的废弃混凝土，压碎值18％，使用前进行破碎、筛分，其最大粒径为5mm，含水率为1.5％；

2)窑灰和骨料水洗泥浆经计量后搅拌20min后再进行压滤，滤液用于提取钾盐，所得泥饼进行破碎；其中，采用的搅拌速率为10r/min，压滤机运行压力为13～15MPa，压滤周期为45～55min，保压时间30～40min，制备的泥饼含水率16.3％，有效钙含量23.6％，泥饼破碎后的粒径2～4cm；

然后将其与计量的银尾矿和废弃混凝土搅拌均匀制备混合料，混合料的含水率10.6％，有效钙与有效硅质量之比0.61；滤液浓缩提盐后，所得提盐产物中KCl的纯度为88％；

3)所得混合料进入滚筒筛筛分(15mm筛上部分再次进入搅拌工序)，得粒径为15mm以下的混合粒料；然后以8MPa的压力压制砖坯，最后在175℃、0.9MPa条件下蒸压养护，蒸压养护周期为4h，其中升压阶段时间1h，保压阶段时间2h，降压阶段时间1h，出釜后即得所述无水泥型环保免烧砖。

根据GB/T 2542-2012标准对本实施例制备的环保免烧砖进行检测，抗压强度20.6MPa，外观无缺棱掉角、裂缝、泛霜，尺寸偏差±0.5mm，吸水率7％，线性收缩0.03％，软化系数0.88，均满足标准JC/T422-2007中MU20级免烧砖要求。

实施例4

一种无水泥型环保免烧砖，具体制备方法包括如下步骤：

1)按配比计量各原料，各原料及其所占重量份数包括：窑灰20份，骨料水洗泥浆60份，硅质材料10份，辅料10份；其中，硅质材料采用花岗岩锯泥，二氧化硅含量65％，80μm筛余32％，含水率6.1％；辅料采用骨料筛下料，压碎值15％，使用前进行破碎、筛分，其最大粒径为5mm，含水率1.6％；

2)窑灰和骨料水洗泥浆经计量后搅拌20min后再进行压滤，滤液用于提取钾盐，所得泥饼进行破碎；其中，采用的搅拌速率为10r/min，压滤机运行压力为13～15MPa，压滤周期为45～55min，保压时间30～40min，制备的泥饼含水率15.8％，有效钙含量22.5％，泥饼破碎后的粒径2～4cm；

然后将其与计量的花岗岩锯泥和骨料筛下料搅拌均匀制备混合料，混合料的含水率11.7％，有效钙与有效硅质量之比0.65；滤液浓缩提盐后，所得提盐产物中KCl的纯度为90％；

3)所得混合料进入滚筒筛筛分(15mm筛上部分再次进入搅拌工序)，得粒径为15mm以下的混合料；然后将混合料以8MPa的压力压制砖坯，最后在185℃、1.2MPa条件下蒸压养护，蒸压养护周期为4h，其中升压阶段时间1h，保压阶段时间2h，降压阶段时间1h，出釜后即得所述无水泥型环保免烧砖。

根据GB/T 2542-2012标准对本实施例制备的环保免烧砖进行检测，结果表明：所得无水泥型环保免烧砖制品的抗压强度为19.7MPa，外观无缺棱掉角、裂缝、泛霜，尺寸偏差±0.5mm，吸水率10％，线性收缩0.02％，软化系数0.83，均满足标准JC/T422-2007要求中MU15级免烧砖要求。

实施例5

一种无水泥型环保免烧砖，具体制备方法包括如下步骤：

1)按配比计量各原料，各原料及其所占重量份数包括：窑灰20份，骨料水洗泥浆65份，辅料15份；其中，不使用硅质材料；辅料采用骨料筛下料，压碎值15％，使用前进行破碎、筛分，其最大粒径为5mm，含水率1.6％；

2)窑灰和骨料水洗泥浆经计量后搅拌20min后再进行压滤，滤液用于提取钾盐，所得泥饼进行破碎；其中，采用的搅拌速率为10r/min，压滤机运行压力为13～15MPa，压滤周期为45～55min，保压时间30～40min，制备的泥饼含水率15.9％，有效钙含量21.6％，泥饼破碎后的粒径2～4cm；

然后将其与计量的骨料筛下料搅拌均匀制备混合料，混合料的含水率12％，有效钙与有效硅质量之比1.1；滤液浓缩提盐后，所得提盐产物中KCl的纯度为89％；

3)所得混合料进入滚筒筛筛分(15mm筛上部分再次进入搅拌工序)，得粒径为15mm以下的混合粒料；然后将混合料以6MPa的压力压制砖坯，最后在185℃、1.2MPa条件下蒸压养护蒸压养护周期为5h，其中升压阶段时间1h，保压阶段时间3h，降压阶段时间1h，出釜后即得所述无水泥型环保免烧砖。

根据GB/T 2542-2012标准对本实施例制备的环保免烧砖进行检测，抗压强度15.9MPa，外观无缺棱掉角、裂缝、泛霜，尺寸偏差±0.5mm，吸水率11％，线性收缩0.03％，软化系数0.85，均满足标准JC/T422-2007中MU15级免烧砖要求。

对比例1

一种使用压滤土制备的灰砂砖，具体制备方法包括如下步骤：

1)按配比计量各原料，各原料及各种两份数包括：石灰20份，骨料水洗泥浆60份，硅质材料10份，辅料10份；其中，使用的石灰氧化钙含量87％；骨料水洗泥浆固含42％，其化学组成包括方解石43％，绿泥石16％，石英24％；硅质材料采用银尾矿，二氧化硅含量60％，80μm筛余12％；辅料采用废弃混凝土，其强度等级为C30废弃混凝土，压碎值18％，使用前进行破碎、筛分，其最大粒径为5mm，含水率1.5％；

2)将计量的骨料水洗泥浆压滤后直接破碎，其中压滤机运行压力为13～15MPa，压滤周期为45～55min，保压时间30～40min，制备的泥饼含水率16.5％，泥饼破碎后的粒径2～4cm，然后将破碎后的泥饼与计量的骨料筛下料和石灰搅拌均匀制备混合料(以48r/min的速率搅拌2min)，混合料含水率14％；

3)所得混合料经过陈化及二次搅拌工序后，再进入滚筒筛筛分(15mm筛上部分再次进入搅拌工序)，得粒径为15mm以下的混合粒料；其中，陈化时间2～3h，陈化后的混合料含水率9％；二次搅拌采用的速率为48r/min，时间为30～60s；然后将混合料以15MPa的压力压制砖坯，砖坯静置5h后进入蒸压釜养护，养护温度185℃、压力1.2MPa，蒸压养护周期分别为4h和8h，其中，4h蒸压周期采用得升压阶段时间1h，保压阶段时间2h，降压阶段时间1h；8h蒸压周期采用的升压阶段时间1h，保压阶段时间6h，降压阶段时间1h，出釜后得到环保免烧砖。

根据GB/T 2542-2012标准对本实施例制备的灰砂砖进行检测，结果表明：蒸压4h所得环保免烧砖的抗压强度16.7MPa，外观无缺棱掉角、裂缝、泛霜，尺寸偏差±0.5mm，吸水率13％，线性收缩0.05％；软化系数0.75；蒸压8h所得环保免烧砖的抗压强度18.9MPa，外观无缺棱掉角、裂缝、泛霜，尺寸偏差±0.5mm，吸水率12％，线性收缩0.04％；软化系数0.81；养护周期为4h时，软化系数不合格。将养护周期进一步延长至8h时，各项性能指标达到标准JC/T422-2007中MU15级免烧砖要求。

对比例2

一种无水泥型环保免烧砖，具体制备方法包括如下步骤：

1)按配比计量各原料，各原料及其所占重量份数包括：窑灰20份，骨料水洗泥浆60份，硅质材料10份，辅料10份；其中，硅质材料采用银尾矿，二氧化硅含量60％，80μm筛余12％，含水率4.8％；辅料采用废弃混凝土，其强度等级为C30废弃混凝土，压碎值18％，使用前进行破碎、筛分，其最大粒径为5mm，含水率1.5％；

2)将计量的骨料水洗泥浆压滤后直接破碎，其中压滤机运行压力为13～15MPa，压滤周期为45～55min，保压时间30～40min，制备的泥饼含水率16％，泥饼破碎后的粒径2～4cm，然后将破碎后的泥饼与计量的骨料筛下料和窑灰搅拌均匀(以48r/min的速率搅拌2min)制备混合料，混合料含水率15％；

3)所得混合料经过陈化及二次搅拌工序后，再进入滚筒筛筛分(15mm筛上部分再次进入搅拌工序)，得粒径为15mm以下的混合粒料；其中，陈化时间2～3h，陈化后的混合料含水率10％；二次搅拌采用的速率为48r/min，时间为30～60s；然后将混合料以15MPa的压力压制砖坯，砖坯静置5h后进入蒸压釜养护，养护温度185℃、压力1.2MPa，蒸压养护周期分别为4h和8h，其中，4h蒸压周期采用得升压阶段时间1h，保压阶段时间2h，降压阶段时间1h；8h蒸压周期采用的升压阶段时间1h，保压阶段时间6h，降压阶段时间1h，出釜后得到环保免烧砖。

根据GB/T 2542-2012标准对本实施例制备的环保免烧砖进行检测，结果表明：蒸压4h所得环保免烧砖的抗压强度8.3MPa，表面有微裂纹，泛霜现象严重，尺寸偏差±2mm，吸水率14％，线性收缩0.06％，软化系数0.62；蒸压8h所得环保免烧砖的抗压强度10.8MPa，表面有微裂纹，泛霜现象严重，尺寸偏差±2mm，吸水率13％，线性收缩0.05％，软化系数0.68；进一步延长蒸压时间条件，仍不满足标准JC/T422-2007中MU15级免烧砖要求。

对比例3

一种无水泥型环保免烧砖，具体制备方法包括如下步骤：

1)按配比计量各原料，各原料及其所占重量份数包括：窑灰10份，骨料水洗泥浆70份，硅质材料10份，辅料10份；其中，硅质材料采用银尾矿，二氧化硅含量60％，80μm筛余12％，含水率4.8％；辅料采用废弃混凝土，其强度等级为C30废弃混凝土，压碎值18％，使用前进行破碎、筛分，其最大粒径为5mm，含水率1.5％；

2)窑灰和骨料水洗泥浆经计量后搅拌20min后再进行压滤，滤液用于提取钾盐，所得泥饼进行破碎；其中，采用的搅拌速率为10r/min，压滤机运行压力为13～15MPa，压滤周期为45～55min，保压时间30～40min，制备的泥饼含水率16.2％，有效钙含量12.9％，泥饼破碎后的粒径2～4cm；

然后将其与计量的银尾矿和废弃混凝土搅拌均匀制备混合料，混合料的含水率11.3％，有效钙与有效硅质量之比0.35；滤液浓缩提盐后，所得提盐产物中KCl的纯度为88％；

3)所得混合料进入滚筒筛筛分(15mm筛上部分再次进入搅拌工序)，得粒径为15mm以下的混合粒料；然后以20MPa的压力压制砖坯，最后在185℃、1.2MPa条件下蒸压养护，蒸压养护周期为8h，其中升压阶段时间1h，保压阶段时间6h，降压阶段时间1h，出釜后即得所述无水泥型环保免烧砖。

根据GB/T 2542-2012标准对本实施例制备的环保免烧砖进行检测，抗压强度12.0MPa，外观无缺棱掉角、裂缝、泛霜，尺寸偏差±0.5mm，吸水率12％，线性收缩0.05％，软化系数0.76，不满足标准JC/T422-2007中MU20级免烧砖要求。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无水泥型环保免烧砖，其特征在于，各原料及其所占重量份数包括：水泥窑旁路放风灰15~25份，骨料水洗泥浆55~75份，硅质材料 0~20份，辅料 10~15份；

所述水泥窑旁路放风灰中的主要化学成分及其所占质量百分比包括：氧化钙 40~50%，氯化钾10~20%，硅酸二钙5~10%，石英10~20%；

所述骨料水洗泥浆中固体分的主要化学组成包括：方解石40~50%，石英20~30%，粘土矿物10~20%；

所述硅质材料为粉煤灰、花岗岩锯泥、尾矿中一种或几种；

所述辅料为骨料筛下料、建筑固废中的一种；

其制备方法包括如下步骤：

1）按配比计量各原料；

2）将计量的水泥窑旁路放风灰和骨料水洗泥浆进行搅拌处理，再进行压滤得到泥饼和滤液，所得泥饼进行破碎，滤液用于提取钾盐；压滤过程中控制所得泥饼的含水率为15~18%；

3）破碎后的泥饼与计量的硅质材料和辅料混合、搅拌、制备混合料；混合料中有效钙与有效硅质量之比应控制在0.6~1.6范围内，其中有效钙指的是泥饼中的氢氧化钙和硅酸二钙，含量以氧化钙计；有效硅指的是压滤泥饼和硅质材料中的石英，辅料中的石英不计入在内；

4）所得混合料进行筛分，压制成砖坯后进行蒸压养护，压制过程采用的压力为6~10MPa，蒸压养护周期为4~5h，即得所述无水泥型环保免烧砖，其抗压强度达到MU15等级以上。

2.根据权利要求1所述的无水泥型环保免烧砖，其特征在于，所述水泥窑旁路放风灰的80μm筛余为20~50%。

3.根据权利要求1所述的无水泥型环保免烧砖，其特征在于，所述骨料水洗泥浆的固含量为30~50%，固体分的80μm筛余15~30%。

4.根据权利要求1所述的无水泥型环保免烧砖，其特征在于，所述硅质材料的硅含量不低于30%，80μm筛余控制在10~50%。

5.根据权利要求1所述的无水泥型环保免烧砖，其特征在于，所述辅料的压碎值不超过30%，经破碎筛分后的最大粒径不超过5mm。

6.权利要求1~5任一项所述无水泥型环保免烧砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）按配比计量各原料，各原料及其所占重量份数包括：水泥窑旁路放风灰15~25份，骨料水洗泥浆55~75份，硅质材料 0~20份，辅料 10~15份；

2）将计量的水泥窑旁路放风灰和骨料水洗泥浆进行搅拌处理 ，再进行压滤得到泥饼和滤液，所得泥饼进行破碎，滤液用于提取钾盐；

3）破碎后的泥饼与计量的硅质材料和辅料混合、搅拌、制备混合料；

4）所得混合料进行筛分，压制成砖坯后进行蒸压养护，即得所述无水泥型环保免烧砖。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述压滤过程中采用的压滤机的运行压力为13~16MPa，整个压滤周期为45~60min，其中保压时间为30~45min。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述蒸压养护步骤采用的蒸汽压力0.8~1.2MPa，温度为170~185℃，其中升压阶段时间0.8~1.5h，保压阶段时间2~3h。