CN1172065C - 一种蒸养灰砂砖的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蒸养灰砂砖的生产方法，它利用少量火山灰质材料或粒化高炉矿渣；根据生石灰、砂、火山灰质材料或粒化高炉矿渣的品质，优化三者配合比，配方范围为粉煤灰8～15重量份，生石灰6～10重量份，砂75～85重量份。混料工艺：先将生石灰和火山灰质材料或粒化高炉矿渣共同粉磨均匀后，再与砂和水搅拌均匀。蒸养工艺：在相对湿度＞95%、80℃～100℃下恒温养护8～24小时。本发明可通过改造传统灰砂砖厂实现，从而大大减少投资。减少了生产中成本最高的生石灰掺量、取消蒸压过程，有效地降低了生产成本。且产品性能达到GB11945-1999《蒸压灰砂砖》技术指标。实现了节能、利废、低成本和环保的目的。
Description
技术领域
本发明涉及灰砂砖生产技术，具体是指是一种蒸养灰砂砖的生产方法。
背景技术
我国自实行墙体材料革新以来，各类新型墙材产业相继兴起。但由于产品自身存在某些不足，或传统的建筑和使用习惯，一时难以改变，造成市场对新型墙材的接受进程缓慢。各类砖由于与粘土实心砖形状相同，砌筑方法相似，符合人们的习惯，比较容易被市场接受。尤其是在我国五六十年代开始兴起，目前已很成熟的蒸压灰砂砖，由于产品性能稳定和生产应用技术成熟，而且其砖形与粘土实心砖相同，价钱较合理，符合人们传统的建筑和使用习惯，逐渐占有稳定的市场地位，市场需求越来越大，已引起许多企业计划投资兴建灰砂砖厂或转产灰砂砖。
然而，传统蒸压灰砂砖生产需要烟煤或油提供能量给高压釜进行蒸压。高压釜设备投资大，燃烟煤既消耗大量能源，成本高，又污染环境。目前珠江三角洲地区，如顺德、南海、佛山等地从环保出发已禁止新建燃煤锅炉，原有的灰砂砖厂逐渐改燃油，否则将面对停产。如果改用燃油成本又非常高。若可以取消蒸压过程，就可降低原有灰砂砖厂的生产成本，还可以大大减少新建厂的投资。另一方面，原材料配合比和混料工艺的不完善，造成成本高、产品性能较差等问题。例如，现有蒸压灰砂砖生产配方中，石灰用量一般为10～12％，若有效CaO含量低，用量甚至达到14％。研究证明，对反应而言，掺入的石灰并未全部利用来反应，造成浪费及成本增加；对灰砂砖微观结构而言，掺入的生石灰加水不足以填满砂的空隙，对性能不利。由于生石灰是灰砂砖生产中成本最高的原材料，若掺加少量粉煤灰，适当减少生石灰用量，并使其配合比和混料工艺不断完善，石灰既得到全部利用，又能保证性能，就可以进一步降低生产成本。
目前，国内外取消蒸压制度的研究主要在改变原材料及配方方面，一是掺加各种激发剂来激发材料的活性，从而加速其反应；二是采用水泥、水泥厂废烟道灰等水化活性高的材料；或两者同时使用。然后采用蒸养制度或自然养护28天来生产灰砂砖。如：《中国科技经济新闻数据库》西南经济日报，97，5(13)P3，报道了武隆藏德建材厂研制的水泥蒸养砖产品是一种加入水泥且采用蒸养工艺生产的砖。《中国科技经济新闻数据库》建材工业信息，2000-00-05，北京琉璃河华星建材厂利用琉璃河水泥厂的废烟道灰和细砂为原料，掺添加剂后一次压制成型，自然养护28天来生产灰砂砖。解决了取消蒸压制度的问题，但是激发剂成本昂贵，且其中的K+、Na+、Cl-、SO4 2-等离子对产品的性能不利；大量采用水泥等有用资源，产品成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种从优化原材料配合比和工艺方法来达到取消蒸压过程和减少生石灰用量，降低生产成本的目的的蒸养灰砂砖的生产方法。
本发明的目的可通过以下措施来达到：
本发明从研究原材料品质、材料配合比和混料工艺对灰砂砖性能的影响出发，通过大量的实验及分析，找出利用少量火山灰质材料及粒化高炉矿渣其中火山灰质材料包括工业废渣粉煤灰或火山灰或凝灰岩或沸石或油页岩渣或烧页岩或烧煤矸石或烧粘土或沸腾炉渣，以全部材料100重量份为基准，配方和工艺条件如下：
(1)根据砂的空隙率、生石灰有效CaO含量、火山灰质材料或粒化高炉矿渣质量品质，在下列配方范围内优化三者配合比：
火山灰质材料或粒化高炉矿渣 8～15份
生石灰 6～10份
砂 75～85份
水为上述干混料的12～14％；
(2)混料工艺：先将火山灰质材料或粒化高炉矿渣和生石灰共同粉磨至0.08mm方孔筛筛余不大于10％，过筛和未过筛的物料混合均匀，混合均匀的物料为混灰，然后混灰与砂和水搅拌均匀；
(3)养护工艺：砖坯放入蒸养室内，在相对湿度为70％～95％条件下，经4～6小时从室温升至80℃～100℃即为养护温度；在养护温度下，保持相对湿度＞95％，恒温蒸养8～24小时后自然冷却。
火山灰质材料或粒化高炉矿渣，其掺量多少与火山灰质材料或粒化高炉矿渣质量品质、生产的灰砂砖强度等级、养护温度和时间相关。当其它条件一定时，掺量越多，灰砂砖强度越高。
本发明针对综上所述的实质，通过利用少量火山灰质材料或粒化高炉矿渣，其在蒸养条件下与生石灰的反应加速，适当增加了灰量以填充砂的空隙；根据生石灰有效CaO含量、火山灰质材料或粒化高炉矿渣的质量品质(主要与烧失量有关)、砂的空隙率原材料品质，优化三者配合比，配合比在配方范围内调整时，以空隙率为0.40的砂掺80％，混灰掺20％为基准，当砂的空隙率变大，减少砂量，增加混灰量；当砂的空隙率变小，增加砂量，减小混灰量，使灰砂砖微观结构好，火山灰质材料或粒化高炉矿渣与生石灰反应充分。通过上述措施可以减少生石灰用量，并加速了材料间的反应，同时可实现用在80～100℃蒸养制度代替蒸压制度。养护温度和时间应根据实际生产情况而定。生产高强度等级的灰砂砖，温度就要高，或时间就要长；同一强度等级的灰砂砖，升高养护温度，养护时间缩短。
本发明具有如下优点：
1.从现有蒸压灰砂砖生产本身存在的问题出发，仅仅通过优化原材料的配合比及混料、蒸养工艺，不需添加任何激发剂就可实现取消蒸压过程和减少生石灰用量的目的，且产品性能达到GB11945-1999《蒸压灰砂砖》技术指标，有关原材料品质、配合比、养护条件和灰砂砖强度的数据见表1。
2.本蒸养灰砂砖的生产方法简单可行，除利用少量来源丰富、价格低廉的工业废渣粉煤灰外，原材料与传统灰砂砖相同；除养护制度改变外，其余生产工艺与传统灰砂砖相同，可以通过改造传统灰砂砖厂可以大大减少建厂投资。
3.取消了成本高又有环境污染的蒸压过程，实现蒸养工艺，减少了生产中成本最高的石灰用量，大大降低了生产成本。
4.本法生产的蒸养灰砂砖成本降低，性能优良，产品市场竞争力大幅度增强，将可加速新型墙材的推广应用。同时，实现了生产墙材达到节能、利废、低成本和环保的目的，从而可推动新型墙材产业的技术进步。
具体实施方式
实施例1：
采用广州黄埔电厂粉煤灰，建筑制品用生石灰，广东顺德西江河砂原料品质要求详见表1。首先将12重量份粉煤灰与8重量份生石灰共同粉磨混合均匀，然后加80重量份的砂及干混合料重量12％的水一起搅拌均匀，消解4小时后，二次搅拌，经实验压力机70吨压力压制成砖坯。砖坯放入蒸养室内，在相对湿度为70％～95％条件下，经4～6小时从室温升至养护温度即95℃，在相对湿度＞95％条件下恒温蒸养24小时后自然冷却，制成灰砂砖。按GB/T2542-92检测强度，详见表1，达到GB11945-1999中MU10等级。
实施例2～5：
在实施例1的基础上改变火山灰质材料即分别采用广东梅县火山灰、广东和平县沸石、烧粘土、广东韶钢矿渣代替粉煤灰，配方、成型、养护并检测强度等，详见表1。均达到GB11945-1999中MU10等级。
实施例6～9：
采用广州黄埔电厂粉煤灰，建筑制品用生石灰，广东顺德西江河砂，原料品质要求详见表1。首先将15重量份粉煤灰与10重量份生石灰共同粉磨混合均匀，然后加75重量份的砂及干混合料重量12％的水一起搅拌均匀，消解4小时后，二次搅拌，经实验压力机70吨压力压制成砖坯，砖坯放入蒸养室内。本实施例在原材料配合比不变的情况下，改变养护温度和时间，具体详见表1，保持相对湿度＞95％条件下恒温蒸养；然后自然冷却，制成灰砂砖。按GB/T2542-92检测强度，产品检测结果见表1。
实施例10：
采用与实施例1和9相同的广州黄埔电厂粉煤灰和建筑制品用生石灰，采用三种不同空隙率的砂即实施例1、9、10空隙率分别为0.40，0.42，0.37，按表1配方改变混灰的掺量，以保证灰砂砖的微观结构和强度。按实施例1工艺条件成型和养护。产品检测结果见表1。
实施例11：
采用与实例1相同的广州黄埔电厂粉煤灰和广东顺德西江河砂，不同的是采用不同的建筑制品用生石灰，即实施例1生石灰有效CaO含量为73％，实施例11生石灰有效CaO含量为80％。按表1配方生石灰中有效CaO含量越高，其生石灰掺量可减少，而相应增加粉煤灰掺量，以保证灰砂砖的微观结构和强度。按实施例1工艺条件成型和养护。产品检测结果见表1。
实施例12：
采用与实施例1相同的建筑制品用生石灰和广东顺德西江河砂，不同烧失量的粉煤灰，具体详见表1，采用两种不同的广州黄埔电厂粉煤灰即实施例1和12烧失量分别为4.70％和2.88％。按实施例1配方、成型、养护并检测强度，见表1。由表1数据可见：对于相同配方，烧失量小的粉煤灰制成的灰砂砖比烧失量大的粉煤灰制成的灰砂砖强度高出一个等级。
表1
| 实施例序号 | 原材料及品质 | 粉煤灰∶生石灰∶砂配合比(％) | 养护条件 | 抗折强度(MPa) | 抗压强度(MPa) | 强度等级 | |||||
| 火山灰质材料或砂渣 | 生石灰(有效CaO含量％) | 砂(空隙率) | 温度(℃) | 时间(h) | 平均 | 单块 | 平均 | 单块 | |||
| 1 | 广州黄埔电厂粉煤灰，烧失量4.70％ | 73 | 0.40 | 12∶8∶80 | 95 | 24 | 3.0 | 2.4 | 14.8 | 11.5 | MU10 |
| 2 | 广东梅县火山灰 | 73 | 0.40 | 12∶8∶80 | 95 | 24 | 2.6 | 2.0 | 13.5 | 10.3 | MU10 |
| 3 | 广东和平县沸石 | 73 | 0.40 | 12∶8∶80 | 95 | 24 | 2.8 | 2.3 | 14.2 | 11.0 | MU10 |
| 4 | 烧粘土 | 73 | 0.40 | 12∶8∶80 | 95 | 24 | 2.7 | 2.1 | 13.9 | 10.6 | MU10 |
| 5 | 广东韶钢矿渣 | 73 | 0.40 | 14∶6∶80 | 95 | 24 | 3.0 | 2.6 | 14.8 | 11.7 | MU10 |
| 6 | 广州黄埔电厂粉煤灰，烧失量4.70％ | 73 | 0.42 | 15∶10∶75 | 80 | 24 | 2.5 | 2.0 | 10.2 | 8.0 | MU10 |
| 7 | 广州黄埔电厂粉煤灰，烧失量4.70％ | 73 | 0.42 | 15∶10∶75 | 90 | 16 | 2.6 | 2.2 | 11.6 | 8.7 | MU10 |
| 8 | 广州黄埔电厂粉煤灰，烧失量4.70％ | 73 | 0.42 | 15∶10∶75 | 100 | 8 | 2.5 | 2.1 | 10.4 | 8.1 | MU10 |
| 9 | 广州黄埔电厂粉煤灰，烧失量4.70％ | 73 | 0.42 | 15∶10∶75 | 95 | 24 | 3.8 | 3.5 | 20.2 | 16.5 | MU15 |
| 10 | 广州黄埔电厂粉煤灰，烧失量4.70％ | 73 | 0.37 | 8.5∶6.5∶85 | 95 | 24 | 2.5 | 2.0 | 10.7 | 8.2 | MU10 |
| 11 | 广州黄埔电厂粉煤灰，烧失量4.70％ | 80 | 0.40 | 13∶7∶80 | 95 | 24 | 2.9 | 2.3 | 14.7 | 11.4 | MU10 |
| 12 | 广州黄埔电厂粉煤灰，烧失量2.88％ | 73 | 0.40 | 12∶8∶80 | 95 | 24 | 3.3 | 2.7 | 17.1 | 13.3 | MU15 |
Claims (3)
1.一种蒸养灰砂砖的生产方法，它以生石灰、砂为原料，并和水搅拌均匀，经消解、二次搅拌、成型，养护后生产出灰砂砖，其特征在于取消蒸压过程和减少石灰用量，利用少量火山灰质材料或粒化高炉矿渣，以全部材料100重量份为基准，配方和工艺条件如下：
(1)根据砂的空隙率、生石灰有效CaO含量、火山灰质材料或粒化高炉矿渣质量品质，在下列配方范围内优化三者配合比：
火山灰质材料或粒化高炉矿渣 8～15份
生石灰 6～10份
砂 75～85份
水为上述干混料的12～14％；
(2)混料工艺：先将火山灰质材料或粒化高炉矿渣和生石灰共同粉磨至0.08mm方孔筛筛余不大于10％，过筛和未过筛的物料混合均匀，混合均匀的物料为混灰，然后混灰与砂和水搅拌均匀；
(3)养护工艺：砖坯放入蒸养室内，在相对湿度为70％～95％条件下，经4～6小时从室温升至80℃～100℃即为养护温度；在养护温度下，保持相对湿度＞95％，恒温蒸养8～24小时后自然冷却。
2.根据权利要求1所述的一种蒸养灰砂砖的生产方法，其特征在于火山灰质材料是指工业废渣粉煤灰或火山灰或凝灰岩或沸石或油页岩渣或烧页岩或烧煤矸石或烧粘土或沸腾炉渣。
3.根据权利要求1所述的一种蒸养灰砂砖的生产方法，其特征在于配合比在配方范围内调整时，以空隙率为0.40的砂掺80％，混灰掺20％为基准，当砂的空隙率变大，减少砂量，增加混灰量；当砂的空隙率变小，增加砂量，减小混灰量。
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