CN1179900C - 高掺量粉煤灰烧结砖生产用模具及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种高掺量粉煤灰烧结砖生产用模具及生产方法，属建筑用烧结砖技术领域。所要解决的问题是消除粉煤灰松散特性对粉煤灰掺入量的限制，生产出高掺量的粉煤灰烧结砖。生产用模具包括上、下模板和中间型模，中间型模为筒状，筒壁上有排气液孔；生产方法包括原料制备、混料、制坯、干燥、烧结，在混料后增加脱水排气工序，混合料中的水分在脱水排气处理前17%≤水分≤25%，在脱水排气处理后水分≤15%。采用在混料后增加脱水排气处理技术解决了压力机制坯时砖坯的反弹的问题，最大限度消除了粉煤灰松散特性对粉煤灰掺入量的限制，提高了粉煤灰掺入量，具有显著的经济和社会效益；其生产用模具使脱水排气处理技术成为可能，结构简单，使用方便。

Description

高掺量粉煤灰烧结砖生产用模具及其生产方法

技术领域

本发明涉及粉煤灰烧结砖生产用模具及其生产方法，属建筑用烧结砖技术领域。

背景技术

粉煤灰是火力发电、冶金及大型锅炉等生产运行中排放的燃烧废弃物，近年来随着电力冶金等工业的发展，粉煤灰排放量急剧增长，如不加以利用将占用大量储灰场地，并极易污染环境。用粉煤灰为主要原料取代粘土制作烧结砖，可节约大量耕地和能源，有利于保护环境。粉煤灰是一种细小颗粒状物质，许多颗粒为空心球体，球体中和球体之间充满空气，具有松散和不易胶结的特性。此种特性不利于粘结成型，特别是在使用压力机制坯时，球体间的空气使挤压出的砖坯具有很大的反弹性，使原本经挤压变得结实的砖坯在挤压力去除后、因空气的膨胀而又重新成为松软状，松软状的砖坯无法用手或机械搬运、码垛、叉放，同时还易使砖坯端面产生断层、降低砖坯强度。长期以来，受粉煤灰松散和不易胶结特性的制约，粉煤灰的掺量必须控制在一定的范围内，同时组分中还必须加入一定量的粘结剂及骨料，否则无法生产。

中国发明专利CN1121902A号公开了一种高掺量粉煤灰烧结砖及其制法，其组分中粉煤灰为80～97％、钙质膨润土为3～20％，此种高掺量粉煤灰烧结砖对粉煤灰和膨润土的化学成份有特殊要求，即其中的三氧化二铝≤30％，同时必须使用熟化的混合料，并采用半干压法成型砖坯，这在一定程度上限制了粉煤灰的利用，同时，作为粘结剂的钙质膨润土塑性指数IP≤30，在粉煤灰高掺量条件下，生产力低，制成的烧结砖强度也较低，故该技术不具有技术上的先进性。

中国发明专利CN1083406C号公开的高强度粉煤灰自燃烧结砖及其制造方法中，组分为粉煤灰：60～90％、钠基膨润土：5～20％，骨料：5～20％，生产方法包括原料制备、混料、困料、制坯、干燥、烧成、出窑。组分中虽不含粘土，但需加入骨料，通过骨料在粉煤灰中的骨架作用抑制坯料的反弹并增强粘结。此举只能在一定程度上解决反弹问题，且粉煤灰的掺入量不能过高，此外，生产方法中需进行两次困料，时间长达20多小时，故还存有生产周期长的缺陷。

长期以来，人们在解决粉煤灰松散特性制约性问题时将着眼点放在了两个方面，一是在粘结剂和骨料上下功夫，不厌其烦地试验各种粘结剂、骨料的性能，筛选配比组合；另一则是在压力机上作文章，或是盲目改进压力机，或是耗费巨资引进国外压力机，试图通过提高压力机压力的提高增强砖坯压实度，解决砖坯的反弹问题。两方面的努力均没有取得所期的效果，特别是后者，无论多高的压力，均无法消除坯料的反弹问题。实践证实，欲彻底解决粉煤灰松散无胶接特性对其掺入量的制约，实现最大限度地利用粉煤灰，就必须以粉煤灰特性为着眼点，开辟新的思路，重新确定研究突破方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高掺量的粉煤灰烧结砖生产用模具及其生产方法，使用该生产方法和生产用模具应能解决粉煤灰因松散无胶结特性而不利于制砖的问题，从而消除对粉煤灰掺入量的限制。

本发明所要解决的问题是以如下技术方案实现的：

一种高掺量粉煤灰烧结砖生产用模具，构成包括上模板1、下模板2和中间型模3，中间型模为筒状，筒壁上布有排气液孔3-1，上模板与中间型模截面形状吻合。

上述高掺量粉煤灰烧结砖生产用模具，所述排气液孔3-1沿中间型模筒壁纵横排布，其中，纵向排布间距由下至上逐渐增大，中间型模底部带有排水槽3-2。

一种高掺量粉煤灰烧结砖生产方法，包括原料制备、混料、制坯、干燥、烧结工序，其独特之处在于：

A.高掺量粉煤灰烧结砖的原料制备按如下配比：粉煤灰：85～97％、膨润土：3～15％；

B.在所述混料工序后增加脱水排气处理工序，具体为，将混合料入上述的生产用模具进行挤压，排出空气和多余水分，脱水排气处理前混合料中17％≤水分≤25％，脱水排气处理后混合料中水分≤15％。

上述高掺量粉煤灰烧结砖生产方法，所述混料为碾压混料，将按配比制备的原料入碾压机进行碾压混合。

为利于水分渗透排放，上述高掺量粉煤灰烧结砖生产方法，在实施所述脱水排气可处理时，在所述生产用模具上施加振动源，振动源施加在生产用模具的下模板或中间型模上。

上述高掺量粉煤灰烧结砖生产方法，所述原料制备工序中，膨润土采用湿法制备，将膨润土加水浸泡40～90分钟后按配比加入粉煤灰中。

本发明具有如下特点：

1.本发明组分中仅包含粉煤灰和膨润土，粉煤灰掺量高达85～97％，无需添加骨料，对粉煤灰和膨润土的化学成份无特殊要求限制，不采用生产力低、成本高的半干成型压制工艺，相对现有技术具有质的区别和突破；

2.本发明大胆突破传统限制，采用反向思维，利用水的比重大于空气、水的穿透力强及不可压缩之特性，先提高挤压前混合料中水分，使较高含量的水分在挤压力作用下占据粉煤灰球形颗粒之间的间隙，将间隙中空气挤压出去，然后再排出多余水分。该脱水排气处理技术着眼于粉煤灰松散自性，开辟了一条解决砖坯反弹问题的新途径。经脱水排气处理后，混合料中空气含量几乎为零或很少，水分≤15％，将此种混合料人压力机挤压制坯，很容易将砖坯压实，砖坯出模后不反弹，砖坯结实性好强度高，不影响搬运、码垛及叉放，砖坯断面无反弹产生的分层，烧结后成品强度高，最大限度地消除了粉煤灰松散特性对粉煤灰掺入量的限制；

3.现有生产方法中，膨润土一直是以粉状参与配比，膨润土具有遇水膨胀、遇风收缩的特性，需采用特殊的雷蒙磨反复翻晒磨制。粉状膨润土的价格是原始采掘膨润土价格的4～5倍。粉煤灰烧结砖中，粉煤灰为废弃物，主要配料膨润土的价格直接左右原料成本。本发明所提供的湿法制备膨润土技术，不要求膨润土以粉状参与，而是可以直接使用挖掘出的原始膨润土，摒弃了多年来磨制膨润土粉的麻烦，并大大降低了膨润土原料的价格，仅此一项，就可大大降低原料成本，使生产粉煤灰烧结砖的经济效益得到大幅度的提高；此外，采用湿法制备膨润土还方便了混合料中水分的加入及控制；

4.本发明在常规混料中引入了碾压处理技术，球形颗粒状的粉煤灰在碾压过程中松散性减弱，颗粒内和颗粒之间的空气可在一定程度上被碾压出来，同时，粉煤灰之间、粉煤灰和膨润土之间的结合紧密性得到增强，碾压后的混合料密实度高，在不使用粘土的情况下依靠膨润土也能粘结成形；

5.本发明在生产用模具的中间型模上设置排气液孔，解决了实施脱水排气处理技术时挤压模的排水、排气问题，使脱水排气处理技术成为可能；提供的生产用模具结构简单，使用方便，制作成本低；

经检测，本发明高掺量粉煤灰烧结砖试制产品的强度、抗风化性能、沸煮吸水率、饱和系数、石灰爆裂、乏霜等主要性能指标都等同或高于现有的粉煤灰烧结砖产品，符合国家标准。

附图说明

图1是本发明中生产用模具结构示意图；

图2是图1中A-A剖视图。

具体实施方式

参阅图1、2，图示中，生产用模具包括上、下模板1、2和中间型模3，中间型模为方筒状，上模板为对应为矩形，二者的横截面形状、大小相吻合，上模板在压力机挤压力(图示箭头所示)作用下可伸入至中间型模内，挤压力大小视脱水排水处理量及挤压机的功率等而定。因排水量与压力和压缩量成正比，中间型模下部的排水量较大，故中间型模筒壁上排气液孔3-1的纵向间距由下至上逐渐增大，排气液孔呈下部多、上部相对少的分布状态，排气液孔的孔径、数量、纵横间距等视模具大小等而定，中间型模底部周边带有排水槽3-2，排水槽可由方筒底部周边延伸形成，排出的水分积存在排水槽中，由排水槽一侧的出口3-3引出。图2投影图中省略了下模板。

实施例1

高掺量粉煤灰烧结砖组分含量为：粉煤灰-91％；膨润土-9％；粉煤灰含钙量以小于8％为宜。

先将膨润土加水浸泡40～90分钟，使其成为湿润状，然后将湿润状膨润土和粉煤灰按组分配比，配比后的混合料中17％≤水分≤25％。膨润土的含水饱和度为1∶0.8，粉煤灰含水量少时，可增大膨润土浸泡时加水量，反之可减少；将此混合料入轮碾机进行碾压混合，碾压时间、压力视碾压量及碾压机功率等而定，碾压混合之后，将碾压后的混合料入图1、2所示的生产用模具进行脱水排气处理，生产用模具的大小视生产量及压力机功率等而定，脱水排气挤压时可在生产用模具的下模板或中间型模上施加振动源，振幅：45～50HZ、2500～3000次/分钟，激振：6～22KN、振动挤压时间视挤压量和挤压机功率等而定，施加振动后有利于水分的快速渗透及排放，可缩短脱水排气处理时间进而提高生产效率。经脱水排气处理后的混合料入压力机挤压制坯，后面的干燥、烧结工序同现有技术，不再赘述。

实施例2

高掺量粉煤灰烧结砖组分含量为：粉煤灰-97％、膨润土-3％；粉煤灰含钙量宜大于8％；

生产方法同上。

Claims (6)

1.一种高掺量粉煤灰烧结砖生产用模具，其特征在于，构成包括上模板[1]、下模板[2]和中间型模[3]，中间型模为筒状，筒壁上布有排气液孔[3-1]，上模板与中间型模截面形状吻合。

2.根据权利要求1所述的高掺量粉煤灰烧结砖生产用模具，其特征在于，所述排气液孔[3-1]沿中间型模筒壁纵横排布，其中，纵向排布间距由下至上逐渐增大，中间型模底部带有排水槽[3-2]。

3.一种高掺量粉煤灰烧结砖生产方法，包括原料制备、混料、制坯、干燥、烧结，其特征在于：

A.高掺量粉煤灰烧结砖的原料制备按如下配比：粉煤灰：85～97％、膨润土：3～15％；

B.在所述混料工序后增加脱水排气处理工序，具体为，将混合料入权利要求1或2所述之模具进行挤压，排出空气和多余水分，脱水排气处理前混合料中17％≤水分≤25％，脱水排气处理后混合料中水分≤15％。

4.根据权利要求3所述的高掺量粉煤灰烧结砖生产方法，其特征在于，所述混料为碾压混料，将按配比制备的原料入碾压机进行碾压混合。

5.根据权利要求4所述的高掺量粉煤灰烧结砖生产方法，其特征在于，在所述脱水排气处理时在所述模具上施加振动源，振动源施加在模具的下模板或中间型模上。

6.根据权利要求3、4或5所述的高掺量粉煤灰烧结砖生产方法，其特征在于，所述原料制备工序中，膨润土采用湿法制备，将膨润土加水浸泡40～90分钟后按配比加入粉煤灰中。

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